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谈谈隐身直-20

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 楼主| 发表于 2021-6-1 04:53:44 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑
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* [+ x" [$ n  [9 i. O0 {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:
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2 m7 s! @: k6 O) q" J8 n神秘的新型直升机
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具有明显的直-20的影响,但又有很多不同
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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。6 e( t7 R8 D. g9 m1 ?
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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。
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* f, X* z, G- p6 Q; k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。
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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。
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5 d* X. Y+ v$ M0 Q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。
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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。/ d# v5 [0 k7 [0 U" \4 v6 G

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  I+ F1 ?) x/ n1 ^) G6 \, b4 X0 }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
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早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多! |5 f5 A' [0 n4 H9 E: s; O2 }

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NH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多
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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
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2 j- o% L& L$ B  n( MH-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: v7 v) A2 \9 g8 s- g. C; e
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9 [6 u) P4 C5 b* n6 \A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好
3 N! Y* m2 M5 y- {) B
: x) r# V9 m9 p
% j6 B8 J% r& M2 A8 y, J9 o“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$ k. K& e) l0 h) `

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空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置) {9 t7 y6 k: i" [7 k4 y
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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
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# l) T% e" w$ ?, x从3D模型可以看到冷却空气进气口1 M- g8 C- x4 m

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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
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7 i! j( f' C- [! O% H' \. h) Q实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
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7 Y! l9 P# a, w, @; t3 [/ s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。
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“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。; D" B. c7 D$ Y: a8 _0 }8 {$ \

( N2 x- k9 T) z+ |5 j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。' y1 b' ^- t, [% `4 B- U1 x

' a- I  }; V* c3 u9 b! I1 e* b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。
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# E2 S  P+ \5 C  U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。
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" k- |8 T2 l; A& N0 O
0 x' o$ M* a5 E' P( h5 H, T& o( F  ?NOTAR就是没有尾桨的意思
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1 s2 c( U; p; _1 t: [0 O% h: t8 [% d: ^ # c: T+ p% `+ D/ u! o
“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
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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。" r. E! v# u) z5 n) L. k2 O
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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。
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  ]9 D& B/ j9 b! `1 CNOTAR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。
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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。
8 x. w, j: ^$ H$ f2 N' s- x7 _- A: s) I( |/ d/ M* ?, X
NOTAR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。+ R# v! C! Y0 J3 X1 E1 a

7 m+ D' J  ^2 @. {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。8 g1 A4 I# o% F( s5 p# B0 Z( O  t
! u8 C$ O" u. B4 s) Q

. ~) d* x: l$ n# ?9 b. K" o% O  h直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形/ r+ b+ w- O3 f$ _
2 t! v3 p; e7 t( c- I: ?, W* e

: f6 P0 _! i1 b直-20则是更加简单的十字形
& q: J& f1 C, P$ X/ p  v: c2 ^4 {2 w' [! N# n- I
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。, r+ K  D* ]5 E) P
, Y, o/ Q/ D/ I6 N6 E$ ]$ y
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。
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) L' |3 T4 [* v6 V9 ]8 u
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
+ f, s: X% s+ j2 ^
4 U! Y6 y) R6 X
1 K: i, r. \) l3 \“隐身黑鹰”的想象图! q, ]. X1 V0 {5 T' f1 ~

2 h, G/ v, e& T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。
9 M* L+ _% t, u

评分

参与人数 3爱元 +24 收起 理由
MacArthur + 8
jerf71 + 8
长叶林 + 8

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该用户从未签到

沙发
发表于 2021-6-1 15:59:02 | 只看该作者

4 @( @  s6 S3 m5 ?尾桨十字式
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该用户从未签到

板凳
 楼主| 发表于 2021-6-1 21:30:55 | 只看该作者
重点 发表于 2021-6-1 01:59; b* r7 T4 z2 D6 X
尾桨十字式

: v. X0 U; M! \% |4 c+ C( j4 P1 n我也看到这个。基本瞎扯
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 天

    [LV.8]合体

    地板
    发表于 2021-6-2 01:35:23 | 只看该作者
    本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2021-6-2 02:00 编辑 ) S/ a$ i: D5 s8 B- [
    ; {& b; T# G9 i$ {, }
    http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
      @9 b. ?6 n* ^3 @" ]
    7 O0 u, u  a* F/ I( X0 B3 T" ~/ D/ j1 L+ H) X% s7 r% Y% s
    直20挂导弹?这是走雌鹿的路线吗?
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    该用户从未签到

    5#
     楼主| 发表于 2021-6-2 02:09:26 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2021-6-1 11:35
    ; F7 f4 h+ I" e. E8 nhttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    - _5 U4 _( R! O# `2 n谈不上。运直也是可以搞副业的。, L; u7 k8 b% `/ w! Q
    ) v! R3 m5 F" E! E
    4 L2 [* ]! j4 I0 T# A
    黑鹰也有时兼职带导弹的
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