|
|
本帖最后由 晨枫 于 2021-5-31 15:12 编辑
4 g# D' e5 Q/ y/ S) F
+ X) y5 ]) c0 W( v, P h, l/ ?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 N9 }' x. q' l" D* G: I" l
# O+ Z; E) [2 G' r* D9 N1 F3 y
, A" L) l1 n+ ^2 l& q神秘的新型直升机8 `* e% {4 Y. u3 D" E' b
7 F- A6 D9 |" [0 P
" z6 w+ f$ S ~% Q* r0 n具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
2 i: v# k9 Z {. m, K u* |* d! w- y; c& L
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。
# B1 C. A+ q8 J( b" M
/ D( W6 t9 P# d# Z; v: [8 ~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。# j+ K+ B* W/ T: F' p0 x: O
, K5 e: u# i" E8 F5 Z. D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% M3 ]2 u# S! z# Y) [' n
" G9 k/ p; f3 V! Z& \& N! q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。
7 I6 U4 K2 k7 n6 p! ?1 t
# u$ f Q, f6 L5 P* L& A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。& p2 m; ^; v# P0 `( r( o3 ~
1 l4 e4 u+ R8 a& e$ t% K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。
+ S+ y1 r3 T+ ^" `
; Y+ B. k; a% B! K8 N# V
9 }7 {$ P! L) v% m# s' o
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
& {) k( Z- i2 o) x6 p
1 b8 O+ A k( Q7 k. [' t# L
' n7 g( }" s ~, j% J2 K/ J早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多7 M2 e5 T+ v$ Q5 }$ t. O
% b4 Z8 C. c1 n7 M8 r) C0 ?
; `' t' }) e1 M9 E2 G2 m8 [, B
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多. F. x' i+ F7 w! w7 e
1 u* N8 x$ n# `% H+ p, y
- v1 V/ Q; r( O: }' n6 ?
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
5 |- f' x, O7 n3 ?) K# d
& |* Y1 @" ]5 d, X" @
5 C3 O: |* J6 W# b
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" L$ s3 j% ^. n9 G% B
/ f) c( Z8 R5 @% B( @$ |3 r
1 e7 f( q+ n8 |9 p: W
A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好6 @( T! o6 u" c9 g
' [3 \% j, R- a" I) G E" @' E
. J, N. D% G8 s1 I; W4 C: |“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
! H- b# b$ r7 T5 {5 C! ]0 k
* t n5 K3 W% o+ b4 ]* ^1 a
+ X& N+ Y" p/ _, J- ?% V
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 V( y8 d/ H- n! ?
1 y9 b+ c N( L" }7 a# Z
$ V! `9 {+ @. w+ J$ V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# N, u" \- g" m0 J
6 l: Q7 {; I. J, S3 D2 A! M
% ^: m. a% ?0 A8 r& v4 Q9 k3 |# ]1 d0 j
从3D模型可以看到冷却空气进气口- k% a, l4 o1 E* T# c: v( f
: _$ |1 e! B v; e" e
, [/ W: S6 f; G, O) c
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
% s% b$ J: k3 p- w* [' U7 `
( f4 M) Z8 m: A* ]7 W! _
! `1 L0 M. o: [0 O0 c6 v
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
?, j. o# u2 C0 o$ m( c9 k4 x f8 v
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。
! O+ T# X0 _- U4 _
1 |4 P# K& p4 Z3 o4 \- 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. b: y# Q. ~6 Z" d! C* E% c _
& f" B* r- Q7 ^( z9 b4 R8 D8 p* ?
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。4 z3 I7 c; D: s N6 E5 s- }1 D
8 M( N0 _6 a0 ]. ~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。
( N, z& v9 r; |
6 T8 U1 C! A% k% K% `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。( q: [2 E/ q' k: O% f$ _. O
' T9 @4 |: s' p8 R6 t x; A [
; x* ^6 J" o+ {, M9 G9 e. x" y
NOTAR就是没有尾桨的意思
0 j5 H# `3 w3 W$ p
9 H" G/ A9 y/ Y9 K
. o- H/ ~( M+ T3 M3 [5 }6 l2 g: o“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
6 A; t8 H, A$ y2 O# i. Y: i9 A* @% z5 h6 s" X6 X
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。
F4 P5 t% ~/ S( Y; _6 o; y! l, X1 E6 X' B3 I Z- G* a, m
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。! X& z$ `1 h1 @; A
0 \) ~) [" j5 ]
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。
; l ?, q4 x, b' Q
3 F" \6 O' T; G0 k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。, M9 [9 H9 Y$ Z: j3 y
8 Y8 T$ O( G2 n4 q' g8 F
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。 a* ^, e2 N$ L1 X5 C6 c, O+ {+ O& ^0 o
7 W1 ^( @ Z' c# b% U% J5 @) 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。! K, i6 T( Y( ~5 B
) w5 D9 p4 z5 x" Z
" c( n/ u% K" _' d
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形0 I8 N. R4 O+ c4 c# V: @
- H e4 s% u) F: y
2 L- D! G' {; N( \
直-20则是更加简单的十字形5 |" h* x" ]+ G) k! @) E- f
% y; D5 }" w/ G& s6 r6 y% 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。2 e. p' |. ] K# Y
# c( O* Z3 t8 ]' v2 g$ o) S2 C
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。9 [3 D5 L4 G: {! K$ [8 X1 t
9 h% e9 n! [1 k8 G8 E; K" p
8 ] ~" \* s0 a* d& E c) j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1 l7 x, s& v" O' ~. N
4 l- U/ N# \$ C/ b
J+ n5 k) K* V, E“隐身黑鹰”的想象图
! ~; B ]; _' ~7 ?7 D2 e, ~+ j9 m7 `9 D: G2 l
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。# F8 v1 z9 H( g) m) L$ l6 q
|
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
