谈谈隐身直-20

晨枫

4 j* ]* E% z* p% \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：

4 g$ G- h# K" w0 w; {
/ T3 Y6 T/ o1 F5 [1 P1 l* u神秘的新型直升机
# W* c) b* T/ p9 S& C: A9 d/ I

  f; L5 ^' u* h& q. [具有明显的直-20的影响，但又有很多不同

+ E. a5 \" V- g/ a! }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。
, ^! _. h' o* @+ p- V$ ~+ y
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。

  q( Z" S  C5 v8 Y& Q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 i' J7 V  h: X* z$ 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。
" R: D" f* D: \# P
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。

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。
! v3 Z. \: e4 r
+ e4 Q, w* {; v
" g$ U; C% Z- f; [9 A$ }- a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


早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多


NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
0 E0 m3 Y" r( V4 a
4 l4 J3 ~- l. M0 b
2 d+ L6 a+ }+ R9 e# k8 @2 s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 ^/ g( n7 L/ N8 M1 O5 @8 m

8 Y) W- B% z. O2 M& L9 fH-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

" g( R) k9 C2 `
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
4 |. n3 c- }5 P2 z# M' v6 R

, Y( h' }' o# ^1 |( ~, t: `$ I2 n“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

) H7 I% N! ~7 I' n  p
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
& j0 B3 Z. P+ B6 |3 d
* ]  ?+ `. |. J! v# d
从3D模型可以看到冷却空气进气口


/ d/ K+ z& N2 S% Q% K1 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
& F! X- g8 ?; f- A3 i
# B( @$ N; P1 c) r; a$ N
9 k: O$ _1 R( r6 L* X# t2 f3 N* M实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下

5 ?: g' ^; d& z/ m; |6 _3 F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。
0 b, L1 q, X) x( m$ `8 |
“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。
) m6 g9 z) X3 ?% i7 n, I7 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。
- O+ e: h: C; o  K- D
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。

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。

  e6 S! C" F$ J# k8 X: J
+ ^' x2 e8 u0 s9 ?1 bNOTAR就是没有尾桨的意思

. S5 m* ]  y* {' z
) ]2 c9 d. [2 Y  c$ }8 s, R7 c+ Y$ t“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

( P+ D2 g7 A$ x) z% {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。
# Z. L3 n" `4 l5 z: M% A
: X' Z) N7 T, H  N  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。
. K" w# E! w( F7 D
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。

7 B5 S$ N" X( Y- v' n- s+ l& f8 g3 L) G% F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# h+ ]6 B* }7 V, X1 m
. T! I2 O" e: Y$ w' {& z6 r* t" tNOTAR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。
7 r- I7 ^7 r0 X" \) [
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。


. N4 {# w4 r1 y直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形


* F# u' }4 O- n; L直-20则是更加简单的十字形
. P" J; ]& f4 @5 E. t. L) ^
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。
5 v: }! T) m% `7 k! H% 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。


+ U. s. X" l, A$ L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 F' Y' E2 `1 u7 {
- l; M8 p8 k; ^4 y7 M1 b& a
“隐身黑鹰”的想象图

2 B8 g6 _9 Y, ]1 @5 h, }* F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。
  B& M/ I* F4 \& ~7 ?* N7 {

重点

尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
* \5 t& S$ c9 v8 n+ u! S尾桨十字式

我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

: J5 f7 z" @$ L: n( c  a
1 q# A- a# q& N  t$ f9 s3 whttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
" y2 S/ d+ k6 |- @% x, r8 o( L
: B; s! p+ {' F  |1 u& k& E; `
( S- H7 B. R7 S- a  X5 u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 ...

5 X4 I5 _, N* v谈不上。运直也是可以搞副业的。
  D( A, u9 o& {) ^0 \6 y5 [. p$ p' E3 X

黑鹰也有时兼职带导弹的