文|嚮往天空的兔子
最近幾年,關於中國下一代隱身轟炸機的討論一直是軍迷間最火熱的話題。但是,似乎從轟-20隱身轟炸機的概念誕生之初,它就被視作美國B-2隱身轟炸機的國產型號,飛翼布局、高隱身能力、低航速、大載彈量,似乎也成了國產轟-20隱身轟炸機自然而然的特徵。
但是隨著形勢的逐步變化,軍迷們開始發現我國目前並不需要一款美國式的隱身轟炸機。畢竟,低速度隱身突防的思路,在目前天基探測技術逐步發展的背景下已經逐漸被淘汰。
所有轟炸機遠程打擊任務,都必須考慮到近地軌道間諜衛星90分鐘的回歸周期,這就對下一代隱身轟炸機的響應時間和巡航速度提出了較高的要求,如何在天羅地網中搜尋一線生機,則對「隱身」提出了新的挑戰。
目前B-2採用的融合體飛翼布局,將機身與機翼融合為一個整體,僅依賴單獨的翼面構成氣動布局。整機沒有平尾、垂尾、鴨翼、V型尾翼等安定面和控制面,也沒有傳統意義上的機身,這使得飛機的縱向操縱性能低,航向穩定性差,以及航向操縱效能不足。
目前看來,美國未來對B-2轟炸機機動方面改進的方向,主要在採用改進開裂式操縱,或者寄希望於矢量推力發動機技術,來提升B-2飛行的機動性和穩定性。但是矢量推力發動機技術與B-2的背負式隱身噴口技術相矛盾,所以飛翼式布局戰鬥機如何進行跨音速飛行,成了困擾各國的一大工程問題。
中國空氣動力研究與發展中心在2020年10月的一篇論文中,提出了一種可變形尾翼的氣動布局。這種啟動布局在尾翼關閉時與常規飛翼布局相同,適合低音速的高隱身性能飛行。但是隨著尾翼打開形成一個V型垂尾,則可以滿足在高速和高機動性的飛行下,對於側風、起降等航向控制要求。
對於這種氣動布局,空氣動力研究與發展中心進行了氣動和隱身方面的特性研究。在實驗中發現該布局方案在0.9馬赫左右時,風洞實驗最大升阻比達到10.2,與上圖中給出的B-2升阻比曲線相對比基本不相上下。
這種布局方案還進行了2.0馬赫超音速條件下的風洞實驗,在2.0馬赫的速度下,該機型升阻比依舊最高達到6.4。並且這種布局的飛機在從亞音速提升到高音速的過程中,縱向靜不穩定會逐步變為縱向靜穩定,這進一步提升了該氣動布局在超音速領域的穩定性。
在關於飛機隱身性能的研究中發現,尾翼機構打開會顯著降低全機的rcs(雷達反射面積)特性,添加了30度,65度和150度方向三個新的rcs峰值。
所以這種氣動布局的適用範圍就非常顯而易見了——在近地軌道偵察衛星90分鐘的回歸周期內,快速轉移進行手術刀式的防區外打擊,利用本轟炸機的隱身性能、極高的初速度與較高的巡航高度,提升空射巡航飛彈的打擊距離,極度壓縮對方戰區飛彈防禦系統的反應時間。
這種結構的轟炸機與之前曝光的轟六掛載類似東風17的空射巡航飛彈相結合,對於3000~5000公裡內中程飛彈打擊範圍內對方的前線基地及重要節點,是一種極強的壓制,並且可以彌補目前困擾傳統的中程飛彈低費效比低的缺點。
不僅如此,在尾翼關閉的狀態下,該型飛機還可以兼任目前B-2隱身轟炸機的低速隱身滲透任務。對於世界上的一些防空能力欠缺地區,進行威懾,相對於發展純粹的國產B-2,這也是一種性價比較高的解決方案。
但是論文中也指出,目前變體尾翼面臨的問題不僅僅是氣動與隱身方面的影響。關於如何在尾翼收攏時與機身完全融合銜接,尾翼操縱面設計,變體結構的可靠性以及先進材料方面仍然有所欠缺。
由於中國缺乏可變後掠翼式飛機的設計製造經驗,一般而言根據「裝備一代,研發一代,預研一代」的傳統,採用變體尾翼的隱身轟炸機,目前依舊處在結構論證階段,它更有可能出現在未來轟-20的改型上。
以前咱們開玩笑說,中國的空軍發展完全是摸著美國人的經驗過河。但是隨著咱們的飛速發展,即將面臨著無人可摸的狀態,未來中國空軍發展一定能走出一條貼合軍隊實際需要和具有自身特色的道路,就讓我們拭目以待吧!