谈谈隐身直-20

晨枫

' K/ P- Q( Q4 z9 R& l( E! F) S
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：

% J7 Z. D. H+ R  S* ?, j! W
神秘的新型直升机
. D& i$ e  n. _5 h+ l2 m# Q; y
. f9 S" ]7 j% Q2 i( s0 m# f
" @* e, ~4 e! q, P$ L+ U/ `具有明显的直-20的影响，但又有很多不同

7 _. z% R$ `) y7 h& Z1 m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。
$ Z' V# ^4 H! P4 o+ o/ q
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。

4 d( q$ S) x; Y( 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。

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。

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。

+ m& i0 `, G5 r9 y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。
. [5 Y' }. c1 K2 o. f& `0 }) U
( J+ P: N, \. I& I
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
9 z9 P- u" A' W; ], }
9 |$ \9 `3 ~8 E/ g* V: }5 P- `
1 W3 V$ `* ?: H; D早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
, \) j" v3 x) t& B

NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多

) s' Z2 h( v% F' |9 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

$ y1 F! G5 ?, m0 {5 f! F
/ V0 k, ?( c: I" VH-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

" m! [& D4 J2 _# I, A! k7 }
7 i% N2 C* x- v* }" w% d1 W5 jA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好


“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
! Z) o! h% F+ A" ]7 x, K

空军敌后搜救用的MH/HH-60具有更加复杂的喷气冷却装置
) `3 P9 _( |. j9 w4 N7 O
. }- \3 W1 v% h1 o! [/ {1 A8 i
; m9 I6 `4 [( A* U$ d0 f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

& i- x1 K/ B/ L# v/ ~0 l: x
从3D模型可以看到冷却空气进气口

) r) k' I! V* @
6 F, ?& O$ m: ?3 W( x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
8 m3 R* `2 u6 B0 G5 L
( ]: |- g, a1 G; ~3 m, P5 y- a8 q/ g
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
* r' C' F, Y6 B% g" u  E1 i
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。

“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。
0 n4 [7 x3 Q& a  V# E* o4 x* x6 a
# r0 |1 E. g, ?7 W; D4 U8 q$ x5 T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。

# d$ b( X" j) Y3 L' q1 Y. O: P! r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。

/ s6 z7 l3 ~5 E/ n7 N" f5 g8 g
NOTAR就是没有尾桨的意思
, S; I& z' o) c' b! v/ E
0 u, j( k. z3 f6 s
: e9 b+ J, B  k' Z) f“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 m; N3 E7 N9 f. B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。

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。
* j6 l. J( O" ?
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。

7 R2 s/ [+ a: W9 G, o! U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。
. c# J$ O1 N! _! Z. X: V9 C& _. c
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。
! a1 I8 U- p: u& v' j" \
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。


/ M8 G# i& T, d  q0 K9 s+ l直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形
4 A- l: O+ j: w
1 t0 b, w) l; u; a5 d' J. o
直-20则是更加简单的十字形

# c+ }3 L8 M# o5 i3 }# E6 o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 J- `1 X/ e# e4 s' M
3 W5 p* ?' F+ t5 j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。
2 H3 c) `, J6 ~2 X1 B
6 `* O. H' K9 h. I
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


# O- A+ X4 a! H! q* i2 L  V“隐身黑鹰”的想象图

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。
) `6 f- j: `& e& H9 Q% f' ]% B

重点

* c0 Q: z( G' w1 J5 o尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
% v9 N+ M) G; [8 d4 w9 a" C3 L2 ?尾桨十字式

, m! a" z3 K: U# M' [; E( Z我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

$ J( Q% m" }# M# R: i2 Khttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes

. H& G5 j3 i" n& v, V! S
- C2 M. Y$ y; p/ u: S& g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
3 i# J! d! x% `' @, khttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

谈不上。运直也是可以搞副业的。
4 ]  ?( `$ C/ ^5 S
9 W: }+ @1 E% F
. u" R% j6 J  O1 k) G黑鹰也有时兼职带导弹的