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超400公里/小时!空客Racer新型复合直升机中央机身开始组装,预计2022年首飞

通航圈 通航圈 2021-05-30
近日,空客公司透露其下一代新型复合直升机RacerRapid And Cost-Efficient Rotorcraft, 又译作“高速低成本旋翼飞行器”)中央机身已开始组装,预计将于年内总装、2022年进行首次试飞。空客公司介绍,该型直升机巡航速度将超过400公里/小时,而一般传统直升机最高时速约是260km/小时,此外该机型的燃油消耗和噪音也将大幅降低——尤其是在巡航时两台赛峰Aneto-1X发动机的“节能模式”配置,预计可节省多达15%的燃油消耗。 

传统直升机受自身构型的影响,飞行速度、航程等受到较大限制。300千米/时,几乎是传统直升机的速度极限因此多年以来,欧美一直寻求直升机速度的突破,研发高速型旋翼飞行器,倾转旋翼机复合直升机就是其中的两个方向。倾转旋翼机大家应该都比较熟悉,比如美国贝尔直升机公司和洛克希德马丁公司在V-22“鱼鹰”的基础上研制的第三代倾斜旋翼机V-280,该机型在试验中一度达到519千米/时的前飞速度。但是倾转旋翼机的旋翼负载过大,机身较小,注定了运输效率较差,这也是限制了这种机型发展的最大问题。此外这个构型下洗气流太强,降落时会将地面上的杂物吹起,导致发动机吸入杂物引起严重故障,影响飞机安全;同样强大的下洗气流吹到旁边的建筑物或设施造成反弹,其起飞降落对场地的开阔性要求很高——这也意味着机动性的丧失。


而另一条路就是复合直升机。复合直升机的鼻祖是洛克希德在上世纪60年代研制的AH-56“夏延”武装直升机,不过这款直升机的研发不利以及坠机事故也间接导致了研发企业对复合直升机方向的犹豫。但是,复合直升机还是有一些比较不错的代表机型,例如美国西科斯基公司曾在其X2高速直升机基础上研发高速直升机S-97,测试飞行速度达到过480千米/时;而空客欧洲直升机公司研制的欧直X3在测试飞行中也达到过472千米/时。空客RACER项目就充分借鉴了空客直升机“X3复合式直升机单旋翼带双螺旋桨的布局

美国西科斯基S97复合直升机


欧洲直升机X3复合直升机

据资料介绍,空客X3本质上是一种“正统复合式直升机”,它摈弃了传统单旋翼直升机必须要有的尾桨,加装了辅助推力螺旋桨和辅助机翼,该机的辅助螺旋桨安装在辅助机翼的两端桨尖,既能够提供高速飞行时候的拉力,同时也能够通过桨距差动来产生偏航力矩,从而实现本该由尾桨来完成的航向操纵;辅助机翼的存在能在高速飞行的时候提供全机所需的大部分升力,从而降低旋翼产生升力的需求,使得主旋翼可以实现拉力卸载,从而能够降低主旋翼的转速,从而拓宽由于主旋翼高速旋转而带来的前飞极限速度理论限制。而在X-3的基础上,空客RACER进行了一系列创新

High efficient lateral rotor:后装的高效推进桨,性能好且安全。

Double wing concept:双翼概念设计,可以带来更优的气动性能、更高的系统刚度以及重量的降低和乘客的安全性。

Fully faired main rotor head:全流线型主旋翼头,大大减小了阻力以及产生的尾流,从而减小了其对旋翼性能的影响。

Outstanding acceleration deceleration:螺旋桨分布式驱动,配备了高效的减速器。

Simple and robust architecture:简洁却又可靠的结构设计。

Optimised cabin:出色的机舱设计,使得操纵效率大大提升。

Low-drag fuselage:低阻机身设计,使其能够游刃有余于种种速度优先的任务中;

Asymmetric tail boom:非对称尾梁设计,对于悬停性能有着较大提升。


这些改动是为了尽量保持高速的情况,努力做到更加清洁,降低油耗和噪音,以满足欧盟“洁净天空2”计划的要求。

值得一提的是,此前日本川崎公司曾推出一款无人机版的复合直升机K-Racer,虽然都有一个“Racer”,但区别还是很大的,不过也可以看出日本设计者对空客Racer的前身X3直升机的致敬(参考)

据空客介绍,正在进行的第一个阶段的组装是在公司的德国工厂中进行的,将涉及几个主要部件的安装,例如座舱罩,燃油系统,整流罩等。然后今年晚些时候Racer验证机将被转移到公司的法国工厂,进行最后的组装并随后在2022年启动飞行战役。

在过去的数年中,由于种种原因,倾转旋翼机的发展速度一度超过了复合直升机,但是未来会怎样还不好判断,伴随电动航空和城市空中交通的火热,许多新型飞行器也不断涌现,或许有一天今天看来是很科幻的机型未来也有可能实现。
部分图文及视频来源:AIRBUS公司官网、旋翼飞行器、Mr.Knowall及网络;通航圈综合编辑
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