|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑
2 d- v ` M- X+ ]
; c" }1 K: ?" p3 @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：
( _5 p# b% C' S- f- t# {( U* W* X9 {4 Z! w
- i4 o, S7 D2 c- U) \神秘的新型直升机8 {2 N- k0 X7 w9 S! l3 m3 B9 d9 W
& {$ }: M6 M7 |& }" I% Y/ l& c
: O0 i+ d& I* ?具有明显的直-20的影响，但又有很多不同5 J0 b/ X5 G9 @
- c' x6 W2 c Q! t* ?6 y, O
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。
2 }- I/ U x7 Q0 H3 B' |8 K
! ^4 c- {! n+ {/ n+ I( |0 o3 y" R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。( T5 Q9 y9 m! Z
8 r% r8 @5 D) Q" n
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。3 c; W" R1 ~' e' O7 w
6 r5 W7 m( V6 Z& W
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。
5 B5 d. p$ n( v
: ]: ]( \5 I1 f7 a8 J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。
* ?8 W& o3 G" V- ^9 {& `+ }4 B; B. c8 h3 G1 [5 C5 G
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。
' x7 `* {, `* z& M. h, C% f
; \1 Z" B" z1 ]7 W9 t" `/ @
, q2 i* i) N1 k' L5 _
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
/ a1 P, \+ ? l- g7 a) c6 s* B- `" c* |/ B! I2 q Q L
3 a( F0 T8 X* o1 Z
早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多# X- ?: [3 M0 I* V% L2 r1 b
. l, R9 P* E9 Z4 W3 b* k7 i+ U% B
1 G0 [& q1 V; v; \# C2 \9 F0 B+ O
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多8 v! R q3 {: Y+ k7 N' L& y
+ X* C& f; e6 `- |% q* t
" d$ |; l0 Q: ]$ 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0 ~: l( G1 M( d
1 Z J$ I! _6 f. Q
* P( R5 M; I4 W& EH-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 V( O R. x @0 G: g# I/ d8 ~
% d# Z6 U( i+ H7 a$ E1 Q- j
9 V* C+ f, i" e7 p, i0 x
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好5 E* j7 v4 l& u- V
6 n" {% f! F# t7 g- k4 o
* c3 G& R2 A$ e; @; V8 D“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
) T# S. v- Y" K
# S7 K" q7 {: i$ T& i
9 z% x( R* B, {1 J2 B空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置8 G6 `7 R& s7 j: B, V5 `
* d- p/ F/ n. u( |3 W- E6 i/ s
; t- U- c: ?: ^# I4 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2 ]. A3 K6 I, K& H" y
1 C, b/ g2 {8 F& v, z
v. C, }, K0 M; P; Y4 t5 T& X
从3D模型可以看到冷却空气进气口
. y" j1 o& t5 {, g% z
' i( U: M" K8 M7 T
1 h6 }4 W- ?$ w
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2 E# p$ ` [. ^% J
& I2 O- V# W- J0 h6 g
3 I' m% a1 N4 ~# G2 G' t; F1 B实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下% M/ I, n1 `- j9 Y' Q# M+ ]
1 P6 b$ H# x6 ]
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$ F! w6 k- v" _. A
: a' {( I% ?( f& y8 i3 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。
/ K8 |$ O) V+ w0 V) i( Y
3 u3 m$ z7 Q2 q+ 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。# G. Y# v( I |4 D
' h: ?+ {6 L; ^: | n2 U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。9 ]* C6 A9 r7 h, D
0 G: ?+ ]2 _; B+ _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% K# m+ v: T+ K3 \
5 \0 u6 }+ f- a# F; d6 l( g
& E% @+ e5 N& t6 E4 P/ W% J4 ^2 c' V6 ANOTAR就是没有尾桨的意思
' p5 |- ?: T# ^/ x7 {$ R
* y; u# G! m% T: c# c" J: e
" ?! U; j8 l* m" A
“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7 K: H& A0 V, c' F
$ J0 x* ?* f, I3 }+ F4 V, C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 y& `0 j* `9 \ v, c% ~% j/ b* j3 O& p, ]% _
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。" z& T* s! v( I$ L2 s h
5 m' s$ K0 ]9 m' fNOTAR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。
2 o& n$ F0 o" ?" P& R- [, B" ]: L
& ^" i& K) E& r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。* U1 j* U* L9 d4 D
6 B7 J5 k# O. }2 A) q3 p: ?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。
! o" ^6 J+ K- f8 z8 w8 ?
0 w4 l! z# D0 ?( R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。
% E2 p; S- R; ?8 g/ ]( R
! {" R+ x# _- Q5 v2 [5 t9 [' h- i" C
- {% m, s) N8 }1 T/ Z$ k
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形3 J- R, q6 N4 ~ C! p; m
$ Z$ Y( b% v) h& R) y
* e8 F: Y% _3 e# k9 N直-20则是更加简单的十字形4 r# J' q! p2 a4 b' x9 a) |
1 D! L6 g0 M) J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。
6 S5 O# f$ M+ a& }0 G5 v# J' d# S2 ]1 b8 C5 [4 r
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 _7 K Z! f# U6 ~$ Q* p/ X1 R
& Q3 _) A* _7 h
Z2 V8 u; S$ N6 ^0 @
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
) D$ l) x% z5 ~+ \* x" O5 r4 X! T: r! W6 d. u' A
5 ~7 J5 K! n6 f- I! i. u“隐身黑鹰”的想象图6 r' _' z& i: w
/ e) y7 v% C* A* N" d
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 D2 @( [ L$ N
|
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
