做到隱身並不難,斬首本拉登的直升機是如何靜音的?

怪島


2011年5月,策劃並創造了世界駭人聽聞的“911事件”的罪魁禍首——本拉登最終死於美軍海豹突擊隊的槍下,也為美國“獵殺本拉登”的斬首行動畫上了圓滿的句號。而這次獵殺行動最大的亮點卻是海豹突擊隊乘坐的那架沒能徹底銷燬的隱身直升機,因為在美軍公開報道了這次暗殺行動後,在畫面中出現了一架我們從未見過的新型直升機尾梁部分,而且最大的亮點就是採用了隱身設計,那麼這款能深入巴基斯坦境內行進300公里,完成斬首行動後並溜之大吉的新型隱身直升機是如何實現隱身的呢?

首先對於這架隱身直升機的殘骸我們可以看出這是一款在黑鷹直升機基礎上改進而來的隱身版本,而對於直升機的隱身處理不同於傳統隱身戰機的雷達隱身和紅外隱身兩部分,直升機的隱身還包括聲音隱身設計,因為直升機在低空飛行過程中,其旋翼劃過空氣會產生很大的噪音,所以對於這次獵殺本拉登行動而言,如果能夠靜悄悄的接近,那就已經成功了一半。

而我們知道直升機的雷達隱身和紅外隱身設計主要體現在其氣動外形和發動機上,所以將直升機的氣動外形修改為低RCS的隱身外形就可以大大降低直升機的雷達隱身,同時對於旋翼的隱身也可以通過修改旋翼的傾轉角度等方式實現旋翼系統的雷達隱身處理;而直升機的紅外隱身則主要體現在發動機的高溫排氣上,所以只要能夠大幅度降低直升機的排氣溫度那麼同樣可以降低直升機的紅外目標特徵,在一點其實要比雷達隱身簡單的多,只要在發動機的進氣道位置裝一臺氣流分離裝置,再在發動機排氣位置裝一個高效率的冷空氣與高溫排氣混合降溫裝置再輔以主旋翼高速下洗氣流的沖刷,同樣可以大幅度降低直升機的紅外隱身特徵,當然對於直升機上的某些紅外特徵明顯的機載設備同樣可以通過某種方式降低其紅外特徵。

但是對於直升機的聲音隱身設計就比較難了,直升機的噪聲源頭主要來自旋翼、尾槳和發動機三部分,而這三大部位的降噪設計很難得到根本解決,所以一直以來對於直升機的噪音就有“五公里之外就能發現直升機的蹤影”的形容詞。

以旋翼的噪音來說,旋翼在高速旋轉過程中,翼尖劃過空氣時的速度接近音速,從而與空氣摩擦爆炸產生高頻噪音,所以對於旋翼和尾翼噪音的解決方法就是限制槳尖速度過快,同時採用更多數量的槳葉、先進的翼型和槳尖形狀來降低槳尖速度,繼而有效降低直升機的旋翼噪聲,但是一般來說降低槳尖速度會降低直升機的飛行速度,所以就需要通過增加旋翼的數量和其他方式來彌補了。當然還有另外一種方法降低旋翼槳尖位置的噪音了,這就是通過大量使用碳纖維這種複合材料製造直升機來降低重量,這樣對於主旋翼來說,起飛重量降低了,那麼也就不需要那麼長的槳葉了。而縮短了槳葉長度後槳尖位置的線速度就大幅度降低了,那麼槳葉的噪音也就能夠大幅度降低了。

比如刺殺本拉登成功的大院周圍的居民回憶,他們一開始並沒有聽到任何直升機的聲音,直到直升機飛到了差不多正上空的位置才察覺。由此可見刺殺本拉登時的這款直升機不但噪音很低,而且其飛行速度並不低,它在降低噪聲的同時,反而提高了飛行速度,使得飛機在遠處時,房中的人幾乎聽不到它的聲音,等院子內的人反應過來時,直升機已出現在你頭頂。而且美軍撤退時沒有全部銷燬的隱身直升機的尾部旋翼槳葉數量也不同於黑鷹的4片十字形槳葉,而是5片式槳葉,槳葉數量更多,槳葉更短,這樣槳尖位置的線速度就比較低,再加之槳轂位置也增加了能夠雷達隱身和聲音隱身的拱形罩,所以這樣就能夠降低尾旋翼的噪音了。當然對於噪音更大的主旋翼應該設計的更為徹底大膽。

同時對於直升機發動機的降噪處理來說,直升機使用的渦軸發動機噪音主要體現在發動機自身內部的氣流壓縮噪音和排氣噪音,所以完全可以通過在直升機發動機外部設計一層隔音罩和主動降噪方式來降低發動機自身的噪音,對於發動機的排氣噪音也可以通過在排氣口設置的紅外降噪裝置同步降低排氣噪音,這個就像狙擊步槍的消音器一樣,其不光大幅度降低了槍口的噪音,而且同時降低了槍口的火藥燃氣紅外特徵。當然這會對發動機的輸出功率造成影響,畢竟刺殺地點阿富汗地區可是高海拔地區,但是對於美國軍工企業而言,研製一款輸出功率更大的渦軸發動機並不存在任何技術難度,只要給錢就行。

其實這個技術對於美國來說並不陌生,因為早在上世紀90年代的時候,美國就曾花費幾百億美元研製過一款隱身偵察直升機,這就是“科曼奇”武裝偵察直升機,該直升機在隱身處理上除了隱身外形外,其在紅外隱身和聲音隱身上也實現了突破,只不過後來因為量產成本太高而下馬。所以三十年後美國從新拾起原來就已經研製成功的降噪技術,用在刺殺本拉登行動上很正常。所以總結一點來說,對於刺殺本拉登這次特別行動來說,雖然基於黑鷹直升機基礎研製一款綜合隱身更為先進的隱身直升機成本很高,但是相比美軍自2001年後陷入中東不能自拔的成本而言,這種支出只能算九牛一毛,當然其研製成功後也能為後面美軍研製新型隱身直升機提供更為實際的參考,所以這種雖然對主、尾旋翼的數量、旋翼長度、氣動外形等方面進行了徹底改進的隱身黑鷹直升機只製造了至少兩架,但是不管從對這次刺殺行動的重要性還是美軍能否結束阿富汗戰爭以及後期的隱身直升機技術積累來說,都是划算的。


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