谈谈隐身直-20

晨枫

" Y. F* B0 j  h. U
近来流传一张新型直升机的图片，总体外观与直-20相似，但有很多重要的不同之处：
+ c, |  p5 F% L6 s( e6 p6 C
* n0 t0 N8 i/ N' E4 a) C) X0 u/ q3 k
1 x7 R0 j6 P5 G神秘的新型直升机


5 O, l- x# M# ?! C) N" x具有明显的直-20的影响，但又有很多不同

直-20是中国直升机科技的重要里程碑。直-9在80年代引进的时候是先进的，但并不适宜作为主流中型运输直升机的基础，这不是工程放大的问题，而是旋翼技术、涵道尾桨的问题，法国也是到NH90年代才攻克中型运直的。直-10也走了一些弯路。

直-20不是西科斯基UH-60“黑鹰”的翻版，但对标，受到的影响还是很显然的。美国正在进行“黑鹰”家族（包括海军的“海鹰”和空军的“铺路鹰”）换发，新发动机的功率更大、耗油更低、可靠性和寿命更好。美国正在推动FVL计划，研制下一代运直，但换发后的“黑鹰”家族还将用几十年。中国是后来者，先赶上、再超过是正常操作。
; }) K0 w! z- C/ t9 h- y, [# w
. t$ c+ Y0 l7 D& A! M) l9 G直-20作为基本中型运直是合适的，但没有什么隐身考虑。图片上的新型运直就显然有很多隐身考虑了。机体的隐身修型是最显然的特征，封闭式桨毂罩是另一个。尾桨桨毂看不到，估计也有类似的桨毂罩。
% C- S- x: ?- {1 [  t
但直升机以超低空运作为主，红外隐身和降噪比雷达隐身更重要，这里，新型运直就展示亮点了。

. x4 X( p" x: B+ l, I直升机的噪声很复杂，但噪声强度是一个问题，噪声频率是另一个问题。人类对高频噪声更加敏感，所以阻挡发动机发动机的噪声外传很重要，最后采取的措施也和降低发动机排气红外特征相同。

直升机速度低，蒙皮气动加热本来就较少，在旋翼下洗气流冲刷下，更是很快消散。发动机喷流才是最大的红外源。要达到红外隐身，首先要避免可以从远距离上直视发动机热端，也就是说，不宜采用直接向后喷气的直喷口。采用45度向外的喷口可以缓解一下，90度效果更好，但喷口依然炽热，形成强烈的红外特征。采用引射冷却，用喷流的能量吸入环境空气，混合降温后排出，可以显著降低红外特征。但“科曼奇”采用尾撑侧下条状排气孔，除了在正下方，基本上避免直视，大大改善了红外隐身，而且发动机噪声基本上听不见了。
. w7 n, [! v- H' C* ~

7 F: ^9 b6 t7 C早期直升机没有什么讲究，发动机喷口直接向后，还能提供聊胜于无的推力，但从远距离上就可直视发动机热端，红外特征强烈


# o9 Y2 d  r/ ~! M. U早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多


" K2 L; l; `9 ?: ^1 p) dNH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多


. d- r1 N  L/ C6 S8 _+ H7 a6 U后期型号转向上，避免地面直视，还强化旋翼下洗气流的吹散作用，但喷口背压提高，发动机效率受到影响

, w0 [) Z2 M3 l' W" S
, i# b. s1 {& z& W8 D; cH-160的喷口向外转45度，效果介于直接向后与90度向外之间。H-160是民用的，红外隐身不是重点，降低外传的发动机噪音的考虑更多
* S. G5 J3 c  v! [. n% K
: Q, `3 G) i' R2 [  C( L
. i' t: {' [4 |8 W1 uA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好

* Y  Y5 U/ m+ P. |
“黑鹰”后来加装排气冷却装置，降低红外特征，也适当降低直视
' O$ p8 Q, L6 N6 D: N, ~
+ l. o0 _, a! N; X9 U$ J2 h- ]5 `
8 [4 V9 e! X; c: L空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置


$ I( C9 N2 D: ~2 z1 a排气经冷却后从尾撑两侧百叶窗口排出，因为排气温度大大降低，直视的问题大大淡化

( @5 p4 L* N$ e" f2 `
/ `  |' W7 R4 W0 g从3D模型可以看到冷却空气进气口
" I, y& }4 c5 h" ?) T9 n3 m
& Q3 a5 o2 x/ v. T( @; I; @
号称第一代隐身直升机的RAH-66“科曼奇”粗看看不到排气口，完全避免了直视问题
$ V9 q. w/ w2 ]4 y. x

& y0 H* l# `) H8 A1 }" G, i实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下

. T1 B9 |- i& M! V比照中国的新型运直，不仅机体隐身修型和桨毂罩与“科曼奇”相似，尾撑上还有两排进气孔。这起到与MH/HH-60冷却装置一样的作用，但在设计上优美得多。
9 N2 j" y. t6 h8 E. i
, X- r9 r3 ~& L! ~4 M: f“科曼奇”的条状排气口避免了对喷口的直视问题，但炽热排气在尾撑结构里流动，对结构防热要求很高，增加重量。而且没有与环境空气的混合冷却，排气降温完全靠喷出喷口后的混合。

: k- ^2 H, Q( Z5 x( c) a5 C相比之下，中国新型运直不仅保留了“科曼奇”尾撑排气口与气动外形整合良好的优点，还用尾撑上表面进气孔吸入旋翼下洗气流，降低尾撑内的温度，降低结构防热要求，同时降低排气温度，红外隐身能力达到世界最先进水平。发动机噪声应该和 “科曼奇”一样，听不到了。
& S# g  j* f5 A1 l5 C. _
另外，尾撑对旋翼下洗气流是有遮挡作用的，造成旋翼升力损失。隐身修型要求加宽尾撑，才能形成必要的倒五边或者六边形截面，进一步增加升力损失。尾撑上的进排气孔开辟了下洗气流的流道，降低了升力损失。

要是与NOTAR原理相结合，还可降低尾桨的出力。NOTAR就是很直白的No Tail Rotor，就是无尾桨的意思，降噪作用十分明显。


, d- l3 v2 P) w7 }: a# m( t3 c- q$ rNOTAR就是没有尾桨的意思

$ |5 s7 h2 K8 h
! D: L( d2 f0 E“5”所示的转动喷口只产生1/3的反扭力，2/3由尾撑的引射效应产生

大部分直升机事故由尾桨挂碰或者失效造成。尾桨失效的话，直升机就立刻失控了，原地打转转中，自旋着陆都极易失事。直升机在林地、建筑物之间运作的话，尾桨要是挂住障碍物，飞行员连反应的时间都没有，基本上是注定机毁人亡。

尾桨也是噪声源的重要部份。尾桨要产生和主旋翼相同的扭力，出力小不了。但为了最大限度地降低尾桨尺寸，以降低重量和阻力，尾桨的转速必然要提高，产生的高频噪声成为主观感受噪声的主要来源。

+ G; I' @- w% }: ]7 M( {% L6 eNOTAR取消了尾桨，用发动机通过齿轮带动的压气机（“2”）产生高压气流注入尾撑，大部分通过尾撑侧面很窄的条状喷口（“7”）高速喷出，在尾撑表面形成引射效应，带动环境气流加速，通过左低右高的气流速度差形成向右的反扭力，这与机翼产生升力的机制有很大的相似之处。引射作用提供反扭力的2/3，尾撑末端可转动的喷口进一步提供其余1/3的反扭力，还可用于姿态控制。

. n5 n/ C0 B6 ?  m2 l: c6 n直接用发动机喷气在理论上可以，但需要增加尾撑内的防热结构，不再通畅的排气通道也提高发动机背压，降低发动机效率和出力，实际上并无优点。

( }' ~! z! ~6 gNOTAR不仅安全，噪音还特别低。问题是压气机“吃”功率，而且高速前飞时后洗气流与引射气流互相干扰，降低反扭力的出力，实际上用H形尾翼（“4”）在提供反扭力了。这使得在不同飞行阶段、速度条件下的直升机操控都不一样，增加操控复杂性。

但中国新型运直如果在设计时就有所考虑，可以在尾撑内部下洗气流流道设计中形成一点引射反扭力，为尾桨减负，降低尾桨的动力消耗和噪声，但依然保留尾桨，降低操控上的复杂性，也避免额外的NOTAR压气机的功率消耗。


2 u. B# I2 M/ P, C4 |. i, ]: z, [直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形
: x0 v+ u3 ?6 q% |" ?/ V
2 _, p9 `6 C: p8 s3 `8 k
直-20则是更加简单的十字形

2 K4 f6 z& e: d) l$ w* O$ [新型运直的尾桨看不清，但估计是和直-10一样的剪刀式，而不是直-20的十字式。十字式比较简单，但产生均匀的高频噪声。四叶的剪刀式可粗略地看作双叶，噪声频率降低（实际上是低频与弱化的高频的叠加），主观感受噪声有显著降低。
* y" u% _, h$ s" V9 y7 ]* A
$ v7 E8 q; w5 O$ E: `% G+ W* u主旋翼的叶尖有明显的后掠，推迟激波产生，可在同样噪声水平下提高转速，增加出力；或者在同样转速和出力情况下降低噪声。桨叶较软、下垂明显是在同样的技术条件下，容许增加出力的需要。这意味着新型运直可能配备了功率更大的发动机。
3 J4 o$ o% T' d. Y/ r. p

据报道，在击毙本拉登作战中，美国出动了“隐身黑鹰”，但坠毁飞机主体被炸毁，只有剩下的尾桨结构还算完好
0 J, c3 P# P  K- t% T/ {
- q$ X: o  M" a8 x
“隐身黑鹰”的想象图
# x- z0 k+ l) N. E
中国的新型运直对标“隐身黑鹰”吗？会大量装备，还是只用于特种部队？这就要等更多信息的公开了。
  V$ u5 G& @% j: I+ r' y$ A

重点

- \3 T8 t2 H- Y& M# z# B尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
* R6 ~- R& Y" w( R6 n2 H/ L尾桨十字式

" X1 H4 ]2 {! e3 d我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes


0 k5 Z5 S2 W! @- |* z, e( R% t直20挂导弹？这是走雌鹿的路线吗？

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2021-6-1 11:35
' L4 W9 ]7 k9 M# Vhttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

' o7 b; s. }5 b+ o谈不上。运直也是可以搞副业的。
6 R( c0 Y7 d, {: n! x) I) I
7 m) W# H& }( Z6 `, a' |  l
黑鹰也有时兼职带导弹的