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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
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& v9 t1 S% r3 D) y8 q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:1 e& |! `, X/ O
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6 X" J4 L  [+ O: w5 b神秘的新型直升机; d% P+ ^- u- e& l4 O$ D9 @* r
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7 E' A7 n+ ^* g+ ]具有明显的直-20的影响,但又有很多不同
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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。6 U# B* Y% q1 Z9 T- y
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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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9 ]; o. }$ M9 `& v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。
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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。1 O- e1 Z, i* W% `% V3 q$ r5 B$ V3 j
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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。/ q$ s* G$ x, {. I6 N" P% l
0 ]( K( v, o4 X$ `4 o/ i3 ^

  z+ E# C6 a( s! r4 y& ?% \1 [& t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
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5 Y% N$ d( v# q7 L" UNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多! A: _9 s$ l5 V
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0 Z1 @; ^/ I& j3 ^# _# F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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. M0 o: M5 `7 K( n9 `! s4 o' r, e. y7 F
. h: S# b5 |- j8 TH-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% H5 n* u' O' `+ r- z; [
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! p; S' t' @* k+ Z+ U4 u- u& @A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好5 G# f% f! [% R) s/ ~* A
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“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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/ ]3 G. }6 O7 S+ o4 h2 X" o$ m1 `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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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- r4 ?5 w! T3 d; U" O. g4 j
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) v+ j1 o9 m4 M4 W0 o. L从3D模型可以看到冷却空气进气口+ V2 [' j/ v6 t0 F+ ?- T6 E8 p

) F  s- y7 I5 U/ a ( j% @6 c% Q8 `% _! H
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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" a" @3 C5 z; L! z3 O, x3 n0 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。5 w2 Q/ D& A5 x5 P
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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。* v) N. O  g# m2 o  Q+ f
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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。9 n. U2 L4 V, ?  t) ~7 O

, n; x- q9 Q8 o0 C: T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。" h1 x' z0 i& |; Y+ v

# S- N- n& h$ g- i, _6 o# v+ P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。9 L4 k. \, R1 u. ^
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NOTAR就是没有尾桨的意思* ^7 f- N3 o! W4 F3 q6 z
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% v+ r" u' q# Z
“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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/ @, {1 ]' K6 e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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4 b! I0 p# ]3 p: o" J# k/ b! v. y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。, v0 l. U* j1 i/ O1 Z  K: v
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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。$ L% W+ X, l! |- ^3 u9 h
' N; F# l& R- z% X
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。
* a; `- |: i2 E) [$ S" T
" T, i, }% X) D+ A6 XNOTAR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。/ [/ A: u+ \5 P6 Z

, m! C- g" @3 Y4 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。, B, C: K, M6 }6 n

4 A- L: J: S3 H* N. {& M ! P3 x; `0 Z1 ?
直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形
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# ?/ k' P# x- x5 i* P" S3 Z; a直-20则是更加简单的十字形
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/ G5 N% R6 m$ b& H$ R- v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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) {8 A2 V" [$ X. Q1 b) K6 w% e5 c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。0 j3 K- o) C8 r: K7 f# C$ d

/ Q* n7 p* Q' d/ W6 ^- u 9 s1 z/ r% c9 M
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! F* ~# {( b3 N( M) D6 z8 A
4 G! U% n0 \" h% I+ Q, X

" J$ {$ o$ ^. Z; }0 K; e“隐身黑鹰”的想象图
; P, T% W- K: e6 \$ r+ _# w
4 [# }8 q) [2 l* \* C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。7 ^+ S; L& `, Z9 y8 ?. S& ]% V

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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
8 C. b$ W6 O. ?- A9 B' E. h
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$ j/ d% L  X) ~! Z" M- r
尾桨十字式
) ~" ^; g! p, T8 D
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 $ ]; s! q  j* ?. @9 j

    + u8 c1 g1 C, G; c& c' xhttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes$ v$ l8 A$ S: t9 T. z
    " G9 Y9 P$ b! C& k, a/ [( h; H
    ( E; @" a- S' K" p6 b7 d
    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
    ; F! J5 D# p, a; \. Dhttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    9 ^# }/ c! o/ N3 ^" y& u' @) @3 }* a8 {谈不上。运直也是可以搞副业的。) Y/ ?3 ^+ S* @) n9 `

    5 d+ [7 ^; @' K6 w. @4 |  b8 z; J
    黑鹰也有时兼职带导弹的
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