當前位置: 華文星空 > 軍情

新型隱身轟炸機,就只能模仿B2飛翼?我們的方法,和美完全不同?

2024-07-20軍情

自空軍副司令透露了「20家族」最新成員的詳情以來,公眾的熱情高漲,然而關於中國未來一代轟炸機的設計,網路上的描繪多半模仿了美國的B-2設計。

(網路上的藝術想象圖)

通常,我們對隱身轟炸機的普遍印象是扁平的一體形狀,外觀極其簡潔流暢,傳統的機身、機翼及尾翼消失不見,看起來就像是一個巨大的機翼在空中飛行,這種設計被稱為飛翼布局。

但是,隱身轟炸機真的只能采用這種形態嗎?

大家好,我是空天領域的學者,曾在西北工業大學飛行器設計專業深造,接下來我將分享我的一些見解,希望對大家有所幫助。

在飛機設計領域,三個關鍵的參數—升阻比、翼載荷和功重比(推重比)—至關重要,它們幾乎決定了飛機的所有基本效能。飛翼布局在最佳化這些參數方面展現了顯著的優勢。

一、氣動效率方面的理想選擇

飛翼布局的優點包括:

首先,氣動效率極高。由於機身與機翼融為一體,機身也能產生顯著的升力,從而顯著增加了等效翼面積,降低了翼載荷,這是關鍵參數之一。

其次,由於機身和機翼的界限消失,誘導阻力和幹擾阻力也隨之減少。這意味著在相同展弦比的條件下,升阻比可以達到傳統布局的1.4倍左右,這是第二個關鍵參數。

第二,結構效率提高。由於機身與機翼的無縫過渡,空間得到了充分利用,翼載荷分布更加均勻,結構強度得到增強,從而減輕了整體飛機的重量;相同的發動機下,推重比因而提高,這是第三個關鍵參數。

以蘇聯的伊爾-76和中國的運-20為例,雖然都使用D-30發動機,但由於氣動結構最佳化,運-20的起飛重量和航程均優於伊爾-76。

B-2轟炸機的側面看起來短而粗,但三個關鍵參數的最佳化使得其在航程、機動性、載彈量等多方面效能理論上具有巨大優勢。

二、飛翼隱身的附加優勢

雖然最初飛翼設計並非為了隱身,但它在隱身效果上有天然優勢。飛機雷達散射截面積(RCS)通常在機翼和機身連線處最大,而飛翼的一體化設計減少了這一散射源。

歷史上,德國海爾霍頓兄弟在二戰期間設計的Ho-229是第一個實驗性的飛翼戰鬥機,其設計先進,未曾重視其在雷達上的隱形潛力。

美國的諾斯羅普公司後來意識到飛翼布局在氣動效率上的優勢,並持續研發飛翼轟炸機,如B-2的隱身效能也得益於其飛翼形狀。

三、飛翼設計的挑戰

盡管飛翼布局有諸多優點,但也存在顯著缺點,如缺乏垂直尾翼導致的操控性和穩定性問題。雖然現代電傳飛控技術有所改善,但氣動上的固有缺陷仍然存在。

例如,B-2由於缺乏尾翼,其俯仰操控力矩較短,容易導致地面撞擊。此外,B-2有時也會出現振動問題。

#深度好文計劃#飛翼設計不適合超音速飛行,因為其厚重的機身在高速下會產生巨大的激波阻力,控制更加困難。

綜上所述,飛翼布局雖為一種優越的飛機設計,但也需要克服其在操控穩定性和高速效能上的缺陷。未來的設計需要在最佳化氣動效率和提升操控效能之間找到平衡點,才能充分發揮飛翼布局的潛力。