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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 . M/ b% H3 Z3 E) x/ D. _

' ^& i- g% w; X4 w" P# t* b7 Y2 S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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* ]" w' w  ^' b# u2 Y& }) z
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
; j. Q1 D4 x% W- Z4 \  m6 [
6 e% B5 N8 x' y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。$ _: l7 n: d# y# \3 A  n  {
6 N5 U, l+ n: G. p# y$ @
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。
8 y% X; ^, Q) |5 Q! m/ Z6 T, R3 `% }) ^. c% ]
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。4 j0 [' ^1 f- V+ r9 o% d+ Q

' }9 l1 T5 T& o' X" q0 }; K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。1 I/ M7 Z! q6 c% w. _6 k) t  s+ `

- v% h( e& k+ x  j6 t+ H6 e/ d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。, n: R7 G3 n8 `5 l0 s7 g. t* ~2 k8 t

/ L& X) x: R, T7 l1 u; C4 T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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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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3 m0 z7 m% f, _, ~$ ?( T早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多
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4 J& k+ i% ?1 o  Q: B
NH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多+ r6 \% B: h* S+ j" r
; G. L' T0 b6 ^- o2 L

2 N: y1 @  M; 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; m8 ^8 W* d1 ~9 y* n) `( O# M+ r6 u

/ i9 |) y4 n4 h. F
: W+ |) V+ r+ L; PH-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
6 T9 `& o6 }$ ]4 t' J4 z3 j1 T
$ }' w0 ?6 P& _
0 d4 e, q+ e/ P3 D! VA-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好" ?3 J' d1 f6 c9 F- D: K

% ^: R' H) O0 f, Q' E   e% n  p, P$ d
“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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1 }& i  x% t% ~3 u
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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6 T  D, p& Q# x3 T9 E& `. u
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1 t3 g; W& H9 E0 B$ d. w* `6 j0 I

; [) z' R! \# W
! Z( R6 B; Y. y7 B从3D模型可以看到冷却空气进气口
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. v8 p  E4 G+ O+ i
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0 l2 J: f. O7 d" G9 T
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实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下; j- k" r, D8 q8 V
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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。' F. ?* g6 e4 O" M8 {
8 ]1 e# Q' h/ j
“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。9 o3 z) v3 J9 E, h) C
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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。% c+ \+ y+ i* @9 p0 K

9 o7 C4 X# |7 w& ~7 ?2 w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。
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! @3 z( e/ W7 ?  Q5 l: ]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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6 c' \% A" H0 m* L6 D
2 b4 I& q3 \6 n  ]) _NOTAR就是没有尾桨的意思
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+ |! s. f. b! g- B6 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+ c1 i  A. ?" e5 \

* r( E) d* d5 r! t, ~( W# Q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。
( N1 j$ I6 b  D% |) h/ C5 R! M$ b0 u7 I3 k" _0 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。, m7 I1 P9 K: X; Z
6 ~  N6 \/ i# ?& |7 d1 z4 n3 Q
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。7 h0 c0 ]# a9 v) T& S, ~9 h$ _
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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。/ V) |/ E' t  g6 J. l
+ i8 l0 Y; K' V" n
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。
- u0 v2 N- X% ]; s
5 W  b8 n9 j( U; A) `4 n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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; \% T8 A  W1 Q$ \5 i$ _
- H$ l. l. e( U* W+ ~( N& S9 D) o- z直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形: Q. w3 M7 C1 L5 Q5 R- b: z- f8 u2 b
# h! t0 u- Q. Y, u, S5 ~* m( J$ Q
7 q: L1 f: @" A% [0 m* C- h
直-20则是更加简单的十字形7 |7 c, u0 |; }/ c
) `1 I' f( j7 p# g& S3 D; A6 j8 f
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。: d! M/ L% c, o8 h$ ~, R
& c( r9 d' `& V* B9 o  \
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。
' b2 N% F3 b7 @$ y
4 I$ K" ~. Y0 ^/ M3 x' v
& m( h- T* `( j/ H: \7 ?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
9 u! U1 N) w, G- \; {6 c6 ?0 o3 C1 n1 T# ?

. T  X, e; X$ K3 @  o“隐身黑鹰”的想象图' N. u# i8 B# ?  r$ |+ Q- n* g

5 \6 n$ K. v: @: H$ i. l# 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。$ |% p4 p3 }) N' G5 v

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参与人数 3爱元 +24 收起 理由
MacArthur + 8
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长叶林 + 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

, L; S5 G5 w( ]5 u- H4 V- u: K7 o* L) Q: U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. `% X* G4 s' D* Q
尾桨十字式
, B6 O& Q" u8 |- ~* n! U
我也看到这个。基本瞎扯
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 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
    ) I: L& b: E& F. y/ k" Q
    7 S1 y& l" S/ l6 O4 m( x4 ?http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
    1 b3 ^9 t1 w$ X: k) M, S! `/ C
    ( E  v$ f" l! C$ R* O; T$ f$ g' `: u* u
    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
    7 n! G% G6 L, [http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

    # V* F, a# x0 E9 n1 M3 o* K9 {谈不上。运直也是可以搞副业的。7 V5 A: ?5 m0 ]# s+ A
    * f. A. {# i+ O  N& J4 j# e
    7 W$ ^  ^- ~) y: }; \1 g6 _
    黑鹰也有时兼职带导弹的
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