空客“競速者”和改進(jìn)自H130的飛行測試平臺(tái)有望為發(fā)展創(chuàng)新直升機(jī)技術(shù)鋪平道路。

 

       盡管研制進(jìn)度有所推遲，但空客公司正在著手裝配“競速者”（Racer）復(fù)合式直升機(jī)，預(yù)計(jì)在2022年實(shí)現(xiàn)首飛。而在單項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)和測試方面，空客改裝了一架H130直升機(jī)作為飛行測試平臺(tái)，以加速新技術(shù)的轉(zhuǎn)化腳步。

 

 

 

 

       近日，空客公司發(fā)言人表示，繼去年開始裝配大型部件后，位于法國梅里尼亞訥的生產(chǎn)廠將在未來幾周內(nèi)開始“競速者”（RACER）驗(yàn)證機(jī)的總裝工作。由此，遲遲未能露面的“競速者”驗(yàn)證機(jī)重新引發(fā)了外界期待。

 

       “競速者”源自歐盟委員會(huì)提出的H2020研究計(jì)劃，是在“潔凈天空2”（Clean Sky 2）計(jì)劃的框架下設(shè)計(jì)和研制的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，預(yù)期目標(biāo)是使二氧化碳和氮氧化物的排放量比目前的直升機(jī)降低20％，噪聲目標(biāo)降低20％。

 

 

 

       “競速者”方案在很大程度上得益于空客X3高速驗(yàn)證機(jī)所積累的經(jīng)驗(yàn)。此前，該公司通過X3驗(yàn)證機(jī)的飛行測試，成功地驗(yàn)證了傳統(tǒng)的主旋翼與創(chuàng)新的側(cè)向旋翼組合而成的復(fù)合式直升機(jī)構(gòu)型。

 

       與當(dāng)前廣泛使用的常規(guī)直升機(jī)相比，空客希望“競速者”驗(yàn)證機(jī)的巡航速度提高1倍，達(dá)到407千米/小時(shí)。在巡航速度下，該機(jī)大約有一半的升力來自固定翼，使最大航程達(dá)到740千米。

 

       “競速者”驗(yàn)證機(jī)采用了創(chuàng)新的盒式機(jī)翼概念，盒翼不僅提高了氣動(dòng)效率，在巡航狀態(tài)下提供升力，而且具備更高的剛度，減輕了重量，同時(shí)可以更好地容納起落架。

 

       除了新穎的構(gòu)型，“競速者”驗(yàn)證機(jī)還具有低成本電傳飛控的特點(diǎn)。這種電傳飛控系統(tǒng)將常規(guī)的機(jī)械聯(lián)動(dòng)與智能致動(dòng)器相結(jié)合，可以提供80％的電傳飛控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)性能，但只需額外增加20％的成本。

 

 

 

“競速者”模型在風(fēng)洞中接受測試。

 

       2018年2月，空客選擇了賽峰公司研制的Aneto-1X渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)作為“競速者”驗(yàn)證機(jī)的動(dòng)力裝置。在動(dòng)力系統(tǒng)方面，“競速者”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）概念，也稱為“節(jié)能模式”。在這種模式下，飛行員可以在巡       航飛行期間讓一臺(tái)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)更長的航程。在加速、著陸或應(yīng)急操作等必要情況下，借助賽峰的新型電動(dòng)機(jī)，備用發(fā)動(dòng)機(jī)可以快速自動(dòng)重新起動(dòng)并達(dá)到最大功率。

 

       當(dāng)然，這種“生態(tài)模式”的測試還不能在試飛初期就進(jìn)行，因?yàn)樵摍C(jī)采用的新技術(shù)比較多，對(duì)于動(dòng)力系統(tǒng)這樣的關(guān)鍵系統(tǒng)測試，盡量要在其他系統(tǒng)都已測試完畢后進(jìn)行。

 

       按計(jì)劃，空客在“競速者”驗(yàn)證機(jī)完成首飛后，將分兩個(gè)階段完成相關(guān)飛行測試。第一階段，驗(yàn)證機(jī)將開展長達(dá)一年的測試，重點(diǎn)是擴(kuò)展包線，評(píng)估關(guān)鍵性能參數(shù)，以及操縱品質(zhì)、穩(wěn)定性和氣動(dòng)性能，預(yù)計(jì)累積試飛時(shí)間達(dá)到200飛行小時(shí)。

 

       第二階段，“競速者”驗(yàn)證機(jī)將主要測試一些特定任務(wù)，包括搜索與救援（SAR）、緊急醫(yī)療服務(wù)（EMS）以及私人飛行和公司運(yùn)輸。在這些任務(wù)中，提高速度和效率具有非常重要的作用。

 

       新技術(shù)飛行測試平臺(tái)

 

       為了盡快將新概念投入飛行測試應(yīng)用，空客公司將一架H130輕型直升機(jī)改裝成試飛平臺(tái)，用于測試一些即將走上市場的新技術(shù)，諸如城市空中交通 （UAM）、混合動(dòng)力飛行技術(shù)以及新型飛行安全系統(tǒng)等�？湛驼J(rèn)為，H130飛行測試平臺(tái)可大大提升某些項(xiàng)目的研發(fā)進(jìn)度，甚至可以將產(chǎn)品研發(fā)周期縮短為原來的1/3。

       自2020年4月以來，該飛行平臺(tái)已進(jìn)行了數(shù)次飛行，對(duì)幾個(gè)關(guān)于飛行安全的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了攻關(guān)。如果用大型商用飛機(jī)的試飛平臺(tái)作為對(duì)比，這架H130就相當(dāng)于當(dāng)年做層流翼型實(shí)驗(yàn)的A340測試機(jī)。