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[武器展望] 空客的新赛车

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 楼主| 发表于 2025-3-17 06:27:16 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。
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直升机纵有千般优点,但速度较慢。这还是本质局限。
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; h  d+ N! h7 r0 _9 T) v$ y7 P) ?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。
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4 E- z) }/ O' `0 e* ], k- r“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。9 X9 O+ n# ]5 k6 k; r
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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。
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9 D% u5 h9 S5 D% a) f3 S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。
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2 c1 o# u; N- r* Q7 d( y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。
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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。) i5 X! ]7 _( O0 F  Z
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空客RACER正是复合直升机,但还是蛮有特色的复合直升机。  C- c: N" V5 W: ~# O% J7 _% M0 t
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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。+ ^1 ]6 T! C1 {0 V; g, \- A7 s) ^

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; X/ ~+ C/ c' s8 i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。
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: E% A7 E6 P! z; DRACER的前身是X3。7 D+ B3 G  n# \, ~  |

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0 V+ m* k7 a7 j0 Q, w8 S9 y$ WX3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。
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4 y# r  S$ K% a0 wRACER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。  n. t4 |; f1 u3 e2 M! ?7 Z

+ F7 z& z2 O" r& ?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。
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RACER是有意思的设计思路,值得追踪。

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    2025-8-7 11:56
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    [LV.10]大乘

    沙发
    发表于 2025-3-17 11:56:41 | 只看该作者
    如果旋翼不转的话,这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛
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    该用户从未签到

    板凳
     楼主| 发表于 2025-3-17 12:43:49 | 只看该作者
    大黑蚊子 发表于 2025-3-16 21:56
    5 g4 c) b7 k$ F0 ?3 p% ^: L如果旋翼不转的话,这不就是个大号的“空中三蹦子”嘛

    9 i6 q* t  T- u, E0 b3 K2 K还是转动的,只是减速而已。
    8 I) G2 `% A/ J2 H9 `$ J, b( o  x: M9 K5 J! p
    空中三蹦子也转,只是风车状态,而不是动力旋转。
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