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轰-20会是超音速飞翼吗

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 楼主| 发表于 2024-3-22 08:04:16 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
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。. P* s" W1 P; d! Y
+ x" x( Y' e  l. j. _
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。
, b3 t3 D# A) ~% ?! E6 m* j' u# ?" Q6 p
* u( |4 |! P& T4 L8 ]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。
: ?, L1 W: E+ M# r, Z" E
8 z$ \. ~4 W+ k3 N但最大的争议可能还是超音速。( n, o! L1 x) J! U% b8 ^# G9 I
" O' _; {9 D) Q- j( z# V4 w) y
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。
% S% F( g. _7 o- T1 t0 ~! a4 X/ X; }
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。
9 H& y2 |  k/ j, Q
2 V, ?! x. B" z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。2 h( e: z. ~8 u' k
* \: z+ d5 k2 P, ~3 x2 F6 `
另一个问题是配平。- P+ v# i4 M1 q% c

! P+ Z% [! M* U0 R5 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。
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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。
! ~4 K+ E  `, R: \' X- L6 ~1 G" R7 }1 i* W. B6 n
这有两个原因。- w* o# j' I6 m

0 D, X+ n+ \$ }% l4 i) `  \2 K首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。6 A! Z9 K) j! j7 Q; g

1 D5 _9 S6 }' A4 N7 h% l6 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。: X1 u6 N2 O/ j# ^1 I0 }* U$ {

1 V% F/ d) w( r  Y* I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。0 ?- o) |  t+ X
* b. M- a/ [1 m" x+ |
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”。
4 R/ \; d- L2 f9 _( F2 v3 ^: D9 p+ _: p
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。6 n6 w" e$ z1 L

6 K% L: E  N6 j7 G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。
% [" ]1 V; j0 h2 v* ?- B  V( n4 |2 l
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。
3 }( L' R: v9 ]/ n5 H  j  E9 [1 c" G9 H/ e, O- L6 ?; y
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。8 Z" M7 }7 D8 @. N( E
2 _! u( O! j' Y' V- ~- E
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。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 11:44
  • 签到天数: 2166 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2024-3-22 10:26:37 | 只看该作者
    超音速不可能,明白的不敢说,不知道的胡说八道
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 天

    [LV.8]合体

    板凳
    发表于 2024-3-23 02:25:37 | 只看该作者
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?
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    该用户从未签到

    地板
     楼主| 发表于 2024-3-23 04:16:11 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2024-3-22 12:254 J! i- H! ?) d
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    * r& R, e# [; S9 U; f& j3 y9 }" ]9 ~你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
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  • TA的每日心情
    开心
    2024-9-2 01:41
  • 签到天数: 298 天

    [LV.8]合体

    5#
    发表于 2024-3-23 05:06:24 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-3-23 04:169 c1 F7 y: ~# g0 K( F" {7 T
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    0 I  Y$ b! B4 f
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?
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    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2024-3-23 05:25:04 | 只看该作者
    鳕鱼邪恶 发表于 2024-3-22 15:06
    % _0 h# n6 T2 r: y/ Z喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?
    , v0 R+ I8 Q- A
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    7#
    发表于 2024-3-24 00:48:59 | 只看该作者
    隐藏式前鸭翼?
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    该用户从未签到

    8#
     楼主| 发表于 2024-3-24 04:35:41 | 只看该作者
    隧道 发表于 2024-3-23 10:482 `$ u6 H2 \8 }* y, X- b/ K
    隐藏式前鸭翼?
    # `- m: E" l0 ?% G7 P; v
    隐藏在哪里?' Q2 s  z! T! y* B
    ; `1 ^' j3 w( C( |$ k
    飞翼既没有后机身,也没有前机身。
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    9#
    发表于 2024-3-24 07:20:32 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-3-23 05:252 ]3 m# {+ w$ h6 y
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    ! @7 R0 q2 M; ?& V, e3 L* s/ F2 u0 ?! B
    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?
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    该用户从未签到

    10#
     楼主| 发表于 2024-3-24 08:52:58 | 只看该作者
    MaverickZ 发表于 2024-3-23 17:200 O+ d: a8 j1 f9 b; 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? ...

    3 _, i# s: D1 X* z6 R理论上或许可行,实际上问题太多。
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  • TA的每日心情
    开心
    2016-2-18 04:19
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]炼气

    11#
    发表于 2024-3-24 18:39:44 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-3-24 04:35
    * ^3 k$ P2 G" x8 U8 P隐藏在哪里?
    ' m& t# ?6 A) _/ t2 H
    : l+ E$ Q; y; g  s$ }+ l* }: A4 D. ^飞翼既没有后机身,也没有前机身。

      L, \! r8 c& Y: \! o反正解决马赫埋头只能靠前后机翼或者矢量喷嘴。
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