|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑 ) Y; A' }$ O8 W, H
; O! q. O2 T5 F Y$ D$ c, z- k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：
. Y3 q- y* t; p t8 n0 r9 X' g
2 A# w1 L: T# I
5 U$ T j9 t( P! k
神秘的新型直升机" _& W5 i. o% Y9 Y& ^( `& n
`/ w8 Z5 H$ G i
Y, t0 I: _7 u3 _
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同1 m2 q# E( [* R( |: T
$ w8 L1 n$ {' x5 m: J7 j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。* @2 Y, B1 N9 ]" I' F
# u6 |/ {; Z7 z. _/ P' r
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。/ i) e3 ~# E( E* C7 U- h" B! n
9 c. Q. T6 S% _8 v9 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。
1 P/ p9 x" L! U! F, z$ Q" J& b; E; V2 y* d. N% F
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。
. P/ t a. w2 `8 n, P H( x& \! e1 j1 r7 P! B' s
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。. s; f( V! q8 M- n
9 X6 o* I7 A' n$ C
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。- i. w: j7 p( L5 R, n3 |
% ?! N9 H( D6 J
. N* f c3 X* B1 \- E; 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7 Q' {+ G# s$ P v8 z- I# {
8 u* T( K& K# Z! ~, B; t8 [4 Y
' ]. v, i9 Z; e$ M; U- i/ @5 r' Q# W
早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多! s4 z; q/ O9 Q" ^( D) r, w4 E* S0 r
; D$ j6 a" l \* \ V
1 I+ N6 ^, ~6 v4 F
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
+ V1 g# D: @& u0 j" b& r& n) v$ l1 c2 B! `1 z2 Q
! Z2 q) c$ t5 N3 D, n5 A. c% h
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
1 G: d% p9 Q; }0 @- v5 g, t0 S9 i7 F" a3 d" e w$ S
+ S8 S2 e% A* }9 F; DH-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
6 _. o" J. q' ~/ n
& ~; T5 ]; M; E" T
+ y, n [! E1 _5 |2 oA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好; b+ N2 t8 S8 R6 X4 P6 d
! y* ?1 i# S) R. o& f1 M. E! H
& m- m+ q8 R0 F- y5 E“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
# R9 y' v, q/ J
& r( i2 v3 y. o) o
% ?" C- e; s9 ^6 S! A7 z+ 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7 v6 a, t9 l, v. B5 N. X
8 y! o) m; \! l4 u3 j
! d/ L% y( `/ A. h& |" u" W
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8 W+ a" m9 Y/ r/ I
5 r2 c. B, V) G& v9 ?" _: S
; ~0 S2 q0 m5 F F从3D模型可以看到冷却空气进气口
. @2 x( e5 q! R
& F3 ^6 n; Q! r0 M1 U% y
. O( X0 p2 h4 S/ l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' X: x+ w! W3 X; [
; x" O! ?+ O& H" i# n
& D Z" w! O R: R
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
' O" W x& T; E# O6 i3 ~
( r0 M& I/ q# \# [5 t% d4 K5 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。
. N3 J1 X0 A: Y5 {/ D4 e p' N$ c( x; _5 x! q9 X$ @; {# 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。' k: x9 |" ]8 O+ ^$ A
. Q( P$ w( m& D% ]* g
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 c& S0 I' ?6 W9 S# ?( P+ ]
6 |8 V( i8 P0 }" O1 z$ P3 N }5 ~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。& F7 e1 o- p2 M+ P
: O3 e2 f" L6 N2 [4 s2 y) P
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。0 Q2 p& K: Q6 V6 N& _! R! r3 f
* {, c+ S# M L' F% z* ~6 I
" m- q; O! Q, c
NOTAR就是没有尾桨的意思3 x4 `) c+ @; `; \/ K/ Q8 {) F/ R
# ~0 m. E* ^) _4 F* @' ]
/ F2 ]- E# ~% P \ d/ _2 C& h/ u“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" K0 R0 i6 _! E) {9 f C+ i
- a" t9 ]( p; }
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 l& B2 P" w& b; j' s. }6 d" p6 b4 _0 x4 W8 S. P, 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。2 i" k9 D$ |2 p4 P8 p
_# }* ]6 ~0 y! c$ V9 }6 m6 RNOTAR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 a6 m j" H9 }7 N: b4 X* v" A% W, Q {* p
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。0 p) V# Z- b# V8 J9 f; U0 ]' s7 a; J
4 Q) ~* V# R, ?5 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。$ k* g! v1 \6 `+ y% ~$ }, I
4 h! ~/ o9 F3 W# |, W- ?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 \7 C8 w* k' u% u& r
$ m3 M5 ^8 K1 z* a
* Y, z ?1 O s9 i
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形4 ^! ~) N' B3 {& L( T" g* ?4 _
# S0 ?& d6 y% v+ J
! Q8 _0 i) I' v6 V2 W
直-20则是更加简单的十字形# V2 j% P/ r. [4 c
8 [2 B$ T; r9 [: H
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。
. `2 S( O: h+ Q. S5 Y3 O7 H- {' j2 d# ~* N1 v3 P) D
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 ]1 I* p- K$ a
& Y, N& V/ V# o9 k
0 {4 O( n8 o% _" ^
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
1 l2 i0 y3 V6 Y% w/ _7 q }2 G9 S# |* F- E
4 m5 J# r% M1 \- q
“隐身黑鹰”的想象图 c5 n. ~$ N. b, h/ O
% l3 Z$ a- Z0 G+ k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。6 A( }2 I0 l; e x
|
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
