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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 ; H. i0 I1 g9 R+ m7 V" p" U

* w" s8 i7 S- B& N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:2 |$ n% z% A, F. r9 z
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神秘的新型直升机4 v) w7 E4 D4 F
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- q. i  i, K2 H! v7 |具有明显的直-20的影响,但又有很多不同
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' C) s- X! z+ g- L7 r* ?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。5 w& I; N( Q- C! w! R9 }
, [" a& U% x8 [, [% `. P
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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3 J( n* ]5 I% t$ F8 l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。2 h8 P" Q! K2 L
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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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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。5 Q+ N' \: C9 \. P

5 ^) a) ?2 Z4 A8 k/ S
, @# O9 k" ~5 I7 P4 M2 d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0 c- v6 d; N6 K; O/ ~2 R( q

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) F8 C9 K, i# K, }% y* _' gNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多% D# j* h* R" `5 g, ~$ s* M% [

7 x' G9 K# M' a* y0 v; C5 ~
& {7 g  @/ Q( J9 Q2 {- V. {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
; i1 ?# \7 ~$ K% J; }( I8 w8 l
& {8 e& S! W) l/ P( m' P$ t$ X : h7 g- z. Y+ |8 B+ F
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
: I! i$ c( S0 s3 i% G$ L4 S. s. S  j9 b; e

6 b  N  ~' r% y2 {. mA-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好
) o# h% i- S- y/ x2 J6 O$ v( x
% e/ @- {  m3 `0 q7 M5 b
% O: Y4 x, [* A( N* P8 T2 I6 ^! I“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
5 X, r7 l  O/ m1 k
( a. v2 }0 U7 R" Y  R$ S 9 M$ v3 i& s! k
空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置  b$ a, s' X/ W3 U% l! P
' s4 Z' B3 Z6 x' u3 x' S) f" Z, _- _
5 _$ V( F1 y6 M; ]& T' d
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
# m/ F, x+ i, ?$ J7 i. D0 U8 f# d; R7 N  [9 B" j

9 _7 z; E' i  j2 ~3 @& O从3D模型可以看到冷却空气进气口3 B' Y$ x% N% F

5 J( v% L* a8 q7 v  U' r ) Q/ @8 x! k+ l5 e  r
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: m* z0 ?, \! }4 C9 S, P1 D
. S+ x5 F) b7 z# c3 f

1 d. _% _5 e0 @  b7 p2 B7 ~) O实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
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) J: X( d' S- R# S! W4 K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。
1 c& Q1 S% ~! {. I* I8 D, {3 d$ P" s9 h: c9 d. ~! h
“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。/ A& Q% V) e" W/ g. B
  R; W' Q% Q( |3 O& G
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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/ l6 U( B8 T* C% V3 k* ]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 d: v. O7 v5 J6 u: x: C* T
3 l+ `) j" }+ p' o: }( v2 q0 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。
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( K. U% y7 `5 M& h9 x  J& VNOTAR就是没有尾桨的意思
. I% V& p: `, [6 Z- f( x* m
0 |0 \$ I/ W! K3 e- p( r7 ]! |) R 7 q; [1 m( W! B$ n! a0 z" v6 v5 X
“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
3 b- q7 q, D1 H# W' C
3 X  T/ ~% D" L6 {5 W" G6 i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。
# t+ d5 u1 J1 U' Z9 s' i" B" V7 c: g/ |; j* h$ l: 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。
  p: ?6 F6 m/ x4 L5 J0 f" t2 ?3 }# R, l* w( b
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。
" a& M. m/ J/ K; [8 q; q4 S, c; X7 w$ H: k5 h7 L0 o6 [( v
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。5 O$ N! ^4 i2 N  m
3 M( Z0 K) \' H* R- R; S7 o
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。9 L8 F' x% q! j: a

- K! q! l  Y( d3 U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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/ G8 y5 C& ~% D) M2 M8 B
直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形  ^- @4 o6 t- o' _$ k8 K. g4 W
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% ?) S% s& H; n; a: h& N9 U
直-20则是更加简单的十字形% F/ u/ I( _1 r4 l: h
* v# E( _; Z! @! x5 N8 @, B& ?* j
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。
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: }0 Z& m# s' J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。
" w! s) G, E2 a; N
% \' u3 [/ h% R6 Y% \5 ` 9 o0 ~$ r2 i$ ]; K3 h
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& h4 y. s+ u( \+ f! M7 C8 r8 K

) H6 X* U' I0 {0 e( p, n
7 W5 y" J9 }. S“隐身黑鹰”的想象图
2 o% D: f' `3 V% ~6 s. E7 z6 @/ @5 Y8 F
) h( e) T1 v- H- E/ _6 E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。
+ w' V+ ^6 e' \8 S

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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
6 @. L. J0 L. t4 ~
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 01:591 n* O+ C# q& C6 N
尾桨十字式

- |' y' x* U  I, |3 d我也看到这个。基本瞎扯
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  • TA的每日心情
    开心
    2025-8-28 04:50
  • 签到天数: 302 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
    3 L- e- Y% g+ X" {( l2 J% }! D5 |0 e# V; Z. C1 G' a4 X. o' G
    http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
    % a3 l* E* g. J, `; ~7 @7 z/ [* Q4 \. |  E8 c

    1 Q" ?8 ]! Z  u. X: r# W# v- I, }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) E, o6 {4 z, W- W& v! j, B, F
    http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...
    ( E. Z: B$ J* [; \0 K. A
    谈不上。运直也是可以搞副业的。( ^; o; z) p% H' N
    $ B) ~' |9 p% X! T# g3 g

    6 R# A; w# r4 w9 d黑鹰也有时兼职带导弹的
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