客观地看,现在的B-2轰炸机有多强?世界上唯一一款能够做到隐形的战略轰炸机B-2是美国在冷战期间研制的,就是现在,也没有其他国家能够做到这个程度,这简直就是
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每一个物种都是上帝的杰作,能完美仿制这些杰作的人造物都是神迹,B-2幽灵(Spirit)就是一个神迹!
游隼和B-2的侧视图对比几乎一模一样
B-2是目前世界上现役的唯一一款可执行核/常规打击任务的飞翼式隐身战略轰炸机(Stealth and Strategic Bomber),事实上自1997年服役以来,20多年间一直独孤求败。
外形上,B-2采用了仿生学的飞翼布局,形态独特,当然不是中看不中用。机翼是飞机的主要升力部件,就获得升力这点来讲,飞机最理想的状态就是仅保留作为升力体的机翼,这也是飞翼(flying wing)概念的由来。
飞翼的好处是可以使飞机的气动效率达到最高,因为少了常规布局飞机的平尾、垂尾带来的阻力。B-2采用的是为高亚音速飞行优化的后掠超临界机翼飞翼布局,得益于此,B-2的作战航程可达1.2万公里,空中加油一次达1.8万公里。
B-2A硬管空中加油
目前为止,B-2是“飞翼”梦的终极产物,这是站在先代飞机(N-1M、N-9M、YB-35、YB-49等)的肩上的成就,它的飞行控制给航空工程师带来了无数的麻烦。
B-2没有任何形式的垂尾或方向舵,在操纵方面依靠翼身后缘9块大型控制面互相配合以不同的偏转角度来控制,组合种类远大于常规布局的飞机:
B-2后缘的9块大型控制翼面
比如5号控制面(海狸尾)可以上下摆动,用于俯仰操作或者抵消垂直阵风带来的机身颠簸。值得一提的是机翼外段后缘的控制面(1号和9号控制面)实际上是两块翼面,可以分别向上向下开裂。不对称开裂时使飞机两边受力不均,实现飞机的水平转向,起到常规布局飞机的方向舵作用,对称开裂时,增大了前进时的阻力,起到减速板的作用。正常飞行时,这个两个开裂的翼面处于5°的张开状态,以便迅速干扰气流控制飞行,进入战区时完全关闭以保证隐身效果。
B-2A驾驶舱内部
B-2是静不稳定设计,依靠四余度线传实现稳定的飞行控制,配合这复杂的9翼面控制,光靠人力是不可能胜任的,所以该机配备了强大的飞行控制计算机辅助飞行,机组仅2人。
B-2强大的航电还包括其他的传感器、雷达等设备,比如它装备的AN/APQ-181型相控阵雷达,不需要转动仅通过信号阵列的转换就可以扫描不同方向的目标,抗干扰能力强且工作模式多样,如以合成孔径雷达工作时可以清晰地获取161千米距离内地表的扫瞄图像,用于精确轰炸。
上图绿圈处就是AN/APQ-181雷达天线罩 左右各一个
之所以能被称之为战略轰炸机,不仅要能飞得远而且必须具备足够的打击能力,B-2的最大有效载荷为23吨左右,在它机腹前后两个巨大的旋转弹舱中可以根据任务搭配不同的弹药,常规的如携带16枚AGM-129型巡航导弹或16枚MK84型普通炸弹、TSSM远程攻击弹药、B63型核炸弹等。
随着弹药智能化、小型化发展及高密度内挂技术发展,B-2也可以作出携带80枚MK82型或36枚CBU-87型集束炸弹的搭配方式,轰炸效果上不输别的战略轰炸机。
B-2也可以进行地毯式轰炸
B-2被称作“幽灵”,基本上是因为其出色的隐身能力,它综合应用了外形、材料、红外、声音、可见光等隐身技术:
外形上B-2后缘为W型锯齿状,边缘与机翼前后缘平行(后掠角33°),从平面图看,整机由12根互相平行的直线闭合而成,成直前缘中等后掠角形态。此外座舱与机身融合、机身与机翼融合,无尾翼,进气口、喷口锯齿型,这样消除或减少了飞机各部件的交角,有效抑制了角反射,同时能将雷达波反射到特定的方向(非辐射源方向),使探测雷达接收机不能接收到信号。
B-2机身边缘线条十分整洁
材料上B-2运用了结构型透波材料和涂敷型吸波材料,具体结构和具体成分是绝密,基本原理就是通过透波材料对雷达波摄入不产生谐振无回波和通过吸波材料吸收雷达波能量使反射回波很弱。据说B-2的RCS仅0.1平方米,除了机身表面的隐身涂料,像挡风玻璃中还嵌入了用非常细的金丝编制的雷达屏障,使玻璃在雷达波面前变得不透明,不让辐射能量进入驾驶舱。
B-2隐身涂料有毒 所以作业要穿特殊的服装
发动机尾气是飞机最大的红外和RCS辐射源,B-2将4台发动机(F118-GE-110非加力涡扇发动机)埋在肥厚的机翼中,这样气流流过发动机的路径呈S型正前方、正后方完全看不到发动本身:
从上图可以看到B-2的发动机是埋在机翼内的
高温尾喷气经B-2在尾喷管尾端安装的不锈钢热屏蔽层将热量散布到更大的区域,尾喷管上方的倒V型结构能产生涡流,加速冷空气与高温排气的掺混;同时B-2进气口处的附面层气流被吸到尾喷口混合,进一步降低了排气温度:
从这个角度看S型气道一览无遗
进气口正面锯齿状唇口和附面层吸除槽及尾喷口倒V结构
一分钱一分货,一共只造了21架的B-2单价高达24亿,比同等重量的黄金贵了不止2倍,要不是各种黑科技压身,敢问哪里来的勇气卖这么贵。以上都是公开的资料所得知,谁知道没公开的还有多少。
很多人一直怀疑美国人是不是已经获得了外星科技,我想正是因为有B-2这种看上去不像人类能够想象得出来的科幻物体的存在吧!
这山望着那山高,我们先不说它有多先进,先来挑挑它的毛病如何?载弹量小,费劲巴力突出去,也干不了多少活儿,只有23吨,完成任务的能力相当有限,这是一。第二,说是高度隐身,打开弹舱即会暴露,生存能力即会受到严重削弱。三,航速慢,干完活加速逃离,才是正经,可是最大速度只有0.95马赫,无论面对空防弹,还是战斗机,一个没牙的老虎,谁都可以欺负它。第四,贵比金身,一架24亿美元,就是泼天富贵的美国,购买起来也相当心疼,生产数量太小,只剩下21架,再掉一掉摔一摔,总共没有几架,作为一代轰炸机,区区几架,好干点什么呢?五,可维护性太差劲,只能呆在恒温的机库中,不易灵活部署。还有没有?太娇气,飞一个小时,即要几十个小时的维护,维护费用贼拉拉地贵,等等吧,应该说,它就不是一型成功的轰炸机。
优点也明显。迄今为止,世人都承认,隐身能力是最强的,5米多高,块大巨大的飞机,飞向天空,低可探测值状若一般小鸟大小。隐身正是未来的技术趋势,美国开始得早,以创新精神,每能引领装备技术潮流,这一点非常值得学习。1998年入役以来这多年,至今还无人能逾越它的技术成就。航程远,航程12000公里,空中加一次油,基本可实现“全球到达”,是以能威加海内,把美国霸权意志抒写,把全球都置于它庞大的翅膀阴影下,B-2每次出动,都令世上紧盯着,这便是无形的威慑,其威慑的作用还是蛮大的,尤其对于那些没有反隐身能力的国家。
真正能干的是B-1B。“枪骑兵”才是主力,有一定隐身能力,载荷大,航程远,现有60多架在役,美国空军唤它为“B-One”,读音正合了“骨头”(Bone)之意,是骨干的意思。是以俄罗斯不着急未来轰炸机建造,把图-160重新开工生产,成为世上最大者。B-2不只太少,也太贵,买不起,正在打造一型B-2的缩小版B-21,之所以不叫B-3,B-2太科幻,走得过于着急。意思无非想等一等,对B-3,现在还琢磨不定。
B-2应用的电空气学是静电学和空气动力学的结合,它能使飞机前缘充正电,前缘周围的空气产生电离,由于空气变得“稀薄”,它的阻力变得很小。在推力不变的前提下,飞行器的性能得以提升,而且音障也会出现推迟,声音特征会变小。此时飞机可以在“超音速”下巡航并能在“虚拟的”亚音速条件下做机动飞行。电空气学动力的应用,让B-2周围的空气电离,电离空气的运动得以加速,这还能改善推进器系统的性能。
B-2A还应用了电磁隐身技术,这能有效防止雷达探测,可以将飞机罩在一个“等离子体套”中,干扰电离空气的电磁性能。对某些类型辐射,可以根据意愿扩展“电磁窗”频谱范围。它虽然不能消除雷达讯号,但是可以使返回的信号失去特性,从而无法分辨其信息内容。这样对方雷达操作人员无法判断目标的大小、飞行速度和相对距离。
B-2A搭载了带有某种设备的喷气发动机,其在燃气流中掺入负离子以干扰火焰的静电平衡,并同时向前缘充正电荷。在尾喷管口处安装电荷收集器时还能同时回收一部分注入燃气流中的电子。这也保障B-2拥有优秀的实战性能,例如1999年3月24日,两架B-2执行对南联盟的轰炸任务,其出动不到战争中飞机总量的1%,投弹量却占到了总投弹量的11%,摧毁了近33%的目标。
▲飞行中的B-2战略轰炸机(图片来源于:网络)
美国的B-2轰炸机是目前上最先进的战略轰炸机,且没有之一,归其原有,主要是源于其大航程,强突防,高载弹量这三个方面来说的。
▲B-2战略轰炸机的载弹量示意图(图片来源于:网络)
首先,是B-2轰炸机的大航程,从目前各方面的资料来看,B-2轰炸机在不加油的情况下,其单次作战航程可达12000公里,而在进行一次空中加油后,其作战航程则可延伸到到18000公里,且具备每次空中飞行时间不小于10小时的飞行能力,故而,这款轰炸机也就具备了所谓的“全球到达”和“洲际打击”能力,而如果说大航程是所有战略轰炸机一般都具备的要素的话,那么接下来的强突防则可谓是B-2的专属能力同时也是其最具代表性和最强的能力,B-2轰炸机应用了包括飞翼气动布局,隐身涂料等在内的隐身技术,使其具备了十分强悍的隐身能力,据称,该机的RCS面积小于0.1㎡,也就是说,常规的雷达要想发现B-2是十分困难的,而这也就让B-2轰炸机的突防能力非常强大,进而使其可以执行很多高危险的对敌方纵深高价值目标的常规打击或核打击能力,最后,B-2轰炸机载弹量也十分惊人,其载弹量据称可达18吨左右,并能携带多型制导/无制导的炸弹以及各型对地打击导弹,此外,B-2还配备有AN/APQ-181型机载相控阵雷达,故而其对地面目标的探测和精确打击能力也可以达到一个非常不错的水平。
▲B-2战略轰炸机配备的AN/APQ-181型机载相控阵雷达(图片来源于:网络)
而在多次的实战中,比如伊拉克战争等,B-2轰炸机也同样表现出了强大的作战能力,因此,综合来说,B-2轰炸机被称之为目前最先进的战略轰炸机也就不足为奇了。
B-2A战略轰炸机是世界上唯一的具备隐身能力的战略轰炸机,从这个意义上讲就是一个先进的地方。B-2A也是世界上造价最高的战略轰炸机,其造价等于机身重量的黄金的价格。由于过于昂贵,这款战斗机仅仅生产了21架,目前有20架在美国空军服役。
B-2A是一款可与进行跨洋洲际飞行的战略轰炸机,其主要的作战方式就是从美国直接起飞长途奔袭进行作战,完成打击后直接返回基地。B-2A具备出色的隐身能力,可以躲避雷达的探测,B-2A是经历过实战考验的。
B-2A是世界上唯一的采用飞翼结构的战略轰炸机,这款轰炸机采用通过表面的特殊涂层完成了对于雷达波我吸收,这样可以实现雷达隐身。另外发动机进气口和尾喷口都经过特殊处理,具有红外隐身能力。
B-2A是一款来无影去无踪的先进的战略轰炸机,目前这款轰炸机是其他国家难以抵御的。使用精确制导武器之后的B-2A更具威胁。
B-2作为全世界最先进的轰炸机,和其他战略轰炸机相比,最主要的特点就是具备优秀的隐形能力。而且在B-2诞生之后的数十年里,全世界内都没有类似的隐形轰炸机出现,由此可以看出,B-2轰炸机是多么的先进。
作为一款轰炸机,B-2的性能也是极其出色的,最大航程1.1万公里,最大起飞重量170吨。不过B-2的造价也很昂贵,一架就要20多亿美元。那么,B-2轰炸机到底有多先进呢?换句话说,如果要研制类似B-2的隐形轰炸机的话,需要解决哪些技术难点呢?
在1979年,飞机设计师哈尔·马卡林画出了一副隐形轰炸机的设计草图,被认为是B-2轰炸机的最早设计图。在这份设计图中,飞机由8条直线组成,翼尖与前缘几乎呈直角布局,完全不同于以前飞机的不规则体设计。1980年初,诺斯罗普开始了“先进战略渗透飞机”项目的设计工作。1980年9月,美国空军提出研制一种“先进战术轰炸机”。1981年前后,诺斯罗普提交了“高级冰”方案。以该设计为基础,B-2轰炸机实现了隐身能力。
B-2采用的是一种超临界翼型设计,它的机翼由一根钛合金翼梁和一个在内翼段贯通的钛合金盒式结构组成。外翼段为独立的复合材料组件,左右机翼内设置了油箱,机体后段部分也由复合材料制成。机翼前缘内部是锲形隔板,内部填充了蜂窝状雷达吸波材料,能有效消耗电磁波能量。发动机舱四周采用耐高温的复合材料,发动机隐藏在机翼的中翼段内。
F-117隐形攻击机采用的是特殊的多面体形状和可吸收雷达波的电磁波材料的应用。而美国B-2轰炸机的隐身方法是一种电空气动力学,在机翼的前缘充满正电荷,尾喷管出口处充满负电荷。B-2的气动力表面受到虚拟的电磁表面的作用,可以对前缘的空气电离进行选择性控制。B-2还使用了“背景匹配”系统,通过静电场来加热或冷却飞机的表面,使飞机的温度和背景温度相同,大幅降低了飞机的红外特征。对于发动机尾喷口产生的红外辐射源,B-2轰炸机采用了一种特殊材料制成的气溶胶,能够抑制水蒸气结晶的形成,减少尾喷口气体的红外特征。
除了机身布满的常规隐身涂层外,还要解决一些特殊部位的隐身难题。比如B-2轰炸机的表层其实存在很多的缝隙,这些缝隙会产生强烈的雷达波反射,进而破坏其隐身性能。因此需要在B-2的外表层的缝隙处覆盖吸波带或者吸波腻子。然而在维修的过程中,需要打开B-2的机身结构,所以会破坏掉这些缝隙间的吸波材料。后来美国发明了一种特殊配方的涂层,可以像油漆一样很方便的喷涂在B-2轰炸机的缝隙连接处,称为“替换性高频材料”。这种材料不仅可以像之前的吸波腻子一样降低雷达反射信号,还可以在建议条件下施工,可以像油漆一样喷涂。
如果想要研制出具备隐身能力的轰炸机,必须要实现轰炸机的隐身设计,解决以上三个方面的难题,其中机身结构和气动布局方面的隐形设计和隐形材料的研制,都是比较容易攻克的,难度最大的是第二点,也就是从空气动力学层面,解决轰炸机在飞行过程中产生的各种辐射问题。
这样说吧,B-2在技术上的先进性直到今天都是毋庸置疑的。飞翼布局的飞机设计是非常困难的,但是这种布局因为没有单独舵面,所以非常利于隐身。但是,技术方面B-2虽然非常非常牛逼,但是实际的作战能力可能并没有很多人所吹嘘的那样强。造成这种问题的主要原因是因为B-2的设计较早,其对地打击理念并不见得先进。
在B-2设计的那个年代,精确制导武器方兴未艾,防区外攻击武器更是刚刚开始研发。战略轰炸机要想对敌人进行精确打击,还得靠激光制导炸弹。这种炸弹虽然命中精度高,但是对投射平台的要求,对投射前攻击路线的要求,和铁炸弹是没区别的。飞机仍然必须飞临目标上空投弹。
很明显,面对苏联强大的防空体系,B-52,B-1B想要飞进去扔炸弹是不可能的。轰炸机必须具有极强的隐身能力,才能飞到目标上空扔下铁炸弹。为此B-2选用了技术难度最难的飞翼布局。但是这种思路放在今天其实是很落后的。
如今,各种远射程的精确制导武器已经非常成熟了。美国的JASSM-ER防区外打击武器就可以达到1000Km的射程,对敌方内陆纵深目标的打击可以交给空射弹道导弹,可以交给陆基乃至于海基的弹道导弹。轰炸机根本不需要飞临敌方目标上空执行如此危险的任务。与其如此在乎轰炸机的隐身性能还不如提高飞机的巡航速度,反正轰炸机不需要飞临目标上空,不需要深入敌方的防空体系。
从这个角度看,美国的B-1B和TU-160真的比B-2差吗?一点也不差。在完善的战场侦查体系的保障下,B-1B和TU-160可以依靠自身2M的巡航速度轻易的规避敌方战斗机的拦截,依靠1000Km射程的防区打击武器打击目标,而自身雷达反射面积不需要太低,1平方米足以,反正不飞到别人的防空导弹射程内。
虽然用金钱还衡量不太贴切,但是在侧面也可以给我们一定的依据。那B2有多贵呢?20亿美元,还没概念?一架B2比同等质量的黄金更值钱。这次明白了吧。所以说当B2 掉河里,河神要给飞行员金的B2时,飞行员血亏啊。
美国的B2是世界上唯一一款隐身战略轰炸机。空重45360~49900千克,巡航速度0.85马赫,最大速度0.95马赫。航程12000千米,经空中加油一次,航程可达18520千米以上。每次执行任务在空中的时间不少于10小时,美军称具有“全球到达”和“全球摧毁”能力。
自1996年开始服役开始美军一共拥过21架,之所以加了个过是因为2008年在起飞时坠毁了一架,为此所有B2全部停飞检修,53天后才恢复。
B2在雷达探测,红外探测,声学探测,对它的探测均有效性均非常小,1999年,在海湾战争中,共投下600多枚联合直接攻击弹药,无一架被击毁,给予敌方重大损失。展示了这款隐身战机的超强作战能力。
可以说在目前为止世界上所有国家的轰炸机,均无法和B2相媲美。
B一2首秀巴黎布尔歇机场展示,事先通报法国人告知飞航时间,路线,法国佬开启全国警戒雷达搜寻,直至降落,毫无所获,一脸茫然。
从1997年第一架B-2隐形轰炸机服役以后,“幽灵”已经独领风骚整整22年。既然其他国家没有类似装备,那么我们可以非常客观地讲,它是最牛的战略轰炸机,没有之一。
不过,近年来随着反隐形雷达技术的成熟,B-2的战斗力被硬生生削去了一半。以往,B-2隐形轰炸机可以凭借1.2万公里的航程,全球奔袭,深入纵深,使用普通炸弹或者激光制导炸弹,对目标进行近距离攻击。但是,现在的米波隐形雷达完全可以发现它的踪迹,如果B-2单独深度境内,随便派个战机,用航炮就可以把它打下来。
米波反隐形雷达的发现距离最远不超过450千米,也就是说,B-2可以在防区外(1000千米以外)发射远程巡航导弹攻击目标。这样的话,现有防空系统对它仍然是束手无策。但是,拦截不了轰炸机,可以拦截巡航导弹,这会导致B-2轰炸机执行常规轰炸任务火力密度严重不足,犹如隔靴搔痒,起不了什么大作用。
坠落的B-2
至于核打击能力,在“三位一体”核打击力量中,弹道导弹攻击能力更强,也更不好拦截,所以洲际导弹与战略核潜艇的地位远远比轰炸机更为重要。B-2发射的远程巡航导弹只能亚音速飞行或者低水平的跨音速飞行,很容易被防空系统拦截。换句话说,即使没有隐形战略轰炸机,不会对一国的核打击能力产生多大影响,多造几枚洲际导弹或者几艘核潜艇就可以抵消劣势了。
美军共装备21架B-2轰炸机,单价达到24亿美元。20多年来,只在个别局部战争中执行了常规轰炸任务。说句实话,美军花大钱办了小事,与其世界轰炸机桂冠的名号严重不符。
B-21想象图
如今,B-2轰炸机也列入了美军未来“被抛弃装备”的名单中。新一代B-21隐形远程轰炸机的研发工作已经在紧锣密鼓进行中。还处于高度保密状态的B-21透露的消息极少,现在还不能确定是采取隐身突防,还是采用隐身与超音速相突防结合的设计方案。
QB
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