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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 9 t" J7 J  _5 |
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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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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。
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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。& s! m. t1 k  G" K: u3 B6 A, \) S
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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。* ~9 m6 E4 r& ^; S" f' M

, J( m. ]; h( H- N/ L' w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。" w- e+ m/ _$ Y0 \( s) z
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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。$ ]7 {4 S) k6 ^7 X. B
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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。
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  A* O, a  N0 n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8 L% v+ L) @) M6 U) P
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早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多
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NH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多1 D  p0 ~9 o$ c. \/ [# a; c9 E

# V" H+ a  m( _; [
9 v) l2 m6 D1 D/ W) Y: R2 ]% J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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, a: C* \6 O) C8 b6 X  W7 n# s 8 ]/ x. @) u  u8 v
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
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4 U/ u; f" H4 T2 W5 t" g% ^( k; [
A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好# @+ t  E& H. @, s% ^
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4 F# i, b- A. N5 S1 s“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6 G. p0 U* x" ^

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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4 l( ~; G' i% i8 H

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/ Q$ r0 o9 K- J) R1 M1 ?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: @4 Q! a; S, Q$ T4 \
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# z2 c/ G) z5 Z7 ], y  T* X9 M
从3D模型可以看到冷却空气进气口$ V, V4 a* y! p
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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6 ^7 s6 J2 a2 d3 d! T( k" [

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实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
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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。- n  Z# y; ], C/ M0 l" c1 D

* ~/ B* a# m. Q# l1 R7 S: m4 L' v“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。- p/ X! n+ Y* [0 t

+ ~. Q# `( o# Y9 q9 L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。2 n' x! ~. a* g3 i1 |, w
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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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) ?& B) R1 e& F: N9 s2 Y1 N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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NOTAR就是没有尾桨的意思
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! u0 z$ V# S3 X7 f5 s! @1 @“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, Y5 j7 M5 y, i1 D5 t7 o

/ n; f; A7 H" i5 T# [9 y1 c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。
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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。6 |( E0 d6 Y# s, b
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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。, v  C/ A/ H: C% }5 Y3 [" S
3 m- a( x8 A/ ^& F0 p
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。
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. ^8 [! {" M# q% C6 R+ V0 z  yNOTAR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。
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. O% E7 k: t, F6 W8 ^. X, D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。
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% S: \3 V: D0 g$ W9 m 4 }# a2 T2 Q/ f
直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形
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直-20则是更加简单的十字形4 I# x1 ~  P) o# x- v
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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。! @- J: I- z3 e+ d6 I) [

- I; j1 X6 @: 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。( a, C( }/ _: [

  ^; K- ~, B, z7 b0 r) j4 M - ~5 J) p+ B" E& e4 @0 b
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
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9 s, u" O3 H+ g# X. U, z0 X“隐身黑鹰”的想象图6 W2 k& K* T, u6 m. p

6 {5 c# o. {% p1 }; X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。
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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
* j7 D5 W& E/ G/ v* a
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  j/ x6 ?+ A/ M6 D- m1 Y  ~
尾桨十字式
9 J+ t1 J( `& z
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 6 E3 a" {, V3 o5 {
    ' H# b5 y3 y  Q& O5 h
    http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes1 x' ~1 e0 o# z$ Z' e5 R

    6 g* Y6 ~. S8 ~) d0 p5 v0 |5 n# u/ h! q4 M
    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- I1 W+ P9 ^- f1 E. d4 m
    http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    # E8 \& A$ Q. ]3 [, e+ ?谈不上。运直也是可以搞副业的。  L. a3 T" d, I* u: ^9 a- l

    / E  n" Y# N0 ^8 F
    $ h: r; D$ E$ w& q) b黑鹰也有时兼职带导弹的
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