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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
) {- O( i" ], K4 y+ i: j) H' D* o! \6 A( H! m
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:& S9 V2 V- i, `$ B5 V% q

5 I; G1 e: N' @4 h% ^) p * W& d; p1 M1 A# \3 P
神秘的新型直升机
; Z( u, R! x- i0 Q/ \8 J' }2 f" e2 |

$ v" s- p1 ?* N# {具有明显的直-20的影响,但又有很多不同  G+ x! {. P$ B
( m3 j5 H/ Q) W* j+ \
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。
  H; W/ h# K. g# f. u  i. G( K/ H  d
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。
8 F2 J: Q3 y. K* t4 ?
* d9 T; x% p) H9 @4 p3 \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。, r- a; u6 D0 h+ z, e
+ z* L/ L+ R0 D' ]5 y; @! ?6 h
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。: y& M) v. m0 `$ G7 Z. M4 P5 h8 }
; x+ n; ?' i  w: E0 y3 N
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。8 ~2 z' Q; `/ c

& M: ~! }4 r0 E$ M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。
5 Z  I! l$ @1 D! q3 G# p
; V8 G# ^+ S/ W$ z7 j5 M
7 t/ u% Y; b2 a% ?/ e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  C$ ?8 U! |6 a3 _: \

( B) C  k" N; r" \
9 ]6 h( t5 h- W! u- Z  V0 r早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多' W8 _) k0 m; q6 ^

+ v# ]* O" C, D) r  E* u8 g4 M/ x
/ b" b1 H% Q# h! J( r/ hNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多
# u7 B* W. \1 H1 q7 f& \) B
& I6 O: c5 X; z) ]) I $ _0 @8 _2 Q+ y$ g
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/ q) {) a4 S7 v5 X: v" [' x, |

7 j) y7 ~* Q. t3 b 7 q$ L. Z* s+ d/ `( @7 ?4 ^, U+ i
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0 g4 G' Q# i2 ]3 j. I+ i

: E: F* M6 j. t! T* C8 f. g+ k
5 b' w6 N6 h  w8 U! K. mA-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好
$ Q- R' N/ @* X0 M; Z$ h& A# S/ |$ T- s: ^/ N, B
  d* V/ u5 c2 b6 x) j' q. X; t* m
“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) ^' w9 I* _. Z. S5 M8 D) f

* O8 d. h  D( d8 |+ n& z
8 A- n) D, a% l0 \9 g空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置/ ~$ F0 {( E1 n5 a1 [
$ I3 _6 f' ?: k8 w( J' P" U; f

4 {2 ~. P$ n2 x+ i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
8 Y4 e, s' p7 A
2 F, a7 G+ _/ o& S2 X8 T( [, `5 O
6 l$ {+ m) i. ?从3D模型可以看到冷却空气进气口: o( e2 r/ B/ M
3 n' M. I- B9 n, f' V5 d) L& X+ @

. Q3 Q) u0 o+ @& t' e# t' ?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
& A6 }2 T; ~) w" U1 v: I( b6 Z4 }# O1 a3 ]3 D( J9 ]& L* u% H$ b& k

$ ~$ L( C1 F! D实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下6 n* ]% F' u& r: W
) P$ ~3 i: O% L' z/ |. q  ^
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。
3 J" y' r9 W( w+ M0 }2 h% x/ ~3 f9 ^, h( o
“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。+ b' }) b% y% r2 U# `
, f) T5 {, ?& a- E" t* 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。) e$ o9 G8 T0 f) u/ o
8 c% X( T% I0 |* i
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。3 g0 H! h" t; R5 \

: V2 j/ ~2 j8 q6 k8 V3 U1 e3 X7 C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。
: w  Q+ p  S: p' p' }
7 O# T! X  l2 M0 @   j. C% m5 S3 K' J; z4 x6 i
NOTAR就是没有尾桨的意思' {: Y! y9 x& r2 V/ c

, D( ]  Z% e4 J, I
: B3 S4 c( P: N8 t! J9 ]5 n“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' V' y- R$ Y4 p7 B  D/ ?
" t' M- d! a9 h, u$ x9 _
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。
* n% I$ i1 d$ i4 V: H/ }; T% Z& _
) K# U$ W: c5 s/ r% I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。- \: y8 N5 v: G& C8 h: b
+ N3 H' q; Z  u7 R, `8 T. t* 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。
9 ~0 k9 k. G% r# h+ Q
' q  j7 k! |4 }4 }/ n6 y: B. ^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。
; Q3 V& O% e% X  _+ f/ @. m. s6 k- ]9 \: n0 Y/ J' `- l7 ]
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。/ a% x& A4 B" p. l2 j1 C1 [

$ }* D1 S$ S1 ^& M8 r& f6 K1 b3 k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。
  j8 u$ f& l7 K$ J& e1 Q. l
% ?; Y( Y6 \0 ~0 q* G + e8 O# ^  U  t1 Z
直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形' @3 ?; i! H) V5 ~+ Q/ V! ^5 h
. D3 g4 e2 i  N1 L" j# M

' ?$ ]0 m  O* [" [- c* [* p. A直-20则是更加简单的十字形* F* q, N3 y  O
6 l/ {7 H4 L& D: \2 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。2 F' j9 r- p. c/ g
# c. Z/ O: p2 ~0 f: ?2 j$ 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。6 ^  T. J; x$ i" e8 X' `8 y. O

- s2 H" E+ F) p+ O : }. b) b* m3 P0 Q$ G6 s( `7 M
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$ {) t8 z9 W7 c

! W& R; s" r; a 7 n0 j3 s- f9 \; ?# i5 W" h
“隐身黑鹰”的想象图
# T. i$ ?8 q" G# _- q$ s
0 M- W& {" Y; e2 `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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MacArthur + 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

+ u/ v2 z& l# j( N3 c7 h4 C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
2 c6 U0 [9 a+ U; A* F' F尾桨十字式

! S7 u( k0 S, w( A4 I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
    8 w- @! L4 w  ]
    6 d$ U  K% L, Phttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes- g9 ?4 @6 l) Z, ~7 i, T
    , Q7 z9 G! C+ Z8 J

    $ j5 L& Q# X+ P9 q1 H5 a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 11:353 v9 w6 S. g: ?) Z
    http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    $ T, s( Z- W! J  G! y% ~( u( X# a谈不上。运直也是可以搞副业的。2 v/ M( G% [  W2 s* q
    6 r- ^" d9 V& \- k. k& J/ t

    7 G; m; l9 U% _) U1 i黑鹰也有时兼职带导弹的
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