中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

来源:倍可亲(backchina.com)

  作者:候知健

  在最新的官方媒体报道中,“背负式锯齿型并列双发大S弯进气道”这样一个生涩的技术名词成为了焦点。因为截止到目前为止,这种设计唯一的应用型号就是美国的 B2隐身战略轰炸机;而国内将这一设计作为重点项目进行攻关,也说明未来中国的战略轰炸机总体布局设计将极大的参照美国B2设计。那么这种设计是个什么玩意,到底有哪些优点和缺陷?

  一:背负式

  背负式进气道,顾名思义,它就是将进气口开设在机身背部的上方。这和我们平时看到的绝大多数飞机都不同——无论战斗机还是客机,发动机进气道正前方都是不受遮蔽的。因为飞机在飞行时候需要迎角获得升力,机头会翘起来;如果进气口开在背上,那么前机身挡住的气流会使进气口的进气效率急剧降低,甚至无法正常工作导致发动机喘振停车。

  

中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

  图:美国海军的A12攻击机,由于要求较高的机动性,因此只能采用相对常规的进气道设计,但隐身和增升效果远不如B2

  

中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

  图:注意B2进气、排气都在机翼上表面

  尤其是针对有较高机动性要求的战斗机和战斗轰炸机,背负式设计是完全不可接受的。但是对于机动性要求很低的战略轰炸机来说,背负式进气道设计有两个特别大的好处:从下方往上照射的雷达探测信号,根本照不到进气口,只能照在平坦的机腹上,隐身效果非常好。

  其次是对于飞翼布局来说,由于整个飞机就是大机翼;机翼上表面同时开设进气口和喷管,极大的提升了机翼上表面的气流速度。而气流速度越高,压力越低——这意味着机翼下表面形成的升力就大多了。对于飞翼布局的战略轰炸机来说,背负进气道既隐身又增升,一举两得。

  二:锯齿型

  锯齿形指的是进气口的边沿采用尖锐的锯齿形状。这种设计不是考虑提升进气效率——实际上尖齿会形成涡流等干扰进气的不利情况,反而会使进气效率更低而且设计复杂化很多。它的目的就是一个,降低从前上方照射到进气口上的雷达波反射强度;实际上看B2和F22、歼20等型号的舱门,同样大量采用了锯齿设计,都是同一个道理。

  

中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

  图:注意进气道的尖齿

  对于具体原理有兴趣深入了解的读者,可以参阅David Lych, Jr.的著作《隐身射频导论》。该书作者是“沉默蓝”隐身机的航电项目经理,参与了包括F117、F22、B2等多个项目,诸多关键隐身技术的发明者和领导者,不需要任何官方报道吹嘘、货真价实的隐身飞机之父。在书内他提到了不少B2的设计思路和经历。

  三:并列双发

  并列双发的意思很简单,B2采用了4台发动机;虽然看上去只有两个进气道,但其实每个大进气道都是由两个并列的进气道组成,同时供应两台发动机的进气所需。至于为什么要4发,主要是对战斗机的大推力军用发动机来说,两发推力太少了,最多做得出战役轰炸机。

  

中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

  图:注意每侧有两台发动机,进气道经历一个很大很急剧的S型弯曲后才连接到发动机前端

  而飞翼布局要保持飞机的扁平,发动机直径不能过于粗大;因此B2采用了4台无加力燃烧室(不飞超音速的话,加力燃烧室无意义)版本的F110发动机,而没有专门开发新的大尺寸发动机。对于我国未来的隐身战略轰炸机来说,应该也是采用4台无加力版本的太行改型发动机。

  四:大S弯

  进气道是隐身设计中的一个极为重要的反射源。它形成的波导管和空腔反射效应,会使照射进来的雷达信号急剧增强以后反射回去。而现在所有的吸波材料,最理想的吸波能力发挥,都要求雷达波几乎垂直的照射在自己身上;一旦倾斜角度太大,比如雷达波入射的角度只有26、27度甚至更小,那么吸波材料基本上就没任何用处了。

  

中国战略轰炸机为何要“山寨”B-2?(组图)

  图:发动机风扇清晰可见,T50这个布局是不可能隐身的,这不是所谓雷达波阻隔器或者吸波材料能解决的问题

  只有大S弯的进气道,才能使雷达波按照设计者的要求,在进气道内多次反射——每次反射时又能以非常好的角度几乎垂直的打在吸波材料上,将其几乎完全衰减。任何直通进气道都不可能隐身,不是代价高效果低的问题,而是根本就做不到。

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.