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谈谈隐身直-20

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 楼主| 发表于 2021-6-1 04:53:44 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑 9 n& y$ K+ b3 ^+ E, V7 b% S" _
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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 F  R6 W) L# Y
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2 H' ^7 n  ^4 H* d2 c/ S2 X神秘的新型直升机6 b# t0 n# }2 A0 P
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; N( `. I( ~, l
具有明显的直-20的影响,但又有很多不同
% k0 c2 U: Z& i5 ~9 C, b7 S( ^5 k2 X* c. w
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。8 U+ d1 S8 ]! Q

! ]" Z* j7 Q# g  O' J/ O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。2 q  y! Q: h+ \) L( C2 ]
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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。. G& c8 \0 I0 l$ H

% @, y) }4 D; N% l+ I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。
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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。
) d7 Q. u4 a4 @3 f( V* h
+ M& Q" a9 R% s2 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。  w1 ^/ ]' s( _5 N
6 M5 x5 `. a' x' X" U( ]
% z% m5 s3 X% l: r
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
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5 K# I7 n4 F7 x2 I/ G( A
早期“黑鹰”稍好一点,但相差不多3 Q8 i5 }" B& G' I

. ]; `$ @/ P! X0 H. d0 X6 z& G / K; F/ i1 E2 F) @% B; |" ]; i! G" e
NH-90的喷口90度向外,红外隐身要好很多
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# |9 H$ `9 g! K! U4 l6 \6 `3 f$ ~ 7 w7 X) g0 g( i  [" Y' r
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
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0 L) a3 P! ]  {( m1 G" X1 @
; \) L/ y& w1 X  A3 J/ h  y) l/ e) ~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
( v6 ]; s" T' g$ W1 x6 z) y" E* Z. C* n5 a+ @

# {( V" }3 w3 U9 j& JA-109向外、向上各转45度,效果比H-160更好
0 w: c6 h( g6 t- }$ \9 p
# M5 J7 P+ c7 C, G8 \% z2 a1 p
" a6 l: X% _! 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' v' O' Y- P" L5 k, l
& b- E& [2 v; l& L2 \$ H/ G
$ \# M% B5 T% L" t) 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# O0 t+ r0 v2 @' K

( D; r* E$ f: w$ r" w
( O) I" S" k: R1 M7 h6 _0 s- L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: f! [6 M+ \, W" [; z7 ~) C
( p0 Y: I; U) I) x2 F& \$ E* s/ }
% _) S4 B7 c+ k/ _9 n, ~+ H" x0 ~
从3D模型可以看到冷却空气进气口
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& ?0 Y$ Q+ _! E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
  d* @1 L1 R2 ~9 N6 [6 i6 m: b0 G

! Y' \7 r) f( H- b  `# Q( q+ {实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下8 G2 {! L5 ]/ v
3 s* O8 W' W: I) Z; H8 m
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。/ N& r  g1 ^7 w  Q% `+ G7 ~. O" r
3 ^% W) r$ S) E5 E3 c5 H; ?7 O
“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。
5 i% {) g' K' u$ e+ J2 }; u9 U! Y& r  n
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。2 J) Q# o2 m9 N2 Y: `) ?
, P1 w1 u; y+ t1 b5 A
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。
% a2 E; {! w1 T8 G* I. k( G
1 b, P7 x, [) C2 o4 A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。
8 z9 C2 w: a/ B& E3 t7 D( N4 w7 A: ^. ~4 S# k
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NOTAR就是没有尾桨的意思5 j1 P2 R8 I2 E1 D2 o' W
( u: P& y! z$ W

: d- I2 u' n# R0 K“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+ i2 j. H9 R1 ^) p: W- |6 M
# p; {. ]4 y: l8 W! O& ?% G8 Q  p( u% J
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。$ S$ \! s  |* @& L+ H! C
7 R% M* g1 @( |2 i  A  V
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。9 o/ s+ w) B& A1 a( c& i& n
1 n) S9 ]$ S% a0 e2 X7 R; t$ \
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。
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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。! p* j3 {9 e7 L2 S; K
1 o2 b- V& w2 q: O
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。
& G- o; V8 A. \4 F
5 l; V) b' H2 ~5 @1 M6 p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。
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6 ?7 Z# V/ F9 L! r  H; ^2 |7 Y直-10的尾桨是剪刀形,或者说是背对背的V形
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( _; n* r( S8 a; w# @" _9 d
直-20则是更加简单的十字形
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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。
9 t! `4 f8 l4 |* T; R4 a5 {
, K5 B0 P; ]; v& u: A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。
, G* V( S- u9 n8 u0 U! h0 o0 K9 m# e: h3 G: m+ i/ A) x

3 r, q5 K4 i* A7 a/ V% j4 H# f: A* b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( q) b1 r0 z# L( C/ L# j
% T4 d/ w5 h2 P' m# |9 w

' D; L) o' K' }: s5 U) Y3 g“隐身黑鹰”的想象图5 R' _4 }4 Y1 A+ S
" `. r) D1 t0 w  `+ M
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。% b4 I1 I& o; i

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该用户从未签到

沙发
发表于 2021-6-1 15:59:02 | 只看该作者
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该用户从未签到

板凳
 楼主| 发表于 2021-6-1 21:30:55 | 只看该作者
重点 发表于 2021-6-1 01:59) o, r2 P& |( E
尾桨十字式

7 m, s- \2 X5 Q* s8 `我也看到这个。基本瞎扯
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 天

    [LV.8]合体

    地板
    发表于 2021-6-2 01:35:23 | 只看该作者
    本帖最后由 鳕鱼邪恶 于 2021-6-2 02:00 编辑 ; z: ?! O6 ], [1 H8 d

    & q8 e6 b: B0 [5 j6 W( A0 bhttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
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      W0 p& D- m# X7 }! \. R直20挂导弹?这是走雌鹿的路线吗?
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     楼主| 发表于 2021-6-2 02:09:26 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2021-6-1 11:35
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    . J4 C# C: f5 H6 ^! p
    谈不上。运直也是可以搞副业的。3 T' o$ e5 v- c7 I

    % Z' M' ?" i2 I: U- |* P) O. q; Z+ x8 F1 g4 F* D
    黑鹰也有时兼职带导弹的
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