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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 9 d$ b+ m1 E1 b7 u
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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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7 a% V, }0 j* v神秘的新型直升机
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具有明显的直-20的影响,但又有很多不同+ x+ }/ N7 {. Z2 ^+ g$ X
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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。
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, ~7 H0 I! X- r% Y9 R' Q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。! @4 s% i1 h/ V% ?* c% {

* K0 G" N* `: V$ t) m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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- ~, r! ^8 L. V& T* M5 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。
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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 H! r. y$ h" h4 e! d+ X
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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。4 N7 A/ l" A( \! K+ k  O0 X% G+ f
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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7 o6 T2 f8 G) ~& i$ ^
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早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多
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3 E2 G3 n' c3 a$ t6 D3 t2 N5 U& FNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多
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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$ ?6 w% y7 C1 u' @' R8 M

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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+ a. V1 O& w2 O$ J3 t- h
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/ a: h7 t# e' h  G1 TA-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好9 j( U0 G% }3 l2 y. P/ A) @

3 H7 k; X1 _( @; ?
' E5 b" }5 a, @$ I, B; h) r2 Z“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- t( s1 P8 @7 X' e- d- D0 A9 l
" t! ]4 t; B  ^' i. _6 X' i. T

  b. m9 V0 o' ?空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置) F9 o; ^4 t( P* P# y" O
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1 L' x3 p9 V9 f$ g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5 F9 f7 q3 E' O# z, X3 {
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从3D模型可以看到冷却空气进气口
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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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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。' E2 T, R& L0 a" j  {

. w5 V, Q6 X1 A4 P: ]“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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! M9 q" Z' v' ~% n" C/ I) k2 u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。& [; g. n* e2 v9 j1 K
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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。
6 B& }/ ^  x7 k9 p6 J* S! m
: T# U3 d, d* p2 k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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8 H0 H, L+ m# t) SNOTAR就是没有尾桨的意思. H, u& V; a- s' `: H; m* k
7 b/ g1 l5 n7 V# s  p5 [& X
+ g: G! k5 r2 q9 B
“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。
( e5 K. i  n% ]3 [! j/ @+ l( J7 C# X3 L! Z* s" c& _
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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$ u, P" z. H- u: c/ q) LNOTAR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。
) Q$ ?8 b  O/ Q5 O0 g
$ ~# w% L1 i# ?" o, 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。4 [& I/ n7 N; ~# A( Z& [. C* P
# I7 L3 b6 v4 z0 ]: J
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。
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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。
4 P/ i# @) u/ p* ?% p- a8 f" {/ i

( `- |0 J* `4 M直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形. F: P% ]  n* P5 S% {: N) I
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2 ~0 P, ]( P4 h4 U/ R直-20则是更加简单的十字形1 B9 o/ b4 ?6 i! i1 G: F! g
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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。
9 n: Z! ?! a; n. Y7 u3 [8 V) Z5 n9 W$ ~; m: w; {5 N
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。  d! k$ c5 {; F' G
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! n; A( _; |( l8 _' @( R
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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“隐身黑鹰”的想象图* d6 R/ N; q* J* |
. G4 q3 p. v' u9 P" _+ E- l3 P
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。0 D$ I( `. N' x; @! L# B/ N

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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

% m4 X+ I# E1 W4 m  F3 {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# w/ b% @5 ^. R# ~* b4 i
尾桨十字式

+ ^/ O: G6 w1 c9 q+ j4 P( t+ \. v0 }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 3 U8 n0 G% o4 j8 Z% |* D
    3 {3 [; S' I2 {; a
    http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
    # I8 ^, h( \, x* {; p8 J0 I+ p4 }( q) g0 M

    & Y- L7 g9 r3 V8 Y, e3 m) ^. x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" d: o2 ^: G, I8 K( x0 \
    http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...
    , x- T/ `! h- Y$ g" i/ H2 r
    谈不上。运直也是可以搞副业的。
    : m' O: A7 R0 ?% l8 e- G
    5 {% @" v5 O& O) F/ p) o3 K0 w& Z9 @$ S  \6 Z
    黑鹰也有时兼职带导弹的
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