|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑 7 D/ j* l& S$ v
G8 R% b: Z+ t7 I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：
" s" Q/ h3 K- [# d
9 Z" S7 S. H+ z
/ |) C$ _/ i* X, C9 v
神秘的新型直升机( a0 p& [8 C9 Q/ Y
& j3 i5 [* u3 e: B- O5 x3 d( S3 b
3 M( _; s5 w- S1 t% t. C
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同2 ~8 E* {9 j1 \3 k
" z8 F8 E# h2 O5 c2 n: o7 n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。" A3 s3 V- c4 j8 P
# @/ o. K1 \9 T5 Z" B: `& X' n
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。0 x2 C" @$ F- w* Y+ M
' |/ a$ u- I4 `6 L2 u) \/ `4 V7 X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。
3 L; f- n% v% ?) Z) J
3 ?% o2 ~* P! a1 _, F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。# i' ^# y5 ^; ~& }
7 i5 P3 I0 y H3 [' r
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。
3 m* I. t7 E6 n: E% \- O$ J
: }/ q. M0 o, S( p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。7 b4 O; `& y. Q$ [, i# T& N
2 O/ E1 E5 |7 v% { B$ J9 p
5 {/ i4 s: Z, a3 h' n' m$ n3 @
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# [" _* U" x; ?, E) l5 x
3 x. F7 T9 @& q8 t9 c8 e+ j) Y
/ }% i r) ]) I4 S8 K! b早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
x& d& a M- w: o1 N/ L9 W% l2 I f
! {4 ^" S( m! L" mNH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多( B% k4 ?! M# P- b1 {
) P A. u# A5 ?: n9 D& [
3 t1 C O( b# [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
+ k# s0 G. D9 ?) q) m& X: X3 V3 m
1 b' X( U4 F: [+ I5 P- Z
H-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6 ^9 o, F6 m* l+ |4 l/ Q; x( T
+ g8 C) u# r/ d5 b. Z1 D
0 z" D0 Z1 }2 U9 V; C4 S, {
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好; e) K; H# k8 F( N
% V) L/ v3 B' N; J4 J
$ _9 v) I0 u" c: Q# Q6 k
“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" }9 B; h9 U$ p8 e$ m) B# A
, f8 |( F. L" P
/ {: J$ X2 E( j6 [ J空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
0 t9 d& k1 O7 _7 ?* K
* l& [2 I+ Y+ k z
8 m! a( y' j: ~. u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6 R2 [# i! D' J0 O6 G" z; c. l
. y( ^ y2 e4 J
* q7 R+ o: ^ k" e) G
从3D模型可以看到冷却空气进气口
% _/ F" U7 m# a! a2 a
5 a+ J. p# y+ ~# J+ y
7 T( N6 H, ]$ H ?3 r) C: u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% x# @0 ~! Q* Q+ g( S; ~0 T
0 Q: `" g* c0 y8 o4 u {
- z# H n* h {" o9 m/ y实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
, i4 c$ z# {+ Z2 z- R$ t
' F. z* E' D. Y" ?# r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。7 B' }3 p4 t% s
5 E$ X9 R- V( L) k3 N* @. @
“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。8 y/ q% n. }7 w- n0 ~
8 o# f/ N$ J a, i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。
6 ^' m) q; o. E
5 [$ G4 P8 `$ X; l) e- Z4 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。
2 y3 x' r0 P# D9 b7 x U
8 U* A9 U8 w! M/ l# u) h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。
0 D0 M4 ~! V$ ~3 X; _
+ y; Y2 D* n# [2 A+ T) a
# D9 _: q. g* ]
NOTAR就是没有尾桨的意思( p8 c. I5 [% B# |
. k# Z, i: l! n0 A: ]
$ ?) I* L% z( S" R& o% B
“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4 n: g: P! L( J' K
" L. Q$ r; t7 H% H6 x5 B" i. t
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。3 Q$ {* V, z% ]( R4 [
$ q5 C# n2 v: `; `* ] H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。5 H4 Y' |% f! u5 k1 R. J" O
: w/ F9 f& s4 h2 p) e: C/ Y" }NOTAR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。$ G5 G2 r0 }' d/ Y
9 |4 M8 h1 ?( X3 ^2 w
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。
* E% x N R! G, A P7 N* j3 N4 t( c6 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。 k, c2 K, W4 M" d0 ]4 n' m! ^
7 K" N' T0 _" w {0 w
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。% _5 X- a" j) y j) H! Y0 d
! K) {: y+ J4 ?# H1 Y9 x5 a! G
& N1 r/ i* F8 \6 j0 N/ x直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形
' v* Y- W! Q7 @- F0 Z: v5 O, t
- r! k( `9 W6 \( l6 ^
! B8 ~$ B! Y& Q3 x
直-20则是更加简单的十字形# k* `0 L1 @1 X; u S0 [3 D1 ]; C! D
: @2 ?: g( t" L8 v
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。8 J( l; g- I- |' V5 u7 h
- ?; C. Q# g1 F) I3 H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。
' M' v3 l( k4 c
, y' m! i7 p* g/ \4 f% A f
) f) ?3 q7 X8 ~0 ?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
& S* G$ }- N- Y9 y( S; [: X
( w J# ] {( J1 {" v
i; a; H7 V8 i4 w1 z, F“隐身黑鹰”的想象图+ B, V! I% k- u; {4 v2 g
) E: J5 _. F5 B! o. v$ p- x! s$ 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。. s3 [+ ^2 j) ^( }5 G
|
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2021-6-1 15:59:02
