文/溫杰

速度為王
——空客直升機(jī)公司首次展示“競(jìng)速者”概念

文/溫杰

6月20日，空客直升機(jī)公司在第52屆巴黎航展舉行的新聞發(fā)布會(huì)上，首次公開(kāi)展示了一種高速?gòu)?fù)合直升機(jī)的縮比模型，正式命名為“競(jìng)速者”（Racer）。而實(shí)際上，Racer是“快速與成本效益直升機(jī)”項(xiàng)目的英文縮寫(xiě)。在新聞發(fā)布會(huì)上，空客直升機(jī)公司首席執(zhí)行官紀(jì)堯姆·福里表示，這個(gè)新項(xiàng)目旨在驗(yàn)證飛行速度、成本效益、可持續(xù)性和任務(wù)性能之間的最佳平衡，將為2030年以后投入使用鋪平道路，并為發(fā)展高速直升機(jī)運(yùn)輸系統(tǒng)設(shè)定新的基準(zhǔn)。

“競(jìng)速者”項(xiàng)目是在“清潔天空”2研究計(jì)劃的框架下設(shè)計(jì)和研制的。針對(duì)當(dāng)前廣泛使用的常規(guī)直升機(jī)，空客直升機(jī)公司希望“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)的飛行速度增加50%，每千米航程的使用成本降低25%，具有更低的噪聲。為此，空客直升機(jī)公司設(shè)計(jì)了一種復(fù)合直升機(jī)構(gòu)型，旨在實(shí)現(xiàn)400千米/時(shí)的巡航速度，航程達(dá)到740千米，同時(shí)綜合考慮了成本效益、可持續(xù)性和任務(wù)性能之間的平衡。

“競(jìng)速者”方案在很大程度上得益于空客直升機(jī)公司在自行投資研制X3高速驗(yàn)證機(jī)項(xiàng)目上所積累的經(jīng)驗(yàn)。此前，該公司通過(guò)X3驗(yàn)證機(jī)的飛行測(cè)試，成功地驗(yàn)證了傳統(tǒng)的主旋翼與創(chuàng)新的縱向推進(jìn)/拉進(jìn)螺旋槳組合而成的復(fù)合式直升機(jī)構(gòu)型。在此基礎(chǔ)上，空客直升機(jī)公司希望將這種概念進(jìn)一步推進(jìn)到更接近實(shí)際使用的設(shè)計(jì)階段，并驗(yàn)證其適用于更加廣泛的任務(wù)，如增加速度和提高效率將為乘客和運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)附加價(jià)值。

本屆巴黎航展上，空客直升機(jī)公司首次展出了“競(jìng)速者”縮比模型，其頗具前衛(wèi)感的氣動(dòng)外形，堪稱21世紀(jì)的工業(yè)藝術(shù)品。這種方案具有類似于X3驗(yàn)證機(jī)的總體構(gòu)型，但創(chuàng)新地采用了一種非常規(guī)的盒翼，不僅優(yōu)化了新一代高速直升機(jī)的空氣動(dòng)力性能，而且顯著提高了效率，并可以確保運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的乘客安全。

從縮比模型來(lái)看，“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)基本承襲了X3驗(yàn)證機(jī)的總體構(gòu)型，但完全采用了全新設(shè)計(jì)，在尺寸上與正在研制的新型H160中型雙發(fā)直升機(jī)基本相似。更為重要的是，這種驗(yàn)證機(jī)在氣動(dòng)設(shè)計(jì)方面應(yīng)用了多項(xiàng)突破性技術(shù)，將顯著提升總體性能。

“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)采用了創(chuàng)新的盒式機(jī)翼概念，簡(jiǎn)稱盒翼，又稱聯(lián)翼。盒翼不僅提高了氣動(dòng)效率，在巡航狀態(tài)下提供升力，而且具備更高的強(qiáng)度，減輕了重量，同時(shí)可以更好地容納起落架。上段機(jī)翼與下段機(jī)翼的結(jié)合處設(shè)計(jì)有變速箱，將RTM322渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)的功率傳輸給兩側(cè)的推進(jìn)式螺旋槳。

“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)的另一個(gè)重要?jiǎng)?chuàng)新之處是在雙發(fā)動(dòng)力系統(tǒng)中應(yīng)用了“生態(tài)模式”（eco mode）概念，即飛行員可以在巡航飛行期間讓一臺(tái)RTM322發(fā)動(dòng)機(jī)暫時(shí)處于空轉(zhuǎn)的“睡眠”狀態(tài)，從而節(jié)省大約15%的燃油，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的航程。

作為一種復(fù)合式直升機(jī)，“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)可以依靠推進(jìn)式螺旋槳提供向前平飛的推力，因此主旋翼可以一直保持在“平坦”狀態(tài)，所需的功率顯著減少?？湛椭鄙龣C(jī)公司稱，即使只有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行，“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)可以輕松地在333～351千米/時(shí)的速度下巡航飛行

在本屆巴黎航展上，賽峰直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)公司表示，配裝在“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)上的RTM322發(fā)動(dòng)機(jī)需要進(jìn)行一些適應(yīng)性改裝，將配備一種全新的電子式“停機(jī)與起動(dòng)”（Stop and Start）系統(tǒng)。輔助智能電動(dòng)機(jī)將在加速、著陸或懸停等狀態(tài)下快速地“喚醒”另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，提供額外的功率。

空客直升機(jī)公司通過(guò)客戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)商不愿意為提高速度支付更高的價(jià)格，而其中許多用戶更加重視噪聲抑制和降低運(yùn)營(yíng)成本。為此，紀(jì)堯姆·福里在“競(jìng)速者”新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)：“70年前，美國(guó)試飛員查克·耶格爾駕機(jī)打破了聲障?，F(xiàn)在，我們正在試圖打破成本壁壘（的障礙）?！?jìng)速者’不會(huì)為增加速度而不計(jì)代價(jià)?！?/p>

按照計(jì)劃，空客直升機(jī)公司將在今年內(nèi)對(duì)“競(jìng)速者”直升機(jī)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)評(píng)估，并將于2018年進(jìn)行關(guān)鍵設(shè)計(jì)評(píng)估。如果一切順利，該機(jī)將在2019年開(kāi)始總裝，預(yù)計(jì)將于2020年完成首飛?？湛椭鄙龣C(jī)公司表示，“競(jìng)速者”驗(yàn)證機(jī)有望為2030年后生產(chǎn)一種全新高速直升機(jī)奠定基礎(chǔ)。

“競(jìng)速者”縮比模型首次在巴黎航展上亮相

編輯：石堅(jiān)