|
空客是不造赛车的,这里的赛车是RACER,Rapid and Cost-Efficient Rotorcraft。不知道什么时候开始,欧洲也染上了美式缩写的毛病,凑也要凑出一个很性感的缩写。5 \# p% @% A# S% _
% m* m+ F9 n3 o3 c直升机纵有千般优点,但速度较慢。这还是本质局限。9 \, y" u/ x% v
' p: Q/ ?2 }) d
+ m7 T, G! C& M3 A8 K" ^0 S
8 B* ~; Z A# ^9 y3 w
直升机的奥妙和局限全在旋翼上。在旋翼的转动中,前行侧桨叶线速度与前进速度叠加,实际相对速度大于前进速度或桨叶线速度。在后行侧则相反,相对速度是桨叶速度减去前行速度。在极限时,前行侧叶尖速度与前行速度的叠加可以达到音速,引起激波。这不仅极大增加阻力,还可能造成结构损坏。后行侧则相反,在极限情况下,叶尖速度与前行速度之差可以低于翼型的失速速度,桨叶失去产生升力的能力。实际上,叶尖发生失速时,内段早就失速了。也就是说,在极端情况下,这将导致升力不平衡,直升机立刻倾翻,可能失事。实际上,桨叶内段失速时逐渐向叶尖扩散的,飞行员应该早就感到升力不平衡的开始了,还盲目加速的话,这是自寻死路了。
, a$ Y5 `; p* V8 N6 F% ]
8 O0 a, y. q( @7 f7 |, p! G“前行叶尖超音速”一般发生在“后行桨叶失速”之后,所以后者成为直升机前行速度的极限,导致常规直升机的速度很难超过400公里/小时,实际上在250-300公里/小时级就到头了。比如,AH-64“阿帕奇”的最高速度为261公里/小时。
& ]1 V! x- ^/ H" C
! Y9 I4 V% K( F6 j6 G4 u9 Z为了提高直升机的速度,人们想了很多办法,倾转旋翼(包括连发动机短舱一起倾转,如贝尔V-22;或者只倾转旋翼,发动机固定,如贝尔V-280)是流行的思路,在平飞状态下,旋翼成为螺旋桨,彻底消除“后行桨叶失速”问题。另一个流行思路是复合旋翼,在平飞中用机翼产生大部分升力,用推力发动机产生推力,旋翼减速甚至怠速旋转。
" p1 f/ }: M: a0 e" U3 z. ^2 F! J) k( z- \( N
倾转旋翼有很多优点,但最大的缺点就是:这是能垂直起落的固定翼飞机,并不适合做直升机特殊机动,如悬停、侧飞、倒退等。倾转旋翼不是不能做这些机动,只是做得吃力,有很多限制。比如说,在悬停中,“挑扁担”式的升力在前后左右都必须精确平衡,一有风吹草动,就容易失衡。旋翼也需要在升力所需要的大直径、低转速、柔性桨叶和推力所需要的小直径、高转速、刚性桨叶之间折中,最后实际上两头不讨好。在垂直起落和悬停时,旋翼转速太高,下洗气流太集中、太强烈,很容易进入涡流环状态。平飞时又阻力太大,速度真的快了还有桨叶颤振问题。1 A4 A2 l4 A7 x3 J c
" I. i9 i' u1 {1 v倾转旋翼还有占地很大的问题。旋翼在两侧翼尖位置,旋翼桨盘还要继续向外延伸。美国陆军下一代武侦直计划(FARA)里,明确排除了倾转旋翼,就是因为不可能满足在狭窄街巷里使用的要求。
d$ h+ y }; l0 t% T2 O5 O1 J
5 ^/ f: W l1 h- [; a( x% M复合旋翼的优点是保留了传统直升机的特殊机动能力,占地也比较小,但最大速度不如倾转旋翼。这依然是速度大大提高的直升机。! V5 E) l& J0 o, C
# Q% r3 }9 f$ O T' i; j空客RACER正是复合直升机,但还是蛮有特色的复合直升机。
. j: g4 F( D# v3 \
, v3 j d% d+ ~; C: i: `8 `$ F; [在外观上,最大特征就是两侧的推进螺旋桨。实际上,另一个不大容易看出来的特色是非对称尾撑,截面形状有点像机翼,在旋翼下洗气流作用下,产生横向的“升力”,用作反扭力。旋翼出力越大,反扭力越大。尾撑反扭力不够,两侧推进螺旋桨还可差动转动,提供不对称推进力,这是额外的反扭力,用于补足尾撑反扭力不足的部分。3 R- @4 W& |3 l9 ?( |2 Y" Y
) X; }' q, c, a- a1 i: I7 t# ? ^
3 J: ?* V: u6 x1 o5 p7 b
- n; C* p, Q% N4 g1 q* {
6 y4 M) b) k2 q; [
' r$ } G+ _ Y5 R+ w* o$ z0 M
' z4 ]: s" W7 i" e6 l g/ ]
9 u+ ` n5 \/ S0 Q" a: H- T0 ^
: ]2 D9 C; z a( I. q6 P0 a; v- {
8 u9 M. W- c* {# A$ c' }! V: H" G" }
( o5 m" g2 H# j0 J8 S4 I9 a推进螺旋桨安装在搭接翼的翼尖,搭接翼不仅改善受力,本身也相当于双翼,在不高的速度下就能提供充足的升力。上翼还对机舱提供一点对螺旋桨噪声的瓶壁。5 }+ Z0 p6 U' c* ?( z( V
$ m$ t# O3 j1 `5 Z
RACER的前身是X3。2 U: z' ?, F, M' V1 S: M
O; R6 G; T" M @, F
2 ?. i3 E) F( R# L( n1 a; J
% T% `! ]: @2 T" v) S
X3与RACER相比,X3采用拉进螺旋桨,RACER采用推进螺旋桨;X3采用下反翼,RACER采用搭接翼。其他很相像。. [7 V1 M# x( q( L
: _ y! C9 y3 a- m/ D1 u: c6 L! p
RACER技术成熟度很高,进展很快,下线才7个星期已经超过400公里/小时了。空客计划用于医疗急送、搜索救援等速度要求较高的场景,军用当然也是可能的。 I& R! T6 V) _* O/ J c, a
$ l' n' \! Z+ z( J3 |) `& `推进螺旋桨的效率略高于拉进螺旋桨,远离机舱门不仅噪声较小,也对搜救作业比较安全。" U8 U* J- t6 Y3 r/ H
% d; j2 o% C* _: v! ~8 dRACER是有意思的设计思路,值得追踪。 |
评分
-
查看全部评分
|