隐身轰炸机是如何“隐身”的?

如题所述

诺斯罗普的设计是一个纯粹的飞翼,没有垂尾或方向舵,从正上方看 B-2就像一个大尺寸的飞去来器。B-2的平面图轮廓由12根互相平行的直线组成,机翼前缘与机翼后缘和另一侧的翼尖平行。飞机的中间部位隆起以容纳座舱、弹舱和电子设备。中央机身两侧的隆起是发动机舱,锯齿状进气口布置在飞翼背部,每个发动机舱内安装两台无加力涡扇发动机。翼尖并不是平行于气流方向,而是进行了切尖以平行于另侧机翼前缘,除了翼尖外,整个外翼段没有锥度,都为等弦长机翼。机身尾部后缘为 W 形锯齿状,边缘也与两侧机翼前缘平行。B-2的机翼前缘后掠角33度,为高亚音速进行了优化,由于飞翼的机翼前缘在机身之前,为了使气动中心靠近重心,也需要将机翼后掠。B-2中央机身的深度需要足以容纳座舱和弹舱,但长度却要尽量缩短以避免在高亚音速时产生过多的阻力。中央机身外侧机翼的弦长由发动机舱以及隐身进气口和尾喷口来决定。B-2在高亚音速飞行时,厚厚的超临界翼型将机翼上表面的气流速度加速至超音速。

B-2A 剖视图

  B-2A 的大部分表面都被一层特殊的弹性材料覆盖,使表面保持均匀的电导率以减少来自接头或接缝处的雷达波反射。而在设计中不能依靠外形进行隐身的部位(如进气口)就要涂上雷达吸波材料(RAM)了,其组成成分至今仍是高度机密。RAM 是可多层喷涂的涂料,内含可将雷达波能量转换成热能的成分。全机涂上厚度适当的涂层后,特定波长的雷达波在照射到涂层后,涂层两面反射的雷达波会发生干涉,从而相互抵消。类似的概念就是光学镜头的镀膜,可以消除不必要的光线。

正在喷涂吸波材料的 B-2A

  除了尾喷口后的区域外,B-2整个飞翼后缘布置有9 块大型的操纵翼面。最后方的“海狸尾”是一整块可动控制面,用于在低空飞行时抵消因垂直阵风引起的颠簸。最外侧是一对被称为“减速板-方向舵”的开裂式翼面。剩下6 副翼面是用于俯仰和滚转操纵的舵面,最外侧一对在低速时也兼做副翼。B-2原本在后机身下方设计了一对开裂式襟翼,但是风洞试验显示该机根本不需要襟翼,于是第一架试飞原型机上的襟翼被铆死。但生产型 B-2上还是留下了襟翼的痕迹,该机的翼面积足够大,起降时完全不需要襟翼。

B-2尾部的“海狸尾”可用于俯仰操纵。注意进气道上方打开的辅助进气门

“海狸尾”细节照片

B-2A 机腹后缘遗留的襟翼痕迹

  B-2没有垂尾,与传统飞机不同。该机呈偏航中性,也就是说当 B-2向左或向右转弯时,不会产生回中的气动力。B-2由机翼外段后缘的诺斯罗普专利减速板-方向舵负责偏航控制,减速板-方向舵可向上下两侧开裂,同时开裂作为减速板,不对称开裂时作为方向舵使用。由于飞翼表面的附面层的存在,减速板-方向舵至少要开裂5 度以上才能起到作用。所以在正常飞行中,两侧的减速板-方向舵都处于5 度的张开位置,当需要进行控制时就立即可以起作用,这也是为什么我们看到的 B-2飞行照片中减速板-方向舵都是张开的原因。但是张开的减速板-方向舵会影响飞机的隐身效果(特别是后向),所以 B-2在抵达战区时,减速板-方向舵会完全闭合。据说在 B-2处于完全隐身模式时,依靠发动机推力差进行偏航控制。

在正常飞行时,B-2两侧的减速板-方向舵都处于5 度的张开位置

  B-2是先天静不稳定设计,依靠四余度线传系统实现稳定飞行。GE 研制了该机的飞行控制计算机单元。B-2的机翼后缘安装了8 个动作器远程终端,通过四余度数字式数据总线接收 GE 飞行控制计算机的指令。远程终端将数字指令翻译成模拟信号,使动作器控制翼面偏转到相应角度,远程终端还负责控制所有必要的反馈回路。在 B-2风挡前的机翼前缘安装有6 组大气数据传感器,向线传系统提供大气数据,该系统根据气压数值来确定飞机的迎角和侧滑量。

B-2A 机头上方的三组大气数据传感器(每组4 个),下方还有三组

B-2A 机头上方的三组大气数据传感器(白色圆圈内,每组4 个),传感器旁边是AN/APQ-181雷达天线罩

  B-2A 中央机身两侧的发动机舱内安装了4 台 GE F118-GE-110非加力涡扇发动机,每台额定静推力8,618千克。F118是在 F101-X 的基础上研制,后者是 B-1轰炸机 F101发动机的战斗机型号。与 F101相比,F101-X 有较小的低压外涵机匣,将旁通比从2:1降到0.87:1。低旁通比的发动机只需较小的进气和排气系统,所以被 B-2选中。

F118-GE-110非加力涡扇发动机

  发动机进气口远离机翼前缘,以避免被来自下方的雷达波照射到。由于肥厚的飞翼结构,B-2可以把发动机深深地埋在飞翼内,飞翼的上表面的扁平的进气口和弯曲的进气道可以保证机载雷达无法从上方直接照射到发动机的正面,从下方就更不可能了。这样 B-2可以采用较简单的进气口,只需要在唇部作尖齿修形就没有问题了。但是翼上进气口存在另一个问题,气流要流经飞翼的上表面一段距离才能进入进气口,加剧了边界附面层的问题,所以亚音速的 B-2的进气口也采用了常规的分离板吸除槽口,和进气口唇部一样,也做了尖齿状的隐身修形。

B-2A 进气口细节照片,可以看到锯齿状唇口与附面层吸除槽口

  初期风洞测试显示在高度弯曲的进气道内出现了一定量的气流分离,导致低速时推力的损失。为了解决此问题在进气道上方两侧加装了四个菱形发动机辅助进气门。

从这个角度看,B-2的排气管也是 S 形的

  B-2进气口边界层分离板分理出附面层气流再被混合进尾喷口以降低排气温度,减少红外辐射。通过分离板的气流还被扩压并导向被集中称之为二次气流系统的各种内部气流管路。这包括机体上安装的附件传动装置及发动机舱的通风,环境控制系统换热器的冲压冷却气流和旁路回路的气流。在低速及地面工作时,通过位于进气道外罩顶部和每台发动机进口正前方的四个菱形发动机辅助进气门来增大供给发动机的空气流量。辅助进气门打开下的运转,降低了主进气道的质量流量比以及相应的尖唇口的转弯损失。到发动机的总压恢复提高,而进气道的压力畸变水平则降低,所以改善了低 M 数飞行状态,特别是起飞时的性能。

B-2的发动机与进/排气管系统,可以看到为了降低排气温度,用进气口的附面层吸除槽口引入了大量冷空气

  发动机尾喷口系统在设计上也是一项重大挑战。B-2A 的尾喷口需要将红外信号特征降到最低,使敌红外探测系统难以发现飞机。一些战斗机的远程红外搜索与跟踪系统和红外制导导弹的引导头可探测到发动机排放的热气和水蒸汽的热辐射,B-2在降低红外特征上才需了相当多的措施。其中之一是尽可能快速有效地降低排气温度。B-2飞机的发动机尾喷管位于翼后缘三个锯齿状突出部分之间的切口处,而且离后缘有一段距离,被机翼下表面遮蔽,从而降低了发动机喷口的热量,减少了被敌方红外探测装置发现的机会。发动机喷管则深置于机翼之内,呈蜂巢状,使雷达波能进不能出。此外,发动机构件内还装有气流混合器,它能将流经机翼表面的冷空气导入发动机中,持续降低发动机室外层的温度。喷管呈宽扁状,使人在飞机的后方无法看到喷口。特别是由于采用了喷管温度调节技术,喷管部分的红外暴露信号大为减少。另外由于喷流和流经机翼上表面的气流之间相互作用,可在尾喷口两侧边缘形成涡流,进一步降低了排气温度。

B-2在高亚音速飞行时,机翼上表面的气流已经达到了超音速

  四轮小车式主起落架安装在发动机舱两侧,向前收入机翼内,巨大的锯齿边缘起落架舱门在起降时可起到垂直安定面的作用。双轮前起落架向后收入机鼻下方。

B-2粗壮的前起落架

  外翼段内部的大多数空间被油箱占据,发动机舱之间的机身下方并列布置了两个大型弹舱,每个弹舱可挂载波音研制的先进旋转式挂架,可挂载8 枚908千克级弹药,也可安装两个炸弹挂架组件以挂载常规弹药。

波音制造的后中央机身,包含有两个大型弹舱

波音研制的先进旋转式挂架

B-2可挂载的武器

B-2的隐身涂层修复过程,涂料具有毒性。日常 B-2的涂层维护工作相当繁琐

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2017-12-26

美军作为全球的军事霸主,拥有着全球最庞大的战略轰炸机,其中最先进的是21架B2隐身战略轰炸机。作为美国空军的战略杀手锏,每架B-2造价为24亿美元,若以重量计,B-2的重量单位价格比服役时值的黄金还要贵两至三倍。那么如此昂贵的轰炸机,它的作战性能如何呢?

B-2是当今世界上唯一一种的隐身战略轰炸机,绰号"幽灵"。最主要的特点就是低可侦测性,即俗称的隐身能力。能够使它安全的穿过严密的防空系统进行攻击。B-2的隐身并非仅局限于雷达侦测层面,也包括降低红外线、可见光与噪音等不同讯号,使被侦测与锁定的可能降到最低。B-2在空中不加油的情况下,作战航程可达1.2万千米,空中加油一次则可达1.8万千米。每次执行任务的空中飞行时间一般不少于10小时,美国空军称其具有"全球到达"和"全球摧毁"能力。

我们看看他的武器装备。B-2轰炸机的两个旋转弹架能携带16枚AGM-129型巡B-2的挂弹能力航导弹,也可携带80枚MK82型或16枚MK84型普通炸弹或36枚CBU-87型集束炸弹,使用新型的TSSM远程攻击弹药时携弹量为16枚。当使用核武器时可携带16枚B63型核炸弹。此外AGM-129型巡航导弹也可装载核弹头。2002年2月B-2增加了使用联合防区外空对地导弹JASSM的能力。外翼段内部的大多数空间被油箱占据,发动机舱之间的机身下方并列布置了两个大型弹舱,每个弹舱可挂载波音研制的先进旋转式挂架,可挂载8枚908千克级弹药,也可安装两个炸弹挂架组件以挂载常规弹药。经过航电与装备性能提升后的B-2A可以携带AGM-154联合距外武器和GBU-28型5,000磅激光制导炸弹;此外,也可以携带AGM-158联合空对地距外导弹。

40,000磅(18,000千克):以堆栈式炸弹挂架携带Mk 82500磅低阻力通用炸弹(总携带数为80枚)27,000磅(12,000千克):以堆栈式炸弹挂架携带750磅等级集束炸弹(总携带数为36枚)16具旋转挂架(Rotary Launcher Assembly,RLA):可携带2,000磅等级武器(如Mk 842,000磅低阻力通用炸弹、GBU-31联合直接攻击弹药或B-61及B-83核弹)。

再看看他的实际作战表现:

B-2轰炸机第一次投入实战是在塞尔维B-2轰炸机奔袭科索沃亚的科索沃战争,这是投入服役十年后的第一次出战。当地时间1999年5月7日夜间,北京时间1999年5月8日,首次投入实战的B-2轰炸机使用三枚精确制导炸弹直接击中了中华人民共和国驻贝尔格莱德大使馆,当场炸死来自新华社的邵云环、《光明日报》的许杏虎和朱颖三名中国记者,炸伤数十人,造成大使馆建筑的严重损毁。其中一枚JDAM未当场爆炸,直到五年后才由塞尔维亚方面取出销毁。

2003年3月,B-2投入伊拉克战场,一架BB-2从迪戈加西亚起飞-2在28日晚上首次实战投放了两颗2130千克的新型EGBU-28制导炸弹,炸毁了巴格达市内位于底格里斯河畔的一个通讯塔。这是美军在伊拉克战争中使用的最大的炸弹。EGBU-28有全球定位/惯性导航和半主动激光全程的双模制导模式,比以往的JDAM炸弹更为先进。EGBU-28既能有效摧毁大型坚固目标,也能尽量减少附带杀伤。在伊拉克战争期间,B-2不加油航程为11119千米,已有两架转场到印度洋上的迪亚戈·加西亚美国空军基地,从该基地起飞轰炸伊拉克不需要进行空中加油。

2008年2月23日,一架编号89-012坠毁的B-27(命名为堪萨斯幽灵号)在美军关岛安德森空军基地起飞时坠毁,机上两名飞行员平安获救。调查显示B-2轰炸机在起飞前,24个传感器之中的三个传感器被水汽损伤,测得错误的大气资讯,导致飞控电脑错误计算起飞所需的飞行速度和上升角度。尽管机上两名飞行员试图修改错误资讯,但并不成功,飞机随即冲向地面爆炸起火。

2010年2月,B-2轰炸机(编号:88-0332)华盛顿幽灵号在关岛安德森空军基地地面启动时四台发动机中的一台发生火灾,同时损坏了发动机舱和其他部件。这架B-2于2014年1月9日修复完成重新入役。

第2个回答  2017-12-26

报道称,多年来,美国海军一直关注被称为“分布式杀伤力”的概念,根据这一概念,美国海军哪怕最小的船只也要配备可以击中数百海里以外目标的强大武器。

请点击此处输入图片描述

银色枪骑兵——美国b-1战略轰炸机

像远程反舰导弹这种有前景的新型导弹可能会在2020年之前部署到位,将巩固美国海军的“先敌发现、先敌开火”的战略。远程反舰导弹的射程可达200海里以上,有效载荷达1000磅,而且能够以接近于音速的速度实施打击。

请点击此处输入图片描述

美国空军B-1B战略轰炸机挂弹能力强

报道称,美军的F-18和B-1B远程轰炸机最早可以在明年携带远程反舰导弹。虽然在有些导弹技术领域美国已经被超越,不过美国海军在雷达技术和指挥控制方面仍有着巨大的优势,这让舰长可以比对手更快获得情报。

B-1轰炸机,1974年首飞,1986年装备部队。后来有了两个型别,一个是B-1A,突出低空高速突防,只生产了4架。B-1B是B-1A的改进型,增加了起飞重量,降低了速度,但仍可达到1.25马赫,隐身能力大幅提高至B-1A的10%,电子防御系统得到大幅加强,航程达到1.2万公里。

请点击此处输入图片描述

升级型B-1B轰炸机隐身能力更上一层楼

B-1B可以执行常规轰炸,可作为巡航导弹发射平台,当然也可以执行核轰炸,其外号“死亡企鹅”。

有人说,B-1B将让有些人睡不着觉了。其实,B-1B在常规打击能力方面,还真是有劲使不出。尽管有一定的隐身能力,但想要突防防空火炮密集的国家,还是有很大的难度的;而要在各型战机帮助下前出,然后防区外发射巡航导弹打击,目前来看连有价值目标都不好找到。最大的威慑,可能还在于不计代价的核轰炸。但是,如果真要动用核武器(就算不考虑使用核武器的后果),直接用导弹更好,没必要使用B-1B。

请点击此处输入图片描述

美国海军卡尔·文森号航母

中国的H6-K的航程在9000左右作战半径3500-4000公里,可发射巡航导弹,满足第二岛链至夏威夷的打击需要。

多说一下,我们的隐轰不需要是B2那种的,没什么实用价值,我们需要的是:可以悄悄接近敌防区,发射巡航导弹,然后可以快速脱离战区的轰炸机,对敌实行突然性,隐蔽性打击的战略需要。