谈谈隐身直-20

晨枫

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：
, G0 W2 }8 Z; W3 V' |4 R

神秘的新型直升机
% Z. e0 O; D8 f2 b! r
6 p* G6 F4 s, C% V% X! x
( Y+ [! f2 b# g* b4 S具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
0 U  H$ x$ 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。

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。
' j% K( e& [$ y' f8 v3 t+ I) [- E
2 w& S5 n% w; I+ p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。
. _6 r* U% r4 w! O, w. Y! Q
8 b9 u  {- F% z/ H. r4 K7 H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。

& m% n4 X8 P: E4 J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。

4 Z" E- n+ L0 ?- J6 q2 R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。

/ T3 W) M3 i7 f2 U1 B5 b8 V
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
1 _" P1 y( b( x- |6 q2 g
$ \% x5 T3 Z+ o+ {
早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
; [  ]) L. z& L+ b
" ^- s* \+ q4 v! V/ I; k7 a* o
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多


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

* T" G5 b. I, T. u2 q  j  S" L
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

( c6 ?0 I# ^8 {; X( k
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好

# }8 M* _0 }2 U$ O7 c( k4 w2 l
“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

0 O/ ]; {; y, Y; Y
空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
3 q* K+ O, }# [/ M5 j& [  s5 h

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
0 Q+ n+ L' a, i

从3D模型可以看到冷却空气进气口


! q- T$ Q* Y' ^7 @- @$ Y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
: ?7 ^( p8 `) Y. S$ Z: M% M' ~

实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
; l( ~+ U# d$ h
+ m$ q  o4 C2 s8 c3 D# y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。
) a! R: B( h& ]' Y8 L, E
2 Y8 W" J8 i! A5 N  O$ {“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 s$ m( I0 [1 ^- ~) r; }+ m
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。

4 Z) E8 Q. p% t9 {9 C6 j" z# M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。
- ?% a- z4 t1 A. O; N7 z7 N. `
  b" ~9 M; W7 o! C3 e# W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。
, p7 P" L, `& G% R  q

9 w. Y7 |- o. ?/ O$ GNOTAR就是没有尾桨的意思


  h. R8 h* u# X5 p- D6 {“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

: }2 ]) m  x, J8 z- _& t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。

5 L. N2 P/ y% v0 y; J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。
) f$ B: ?) A$ A' x) T% Y
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。

( N( ?& z2 `$ z/ ~* j* {0 M/ 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。
, K. L7 J7 L9 Z% d) ]+ T0 z
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。
( H8 X/ w! y0 R: i
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。
% ^* c7 O4 o# W1 L
+ \1 s: V2 p! r* u4 ^+ d
3 G7 \5 i- f: J) o# Z: y直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形

. z5 X( l/ o9 W9 t* a
直-20则是更加简单的十字形
1 c' f" M( |: D  e
+ V( j4 P. E1 R. ?! \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。

: r% I- e. l) s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。
& U7 L5 j9 J# u# [4 ^8 Y

: R" S- s/ `& L" j7 C0 t8 k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
4 h$ M8 ~% z3 ]# B% K) _' Q

0 d3 O9 H$ O$ F  {“隐身黑鹰”的想象图

; k- F: `' P( e1 |# v0 q/ \/ g8 ~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。

重点

! p" Q# g. W9 J. ]6 J. Q1 O尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
3 s2 D% h0 O: Y6 ?$ Q$ F8 w尾桨十字式

我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

; `- w( A! O4 l9 `; J0 p, _" j
/ p7 Z  r$ a3 S( @0 `3 N2 bhttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes


直20挂导弹？这是走雌鹿的路线吗？

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2021-6-1 11:35
http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

% \* P# {& F  _8 ]6 I( @) Z谈不上。运直也是可以搞副业的。

8 @8 h# b3 e* c; V+ R' r7 V7 @9 t
2 I! h0 x) Q: ]  l- W( N黑鹰也有时兼职带导弹的