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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 / b$ Y6 S; l2 U0 W9 z$ ^
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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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( u' B% a& s0 ~
0 r# B. O  {' v& `7 h神秘的新型直升机
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0 F% h1 ?& U( }0 ]* C% @
具有明显的直-20的影响,但又有很多不同5 u0 d' \8 e" O5 B) e) J7 a

1 t/ r7 T5 {- R# T) {$ F$ 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。+ t  |' [# {6 G8 A8 F: z, n2 [
: `" w! S, C5 l. Y! Y2 S. k6 {
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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& v' ]) C. o0 D2 A4 a& x1 @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。
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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。9 K/ ^% \8 x0 N
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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。8 v6 c* ?/ d* g) Z

; B! o4 U! g+ {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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: E: K  e+ k$ z1 b+ d+ k% p. h3 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9 {9 }  Z' T3 g/ d  P

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早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多+ E. N1 `) f  g1 m9 X, _1 W
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0 U: h2 Y+ y3 Q' r2 \NH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多
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0 s  a% S+ T9 j0 a
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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% v# F; V7 i* Q' hH-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
& F; m& J5 i' Y! R3 {7 M& R$ ^- ]. u) I! g7 ]) e
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A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好$ Q# y5 K- W! D) U. g& S
0 V+ k0 [8 n. w7 ?' S: ?
: w1 W8 E& g+ @. z$ Y0 y, H. u
“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
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6 O1 D. D2 s) P8 t3 a/ l
空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
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1 ?. J( ?6 p0 x% N# r2 R( a
! s! ~# ]7 l4 W3 z9 X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
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从3D模型可以看到冷却空气进气口2 X* D; B8 K! w& K4 ~

7 g, A$ B# [# N: \8 E  u5 {
+ p( p! S7 I2 ~8 Y9 F- v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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实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
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% y% v. d% [: 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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“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。
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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。; s0 _/ }, N% c4 ]1 n6 U

. X- Z$ _, N1 M% O; H( @% E1 i- O7 O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。4 W9 ~! D  D+ g6 U
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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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( G& \9 s' Q- Z1 S) [( b+ C
NOTAR就是没有尾桨的意思  K5 ^5 O+ `1 r. `4 y

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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  u4 f$ I) t$ \* F+ I% |
+ t8 k& w& q. q: P% ~& [& 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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0 B) K1 {2 D5 c& a: c- u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。
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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。
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+ M7 n# Q. P: L$ _  A! H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& i- P, u6 [+ v& F. n7 n

# M9 R. w* E+ h6 DNOTAR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。
) b% i- I6 Q+ ?
. T, \6 U$ k# l$ A: c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。
: }3 B) u7 S5 w. V
4 ]* r3 j9 j( D0 A
/ n& l1 U+ _" _+ f  b- a/ B直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形2 r4 s7 l; T6 ^8 B* ^
' k* u  c6 l5 `4 D6 [

- k1 V) E/ B7 X3 \) l直-20则是更加简单的十字形
  H+ \, H& x( z, M8 g9 _
# b8 e% @! [& p+ K8 `7 ?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。
5 W1 u* ]' n# S7 P! J/ H, |9 c
& y" }% }( W# i: `! E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。2 T' x! ^4 A' n1 x3 x

# F& N+ e! W- ~8 v   p# {# o; i: h8 B& m3 ~0 e
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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5 y2 J, I( L& c2 R$ _3 U
“隐身黑鹰”的想象图! _4 C8 x- J7 `8 I5 v
9 k) H3 _6 c2 m% c$ G
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。9 t% a8 F( \& d

评分

参与人数 3爱元 +24 收起 理由
MacArthur + 8
jerf71 + 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

/ F% H" A& E# 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 01:595 ]4 l& N$ E0 Z6 b# E1 R
尾桨十字式

0 t, n) X$ L: y7 J4 `我也看到这个。基本瞎扯
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  • TA的每日心情
    开心
    2026-2-1 23:57
  • 签到天数: 303 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
    % X7 s8 G: K5 o1 A/ ^9 S8 E0 m+ f& k
    http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes! c: {( v, r+ E$ s0 X( z
    , l9 t+ i1 [# V' T# I* p# m2 o
    8 y: e) v8 y" _3 \
    直20挂导弹?这是走雌鹿的路线吗?
    回复 支持 反对

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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 11:355 e4 }+ {2 Y- {! h! P
    http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    , l4 i  |3 b4 b' L谈不上。运直也是可以搞副业的。6 I7 |: C. P) k
    - Z0 P3 y4 W; ^* S
    % V- Q2 y) y* G% L  O
    黑鹰也有时兼职带导弹的
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