低調的歐洲下一代高速直升機計劃
▲在西科斯基和貝爾公司的產品被選入美國陸軍FARA計劃最後階段競爭的時候，大概很少會有人記得，來自歐洲的空客直升機公司也曾參與過該項目早期的競標，但遺憾落選
儘管今年上半年，美國（尤其是美國陸軍）在下一代高速直升機的項目推進方面賺足了眼球——在「未來垂直升力」計劃的大框架下面，「未來遠程突擊飛行器/FLRAA」、「未來攻擊偵察飛行器/FARA」等子項目吸引了波音、貝爾、西科斯基等一系列直升機巨頭和諸多新晉航空公司的參與，誕生了一系列令人耳目一新的新構型高速直升機。
相比之下，歐洲在下一代高速直升機的研製方面就來的低調得多，其實純以技術論，歐洲在中輕型直升機研製技術方面的水平比之美國雖有所不及，也是相差不遠；重點還是兩方的需求引領差別較大，美國在「陸航現代化」的大框架之下，著力推進下一代高速旋翼飛行器的研製技術發展，無論是經費投入規模還是「潛在訂單數量」都是歐盟無法比擬的。
▲歐洲的「潔淨天空」計劃涉及一系列新型飛行器優化設計項目，其目的歸根結底就是為了"節能減排「
話分兩頭，對於歐盟來說，現在其在高速型旋翼飛行器的發展方面，主要還是民用型號的研製居多，他們統籌引領全局的大框架就是所謂的「潔淨天空計劃」（Clean Sky），現在該計劃已經進入到了「潔淨天空 2」階段，並成立了一家被稱作「潔淨天空 2 合資公司」的企業管理著歐盟範圍的相關項目。總的來說，「潔淨天空」計劃對該項目下的飛行器所提出的要求主要就是兩個方面：
減少燃油消耗，從而降低由此產生的二氧化碳排放量20~30%；
降低飛行器的噪音水平，其降低規模大致與碳排放量的降低水平量級保持一致；
RACER初長成
▲RACER的概念圖，完美的流線型機身搭配機身兩側的雙層機翼以及推進螺旋槳意味著這就是一架為了高速飛行而誕生的複合式直升機
好了，囉囉嗦嗦扯這麼一堆，主要就是希望把背景故事給大家講個大概，下面就來到本文的主角上面了。
今年四月份的時候，歐盟「潔淨天空 2 合資公司」宣布其在從2014年就開始啟動的「快速旋翼飛行器集成演示平臺」（Fast Rotorcraft IADP；Integrated Aircraft Demonstrator Platform）方面正在取得重大進展。按照該公司今年四月份發布的通告可以得知，在快速旋翼飛行器IADP項目的牽引下，「高速低成本旋翼飛行器」（RACER；Rapid And Cost-Efficient Rotorcraft）和下一代民用傾轉旋翼機（NextGenCTR）都取得了顯著進展，其中，前者RACER高速複合式直升機就是本文的主角了。
▲在X3直升機的研製過程中，為了加快研製進度，當時的歐洲直升機公司採用了大量現成的部件」拼湊「出了這架新型複合式直升機
說RACER可能很多人都沒有聽說過，但是它的前身——空客直升機的X3複合式直升機——其知名度就高多了，這裡值得一提的是X3不是讀作「X 三」，而是讀作「X立方」（也就是X3）。X3本質上是一種「正統複合式直升機」，它擯棄了傳統單旋翼直升機必須要有的尾槳，加裝了輔助推力螺旋槳和輔助機翼，該機的輔助螺旋槳安裝在輔助機翼的兩端槳尖，既能夠提供高速飛行時候的拉力，同時也能夠通過槳距差動來產生偏航力矩，從而實現本該由尾槳來完成的航向操縱；輔助機翼的存在能在高速飛行的時候提供全機所需的大部分升力，從而降低旋翼產生升力的需求，使得主旋翼可以實現拉力卸載，從而能夠降低主旋翼的轉速，從而拓寬由於主旋翼高速旋轉而帶來的前飛極限速度理論限制。
▲這張精彩的圖片完美詮釋了什麼叫X3速度
作為X3複合式直升機的升級版本，RACER在保持總體布局沒有太大變化的情況下，採取了一系列的改進措施，其中主要就是集中在安全性、可靠性、經濟性等方面的改善。
從「肉眼可見」的直觀方面來說，RACER採用了流線型更好的機身設計、兩側的單層機翼也改成了雙層機翼設計，這樣改的好處有多個方面，其一就是上下兩副機翼支撐著翼尖的螺旋槳及其短艙，增大了結構強度和可靠性，也降低了螺旋槳工作狀態下可能傳遞給機身的振動水平；其二就是上下雙層機翼的設計使其可以降低單層機翼的弦長，從而降低了由於主旋翼下洗流打擊在機翼上而產生的「垂直增重效應」，提升了該機的懸停效率。
▲RACER直升機的內部結構示意圖
除此之外，明顯的變化還有螺旋槳位置的改變，在X3時代，該機的推進螺旋槳是前向安裝的，這樣的好處是螺旋槳尾流可以部分提升機翼翼尖的氣動性能，但是這種安裝方式對於進出機艙的機組成員和乘客而言，簡直是「噩夢」般的體驗，為了提升安全性和駕乘體驗，在RACER中，螺旋槳就改成了後向安裝，這種改變看起來並沒有過高的技術含量，但是其中更能體現出的是該機的研發團隊對於細節的把控和深入已經到了「入微境」。
▲研究人員對RACER直升機進行的CFD流場可視化分析
當然，上面講的都是肉眼能直觀看到的改變，在你「肉眼看不到」的地方，空客直升機公司以及歐盟的相關團隊所付出的努力就更多的。舉個例子來說吧，就僅僅只是針對該機旋翼系統槳葉根部的軸套筒外形設計，空客直升機公司就安排了一支專門的研究團隊，針對不同的安裝方式、氣動外形和結構設計進行技術研究和優化設計工作，以期打造出一種氣動阻力最小的槳葉根部件軸套筒。這背後的邏輯其實也很明確——還是在歐盟「潔淨天空」計劃的大框架之下——降低氣動阻力也就意味著降低廢阻功率，降低廢阻功率就意味著降低全機的需用功率，從而就可以降低燃油消耗，以此來減少二氧化碳和氮化物的排放水平，從而實現「潔淨天空」計劃的指標要求。
▲RACER直升機槳葉根部模型圖，圖中虹色虛線圈就是研究人員進行槳根套筒外形優化設計的幾個關鍵截面
RACER最新進展與規劃
▲X3的早期改進方案概念，可以看出其螺旋槳仍然是前向安裝的，機身氣動外形設計也偏向於」未來科幻「風格
在X3複合式直升機獲得成功之後，空客直升機公司（當時還是歐洲直升機公司）就開始有了RACER的構想。可能是由於名稱和所面向的任務需求的相似性，人們經常喜歡拿X3直升機和西科斯基公司的X2直升機進行對比，廣義來說，兩者都屬於「複合式直升機」的類別，相比之下，X3更像是一種正統複合式直升機的改進版本，西科斯基公司則是獨闢蹊徑創造了一種全新的複合式直升機，所以，儘管X2和X3在高速性能方面打了個平手（後者數據還要更好看一些），但是人們還是給西科斯基公司的X2給了更多的讚譽，畢竟那是一種新創造的東西。
▲X3直升機的一架模型樣機，起飛重量35公斤
X3項目團隊當然不會就此「認輸」，為了能夠「找回場子」，他們在X3的改進型號中投入了更大的努力，更尖端的技術和更多的微創新。從機身結構設計、外形設計到主旋翼系統（包括槳轂和整流罩）優化設計到螺旋槳優化設計，X3項目團隊卯足了勁，給出了更漂亮的答卷，並將其命名為RACER，意譯過來就是「競速者」的意思，這也可以看出他們對這家新型複合式直升機的飛行速度給予了厚望。
▲正式成型的RACER複合式直升機方案，比早期的概念設計更符合實際，而且考慮了相當多的細節
根據空客直升機公司項目總師Brice Makinadjian的說法，RACER演示驗證機的組裝工作將會在今年夏天開始，在此之前，該機的一些主要子系統部件的測試工作就會啟動。儘管目前該機的主減速器研製工作有所延誤，但是其首次試飛的工作仍計劃會在2021年底進行，不會推遲。
▲空客直升機公司展出的RACER直升機模型
當然，在「潔淨天空」計劃的統籌之下，空客公司也正在積極協調歐盟的最強直升機技術團隊來進行該機的研製工作。現階段RACER比較重頭的工作就是由羅馬尼亞國家航空航天研究所負責的機身設計工作，相應的項目團隊目前正在進行機身外殼測試、短機翼測試和墜落試驗。該研究所在航空器結構設計和製造方面有著深厚的底蘊和技術實力，在RACER複合式直升機的產業鏈中，他們將負責該機機身、短翼原型部件和燃油滴落試驗樣本和臺架的研製工作。
目前，羅馬尼亞航空航天研究所正在進行RACER直升機的機身靜力試驗，一旦試驗通過（估計也就是近期了），該機的機身將會交付到空客直升機公司的製造工廠，然後空客直升機公司就會正式啟動RACER的裝配序列。
▲RACER複合式直升機的前機身原型及其研製團隊
值得一提的是，在「潔淨天空」計劃的牽引之下，除了歐盟的航空公司、研究所和高校之外，還有不少非航空公司加入到了RACER複合式直升機的生產製造工作中來，比如說KLK Motorsport GmbH 和 Modell und Formenbau Blasius Gerg GmbH 等公司。這些公司本身不是搞航空的，但是在生產製造方面技術出眾，，由他們為RACER打造的座艙蓋和前側機身結構大大提升了該機在高速飛行下的可靠性，其機身前部結構設計能夠承受比普通直升機高得多的飛行速度，並且空重還比初期規劃的降低了7%。在今年3、4月份的時候，這些新型複合材料增強結構部件正式被整合到了RACER原型機的機身設計中去。
總的來說，RACER複合式直升機既代表了歐盟在高速型先進直升機設計和製造方面的強勁實力，同時也表明了歐盟在下一代直升機發展發麵的布局——一種極具代表性的新型複合式構型直升機即將正式登場。