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 - T  m( S% @# U: W  o

- l% V" j8 x( ~/ ]" L7 C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:" w& A! O. |5 i. O8 G

* m% u* P& l6 d9 Y
  I& K7 w4 |( ^$ x- V  }; K: A4 K神秘的新型直升机
+ f7 C( E8 r& q/ j- l: N' [
* r" N. P* p3 x. t' T! p
( h8 ]" p* q0 v0 y6 r( s9 @具有明显的直-20的影响,但又有很多不同1 S4 j4 @' j7 O1 E
6 x: F9 k# y* p3 }
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。
! y: U& M5 C& b
# Z" ^+ ^0 y- }% 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。
$ o; }4 G7 |2 l2 B; }2 S: c! `$ i& _3 d9 ^
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。7 w7 c5 I: G3 `- C2 Q

- \( F& y. R- a5 @( S  b" L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 s) S# X1 m+ x" M, u) c# ^6 d$ B8 ~3 n1 y! ~' e+ N  ^& u; t
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 [2 y  W8 ~% G) M. w5 ^4 \: j* [7 m0 e8 g4 f4 i6 U- n8 i
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。
! b3 z" o  O6 p6 }( W
6 o) K! H( W7 ~" T, O6 t 4 ^: Y, f3 U# M: q, V9 {2 K( p" G
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- k1 A$ @" m5 z" T, P, r

% N: f1 y, |' D+ }/ R9 B+ R
! m9 w6 t/ P& t$ x! w早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多% y4 U$ B) j' n

: ~$ q3 V) k" w) t1 U) C% {& ?# @( g
; G! I8 I: S/ t. l& E! f$ oNH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多, S3 M7 i0 w! ?+ d0 r
! h  s4 n# ?+ b; E( Z# Y
# D8 U8 w6 w+ A# L% e3 S5 u3 S! v6 M
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
/ {8 p' V5 E, w( ^$ }0 W1 o2 |3 E; ~5 W: K
: H$ H: U/ h1 @4 O5 A
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
; W9 g& j/ W* m" _. `
1 V0 a7 [1 F7 w+ O6 m! S% t % ~5 |0 f# l  ]7 w3 O
A-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好. ]4 k5 ?) z, J- K2 P

0 ^) P- j1 @) E# E7 v- G, E
$ l# v; y, H+ P“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
9 ?6 Q. h0 C- U; D6 U
8 M8 n. c9 _' h6 ~$ ?$ x1 a
; |  L: Y) w1 u+ i+ }空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置  w* G' O* c; Z
8 P5 \. B! P2 L" K. _3 O$ g% [# [

' ?, s; {1 F3 c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
& D( ]1 K6 E# k. q
9 J9 ~6 r' J$ [ 7 q, t/ N; i- \* d7 L
从3D模型可以看到冷却空气进气口/ F, b) Q6 T2 E1 \5 e
2 s+ k% O% u0 ~4 t
4 z1 w2 O' |' H0 `' M9 a6 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- D* ?. {) \$ x8 L+ V5 }
0 E$ X3 e  @# O6 `7 u/ {( \- k

/ {2 h! ?& O: U1 G( v1 ?! d2 K实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
$ E' I0 W! ]. Z; d) k% O1 ?; 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。
! n3 J; o5 c2 O- V
' a; e# c: l' 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。
6 N) c: z2 \7 Z5 L" I7 D8 V3 s" _- x& d1 d8 u4 @: X
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。
7 y. k5 U5 h, z2 p
+ @# i, G% r" x- u9 d7 F: [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。/ Z3 Y: {. B  K- g; o

: ^; Y1 s& h: F, W% Z) 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。9 K6 o0 ~# ?3 C' }5 o. V

8 n$ C3 A& H9 p
% O- n8 O* ^4 K8 \2 NNOTAR就是没有尾桨的意思
2 {: e5 x5 i  F+ f4 r1 V8 o+ k* o; W0 t7 K

( f2 ]! {- E8 ^0 R! j+ E“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* }. ?5 z  R9 \' ?& a5 }
$ J  t3 A+ G: v5 D) D8 W4 F
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。2 n( U6 S7 W  I+ j  [3 z+ C

/ f- F  W( w! c0 R! K( N7 V/ `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。8 V) l! e2 m9 H7 z

) h0 _6 ~7 F9 [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。! S) u% B. `' d, O! i
! x$ G, b7 v1 a: }0 Q
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。
# b/ y( d; t1 ~! k6 C, i
1 b5 `6 L, H1 bNOTAR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。- Y* d  |) V4 ^, [: K/ G- P0 |. A
. u1 a1 ~# D5 T% E8 f
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。
. A* o7 F( x) J7 l- T- @
6 u5 O; g2 n5 Y7 U4 W 6 x- o7 g5 U" n
直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形: `! P! X8 P! N/ O% i0 m7 m

& c7 I- z3 p- w/ L6 [' Q7 g " ?- V4 x4 J: m' {; R6 D$ ?
直-20则是更加简单的十字形
! d7 @1 [7 [4 W6 q4 k( y" r3 H$ G! J) L; q5 e
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。' h% l9 r) _: t  F

+ a" j0 S7 R( G0 b, Y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。
$ i* r& t4 I3 o: j, c# o/ u+ c6 D7 Z( t/ C

1 h9 P2 W+ L2 H( N# M6 w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$ ^- c  z; l) ~% P- E
7 G8 S$ e- o& _; r& J' R
8 }# K4 z5 I0 P# ^, a
“隐身黑鹰”的想象图% \4 w( G; O4 q  A5 u, \
! [2 D! F7 J" j6 m
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。0 }4 W8 m) m5 p) I

作者: 重点    时间: 2021-6-1 15:59
1 w/ y) L6 X, {/ E$ @) B* Y
尾桨十字式
作者: 晨枫    时间: 2021-6-1 21:30
重点 发表于 2021-6-1 01:59
4 T6 E1 x8 H1 H: s尾桨十字式
0 i2 g/ e$ l( J) K. T
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
/ b4 S: P0 I" b* W; F! D+ H* |* A1 e% r# k1 a
http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes) j$ [# T; J# M7 @' H
: z; U% _5 V) E, v& r1 e

* q5 w( g+ t% ?. H' v" s) k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
/ b' S; {/ |9 Q) l  ]# v6 qhttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

0 K' X$ l+ }* F谈不上。运直也是可以搞副业的。$ {( ]* I) I7 Z$ u& S+ ?5 W
8 ^- O+ M2 ]; I3 g
$ d7 o7 B, a  W
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