Airbus Helicopters X3

Jerzy Gruszczyński, Michał Fiszer

Airbus Helicopters X3

Demonstrator hybrydowego śmigłowca

7 czerwca 2013 r. doświadczalny śmigłowiec Airbus Helicopters X3 osiągnął rekordową prędkość 255 węzłów (472 km/h) w locie poziomym na wysokości 3050 m. Kilka dni wcześniej doszedł on do prędkości 263 węzłów (485 km/h) w trakcie zniżania. Dzięki tym dwóm sukcesom X3 pobił nieoficjalny rekord prędkości dla śmigłowców.

Prace nad tym śmigłowcem zaczęły się w styczniu 2007 r. Pomysłodawcą tego rozwiązania był francuski inżynier Philippe Roesch, pracujący w Dziale Innowacji firmy Eurocopter (obecnie Airbus Helicopters), w Marignane pod Marsylią. Swój projekt przedstawił zastępcy dyrektora Działu Innowacji, Polakowi dr. Tomaszowi Krysińskiemu. Ten zdecydował o podjęciu prac nad śmigłowcem, który otrzymał oznaczenie X3.

Śmigłowiec unosi się w powietrzu dzięki wykorzystaniu siły nośnej obracającego się nad nim wirnika. Ruch do przodu jest możliwy dzięki skierowaniu tej siły nieznacznie do przodu, przez niewielkie pochylenie śmigłowca, dzięki czemu pozioma składowa siły wytwarzanej przez wirnik nadaje śmigłowcowi prędkość postępową. Istnieje jednak pewna fizyczna granica, jak wielka może być to siła. Nawet przy wykorzystaniu bardzo dobrej aerodynamiki wirnika, maksymalna uzyskana pozioma składowa siły nośnej nie może przekroczyć pewnej granicy, a granicą tą jest osiągnięcie prędkości dźwięku przez końcówki łopat wirnika. Przy określonej prędkości w granicach 300 km/h, łopaty wirnika znajdujące się po jednej stronie, poruszając się w tym samym kierunku, co kierunek lotu śmigłowca, uzyskują maksymalną możliwą prędkość, z konieczności nieco mniejszą prędkość postępową na swoich końcówkach niż prędkość dźwięku, po jej przekroczeniu bowiem gwałtownie rośnie na tych końcówkach opór, a spada siła nośna. Można co prawda zmniejszyć obroty wirnika, ale wówczas spada jego siła nośna. Dlatego prędkość około 300 km/h to fizycznie graniczna prędkość dla śmigłowców o klasycznej konstrukcji.

Od lat próbowano uzyskać zwiększenie tej prędkości stosując różne rozwiązania. Jednym z nich było zastosowanie niewielkich skrzydeł, które odciążają wirnik przy dużej prędkości lotu, a tym samym pozwalają na zmniejszenie prędkości obrotów wirnika, ale niestety spada wówczas także pozioma składowa ciągu wirnika, potrzebna do utrzymania szybkiego ruchu postępowego. Takie rozwiązanie w drugiej połowie lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku zastosowali Rosjanie na śmigłowcu Mi-6, ale generalnie okazało się ono mało efektywne i pozwalało na jedynie niewielki wzrost maksymalnej prędkości. O wiele skuteczniejsze było zastosowanie dodatkowego napędu do lotu poziomego, w połączeniu ze skrzydłami odciążającymi wirnik.

Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 10/2014