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：
2 E- A7 }6 C1 I6 n8 i

神秘的新型直升机
) ?! q6 ^' ~1 @: v  [
1 K. k% \8 v8 ?$ o. ^. L# \
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
, d. i5 q) N# `
: @; k" }- u* M) {3 k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。

  A. v. T" D: R) g0 z0 L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。

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。

$ y' U7 O9 `# Y- D$ |! C% 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。

- U/ O3 d8 k0 Z' W  w8 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。

0 H* C$ ?- E1 l* k/ j5 s$ _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。

# t4 P2 i# `+ N: A- C2 b
( ^( [9 n* F0 J8 C% n0 r5 S$ G& w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


0 l; ?. F) e3 t" X( Y' u! n0 s早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多

* O% q% L( j3 V1 v& _1 k2 e
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
0 d( C8 \( h) a# b0 @
9 z; |0 J+ N! R5 w
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


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
4 L; m& m9 p8 f* K: Z! G
3 [) u5 C1 I% q5 N8 A' n' V" W
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
4 a5 h1 L' Y, R; r) b. V9 o

“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

% u9 T2 X5 u& Z" S; m( h$ {, T
& ~0 R2 `! x! Y1 S# P+ {5 q$ j. `空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
9 q; X7 K8 q/ X9 }( p7 s8 ?$ I

! m4 V/ g$ r" t. U8 _. Y9 r* z2 K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
, K/ ^0 K2 Y1 r+ h
0 P2 y  @; W3 M7 ?/ X4 x
7 f5 k! K: W' e. X, |& ]0 G从3D模型可以看到冷却空气进气口
  x0 N0 Z: |" O
3 |% O. ^' u: i
1 l( I6 w, t5 u! l1 t$ X* k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

3 V$ ^$ P3 m* Z2 u+ Q6 C6 P
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
+ n/ c2 m9 K5 P  x" K+ t- 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。

5 E$ G" E# a% y$ y- ]. w“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。
! r( u) _! I- T# S
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。
. Y5 K$ K7 k+ O& o- V
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。

0 C+ Y' o1 B$ ?; q$ I6 D7 v. 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。
- M/ z! Z: c9 \
& E* m0 n7 m7 s4 K
NOTAR就是没有尾桨的意思

& Q+ A8 G/ b% l4 D8 v6 K+ W( H' F
( _. y9 T* _1 p  x  g2 c“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
3 U5 M8 S  g! D; t7 p' D  O
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。
  {! B: |' G6 b7 _" L+ F- S
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。
$ a: _! g& [8 v1 @2 v: x
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。

1 b8 \. r: [3 U- M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。

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。
8 _3 T- K( a7 X9 u8 ?3 D7 F
1 l% R! Z9 z: b7 C  k- R/ W; P& g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。
9 i4 J$ q4 c1 o1 x5 j; v
# K+ Z) P" z2 O( \4 ?
$ \" y0 `8 R: g! Y+ Y* `直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形
, J2 N% S6 K+ s+ L$ V- X) {
& M2 m. M& Q8 P* ]4 y- @. e! R( n
6 [+ ^; U/ ?3 P: V& p直-20则是更加简单的十字形
; B  F7 @8 X& U; R- n0 `! C
  P; {9 ?# k( T  T# 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。
& C) z4 _% X7 x6 L) o
# b3 r) ]+ [  e* C' i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。
5 L7 _; |, n4 [) S

6 ]! a8 r: f# H! x: W, 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
1 o7 s% @! |( F8 X

" n0 e- V& `' c% c“隐身黑鹰”的想象图
! ~+ x. E' W, A# c& {/ B3 I0 c
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。
9 R4 o# h$ _  j: Y1 {

重点

尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
尾桨十字式

8 c$ o! }/ }; c我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

6 f5 k1 A0 C- z. |. i8 w$ m5 R8 H
http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
1 [7 ?, D! r* b6 |2 e
) L: ^7 i, }& L3 B( z( V
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 ...

谈不上。运直也是可以搞副业的。

1 g- J3 x) j9 d* b7 a3 ^3 I. t
黑鹰也有时兼职带导弹的