|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑 / m3 O, l( O" I
e- y/ u0 n: [6 [; a5 X8 @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：
0 \ r l& [% Q& w
( P) I5 [0 w M& q* O& u
0 ^" ]; t m& A, Y) I3 N神秘的新型直升机
( O- B7 \+ Z) f
( M, Q) L4 u6 D: @
6 s7 n6 Y7 J m/ T& j0 o3 v+ p0 B
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同9 ]- G2 b5 D8 z. K
! s& L- ^) } t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。
/ E4 L% f" [+ B) r
+ n8 n' `) c2 X2 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。
4 ~ @: F( G) b2 Z7 x
" |8 U& Y; Q. L4 j- E- r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。. \* O7 }/ h6 }4 D6 C- {. n7 r* z" ^
, H9 N9 Y$ t! [, H/ U; m6 ?1 o% X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。
6 h5 {7 P6 G1 k6 n5 Z5 K& C
, _: I* _: S% m5 Y( Q$ i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 L% _+ o' }2 I2 L; h- I0 }+ F# t7 @6 G, ^0 q$ }4 d
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。- G8 Q; v# R% q
$ V3 i9 S7 X+ J1 A
) j* J7 D2 C: ^7 P7 L
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
" h3 X. f+ v5 l4 A4 U* i3 ^6 E+ N6 M1 T c' I
8 m( @, v5 h8 U$ d( H3 c9 G0 K早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
, W( m$ U, b1 X6 T' {( H8 `. s- ~* X( ^# [ K1 V
. }0 `! V3 E" I( ?/ B2 I9 R4 ~* ~5 `
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
- O) u" d. Q0 T% E' H4 q) V& R' F) A; h4 G* [& H- l
/ W6 f+ m9 z8 i9 I! q, i
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
. ], m9 n U! q; L) C5 W
+ ?) h4 U, E) }
2 b: i: p0 o/ \8 l& kH-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
n* y' m: N4 W/ Z" {) f
5 Z/ D5 ?5 ?8 i. z$ K9 T
! g# w3 I$ k! O/ V3 C: c) qA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
9 n; W4 [( ]6 u K5 j* _8 P
$ l B* s# }7 q# j. `+ L T" q
3 b5 ^- G: r3 |7 _) M
“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3 z; M# {4 E' A3 j! z) P8 J- h1 y
3 A6 p3 m6 Q, ~7 d3 `1 R( G* I
; ?* h2 I) t* _3 a& w$ H空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置5 v3 I0 [+ j+ X! z8 Y$ y6 m
' r* }; f! n) t) H8 t2 E: E& k! s
9 l$ J' Q8 C/ w! H V0 q D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% D; ^, S% K- H2 N5 V
1 X8 m% ?3 J6 j, o# y' ]
! ?. p1 [) R% B1 c: I5 g+ j0 E( Y
从3D模型可以看到冷却空气进气口
4 T- J" K6 L5 H+ A" d
6 k4 V1 p5 B) m+ c) W3 Y
, K1 q% m- H$ h1 q; C. e n
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
9 l$ ^! ]! V" Q1 x0 L" k. P, ?4 o9 N) w. D: ]
+ y8 I* r3 Y+ X* u2 M8 h+ t( g实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
' Q4 w1 W) \4 r: U4 S
) V3 ~# S# C1 ]+ @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。
8 y. Z b+ S8 n0 `. Q# g) m+ v
' |1 q: w: L' T“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。
: A) @. {2 I4 Q7 c" ^5 [2 b6 b6 R3 h% h, p/ q+ f
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。( N1 d/ x1 }- U6 E4 Q- g: {2 G
& Z+ c7 _, N: k. ~& y# ~2 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。$ P) c T4 W1 H( n* O( S
2 P% \; I8 P8 d. W/ H, q$ [8 F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。3 q6 a+ }! E b7 E: ]5 q
8 Y3 j0 S5 ?0 e: Y
+ u3 c ?1 V) y' u# v/ I1 TNOTAR就是没有尾桨的意思5 Q: f, s/ E' G5 k& s* b
/ ^( O- m' X. s5 @7 a8 b" V9 x6 |
/ k P3 e5 |( O+ q; x& H7 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' a% f$ q0 L! Z' P( V1 Z- F F
! ^( _# |! M1 l9 o8 `; p( A% ^& I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 N& Q7 M. F: @' l) f* c
! ]! `; {/ e: j0 y* }+ 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。- g M& C% ]3 n# L- H3 J. X
}5 B" i4 V. |7 i: INOTAR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。/ _5 i' m! X6 r: e4 j: Q
. I) m4 C0 `0 k) z, P5 B$ C$ \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。! J/ A5 c) V* \- A
& r, T, R' q/ E- i7 _5 {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。5 [0 ^. ~6 s3 }+ k p
0 n, q) _% ~! j; T" [) R+ e% k 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。
- e* M) ~* O' W4 v7 ~+ E
( C+ d3 m! o" R X
# @! O: E- L" h2 X
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形. f y; s) l4 u$ f
" d; i6 G/ |- J- p) v h# `
`8 f |5 I. t
直-20则是更加简单的十字形
) A8 d9 |' `& ]0 Q3 j5 ~% E$ L* Y# V! {" h4 i
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。
; i: h& ~2 T) _. R2 r E Y/ i* @ n6 }* c. ^# ^: v( m Q+ W) S# o
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。4 H- y, }8 ^6 k# G3 F8 ]. u; y. u4 b' k
3 m4 o( J4 a+ K: @6 S! k7 |
) l* P. _9 R0 a. b6 q2 e
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
" i: Q6 e9 Y+ J1 b, n# Y# v8 k7 F9 b, @2 n1 S8 N
. }" a$ G) r& T; w* y“隐身黑鹰”的想象图4 \( L; a3 I+ f% H
6 }6 g; H* B) U3 @2 b+ G9 o4 \: W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。7 |2 D2 q# ~6 }3 d2 t, ]
|
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
