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：
, |  m" F0 M3 e

神秘的新型直升机

! h2 r. ]9 v9 Q) Z
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
+ V; m# ]5 j+ O
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。

9 i" `/ p  t) X7 G# \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。
; m  X" }. {3 m
% \+ I+ v; n: b7 r' R0 f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。

2 K5 Y* d/ {, @. i* z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。
% D" Y/ {/ i0 u& b1 c
% @4 R9 W% }. T9 V* G: S$ e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 N+ f0 |. t+ @1 {2 v
. r, \1 ]2 g8 r# o, E2 Z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。


3 O! \' s, z, w: `5 y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

( f* C" w2 q# s* m/ B
早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多

: a+ z- z/ ^9 I, {, [0 u9 G* d
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
+ k' j  H+ y* L0 j4 c/ ^9 E/ f

. m' \$ Q% c1 T/ b+ T3 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
; U+ B$ e% ]4 N/ _4 C# F# V+ \
7 i+ F  O/ z4 m/ A- _6 w3 `: m
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
3 g$ i& I" J6 [, o/ t
# ?; l8 t. |' E% q" }
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好


( q* u; s  L8 h1 i/ @“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
5 D* m' S0 D; L4 k0 Z0 Z% K
9 a& d6 B9 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


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

& K7 c1 b8 Y: l0 E! X
从3D模型可以看到冷却空气进气口
2 H; Z. i/ q* i( o0 O, \* ^

1 j: Z+ M2 P" q3 X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 n/ I# W1 j; T- B4 J/ G0 q
( x# H4 W# ?. B
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下

( K) k# q8 x" N8 [9 j- M  ?0 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。
; D0 I  f) l4 m6 o* i/ }0 {
9 `# p& _* H, {# N% u. m“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。
( x2 a/ Z  o, `+ v& V
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。
% ?; ^+ n) \, y0 w
) m( i) g0 l7 Q8 o) N5 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。
# X1 c$ b' C0 u/ Y& Y3 a
" W: G  G' m2 h6 v/ X. j0 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。
% i1 k( R( q* ^
0 Q3 ?- I6 y) a! a3 ?4 ^; w  E5 x
NOTAR就是没有尾桨的意思
' U& d+ D8 o  u* D

: c- Z& B. Y" Q7 |“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
9 M- r% h+ f5 X
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。
' l5 A8 W* s4 c& K+ E2 I
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。

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。

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。
" `4 Z" ^/ w5 ^+ e  x
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。
& `0 B% M4 D. v& F  Z
! t. e1 m$ `$ u9 {+ J4 k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。
6 d# h2 _: V5 w& W2 g% \3 N

直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形

9 G$ s( N( F* L6 a0 k2 O: w
直-20则是更加简单的十字形
1 f/ N$ I3 Q6 o( ^: N6 D3 ~
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。
/ o, Z% d1 _3 e  o- l
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。

; L' Z' K4 L- h
$ _: T# T) F. j  S% V0 D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


“隐身黑鹰”的想象图

; ]' Y  |3 D, e6 U. n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。
$ F; ?% j" x8 }

重点

7 D# N) n! Q. N+ \  G尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
尾桨十字式

我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
3 m& k& F; ~' Y- h  B. j* _) r$ S
. w% s2 P. y9 u# J% Z
. R3 J4 I3 Q- ]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
- }. r+ X, c& g5 [/ Thttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

6 K3 L: F- j0 F0 j3 \( P谈不上。运直也是可以搞副业的。


# w8 l( l7 P3 J5 Q: a7 `$ d, R; V黑鹰也有时兼职带导弹的