|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑
2 f9 H) G8 ^6 Y& e, F' y3 c% \6 M/ ]) s$ b& t: q; }
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：
* _( Y+ C/ O; ?" D1 M. D2 ]0 N% u) d) x5 T, C6 i7 P3 R( O$ _
; G8 }- v" n; F. B! u: |+ ^) b神秘的新型直升机# I& H: V& u- S- Q* o
2 _/ l- |- u! r4 h" ~, h7 y
) Y- r+ ~0 q7 ~4 o8 S具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
0 H( b+ ?% J' {/ {! ]1 d# `7 I6 N. _( I1 u- ~6 i+ t8 F
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。* z0 v# g5 t2 m% H. Q
7 P9 x& C' E/ V/ v' I0 {
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。* i9 n5 h1 s! O& A& ]0 c. N5 ]' J
/ @, ?# K+ a# e' I' B$ P l5 ]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。
; I* D( v+ H" a3 P" e
& ?4 j* w; ]# d. d) [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。9 b/ q" Z+ }3 e4 _5 n
A3 [' P4 p7 L$ S2 @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。
! S8 m G8 B' X3 `7 E# |5 j2 n4 F/ B7 G" `/ L0 h" J7 A
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。
- }3 _3 p0 u Y3 I# [. F/ N( A% i0 y6 E) @
: N# A) I ]8 R8 p; t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
' f3 P! s+ ]9 u |, |! M8 x! m/ u) R! M1 \3 \& k6 x
4 A7 @0 V1 `) f$ `% T9 r早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多& C7 `) g' |( g) `
4 `+ g; O" R0 _. n; d% j
% u1 `* t5 e- L# v0 H
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多; t K3 W' W! c- _2 W
7 ~& S$ o% u* _' b; ~+ A; F+ k
, [% e/ N* T3 F
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
$ K% l& |8 \2 T) I8 i1 D! _9 d" m) y; X+ h2 u% X
5 l/ R# e4 w8 b- X
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
/ Q1 N+ a+ i) f# O5 V8 m4 K, ^% M0 T4 e& X4 ~0 o/ a
d, G9 S7 o8 r8 V: f5 B+ g a
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
# \ L& K5 y/ {7 v# K& R& x! w. a% R# F
7 K" P; @1 z, T) K) S& a2 g
“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2 @* {! q( N2 ~% m* H
# G% T3 C5 j: ^2 N4 m
* t& p1 W' m4 N5 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
- ~0 H, x$ H0 x6 a D: M! X5 A* R2 U: M
7 g% _) H! a/ J; `9 @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
6 n* X- w' e9 V9 A: I( |, L8 q9 L5 u
4 U& l5 k. S- \ ?( h" M4 l
从3D模型可以看到冷却空气进气口
2 P" Y* H5 H5 h# ^' Y0 u) H
* T3 ?4 ^5 V' v; ~8 `; d7 Z: z
5 h, Q" ~' U3 X* `( J# c& X. S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 G5 m# w5 M; F
, }& ~: @/ V$ w& d6 e1 {) ^
% a `: ]5 J5 v0 V* x1 B1 c实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
" u& p1 U! v6 s. }0 C
" [0 d$ q* z0 X5 j2 }7 W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 m/ i t, D3 P! B
2 w/ P5 T6 v/ }# R; h4 G2 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。' ^5 s7 }' q7 R( ], |( ^+ W
9 `: `6 U% Z5 X3 ], j6 h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。" _. M, s1 W' v
# F( n W1 d, J% `' t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。4 }4 ~ H/ D% g! h- C
! o7 q* |# R" _% w# [" 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。
, f" e: ]' C" Q2 u, A- I3 @7 d0 f% `, G( S
. ]" N7 P3 X4 YNOTAR就是没有尾桨的意思
( j9 L' k' J) m7 f$ b4 h( U5 [* m! b/ f8 N9 U* h8 f" u
+ m+ v6 v0 O- V% u2 _“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
0 S/ z$ G) u, l" {3 O5 Q# |0 {' {5 g
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。
4 p% T7 @2 H1 i0 L& C" z% F+ h! J! a: t" o8 c
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。8 F8 b0 t$ K0 F. l' l' V+ t8 e$ `8 {
7 F' ~9 i. E0 c/ p
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。$ u/ n( z: {( q+ {, ^+ {" a6 |
) u! ^; E- x9 T$ F- P% H
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。4 g. i( X7 T$ _; X( M& s
( \6 { l9 p1 l: gNOTAR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。+ \" a* U/ X$ P- m0 d; K
" `% _. u5 i$ Q8 `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。# A* ~) `1 \1 G) t5 ?7 a
, }, t/ @) F& x ?( c% P
5 N! `% m' I9 V; E, O
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形/ }2 y. I6 j: ^
. Y. j8 \- P. a6 W8 Q# C+ h
+ C5 |3 S* w7 a) K6 \. T1 o( E
直-20则是更加简单的十字形5 X1 I$ s- Z% ?# j
7 Q- f9 _6 i5 }0 V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 B/ ]6 O/ l# p! p2 C+ F/ ]! b' o6 x5 d2 A! v
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 b6 |0 K6 X" ~
+ q `0 t- S8 h" Z
' @9 m" G4 p0 g$ b& 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$ m! o! s) }1 d6 Z
, S- D) f9 R( e8 i
$ x2 C% K) D6 Z% J- {“隐身黑鹰”的想象图) p6 n: o: b; _4 U! F5 U
1 ]5 ^# t0 M3 T6 [- U8 ~0 y x
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。; O6 ?. e% @ h5 r0 W
|
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
