谈谈隐身直-20

晨枫

% Q: k; f3 C8 i' j- 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：

5 G* U0 F/ u6 D* I
9 q8 I% r; N3 z: U% c/ h/ b/ @/ o神秘的新型直升机


具有明显的直-20的影响，但又有很多不同
9 O$ ]* p; X  d2 h0 f0 Q- }
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。
; t- Z7 H6 A1 s: m) m/ `) E
# ^: x, c. w  D6 q3 |6 m0 i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。
8 M* ?( h! \7 K& E$ [9 D" _
1 x1 t) F* h& g3 d3 n. o+ S8 ?3 c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 x2 j5 ]8 l; S( {# d
9 w; V3 V5 i) S3 e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。
/ g3 |" R3 i7 V% j( a
  V* s, P8 T' n! K9 {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。
) ^" t; @+ E1 B  U5 a& r

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

1 A* P! T3 k: z# H- @, c( z4 X
" Z. v) I& |) z6 S1 Q4 v6 N早期“黑鹰”稍好一点，但相差不多
0 J6 ~% g! P0 Q; O" G" I

NH-90的喷口90度向外，红外隐身要好很多


% y; K* j$ c5 v( J, X5 Q7 m& T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


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
6 D- M5 T% u# g2 w- N+ @* k! B
5 M& W9 M8 p0 j! y& P1 U! Q* Z
  C) |5 z$ v: j  I/ b" qA-109向外、向上各转45度，效果比H-160更好
! z3 Z7 T# d; c' j3 @, m, 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
! `+ g/ f  q* |. J, `7 F" 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

- @) p: w; u$ \7 A' b, b- w+ \
- q* ]: `+ e6 J. {$ _4 \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 a- z& r- I6 w* }. l7 }
从3D模型可以看到冷却空气进气口
/ x" W  |# V- R& ?) p
7 D* m: R6 E! L# a: U) ?3 t9 U7 ]
: L6 `/ l% d- v, v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
( `  L6 a+ N5 u& x* \: j
1 z, d; h; t) w& \" {5 N
实际上条状排气口在尾撑两侧的侧下
4 o; x6 u) F! {) R. m' c1 h* r
9 l3 s- h; Y, ^# I% E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。
+ B* o5 v0 S4 w% c
“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。
# V/ f& N: U" {& s
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。
! J% S' ?. y) I; {7 }' f
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。
+ n3 \: V/ ?( o5 E+ P
% g! |$ i* [% r
2 X, A8 V( }$ F0 bNOTAR就是没有尾桨的意思
' @7 l  H! k5 ?4 |8 a
, k: i) _. \6 u; c, H& h
; l0 r9 y- w: L" c! r2 B6 k' k“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
2 y( G! F7 V8 b; d1 P0 {: g. \
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。

. D6 h" Y% I7 k: x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。
7 v, e3 c8 o+ p- \+ S
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。
8 Z6 G' D3 l" q/ M' H5 v6 ~
& a8 D# {4 Y/ [2 K. ], z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。
3 P' o9 G" `; Q5 _) S. n
' J7 ?+ ]0 n/ o; kNOTAR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。
; T/ N1 \% I7 u( W. S, I
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。
. E0 j8 E# ?( y! f2 _; P' K

直-10的尾桨是剪刀形，或者说是背对背的V形
5 g1 T6 J& A' ]  U- |1 z; O* n
6 H. I# _  O9 R7 g/ P
直-20则是更加简单的十字形

$ l6 e1 ?9 V6 _& f! W$ {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。
4 h4 b, }8 h# n" X1 J4 Q9 Z
2 [( A" C/ y. y) ?5 W; k4 o6 D$ U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。
8 a5 m0 Y1 s0 }( p" @2 Y: X+ i
, R% K( X# ?4 h
( z0 A+ z; V) H( O. c7 V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
! S- m1 @% b3 F7 Y# F. @

“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。
. R# c9 Q0 a9 U) s3 Q# f

重点

( Q3 N5 J, ~8 q4 [. O; K+ _尾桨十字式

晨枫

重点 发表于 2021-6-1 01:59
' l3 v/ K# \' l1 n; I, r2 D尾桨十字式

& @, A# R& X+ [我也看到这个。基本瞎扯

鳕鱼邪恶

) M+ S/ C" T3 Y% S4 M" k2 @
http://www.aswetalk.net/bbs/foru ... 3D&noupdate=yes
: x2 B9 c$ G5 a) E

+ w* ^+ O& W; r$ [9 M; b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
) F2 a4 p7 l5 d6 ahttp://www.aswetalk.net/bbs/forum.php?mod=attachment&aid=OTUyNjl8M2ZkOWIzZjh8MTYyMjU2NzcxNnw0MjYxfDE ...

谈不上。运直也是可以搞副业的。
% \9 R6 T) u  m$ j3 n% e- Q# Y

, D9 E$ F* Q3 w+ B' s黑鹰也有时兼职带导弹的