爱吱声

标题: 谈谈隐身直-20 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2021-6-1 04:53
标题: 谈谈隐身直-20
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑
4 p% ]$ f3 _- ~8 j2 h8 Z# x5 g8 w6 r( R
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：, v3 M  `% C( N$ }

* \5 l4 J" x6 Q3 k% m- S
0 r* }' L$ K' U- C9 U5 d神秘的新型直升机
9 t2 ]" P# }. x& L+ w
1 \) @+ P/ c* Z, f+ g  T % h; @9 Z% g4 ?8 y8 e
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
8 ]- V& B5 F" ^; |
9 U' p/ C5 f) ~6 h, t7 f, Z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。
: o% a5 J8 R( g$ L/ x; w, a$ a: W' R. ~' R( ]' T( x7 a
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。! u. v* I2 M" _& s) a
/ c) U% V) f* O
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。
# i- }7 [, E6 F7 F2 u" _. E
9 v7 S* R5 {" t5 j. b- 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。$ X9 A# {' F0 k

0 W/ e, g8 E' Z/ G2 i0 ~0 ~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。
0 E! d  m5 g* U. B$ D* p  B: x. o* x
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。& F  c  V) t3 i5 J, i% G; X/ a
, e: H; @% N9 A/ f: N
. h8 X  H. c9 z. r; n
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( i2 o* k% m3 F  `
  Q% m& p; |- U3 I' q" g" i$ P8 j

5 H9 P0 E  f& P) o( U+ R: p5 g早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
( x# m$ ]$ a5 L
$ d5 w  [4 E/ r+ i! F9 L
8 x( X) u7 g) J% K/ y: oNH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
, Z8 h& N1 g/ N1 C6 h% v/ e8 _7 Q+ d- r2 I& X( C6 g

5 \0 G$ r8 A- q! q2 I- C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
" d# B% T* G7 d2 u9 a
2 F3 y6 I+ I; t
* k* l$ n+ U' F1 YH-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
0 K7 H0 r2 u/ q( b! _( y- a8 r, {* r# W9 t8 w
+ b9 Z; c) w$ j( Z8 S- S# ~; `5 H
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
$ I) n2 q, ~( y& D% ]# e
/ X: c6 h, R8 E- _7 H
0 b! Z" f: G7 t“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
2 T! ?, B* K$ v  k8 W( m% U( @4 p( W# ^. H) }3 X
, O+ o3 d( G. c/ ~7 u7 _1 M
空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
& [& P# x2 h  P% |( [% q% s) q# i, n2 E% y% U) t5 }. _

8 A5 s6 ~# A- S# `- K. n7 ~4 l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" V+ [5 i0 p3 c' e6 v$ W; x
) S4 @" h, Z, H; y; d5 ^
8 T) [; Q" R# Y  `
从3D模型可以看到冷却空气进气口
8 K4 ]' r5 E9 ~. G) T6 U8 U: [2 t1 r0 z6 g( g/ `9 V

) E& E6 A, W9 r- }- G2 _5 W: I1 n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
; h6 `* U4 J2 C  y* I, d* Y. O' }5 O8 D6 s3 x# M0 L& s9 G3 I
) N* g% h8 v' ?  B# T0 m0 i7 _; S
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下( U% m3 g/ {' Y" R3 L

( W1 H  o. Z' o% ~9 h' [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。
6 K/ c8 f# l; R$ w0 g& B! c: ~9 }" K/ ?& E, Z1 x
“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。
- G6 E* D" i( ~8 f' ?
, G6 t; m* ?! h: s9 [+ p- }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。
3 b. R9 e# d4 \; W# \1 M; ^3 [( i/ A( ?% b
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 K% t- g4 _, c: U
0 `8 y7 n; Q1 V' C7 F' F: ~! q7 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。/ B& M/ W3 F$ Y, W

+ a; M+ A; s9 _' g% p
3 e4 p0 u( _1 JNOTAR就是没有尾桨的意思2 V" a. b8 M% v1 j, J" J
! r2 {  n+ w5 J* z) p

+ b2 `8 Z; V- S9 u* I“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
1 C7 G& z( E2 W$ S9 M
6 R3 `. E" c! h2 Z7 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。# k) `2 a9 O% a/ W( V  ]
1 M2 C3 }% w! ]5 x/ U7 c1 i9 k
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。) F8 @- {* Q2 B7 {5 {0 e

( k; M+ W+ k% FNOTAR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。
) U( j0 j2 e4 N5 S3 q' ]+ E4 ~% d( X
3 k+ _) [$ e9 s! S0 H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。: p/ `) S8 y* k% v% V; N* U) }
3 B" o, z7 A+ u0 t5 n* W  ?
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。* o6 q  m5 T' ?) r! C% J
1 z* O" e9 B- p8 o
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。
% i" \0 j5 t* d; W: r! X% s$ ~+ v9 S$ i4 Y
  a) R! n7 k7 m: O+ y' @
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形7 u3 o' e: p) Q
5 h6 M3 q+ `2 ?9 V2 E+ F# e- [+ @

8 h/ ~1 m/ ?, x. D* Q直-20则是更加简单的十字形9 f6 x' K9 A4 K( r4 d0 w( F
1 ~! I& i2 `8 g" q$ f- p& _
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。
8 j. r: j) ^$ h9 l( B) j$ i9 S, X2 `- n8 c; U
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。1 ~" H. `9 s* Y' O- l
0 f$ a9 u7 @2 z* k! S; K

6 R# ~" i0 R5 [5 G5 f* H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
" |! }& w7 u+ t# F# s4 ~# \& ~& e) c" J# N% `
9 y/ B; t" H' X
“隐身黑鹰”的想象图6 I8 ]: V) F) P0 }- {
: u8 k7 V. i  W5 T' C# Q
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。
- S+ ^* ~2 Q6 b+ _9 v; S. M
作者: 重点    时间: 2021-6-1 15:59

3 m1 x! T( @! ?尾桨十字式
作者: 晨枫    时间: 2021-6-1 21:30
重点 发表于 2021-6-1 01:590 H  R- Y/ r8 |4 `; S/ H
尾桨十字式
0 i1 b; J( z. S2 y" f& N
我也看到这个。基本瞎扯
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2021-6-2 01:35
本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2021-6-2 02:00 编辑
8 h; z9 h0 g0 o6 G2 k1 l0 L* T+ A0 x- ]
http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes% g& s9 a# ^( A( T; c# L9 ?

/ E- T5 S- i/ c
) s6 ~: y- h1 W% `* D0 o直20挂导弹？这是走雌鹿的路线吗？
作者: 晨枫    时间: 2021-6-2 02:09
鳕鱼邪恶 发表于 2021-6-1 11:35
% V% j9 j0 h1 W' T) ^- ^http://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

7 e) W& H8 |. f5 n) [/ Z6 M谈不上。运直也是可以搞副业的。+ U5 A1 d# `1 }' I7 s2 Z

9 R1 e: ]' C+ u- l9 }/ |8 S- w/ f2 K7 H; ]6 I
黑鹰也有时兼职带导弹的



欢迎光临 爱吱声 (http://aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2