|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑 4 Z5 @8 @( J. n# Q1 c5 x9 |+ @$ O! H) ]
0 J# i' h- V+ V4 I
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：
! K' X {$ F& m7 l$ R O; L2 u" F& b5 w3 d5 a8 [8 Z5 ^! b
5 O( u9 f( f4 w6 J. Y
神秘的新型直升机3 l8 h- T! q1 ]* i& w: i
. h5 u7 B# ~: h
* D) R/ F& V4 z9 O% L具有明显的直-20的影响，但又有很多不同 A" u- C4 h( c7 K# w! k0 R8 B
( {; W6 M( |) l$ }7 S1 l6 e: E
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。( [ G( H9 r3 b/ D3 C; D" P8 z( f
. y7 I+ g% w6 Y/ n+ y) t8 o; O
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。1 z( z D& [6 [
' @& a# C- E0 z% E
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。
Z. p; v* r6 U% m' k& N! H" x5 z- f* |+ g0 \! S+ I
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。" z4 }& G( {' X9 l" m
3 F: I1 l2 L! \4 a! Y- q3 C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 ^0 \- K& N. q# D
: l6 J: ~8 W, Z1 X) G9 M
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。
p2 X0 M( B! ^5 H3 S2 f6 D+ N1 ?7 n6 u8 a) S# M2 K7 e
9 m) c3 K% _1 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
) ~' ~) \4 D$ _' u) h1 M: B5 Q. U0 B1 {2 \' u+ _8 Y; a( Y2 l
1 X! n7 g! Q+ _& l& R+ G2 `1 G
早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
5 O5 J. D2 a, b1 }- W$ t2 U& S7 f6 Y+ r$ S' M
) U: d' s4 ?2 m! R, G! i
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
o5 _- X' \: x0 P/ t2 d
6 y; Z+ A, F0 u) d$ p+ {
0 o: w, o6 \+ s8 E& {
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
- j1 f- v1 q T* t1 s& ~. @
/ V2 A2 X5 U6 X) J9 i
& u+ B/ ?! h* b8 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; j; f3 B, {0 h) S% s$ F
$ v8 T1 H& Z5 l6 W# X7 T& U. O
6 T# v8 a# j1 a* E% BA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好, K5 Y/ j4 H; E) G$ W
) d+ s' j; u+ O/ t. h; h
6 A6 k! X7 O9 A8 f
“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
# K1 w! R: ?5 p9 ~) h% O( C$ v/ [6 }- _5 {) }! n* \
/ S j0 P$ D- s2 O* I9 _+ a& _空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置" x) w& P* ~) T# i2 r
4 e! u* ~ y+ m: K. |& m- M
$ b% x4 j: q1 Y8 a( c+ `+ J+ 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
( x0 Q5 e& \& L: _9 R/ B
# l( `5 r3 @1 m* l. Q
( Q4 W% w* \7 Q从3D模型可以看到冷却空气进气口0 P9 C! m6 A) g2 }* C
8 R* `- ^4 N% M3 w! U
" `7 i- g! G# F3 z# P9 e
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8 [" P2 c$ f* c6 i. _* D8 |8 \
6 k. `4 G8 i, t0 I) h
7 i6 j$ `# D+ K2 W实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
. F' k# }* S0 G" C( y- C u8 u. O- @7 H k2 ~& I
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。+ w/ O1 K" n$ L) e' U2 ?# o
* o9 {* {& d4 i# 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。
: Z& \! C9 Q( }; _. Q- k O4 c d4 Y/ {5 Y4 l8 w/ q
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。 e8 L. k- q- j4 R: e8 @8 b
4 T2 J: k9 Z& ~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。
+ u1 u u6 C1 A: I4 N9 ?; R+ i5 q+ V( J: a
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。
8 T, q. u. A) q5 R& H6 z7 i; _- |+ F0 [( B! C
2 F) o( y+ n! u$ c+ s8 V& Z( r
NOTAR就是没有尾桨的意思5 }4 L" T( b$ x; U2 R
# _- L/ R: B8 t
! p$ ?% X2 S' m# S
“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
6 p$ b- X1 K4 L* F9 M9 q4 S# j( w6 B1 Z$ e9 w
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。& ^, ~0 Z! o! Y$ M- I- `- q
8 N, f2 Z7 k3 c3 T. X# Y5 z0 a/ `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。$ Y+ K0 c4 J n! G: T7 a" V2 V
& @; v- j9 m2 H% |0 nNOTAR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。 [; j J% `9 r o# z, B- [8 ]
}6 X4 w: v+ G5 c+ b c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。 G- @( c9 a5 [9 f0 n0 U) m( S
! u* y, a+ @& }1 @2 LNOTAR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。
2 Z8 v2 ^$ p B {1 b. K. H
* }( a5 L) J6 ~4 U5 j$ L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。
1 }* V2 e: r9 Z0 x% D0 T3 R. X/ H9 ?( H8 d
g. B4 x$ w' e% F直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形/ M- h7 I1 D! _# ~
5 B- W4 O D2 l. d5 w: M8 \& |
. r; ]6 j' Q5 F- _
直-20则是更加简单的十字形 Q4 N$ e7 f2 h, @6 B
! @7 b3 W% _7 \4 [6 S
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。' |! K) f4 g( U
) k# Y# \5 c- D0 X* b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 y' E) s# o8 Q
4 u, L8 g/ P8 v5 d1 F, W
1 }& F# @) r# B) V+ d+ G
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 p! H& t/ q W
# O1 O+ H' P7 U. h- l. U( o; x
( N' n6 `& X# {, `9 O“隐身黑鹰”的想象图6 W9 T0 Z5 [# ~& u: d0 r
6 T$ f2 c4 H2 e! [; n7 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。
. F8 s$ m6 N: J6 r! ~: h0 P |
评分
-
查看全部评分
|
雷达卡
楼主
收藏
分享
淘帖
支持
反对
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
抢沙发
千斤顶
显身卡
发表于 2021-6-1 15:59:02
