谈谈隐身直-20

晨枫

& v+ y% g: z6 E2 C# C! \
' ]) i- c+ K" T. F  `" A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：
. R! `$ R6 W! G( D% S& V" m* U% i
5 k9 E$ W7 \( A8 o, ?2 A9 w
神秘的新型直升机
. o' m- {! A5 S$ K# `2 O
( |* n. X- A2 @8 b
具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
5 Q3 [- R* \/ i. x  n
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。

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。
3 Z) `& d5 f& X6 a
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。
# \8 N0 G! x2 ~& e
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。
# Z* u& K, b8 ^
8 ~; n& E$ X. \
9 r2 j# ^+ n2 F% A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

. ~3 ?$ }9 [" ~( A
1 j) F4 l% [3 g: h7 X$ F' P早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
$ @: r" o# Q  D* H: P6 M
& l! J0 [% {* M
NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多
  T# S# o$ E7 a

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

; U4 V1 s9 q4 |$ x' ~1 e
+ F9 O  v8 H; X0 R( sH-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
1 D" [2 d& l( k0 l' B4 x7 C# \

A-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好

! m/ s3 g# t1 z6 S: J0 S
“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! m) U3 C% G( H1 P1 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

# Y( N& ]% i( y
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
' z  M5 t6 y* I+ g* C
3 b9 _# @+ k4 O; Z# v+ Q$ Y5 [
( @6 Q# B' b4 s7 t& I8 V8 K- {3 u从3D模型可以看到冷却空气进气口


/ c- C, L  e' B/ `; I0 p# l" u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
) E/ v) j1 ~; q! Q: m

" @/ f! D- X4 Q0 q# E1 {实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
+ y& r. x) [# \: Y* e  ]- O1 A
' r8 r. w6 Y0 g' r0 y4 z3 x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。

; z3 F# j% O% n* }( X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。
9 ^' \; e+ T9 \/ D- F5 p6 q
3 f# Q6 e( y1 [* a4 J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。
; R1 b+ Y  I! L; |3 W4 }: C
: x: G8 [0 O7 V7 T* r% g
' d- E/ O1 Q1 F. @$ V4 ?NOTAR就是没有尾桨的意思
5 h: _9 a% O9 O
5 `6 t4 A# P4 ~" I
/ j# i5 x7 O" G8 L1 i“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

! K7 |$ w1 o5 F$ L, u  [1 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。
/ X' N  ~% V/ F, F9 n5 P
7 _) B, B/ L0 g$ C) k+ g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。

5 J7 G; m! q1 O. z4 bNOTAR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 W2 M4 |$ u. @+ n: @
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。

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。
6 E) F' c% `8 C( R" n
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。
4 i& l  J, O& R; ~6 B' D
" g& I0 ?5 j5 r4 S
直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形

$ N* M' r4 |+ z) n2 V8 E3 K
- ]2 g5 ]  b5 S: [直-20则是更加简单的十字形
' v- e, C# w# k) O
; Y; z* o+ ~% A9 K$ J5 z  |1 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。
. Y% `  F% ~" K- |* h5 ~
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。
/ d! {, A$ c9 C# T4 |

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


: I; m* R: D4 h+ _“隐身黑鹰”的想象图
% ^# \4 B  l3 ?" m$ W
5 ^  F" ~9 S/ V. h6 K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。

重点

# u7 `9 V' a0 j, m3 C; w' N* x尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
  V6 |$ ^( x' _6 @* v尾桨十字式

9 `9 q! _0 a; @1 c1 Z: y我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

( u. W- b, N' c% r% vhttp://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
0 y7 S1 j# d# u( X+ l( W
2 }$ }' w8 y9 M9 y% Y
  b$ z' F7 Z: Z' }+ f- m0 O6 d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
5 @; `* t1 Y) |0 chttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

谈不上。运直也是可以搞副业的。
8 W) Z4 @1 K+ v

黑鹰也有时兼职带导弹的