当前位置: 华文星空 > 军情

新型隐身轰炸机,就只能模仿B2飞翼?我们的方法,和美完全不同?

2024-07-20军情

自空军副司令透露了「20家族」最新成员的详情以来,公众的热情高涨,然而关于我国未来一代轰炸机的设计,网络上的描绘多半模仿了美国的B-2设计。

(网络上的艺术想象图)

通常,我们对隐身轰炸机的普遍印象是扁平的一体形状,外观极其简洁流畅,传统的机身、机翼及尾翼消失不见,看起来就像是一个巨大的机翼在空中飞行,这种设计被称为飞翼布局。

但是,隐身轰炸机真的只能采用这种形态吗?

大家好,我是空天领域的学者,曾在西北工业大学飞行器设计专业深造,接下来我将分享我的一些见解,希望对大家有所帮助。

在飞机设计领域,三个关键的参数—升阻比、翼载荷和功重比(推重比)—至关重要,它们几乎决定了飞机的所有基本性能。飞翼布局在优化这些参数方面展现了显著的优势。

一、气动效率方面的理想选择

飞翼布局的优点包括:

首先,气动效率极高。由于机身与机翼融为一体,机身也能产生显著的升力,从而显著增加了等效翼面积,降低了翼载荷,这是关键参数之一。

其次,由于机身和机翼的界限消失,诱导阻力和干扰阻力也随之减少。这意味着在相同展弦比的条件下,升阻比可以达到传统布局的1.4倍左右,这是第二个关键参数。

第二,结构效率提高。由于机身与机翼的无缝过渡,空间得到了充分利用,翼载荷分布更加均匀,结构强度得到增强,从而减轻了整体飞机的重量;相同的发动机下,推重比因而提高,这是第三个关键参数。

以苏联的伊尔-76和中国的运-20为例,虽然都使用D-30发动机,但由于气动结构优化,运-20的起飞重量和航程均优于伊尔-76。

B-2轰炸机的侧面看起来短而粗,但三个关键参数的优化使得其在航程、机动性、载弹量等多方面性能理论上具有巨大优势。

二、飞翼隐身的附加优势

虽然最初飞翼设计并非为了隐身,但它在隐身效果上有天然优势。飞机雷达散射截面积(RCS)通常在机翼和机身连接处最大,而飞翼的一体化设计减少了这一散射源。

历史上,德国海尔霍顿兄弟在二战期间设计的Ho-229是首个实验性的飞翼战斗机,其设计先进,未曾重视其在雷达上的隐形潜力。

美国的诺斯罗普公司后来意识到飞翼布局在气动效率上的优势,并持续研发飞翼轰炸机,如B-2的隐身性能也得益于其飞翼形状。

三、飞翼设计的挑战

尽管飞翼布局有诸多优点,但也存在显著缺点,如缺乏垂直尾翼导致的操控性和稳定性问题。虽然现代电传飞控技术有所改善,但气动上的固有缺陷仍然存在。

例如,B-2由于缺乏尾翼,其俯仰操控力矩较短,容易导致地面撞击。此外,B-2有时也会出现振动问题。

#深度好文计划#飞翼设计不适合超音速飞行,因为其厚重的机身在高速下会产生巨大的激波阻力,控制更加困难。

综上所述,飞翼布局虽为一种优越的飞机设计,但也需要克服其在操控稳定性和高速性能上的缺陷。未来的设计需要在优化气动效率和提升操控性能之间找到平衡点,才能充分发挥飞翼布局的潜力。