Обычные вертолеты имеют встроенное ограничение скорости, налагаемое физическими ограничениями подъемных систем верхнего винта. Этот увлекательный проект Airbus нашел способ преодолеть это ограничение скорости, и он уже сделал это в ходе летных испытаний.
Ограничитель скорости, о котором идет речь, называется срывом отступающего лезвия. Вы можете думать о лопастях верхнего несущего винта вертолета как о крыльях – крыльях, способных изменять свой шаг для создания большей или меньшей подъемной силы при вращении вокруг вала несущего винта – концепция, прекрасно продемонстрированная гораздо более молодым вашим покорным слугой, использующим крикетную биту в спине. в нашем великолепном малобюджетном видео Как управлять вертолетом 2010 года.
Проблема вот в чем: если верхний винт вращается против часовой стрелки, лопасти с левой стороны вертолета движутся назад, а лопасти с правой стороны движутся вперед. Таким образом, они генерируют одинаковую подъемную силу по всему периметру при нулевой скорости полета, но как только вы начинаете двигаться относительно воздуха, лопасти с одной стороны движутся навстречу ветру, увеличивая поток воздуха над лопастями и создавая большую подъемную силу. в то время как лопасти на другой стороне движутся назад вместе с ветром, уменьшая поток воздуха и уменьшая подъемную силу.
Чем быстрее вы едете, тем более выраженной становится эта асимметрия, пока не достигнете точки, в которой вы больше не сможете выбраться из нее с помощью циклического управления, и если вы попытаетесь ехать еще быстрее, вертолет может впасть в разрушительную ситуацию. серию гармонических вибраций или перевернуться и упасть с неба, что не идеально.
Толкающие винты на законцовках каждого крыла закрывают рулевой винт и увеличивают тягу в крейсерском полетеAirbus
«Vne», или «Никогда не превышаемая скорость», или ограничение скорости в воздухе на обычных вертолетах, учитывает срыв отступающих лопастей как один из ключевых факторов. Например, типичный гражданский вертолет, такой как Robinson R44, ограничен скоростью всего 241 км/ч (150 миль в час), и даже самый быстрый не может двигаться дальше, чем 370 км/ч (230 миль в час). Официальный мировой рекорд Гиннесса по самой высокой скорости на вертолете, утвержденный DAI, с тех пор, как он был установлен в 1986 году на модифицированном Westland Lynx, составляет 400,87 км/ч (249,09 миль в час).
Неофициально довольно нетрадиционный Sikorsky X2 является самым быстрым вертолетом в истории. В 2010 году компания Sikorsky заявила, что этот высокоскоростной демонстратор достиг скорости 463 км/ч (287,69 миль в час) в горизонтальном полете и около 481,5 км/ч (299,2 миль в час) при мелком пикировании.
Имейте в виду, что X2 позволяет избежать срыва отступающих лопастей, размещая наступающую и отступающую лопасть по обеим сторонам самолета – он приводит в движение сложенную соосную пару верхних несущих винтов, вращающихся в противоположных направлениях, а также большой толкающий винт на назад, чтобы идти так быстро.
Гонщик — первый полет
Это подводит нас к Airbus Racer, который только что превзошел в испытательном полете заданную крейсерскую скорость горизонтального полета в 407 км/ч (253 мили в час), достигнув заявленной максимальной скорости 420 км/ч (261 миль в час).
В этом замечательном самолете используется всего один верхний несущий винт, но он все еще далек от того, что можно было бы назвать обычным. Гонщик не использует типичный рулевой винт; вместо этого пара относительно тонких коробчатых крыльев выдвигается вбок из верхней части кабины, затем загибается под нее и возвращается обратно, соединяясь с нижней частью кабины. На концах этих крыльев расположены два больших толкающих винта.
При зависании эти винты могут уравновешивать крутящий момент несущего винта так же, как это делает обычный рулевой винт. Но на скорости коробчатое крыло обеспечивает все большую подъемную силу, пока Racer не сможет замедлить свой верхний винт и фактически полагается в основном на подъемную силу крыла для крейсерского полета на высокой скорости, одновременно убирая шасси для уменьшения сопротивления.
Это довольно дико выглядящая машина – взгляните на нее:
Racer — внутри высокоскоростного демонстратора
Есть и другие преимущества, помимо простой скорости: Racer также получает значительные преимущества в эффективности, действуя как самолет. Вертолеты сжигают тонну топлива, постоянно поддерживая мощность двигателя, и в результате Racer экономит примерно 15-30% затрат на топливо за счет включения крылатого круиза, позволяющего переключать один из двигателей мощностью более 2500 лошадиных сил в режим ожидания.
Airbus утверждает, что шумовой профиль самолета также отлично замедляет работу этого большого несущего винта, поскольку именно отсюда исходит основная часть наземного шума вертолета.
Но скорость определенно является ключевым моментом, и Racer, вероятно, в рукаве есть еще кое-что, поскольку это испытание на самом деле было направлено на подтверждение того, что самолет способен достигать крейсерской скорости, а не на стремление установить рекорд.
21 июня Airbus утверждает, что на RacerAirbus он разогнался до впечатляющих 420 км/ч
Однако, как и Sikorsky X2, Airbus Racer на данном этапе является всего лишь демонстратором, проверяющим концепции, для проникновения которых на коммерческий рынок потребуется еще несколько лет. . Но, безусловно, многообещающе отметить, что он почти выполнил все свои задачи по полетному диапазону всего за семь испытательных полетов и около девяти часов в воздухе.
«Это достижение за такой короткий промежуток времени действительно является свидетельством тяжелая работа наших 40 партнеров в 13 европейских странах по внедрению всех этих инноваций в полет», — сказал Бруно Эвен, генеральный директор Airbus Helicopters. «Помимо своих характеристик, аэродинамическое поведение и устойчивость самолета являются многообещающими. Мы все с нетерпением ждем следующего этапа летных испытаний, особенно эко-режима, который позволит нам отключить один двигатель в полете вперед, тем самым снизив расход топлива и выбросы CO2».
