|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑 7 H* x' b! A9 C! h
8 l& B8 D8 L% v4 d; c4 M: i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：
8 ?. s. ?1 z# Q6 R- s; s: l
; [/ V7 i( Q+ Y& m
/ E8 `* J) F8 s$ R9 }9 u- @# r9 b神秘的新型直升机! Z1 C7 {3 c+ j
a+ g/ Z. N5 p8 z
- o+ [0 o6 X) _; X; k T9 ~具有明显的直-20的影响，但又有很多不同' i, F) n P( r8 F v% [
3 E7 L7 s& p3 e& s/ |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。) Z4 }2 g; E! @; w- ^
8 {) Y5 H5 v, F' H" h
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。( C O$ y: o4 w! j7 r( W! E6 O8 f
" k1 A. i4 j; p. H1 q5 |$ J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。
, A8 q7 @( k9 J' m; Z1 [+ p. S; m; b- Q% K+ x6 |" v- r9 K
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。% q I& ?1 G" V7 j6 V9 g
$ w; K1 Y% x- f0 q) ~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 H% `; p6 [. R( `# X+ H$ ^
% ]$ B% V1 J8 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。
$ }7 `/ z" s% b% x+ x9 Q/ l
: `3 [: r: M+ C
2 M% e9 O# d0 t0 J
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4 f0 x/ l3 }* }& u) }; \, K
# _# L7 L- {3 V# w
( R3 \ `2 |+ `# `早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
( {( L: K+ q T
: P* N' p9 f* F) N- J
3 @* b0 @2 a# U' Y) J+ QNH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多4 [6 O( {5 `$ P8 k* s& ~9 H
/ `: I& x o, X! P7 b
L7 U5 U; E3 F. u& `( `/ z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 |; h# Y( L; l+ d; N. ]: i' \/ z @( J8 z* [6 {$ M
1 ^6 B p; a' UH-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
7 q: q- z }6 |! Z- i+ ]4 s6 @2 a2 Q d. L7 K. W1 a/ B6 F1 x
/ @" @7 p: F( R( Z/ i
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
5 U" c" q$ w9 [' c9 D$ D5 d# B4 R* x# V# T( y
/ s- [7 B. m$ L1 f9 j“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
- ~6 l" c; F. `$ k7 T/ |2 k: s5 Q2 L' Y2 _
" R6 r. |2 f" Z: j7 ~" s, 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2 w- I& i, x; j/ S# {8 N
! J) e% A' w7 ?( U6 B4 D
# ^) o/ w s" i9 O3 n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
9 L2 c( y7 _4 K3 ~2 V1 Q& B& a9 j
k% ~% Y; [" l) I x4 Q
从3D模型可以看到冷却空气进气口: g% @2 q C$ L" d9 g6 }$ H# |- W
. P" O. z9 a! h2 `$ }
4 Q: ^' U% o4 V) e2 ?' q9 d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
4 r* P9 l5 ?; `( y% j+ O
( g t& s% H; G- S" _8 `
7 t; ^* N$ U3 o, x0 ]实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
4 C7 G2 D4 w; K! b; N, n4 q. v$ u
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。
2 z1 L+ {3 ^" A+ @( m2 }1 ^
* K* {5 V' z; @- s9 h7 |4 c“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。* C1 O9 z' l/ d# z% o9 Q& F) N
+ e* S; b$ h, y! @7 ? `# Q+ ^
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。$ l+ y9 p( U( \5 C4 J
. ~4 O$ m/ K8 Q% H1 t6 R- R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 m. _* Y2 i* @) a! _) H
" y8 @0 y8 V( Z8 K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。
: E* B- |! Y8 b4 d; P2 U/ X% ~- D( g3 X( Q9 I u0 v
0 R. [1 R' w) ^/ J2 K: G; Z; `NOTAR就是没有尾桨的意思
0 i. n! M- ~! y
! E+ M H0 M* u8 Q+ T
9 e3 D. ?- }2 k; A. z“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( m! \& v# t1 ?4 }& H( n9 K6 O8 T
0 x( L+ u* A! e, n. M- r# v7 Q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。1 N+ o0 _" t, G3 W1 D: q4 }; U
3 g# k3 }# 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。
+ L1 t7 _) ~: E4 A/ x b& ^9 Z/ Q( b$ n$ v7 ^% g
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。+ p. O* @- w/ X8 e# P' E m
$ O- }1 U f6 f0 S/ u; ~% 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。8 E ]! E! M& G. r
& o4 I; A# |- |1 m) XNOTAR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。
4 f) b8 R6 a. Q6 M# P7 ]
R2 j1 D1 x+ t( `7 {# d9 [8 q. c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。
3 j& q8 L, P$ j' _) }
; n. W U1 L0 Q. ~
% L' Q0 q. Z! Y* w
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形+ e; @! p' m; ~& M5 `: F7 a/ |6 E
' f& S# D- N# V) F; z2 o
1 R8 M) S; m b! O. {2 a& j6 N5 [
直-20则是更加简单的十字形, j% A' Z! \; |5 V+ c0 ]
% z: |3 b8 k2 Q6 j% i m1 h, [1 A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。
/ S8 Z& j9 S1 p4 w+ u$ t0 l; l. q7 a* W
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* B' b1 l; M, R c( a! y" o. O5 P- w- H9 r4 E
2 V) G+ H( q9 `& w0 U2 s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
- W% M! ^8 G4 N9 ~! O1 w3 q
! \7 q3 k& B( C, |% g+ q
* N. g+ h: ~9 C, Y2 l; l0 Y/ ?“隐身黑鹰”的想象图4 f: b/ l' {# l
+ P7 O9 q! L ~. m: W( s& G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。
5 c# k# W6 q# ?& K8 C8 g* ? |
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
