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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 . R( Y7 o; k. s) a  y( B) z: d

& d! I% t. H) K3 |( Q6 f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:4 |% e* c/ _7 I- K+ q' O

+ T8 \% G( ~  |1 a. U7 w
+ d9 U4 m8 H4 |" K$ d% x! l神秘的新型直升机
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2 L" f7 c+ z& J% l, O具有明显的直-20的影响,但又有很多不同& Y1 v# P  C; J' p; P$ B
% U- }: H5 p0 P% k
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。, b1 }4 V8 D# [7 a3 O

7 l* Z7 W" U# q6 Q9 r" I6 J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。' g& ^- U1 W: [9 N3 t
) }# z  m* J' Z9 a# \
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。4 M4 r" N; u. t, ]- N% ?" r# D
5 k- J5 ^. T  i4 l$ [0 s2 e
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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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。
9 n2 Z! R* ^. [5 V
; W# E( a; ?$ f# h9 Y5 t8 n9 A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。9 J- p$ x/ V5 a; W8 e. m

9 a- E7 K3 v* C  r/ [ + a  K/ X1 V( S. O' {6 l
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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: a& R4 j2 j+ H' ^7 J0 B早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多
( X4 j( n. J. n% D; H* \- {9 O0 ^% Q" v6 X# h; Q6 c" q8 M

: t8 i+ q. |5 m" UNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多
1 F- v7 \! g6 F7 p
5 Z1 ]& X- t7 J% M 2 R$ f  ~* Z3 A; {' ?+ j" 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
! }% |" g3 X! m* W  g2 }5 O" ?. W$ s: W1 i, n& c  A$ q

  \8 x2 x# O% x8 R& x  \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. e' L2 [2 c0 O& m1 r2 U
9 u7 U- W1 `; ]8 @* ^* c7 C. W- c

9 j' O9 w3 T: _& e& }& K3 Z3 \A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好. S; A8 @8 G+ m& S
' h2 W. r; j. F
7 \/ e8 u& I% }2 `3 D& w, _+ R8 f
“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
: @" f3 o- Z0 z0 T  g0 g2 _' H- v$ t9 I/ o1 O* w: O9 e: W: C
: I+ V& {8 a# h3 Q# h5 m
空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
+ {! |! K; [6 H
/ {7 r; P* H8 w
+ a3 Y! j; ?2 M# C6 x% r7 I, 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
1 q/ Q  {/ o3 J: l. {6 B
) ?( k7 R7 b! M& e# s
1 H1 S& ^/ z3 D  h9 K从3D模型可以看到冷却空气进气口
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- @/ ~  c0 {( s+ ?4 k
$ k% `% D$ b$ s* B3 Z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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8 {) z" Q! n0 E# @' }0 s& j
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下( R  I7 F: q3 X. }

2 v! w4 |8 h4 J2 U5 F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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' p9 D& V) a) @: l“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。- D6 u) _& ^3 X
; f+ ?1 V  ~) m4 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。
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6 O3 Q! E* P$ d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。$ D3 T. k- D" L: u5 ^0 M2 P) a
8 S5 F( x# O8 d
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。
: X# g* ~1 @; B: ?( ^; x' V& M$ ^; G; h* u/ M. e5 z. E

/ ?1 ^1 K5 o7 Q1 ^# ?- zNOTAR就是没有尾桨的意思
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“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。6 r! Z2 Y' Y6 t2 w& u
/ b. L! r1 Q- A9 q- g
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 H. P# I; H" Y2 k$ A8 L: L' m7 X% ~
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。) f& H3 X* W( w5 U! B
. V/ q# W; ~% u0 w$ S/ K* e
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。1 X' e# x4 a& i: H

7 m  o  T, x" U6 M/ U! `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。
- C; J2 [1 I" j) i4 U4 t+ i; _4 K) C6 z  d: Z- g% j' ?
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。
( r: a+ s" k$ x- f4 P# @
  `% g  t3 F3 e% S4 k
3 G( Y5 @$ W* v/ G! J4 D直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形
. t3 }( H( m9 H( R- k; f/ \+ C. c( }0 V% }( `

& S& y7 b$ p$ A' b$ K直-20则是更加简单的十字形
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/ ^9 W3 v+ q. `2 K5 _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。  h" m( _9 \; U! [
) ?2 i; [( R9 h; Q2 v* R  f
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。5 Y0 z. S. f2 U

4 q' Y1 t" K3 d 6 S5 r$ W! @0 h, Z
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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/ G1 h9 s" `7 U
“隐身黑鹰”的想象图7 [9 h  Q- N! T1 X4 ^

6 N6 r, P. a' 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。
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参与人数 3爱元 +24 收起 理由
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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

$ ?% f& f9 S2 B# Y9 j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# n; [4 U% s( k9 c  T" l2 ]
尾桨十字式

3 F. K2 m5 p: M6 b) |# 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
    * l" [; U9 a3 O! U. X
    4 O  N4 n6 Y5 ~2 Ohttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes' g/ B, e7 R0 J3 I) B$ d: {' |

    $ t8 Z; J# z" k- }2 W# n5 H, j
    2 ]. _- [% L0 G: u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
    $ k7 o% o7 w# |) t. Y, [; Nhttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    & c( V1 A8 V9 s2 U% Z, h谈不上。运直也是可以搞副业的。
    : _8 E" C- ~) X+ C$ n( P: k1 U. ~. F) I! u0 B  k

    , L' w: g( u4 H2 c$ e% t黑鹰也有时兼职带导弹的
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