有机翼的高速直升机
一架奇怪的直升机一直在法国南部进行试飞。它由法国空中客车直升机公司制造,看起来有点像一架普通直升机和一架飞机合并成一架飞机。它被称为 Racer,它的目标是比普通直升机走得更快。
Racer 于 4 月 25 日首次升空,此后进行了多次试飞。据空中客车直升机公司研究创新总监托马斯·克里辛斯基(Tomasz Krysinski)介绍,在 6 月 3 日持续两个小时的第五次飞行中,Racer 的速度达到了 190 节(219 英里/小时)。这很快——直升机的巡航速度通常在 150 节(173 英里/小时)的范围内。目标是让 Racer 最终以 220 节(253 英里/小时)的速度巡航。
克里辛斯基说:“人类总是想更快地做事。”他指出,这种飞行器也有实际应用:空中客车直升机公司认为这种设计既有民用用途,也有军用用途,包括对医疗紧急情况做出快速而巧妙的反应。
直升机与飞机相遇
与大多数直升机不同,Racer没有传统的尾桨,但配备了两个与机翼相连的螺旋桨。克里辛斯基说,每个螺旋桨的直径都超过8英尺。Racer 最引人注目的特点是它有机翼,机翼上有大螺旋桨,每侧一个。强大的螺旋桨安置在双翼飞机式机翼的尖端,有助于空中客车解决常规直升机工作方式中存在的速度限制因素。对于大多数直升机来说,当它们试图快速飞行时,顶部旋翼叶片会快速旋转,遇到显著的阻力,以及另一个称为后退叶片失速的空气动力学问题。
非营利组织垂直飞行协会的战略总监迈克·赫尔斯伯格(Mike Hirschberg)表示,传统直升机速度的“一般障碍”约为 200 节(230 英里/小时),直升机制造商多年来一直试图突破这一创新设计。例如,西科斯基公司创建了一个模型,使用两个顶部转子叶片堆叠在一起,每个叶片朝着不同的方向旋转。空中客车的方法,机翼和螺旋桨的组合,似乎更简单一些。当空中客车直升机向前飞行时,它的机翼给飞机升力,就像飞机上的机翼一样,螺旋桨推动飞机向前。这意味着顶部旋翼的功要小一些。“在 220 节的速度下,一半的升力来自旋翼,一半来自机翼,”赫尔斯伯格说。由于旋翼做功较少,它可以旋转得更慢,避免了直升机在高速飞行时遇到的一些空气动力学问题。
机翼上的螺旋桨提供了第二个好处,除了推动直升机向前以帮助其达到高速外:当直升机悬停时,螺旋桨会提供帮助。传统直升机后部的尾桨提供了所谓的抗扭矩系统:如果没有尾桨,直升机会随着主旋翼的运动而绕圈子旋转。
但 Racer 没有传统的尾桨。空中客车公司决定,可以通过使用螺旋桨来完成反扭矩工作,从而简化程序。每个螺旋桨都可以向前或向后传递推力,从而减轻旋转的顶部大转子的力。
Racer 在其铝和碳纤维套筒上还有另一个技巧。当它以180至190节的特定速度向前巡航时,飞行员可以关闭其中一个发动机,从而节省燃料。“我们称之为生态模式,” 克里辛斯基说。飞行员可以根据需要再次启动发动机。
对速度的需求
有翼的Racer当然不是第一架设计得更快的直升机。垂直飞行协会的赫尔斯伯格说,大约 70 年来,飞机制造商一直试图制造“一种更好的直升机——可以垂直起飞和降落,但速度比传统直升机快。”其中一次尝试是一架军用飞机,AH-56 Cheyenne(夏安),这是一架可以追溯到 20 世纪 60 年代末的直升机,外观奇怪地细长,机翼和螺旋桨(以及尾桨)都在后面。它于 1969 年坠毁,试飞员死亡。1972 年,夏安项目被取消。
最近,总部位于康涅狄格州的西科斯基公司生产的一款外观时尚的 X2 在 2010 年达到了令人印象深刻的 250 节。这架飞机现在是国家航空航天博物馆的一部分,它使用了两个反向旋转的顶部旋翼和一个后螺旋桨来克服传统直升机面临的速度限制。
现代军事比赛也推动了直升机的设计向前发展,生产出了与标准旋飞鸟不同的先进飞行器。2020 年,一项名为“未来攻击侦察机”的美国陆军竞赛升温,当时陆军将参赛者仅限于总部位于得克萨斯州沃斯堡的贝尔德事隆公司和国防巨头洛克希德·马丁公司旗下的西科斯基公司。贝尔提供的是 360 Invictus,它有短机翼来帮助它提升。西科斯基的被称为突袭者 X,看起来有点像它的 X2 飞机。但陆军在 2 月份取消了这场比赛,部分原因是从乌克兰战争中吸取了关于未来航空需求的教训。
西科斯基公司和波音公司联手参加了一场不同的陆军竞赛,以制造一架比突袭者 X 更大的直升机,但在 2022 年,该团队输给了贝尔公司提供的一款名为 V- 280 Valor 的“倾转旋翼机”——另一种飞机-直升机混合动力——陆军计划将其用于使用黑鹰直升机执行的后勤任务,例如将部队或设备从一个地方运送到另一个地方。尽管在国内遇到了这些挫折,西科斯基未来垂直升降机国际部主任路易吉·皮安塔多西表示,其 X2 技术吸引了“巨大的国际兴趣”。
美国军用直升机的发展不得不忍受国防部政策变化的动荡,但在欧洲,Racer 继续前进。事实上,Racer一半的资金来自一个名为“清洁天空2号”的欧洲项目,该项目以环境为重点。也许有一天,这种独特的旋飞鸟,有着机翼和螺旋桨,将被证明是一种比普通直升机更快巡航的飞行机器,为军方或民用客户执行时间敏感任务提供了一种方式。
原文见《 odd-looking helicopter was designed for speed 》
杨超凡
本文经编者同意发布








































