航空史研究:世界上飞得最快的复合直升机——空客 Eurocopter X³

Eurocopter X³(读作X-Cubed)是空中客车直升机公司(原欧洲直升机公司)研制的一款实验型高速复合式直升机。

它通过独特的"升力与推力复合"设计,将直升机的垂直起降能力与固定翼飞机的高速性能融为一体,于2013年创造了非官方直升机平飞速度世界纪录,成为当时世界上飞得最快的非喷气式复合直升机。


X³项目始于2000年代中期,目标是突破传统直升机在速度上的固有瓶颈。传统直升机受限于"后退桨叶失速"这一空气动力学问题,最大速度通常被限制在约300公里/小时左右。

欧洲直升机公司希望通过X³验证一种全新的复合构型,为下一代高速旋翼机铺平道路。

X³验证机基于Eurocopter AS365海豚直升机改进而来,其核心设计特征包括:五叶主旋翼:取自Eurocopter EC155,采用刚性旋翼设计,高速飞行时旋翼转速降低约15%,以避免前进桨叶尖端达到跨声速。

短翼与牵引式螺旋桨:机身两侧安装短翼,翼尖各配备一台五叶牵引式螺旋桨,由主发动机通过齿轮驱动,用于抵消主旋翼的扭矩效应,从而取消了传统直升机必需的尾桨。

混合动力架构:在高速飞行时,升力和推力职责逐渐从主旋翼转移到机翼和推进器上,小翼提供40%~80%的升力,有效补偿后退桨叶的升力损失

X³没有配备被动或主动减振系统,也没有稳定性增强系统,但试飞员仍评价其飞行非常平稳。它可以在-10°到+15°的俯仰姿态下悬停,悬停时横滚范围达40°,飞行中横滚角可达120°~140°。

X³配备两台罗尔斯·罗伊斯/透博梅卡RTM322-01/9a涡轮轴发动机,单台功率1,693千瓦(2,270马力),同时驱动主旋翼和两侧的牵引式螺旋桨。

2010年9月6日:X³在法国伊斯特尔-勒图贝空军基地的法国军备总局(DGA)飞行试验中心完成首飞
2011年3月:经过冬季三个月的升级后恢复试飞
2011年5月12日:X³在仅使用不到80%可用功率的情况下达到232节(430公里/小时)的速度

2012年5月:X³开发团队获得美国直升机协会(AHS)颁发的霍华德·休斯奖(Howard Hughes Award)
2012年夏季:X³在美国进行巡回展示,累计飞行55小时,众多商业和军事运营商获得了试飞机会

2013年6月7日:安装旋翼头整流罩后,X³在法国南部伊斯特尔上空约3,048米高度达到255节(472公里/小时)的水平飞行速度,并在浅俯冲中达到263节(487公里/小时),超越了西科斯基X2(下图)在2010年9月创下的非官方纪录,成为当时世界上飞得最快的非喷气式复合直升机

2014年6月:X³被移至法国圣维克托雷村的法国航空航天博物馆(Musée de l'Air et de l'Espace)永久展出

X³的主要竞争对手是西科斯基的Sikorsky X2技术验证机,后者采用共轴刚性旋翼加尾部推进桨的布局,同样突破了250节的速度大关。两者共同推动了高速旋翼机技术的快速发展。

Eurocopter X³是航空史上最具创新性的旋翼机之一。它以472公里/小时的极速证明了直升机也能飞得像飞机一样快,为未来高速垂直起降飞行器的发展奠定了坚实的技术基础。

如今,它的技术遗产正在通过RACER等新项目继续发扬光大,持续推动着旋翼航空的边界。2016年,X³在瑞典《快报》发布的全球最快直升机排行榜中位列首位。

机组 2人(并排)
最大起飞重量 5,200公斤(11,464磅)
主旋翼直径 12.6米
主旋翼面积 124.7平方米

最大平飞速度 472公里/小时(255节)@约3,048米
浅俯冲极速 487公里/小时(263节)
巡航速度 407公里/小时(220节)
实用升限 3,810米(12,500英尺)

爬升率 28米/秒(5,500英尺/分钟)
旋翼叶尖速度 Mach 0.91
自转下降率 2,800英尺/分钟
数据来源:FlightGlobal

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