谈谈隐身直-20

晨枫

2 e8 P; @# s* c5 x% }* 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：

" N9 c: r- V" d, n9 \
神秘的新型直升机
; {1 a4 P) }  m; g$ g
6 t' Q( s& R$ T  H/ f; `. E
3 U3 S  S" l+ X9 b# X0 X具有明显的直-20的影响，但又有很多不同

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。
5 n$ K- ^! y5 V
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。
' O2 L, J" Q( D' E, B9 s
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。
. D- ^" s9 k$ {( P! M1 d
: G2 B$ f5 C. h. u0 \' y' m. u1 z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 d) O4 F/ g9 g1 W; Z# D3 {6 U. x
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。
$ l. I) F4 w  s2 t# H! R0 W, e
9 ?: g# F! V% C( c9 `9 W! g5 D9 T( 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。


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
6 A% d4 R6 L  [# H, I# q7 `9 a: d( H
) C" Z; l2 k2 d
- x, R: c  x+ r/ o# ?早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多


NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多


2 @7 d4 x8 Y; W7 e+ w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
. \/ E( Q$ m  w) m( i5 @
" \' T  q/ K% H# }: L$ N3 X$ D: D
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
. ~3 g* ^  `$ O
4 v- M- i8 G$ X) j  p
1 O: h1 E+ \  OA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好

% \1 _9 D& |. u
“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
! S; N) h" o4 B8 ^) k
7 P& J& |$ n% D/ ^7 z
6 F! o* |8 d' ?! s8 o) R空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置


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
5 s$ ]8 }# v7 A6 R' [1 e
& X0 @7 W& `" J( G# a
0 W0 u0 u; \$ m0 h1 S3 i从3D模型可以看到冷却空气进气口
9 O# R7 Z1 e, v. w. ?5 y

4 J6 h- K8 f+ `. g3 h8 p9 L# Y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
) y, i$ l; @6 L- R$ H# o: Q: g: A
$ J5 x# e) Y* W% [  j8 ?6 c
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
7 b) g, V- f% X, r" M2 _
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 u# F! n8 Y% M* D
5 X9 ?' Y, W4 m1 {“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。
" X0 y) _( {9 j  Q( ~6 y9 j
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  \" Z7 W* ~. 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。

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。

# e2 @/ z, v; A7 a6 U
NOTAR就是没有尾桨的意思

4 `% F. R6 T/ B
“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% A  i& j) {% ^- Y
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。
6 v. {/ Z/ ^* E* S# |; I
( ?5 M" T" L; L0 k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。

: N9 Z9 T/ q; }1 U: O" A" U9 |& ZNOTAR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。

3 r* W' g$ Y* D4 E3 R! t& o) O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。
2 I) A! K' E1 {8 `- Y9 m" S
; l2 B" R4 g/ ^3 Q3 k1 w( INOTAR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。
' r0 w6 y5 x% `" s. s3 q
$ N: w" s8 W! y& P! G; J% 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。


直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形
, \  Y1 p/ N* W0 T* {$ K6 t* k. ^

直-20则是更加简单的十字形
" v6 G9 \( X/ m5 Q! L" k
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。

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。

0 O; ?$ Z: L: B* ?' _
/ W* L2 k' i% X+ i5 ?$ M% ~) ?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


7 F1 _( p6 e* z7 ?0 C“隐身黑鹰”的想象图
8 k; L; K! F9 @; a. 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。
$ {' {% d# h$ z

重点

2 u: ?6 m. [* G9 G% G尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
( k9 y& E, k; f& ?) p% `' {尾桨十字式

我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
. {; h4 f' \* p- U

直20挂导弹？这是走雌鹿的路线吗？

晨枫

鳕鱼邪恶 发表于 2021-6-1 11:35
" y: G1 g1 C( M% @  zhttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

谈不上。运直也是可以搞副业的。
6 h! V; K2 e, A4 U) d, Z# ]) I, N6 c
9 o+ K  J2 h. C6 u* [
$ h8 c, h1 Z, x- b, ]0 d黑鹰也有时兼职带导弹的