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。$ N8 P& _. Y  i

% n. m: I8 P- T+ U0 S  F* p0 P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。& ^. b  c4 [0 j7 Q  g9 ]

8 H( K7 b3 h: P0 S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。
1 v4 w7 ^# d8 d$ W. i! T/ V6 K& J# A. T0 J5 ?" L( g
但最大的争议可能还是超音速。  L1 f0 Q4 d& m2 M! @: ^
3 j$ \: Q) R2 d6 r1 w4 O# \3 L
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。
/ w. m% _: z' S4 l( K- Y! ]; v7 K# x8 [( n
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。1 S2 P5 J1 ]3 ^  O. W9 O" p* a

0 C$ n, z! Z' Z( C& O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。4 j) h! v1 x$ X1 u% }5 F
% o3 H3 z. Z4 e3 a% Z: Z( l
另一个问题是配平。) r+ @0 z: T( C) `" O) ]- m& `
) y7 t0 D9 Z" F( D
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。. h! x3 \# v4 [5 X# o

: O# G4 j3 e$ @$ l1 D/ _' R8 J' I0 z2 u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。
( u) ^) V9 |2 @2 x. W7 _5 y# U: V/ P( k+ J/ s9 n
这有两个原因。9 v' |% {# ?- ^
, U) ~  o  ?) |- i4 `, o" Z1 K( l
首先，“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
6 H$ W7 r$ |+ u
& F  {7 O7 }* U4 L; X9 q4 @8 E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。
( I, n0 B  |% Z% Z+ u9 j/ f  V5 m; |
1 y4 D2 c; W! ~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。! z5 _- v( R/ a' Z; i; l
1 e2 N# \+ \3 j6 |6 \6 L) l; K# v4 R
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”。
- Z5 T8 Y( B! a4 @$ g& V  N$ a: t* K2 G/ Q+ W
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。" c& t$ c! ]6 m! d1 h

" B" I3 p2 Z- f; Q9 b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。- ]# L* n' M: m; n

9 M3 S0 {- K% @) Y& p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。- R, ?# e& B6 P

1 D* u& j9 x$ c7 ^0 h1 w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。/ P% i7 C! c; `  Q/ M" H0 f

# P7 R4 V+ `! j" ]% u! a7 L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/ k# \5 h* ]/ A7 ]) e
呃，如果，用“直接力矩”，比如，喷气。。有没有过这种设计？

1 |% ?1 L& _/ y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 04:16
% ~9 }% ?$ l5 |( P你只是在改变力产生的方式，不改变力矩。
5 p* v% _. A! D) z3 A* W+ a
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/ t' B% T6 X% h2 D
喷气嘴放在远离重心的位置，比如机头。。呢？
9 H! y" n9 v5 Y2 x
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
3 s* b  H$ Z1 V' Y隐藏式前鸭翼？

. G; o- o' F' c, z& W& G% {; V隐藏在哪里？+ A) n, B$ m0 K- }% p

2 r6 r  G% z$ }# P/ k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
) m6 u2 [, ?7 t' ]- T, W3 m问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

) k, q! y  l9 d4 T+ f  B# K; r4 b, L7 L+ w4 R0 o
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: a7 h  z* s) n) }, T
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？ ...

9 y3 i' ]* k8 z- W# J) B7 O, Q8 v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
# c: G3 _9 v/ H" j# {- {8 `隐藏在哪里？
* T  F! J) j7 p, s% E, z4 B* B
. P, O9 I# _6 w飞翼既没有后机身，也没有前机身。

2 v5 i* S/ n7 _- }* A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