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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。/ C; ~; }& ~# C. O  E( E

3 P7 |+ h' x$ D) u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。! o4 q8 @% @0 h% P2 L  e
  F. \( x9 v& X: o) e) Z- ^5 r" G
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。: @0 ^! {; L* H# o

1 @, K& u+ G0 v7 [, ^- ?+ x' J0 ?但最大的争议可能还是超音速。2 Z+ \+ Q$ N9 ?% e+ L% A

4 e# }7 ~# o5 H- H& A' N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* k/ s  A& |, n0 m5 K, i0 Y7 f. |/ N. v; r& F( ~1 Y
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。
( z# H! C2 q6 r  d+ P! @
. I! o8 z% R2 p6 g! a$ Y2 {. g; f4 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。8 P! l. J8 D9 \$ [0 k
6 `9 e) }- w$ ]. W2 G( c! R3 j
另一个问题是配平。' ~) ^. k: p4 N: X3 }' O/ n. f& w

9 \3 f" V2 K0 M2 z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。+ \  Q1 ]" ^8 o+ h) {

% I& l& J* b4 y9 b% o+ I. W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。" R( d* t0 C% j' a* b8 x6 H
3 _% z1 _. U4 a6 Y/ L4 i1 [' v
这有两个原因。
5 W: `9 N: A* u+ k2 G& F% R" \
* S- @: ]( ~' H首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
9 V% t# I& ?$ d- E' e
; a+ q/ \2 ^1 N& I4 g5 r2 W# ]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。
+ n* L+ g2 w7 W& j* D6 Z3 B. v1 G  t+ n$ P! F- u5 F9 @6 b
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。
* B/ F8 Y8 F2 i; c5 m5 m2 q6 O! l, S% C- a6 d, |
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”。
7 q1 B- b  C* A( h" ?4 f
/ Z! H4 G3 f/ |9 kB-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。! ~0 r6 ?% N: _/ E6 o3 O9 E+ Y* b

. {  a6 M  m% }6 q- y( v2 f& N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。
! B' ^. E4 @3 a3 }
5 h3 E! v0 x  f! I& g6 A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。
6 S) d& w2 o9 Z. p6 g6 T/ o- y# T
2 F$ ~$ ?# L) y1 \+ _3 d5 P" [4 r) j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。
* u# P8 q4 B" v1 D) S+ ]) n
( a! _  _5 \& u7 k( x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。

评分

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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
    昨天 23:57
  • 签到天数: 303 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 12:258 {2 E4 a& g/ W  _
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    ( ]) R+ n: o8 a' ?$ Q" A3 t+ j, I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
    昨天 23:57
  • 签到天数: 303 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 04:16) j* D& D3 ]' o8 z0 X, h0 e, v
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    , [  W! |2 B: e
    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
    : f% Z6 M4 Q- i4 S3 s喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?
    * l! e5 b2 U+ k1 [
    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
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    [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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    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 10:48
    ( S' }* S/ g; C+ ?: b+ C8 Q& r隐藏式前鸭翼?

    : K' U- i$ G, N% [. y4 @隐藏在哪里?
    1 L' p2 r: l4 E5 V. g4 I9 }
    % q! D6 V% o- C/ m- ~4 V飞翼既没有后机身,也没有前机身。
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    该用户从未签到

    9#
    发表于 2024-3-24 07:20:32 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2024-3-23 05:259 a/ f; ~3 y( _* h
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    " m1 r: r  _# q7 b
    + {$ F4 L) ~# {) M- j; A6 w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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    10#
     楼主| 发表于 2024-3-24 08:52:58 | 只看该作者
    MaverickZ 发表于 2024-3-23 17:20/ t8 _+ o5 `% H" s- M
    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? ...

    0 |& L3 O+ |3 w& t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
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    [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" T$ t% @( h* W0 Q% j
    隐藏在哪里?- B" L1 f% X7 X8 ?4 U' K# a" W

    1 `( h& E8 ~0 j7 Z8 I飞翼既没有后机身,也没有前机身。
    : K+ h) i; }: i6 m
    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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