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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 * L( U) b' z& _* W9 O
& h7 h/ [. V' ^% d$ A" 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:- s; \- [; E. J+ {. t2 Y. f7 {
9 h4 z' v' R+ Z% |

+ F$ ^/ [, q7 |8 U; _' P- ~神秘的新型直升机
3 Z6 s- K1 I! q- m' v9 X. g3 H1 T5 g
$ U' w- G& P" s
5 U# P5 B: f. u) q$ F- `& j具有明显的直-20的影响,但又有很多不同
: t9 v$ K! K( o& O5 G! I
- n4 }' n+ c- S9 _, R  w, {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。
$ P. _) ]5 y" k" m$ u9 I) q
! r$ Q, S) N) ?+ V! ?% A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。0 U$ |( r2 P0 r) b5 m$ M9 i
- h% P$ G( a1 j/ E; z
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。) a! A# M: C$ C( R/ p" h9 X
% {  i( \5 a! K4 r7 s2 x
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。: C( D4 |; e, j5 f- R8 N. n* {
: ?$ e& `1 m! L. b) u, o% V9 ~
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。
# C1 S4 V, b6 H* o1 X
' F0 {+ b4 W9 R( y! i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。
. F5 _0 ]2 u3 O( o; b
4 J4 I6 m! X3 s) U: x
! ~- v( ^5 R* H( T3 X+ w' @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 w( d# w0 B. b& H4 a

3 W) M# o, J& _! N* e2 C( A0 Z  t3 }
" |6 B* r  v1 {5 a" u, q& J+ U早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多9 r2 ^' W# q$ ~& t+ [

* ~" u" k7 E; y7 `- ]. Z/ [
! o+ F& v# q" e7 H) R% O" fNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多/ N+ q( @( C. J$ P( c# {8 P2 q
& K' ^) i/ X- m6 z. n9 g

3 z& M# c0 f0 M1 Y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/ M: {/ q- y1 w) t6 d
' i" M: z; J; j) b; X$ ^. U; J

& k1 `$ u2 Q( V( y, BH-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& z3 C; i) K/ Y0 Y# J5 T! b

3 W' _6 f9 G/ ]5 ^% f' m# S 7 D: h" n6 n* Y8 U; J
A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好
% H2 A- D; p# p; R$ W! q. s" ?8 p+ K

" j1 Q3 V+ h- y“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
* e" N1 I& T) T9 W
0 S- @7 f' ?: r/ I7 B$ y
, p+ K* `2 Z% \: m( i! e7 v空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
9 ?# Z4 c# }4 `) S2 [- \/ a" _! F1 I/ p2 f& e7 h

+ n) `9 P: `: x& d8 }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
2 S! f0 l" b' o9 `& z% d, ~) G% _- L$ z

2 n+ ^/ R/ {1 p  M' b( M! j从3D模型可以看到冷却空气进气口& ~. Z9 J- |9 {% P+ O$ t: M4 D
( x' u. I2 L8 ~; i* Z" @/ Z4 W

8 C: z$ n/ R6 ]8 N" }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1 v+ s% e) j. q

% {2 j: X& Y: ]4 _6 \6 K
) G9 J4 F- w- p# L5 p实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
: c* X& X6 L) H
; Q5 @( Y8 a! S* k4 Z: p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。
+ Q' m" H5 r3 H% n
6 S' m% u5 W3 {# g+ [6 Q“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。: _- o# h- k3 Q% H# J9 H' Y
" t" q+ p7 {2 m( s/ Y
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。
& i7 }7 f# \. `+ Y& j+ g8 p5 P, e5 G7 v7 D& F; ~9 x8 J$ n
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。
  g( o. }( W3 y* y( A/ w- b, ]5 t
' G: Z& [' n- q! m0 Y, |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。, j. n4 [6 j3 Q8 z  D; R& y

3 f  |. M* w/ ^7 T% b1 L
) l6 s% n) H( {8 C: O* VNOTAR就是没有尾桨的意思7 H3 r5 Z* y; `) i: D# T& {
! Q3 }) k4 p0 v0 v
' G- i5 R5 F2 f1 Z& l2 }6 F) H
“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
* ~+ W7 u5 I* G; v! S9 D8 O; m: {7 Q7 t! q: I# y
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。
) x3 x1 |- s& h  M/ z
( P% }7 B. P9 g) J# k# e: y5 P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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0 O5 ]+ j3 T/ y2 s3 W1 n3 iNOTAR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。, U& L  \. c1 d4 U5 L5 o2 v& v7 f
) i8 E/ Y$ Z9 q/ x% w1 y
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。
( F, {, S0 g9 ^, J* E# j
( {# l3 r' X# w. d/ y+ iNOTAR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。
8 |- `% \# T' a8 i3 W' U  r" ?
# }' i% o. b( o( a& V2 r, f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。9 x3 {: j4 Z0 Y- x1 M2 R

: D/ U8 N2 G* o$ H * f. ?3 {9 b) x0 x' Q$ j
直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形" S8 M# T6 f- r# \4 v0 Q

; a: S$ L# F  T( y' A* v; i# b : X* u! [& F# C, m
直-20则是更加简单的十字形
0 i. s( s3 C5 D2 E7 Q# {" s- T
: {# `' G1 J7 b3 R. k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。) b3 }3 V+ y  T" e( N& `
! b# P4 ^% J8 ~8 ~) 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。
1 E; L" g7 s; S
& R1 B/ X1 `' {) k1 e* \8 l
! M! C% @* }# m0 t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- Q4 e% \5 \' _( a1 D

: B& c# q7 p" x1 N 8 E! _5 _0 D3 J4 |6 [1 z
“隐身黑鹰”的想象图6 n# p; T' a3 C2 j* ?+ F
2 ?- D8 M" S" V
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。2 {3 E% i- p; V  n4 f0 a

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沙发
发表于 2021-6-1 15:59:02 | 只看该作者
1 L( m! u( M7 L9 a/ p1 P2 f3 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
0 [- U$ K8 c6 O1 m: ~' `( K# r' ^" C尾桨十字式
7 J, p/ h# a4 U* E8 J
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 9 _3 Q* B/ u6 V8 e* i" l

    9 W; g) s) F3 J' dhttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes7 c- `3 M  M7 x1 v5 ]; ?
    3 {& p# U, W8 c

    " s4 y. j" W6 E9 W) f' G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 11:355 C) d8 o% ]$ x% Q( u
    http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    3 X/ ]- V9 F9 g% ?8 F) s/ R2 R谈不上。运直也是可以搞副业的。0 d0 Y  I$ W9 R7 H0 t1 X/ H% C. Y
    ' i0 I- N( U1 x

    4 \% z5 w) n: s4 x2 N! Z黑鹰也有时兼职带导弹的
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