爱吱声

标题: 轰-20会是超音速飞翼吗 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2024-3-22 08:04
标题: 轰-20会是超音速飞翼吗
空军副司令王伟一句“快了”，弄得人们心潮澎湃。在歼-20、运-20、直-20之后，轰-20可能是最引人注目的缺失了。多年来，轰-20的各种传闻一直不断。眼下，王伟也只说“快了”，并无更多信息，结果是各种猜测统统回炉。+ \" C+ l+ }1 Z# V9 R
1 M1 d+ I9 j& `; J6 |2 b+ [
轰-20具有隐身能力，这大概是所有猜测中唯一的共同点。有了B-2和B-21的先例，轰-20也很有可能是飞翼构型。一般认为是无尾飞翼，也有人认为是具有浅V形尾翼甚至可折放V形尾，可以在水平和浅V之间按需转换。+ u& j; }, \: r

# U; K) {/ M; }, K7 J可折放V形尾是有意思的构想，在理论上，竖立状态下可提高方向安定性；水平状态可增强隐身。但这样不仅机械上很复杂，气动和隐身上也不利。在放平状态下，尾翼和机翼后缘的间隙不仅是隐身大患，也构成严重的气动干扰。在竖起状态，差动副翼的阻力换成垂尾阻力，未必有多大的优点。
  M$ y3 w. T1 n) Q# r" n- I( r2 `& m! Z8 D8 T5 F" u+ x) Q1 R4 `8 M* T
但最大的争议可能还是超音速。
6 a* N7 q. M, {) m' u: N& W
( F2 D; e7 }9 D) D7 P超音速要求翼型很薄，迎角很小。迎角小不是多大的问题，但翼型很薄就问题大了。7 v4 ]8 D( \2 E5 X4 r/ ^5 a
6 i, `2 y( D8 A- C( l
飞翼的关键在于没有机体，所有结构和重量统统用于产生升力的机翼。也就是说，人员、载荷、发动机都需要在机翼内。很薄的翼型显然不利于容纳这些东西。B-2实际上已经是不彻底的飞翼，中线部分大大加厚，用于飞行员座舱、弹药舱、发动机舱。但B-2的机翼依然肥厚，翼内油箱有足够的容积。: ]: g& T5 |2 M

, r, q& \/ G$ Q" A) F$ v- w/ j' E换到超音速的薄翼型的话，翼内油箱都没地方了，中央部分要大大加厚，那时也就和没有垂尾的筒体-机翼构型差不多了。: d1 s" u6 g$ ?$ H  W9 ?6 V7 G

0 r9 R/ a, m- ?. P( L( `3 d$ X另一个问题是配平。
# Y3 z) _1 I" K# Z
( }$ v$ j+ w# r4 Q7 S0 Y在各种速度、姿态、载荷下，飞机的重心和升力中心总是不重合，需要用配平力矩补偿，恢复必要的平飞姿态。对于亚音速飞行来说，升力中心通常在机翼1/4弦长的位置。实际机翼不大有规整的矩形，一般以1/4平均弦长作为升力中心的位置。重心也需要在1/4平均弦长附近，剩余的差距由平尾的配平作用补偿。
/ N5 z  U( t7 _) e( D1 z  a( d5 z. G+ T- ]# `
但在超音速飞行时，由于激波的作用，升力中心会后移到1/2弦长的位置，也就是说，突然移动到重心后面较远的地方，导致严重的低头力矩，这就是“马赫埋头”。在早期突破音障的试验中，飞机刚突破音障就突然发生失去控制的俯冲，然后就是机毁人亡。2 q& `  d6 n# x: f" C
( I, X9 w8 m: V+ x! `1 d
这有两个原因。8 r4 y9 ^3 ?* n8 y& F) C0 g

6 A3 w6 x6 ?% I6 r/ L+ U' ?首先，“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
1 R7 l& ~: J/ K7 ?  W8 B3 ~: L/ Q& l( p
其次，用于俯冲改出的平尾控制力矩不足。常规平尾的前半是固定的，后半是可动的舵面。突破音障时，铰链线的激波屏蔽了舵面，使得改出控制非常不力，甚至完全失效。3 {" G# v# J. [; S0 a( u7 T$ a; w3 H

  E$ D  m% B( u6 C. W- h在血的教训之后，超音速飞机的平尾改用全动平尾，在发生“马赫埋头”的时候提供足够的控制力矩。但最重要的还是保证平尾相对于机翼平均弦长有足够的控制力矩，也就是说，平尾位置要足够靠后。, G8 v% B, i1 T' g6 |

& G1 X& r& m, P+ N7 y4 m这只有筒体-机翼构型才可能。没有机体的飞翼在本质上就不可能有太靠后的“平尾”。+ e6 A" c" v+ ~6 u
1 ~! e8 L2 }/ n) G9 b5 _: _+ J7 B
B-2的俯仰控制力矩太短是臭名昭著的问题，设计要求从高空突防改为高低空兼优后，需要考虑低空抗阵风的问题，为此机尾改为复杂的“双W”外形，以尽可能增加靠后的水平控制面面积。B-21取消低空突防要求，只需要考虑高空，阵风补偿的要求大大降低，后缘恢复到B-2原始设计的简洁的“单W”构型。
, ]8 U# l- |; a/ K- ?, a% O) h8 f8 b8 {
超音速减阻要求的大后掠三角翼的后缘相对靠后，但平均弦长也相应增加，水涨船高，俯仰控制的难题还因为速度快、反应窗口有限而更难了。最大的麻烦则是升力中心现在后移到1/2平均弦长，比亚音速情况又损失了1/4弦长。也就是说，亚音速飞翼本来已经有俯仰控制力矩不足的问题，超音速的问题极大恶化了。
/ ]# m1 T6 H1 p# T( ~& |$ c. O  P0 s( x3 [$ t3 C, ]* s
大大增加控制面面积，采用推力转向，办法总是有的，代价也是大的。最终就是是否值得的问题了。
1 B8 b( {: F: k+ j1 p/ y4 o2 F: b
  R5 N8 Y) `+ K( f轰炸机能达到超音速是有用的，问题在于代价是否值得。超音速作为突防手段早已过时，超音速对于打击时间敏感目标的作用则可由导弹的速度代替。百吨以上的飞机要超音速还是几吨的导弹要超音速，后者要容易实现得多。如果使用高超音速打击导弹，轰炸机是否超音速就更无所谓了。" F  X- f' a) X7 R8 x

9 J$ p' w+ ]! u气动上的困难和缺乏实用价值，使得轰-20不大可能为超音速飞翼。
作者: huma    时间: 2024-3-22 10:26
超音速不可能，明白的不敢说，不知道的胡说八道
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2024-3-23 02:25
呃，如果，用“直接力矩”，比如，喷气。。有没有过这种设计？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-23 04:16
鳕鱼邪恶 发表于 2024-3-22 12:25
; Z- C$ u& s% i) Z呃，如果，用“直接力矩”，比如，喷气。。有没有过这种设计？

+ V: Z$ B9 l+ |; O2 U3 ]  R你只是在改变力产生的方式，不改变力矩。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2024-3-23 05:06
晨枫 发表于 2024-3-23 04:160 m5 |! R, j# ^, e4 @
你只是在改变力产生的方式，不改变力矩。
, `+ ^6 x: `# z, L2 q4 G
喷气嘴放在远离重心的位置，比如机头。。呢？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-23 05:25
鳕鱼邪恶 发表于 2024-3-22 15:06/ O+ A+ h7 z2 \
喷气嘴放在远离重心的位置，比如机头。。呢？

- D# ]( J! z: ?( K" ?问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
作者: 隧道    时间: 2024-3-24 00:48
隐藏式前鸭翼？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-24 04:35
隧道 发表于 2024-3-23 10:48
  C( \$ Q& I: d  K9 g* E隐藏式前鸭翼？

5 F2 _* D5 h6 m' l( X5 S隐藏在哪里？
- W+ z  C  i( h
9 d+ k( P6 s' u$ m飞翼既没有后机身，也没有前机身。
作者: MaverickZ    时间: 2024-3-24 07:20
晨枫 发表于 2024-3-23 05:25
) \; ^$ N$ _$ Q( L. S问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
5 q2 R' t2 V: _0 b2 D. p+ V5 ~
' y% G3 {' t$ T) U& t% p1 m( N
把类似地磁探测器那种结构装机头和机尾伸出去几米，然后安排上喷气嘴？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-24 08:52
MaverickZ 发表于 2024-3-23 17:20
. a  p* d' N8 c把类似地磁探测器那种结构装机头和机尾伸出去几米，然后安排上喷气嘴？ ...

5 `- e  w: H3 L) M/ U! e' O# o/ ?理论上或许可行，实际上问题太多。
作者: 隧道    时间: 2024-3-24 18:39
晨枫 发表于 2024-3-24 04:35* W" N( [% L' n8 X( H$ Y% h$ p; h
隐藏在哪里？
" u9 e" W# B. p$ c# L
  v; ~. b4 b1 s( u/ ~5 w9 q飞翼既没有后机身，也没有前机身。
' |; F, c4 g5 j7 c
反正解决马赫埋头只能靠前后机翼或者矢量喷嘴。



欢迎光临 爱吱声 (http://129.226.69.186/bbs/) Powered by Discuz! X3.2