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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。: L# {( t. l0 ]* [) B
- r# ^$ @* {, U3 I; R; L
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。6 A; u6 N& l% \/ P! ~% e
+ ?+ P# [% R5 C' l8 ~& E
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。% }, P$ o+ _9 U7 U3 f3 i$ V

5 ]  y( M6 P# \; x/ y6 c但最大的争议可能还是超音速。
, B2 o5 K5 _# [5 z8 i: x% Y4 Z: u9 b0 ?4 R
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。' M1 Y) y( y& e: p+ N

3 v0 x# G7 J% Y, I4 X* z4 n" m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 p; _% ^- ]) H; f$ a) h' N9 s

7 I9 N/ b3 n5 Z7 V( u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。; @, s4 h: z4 T$ i/ O, W

2 G) a6 q6 y6 t) k, ~7 J& q! H另一个问题是配平。
/ p2 G" L, v- _7 a3 D3 i$ {. a7 x. m
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。" T3 k9 x7 q8 T/ V+ e
: B, k- i! l7 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。
7 _, d  d1 G% r( ^9 K' h# Q/ f& g2 u* w8 _4 g, R+ [) `$ |
这有两个原因。
. E1 u9 `% u" w* T! `8 z8 {* l% j; F% |. v+ J" K1 J- O" V
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
& A, @+ D* P% O- q, T1 Q
3 \1 q# h& m& r( {- 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。' X/ Q/ T, b) ?1 [' p  \
" k0 T7 ^3 O3 j. ~' T% [) d+ J6 U
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。' F. w- ~$ p3 ?2 g5 m- Z6 c/ G
2 y6 U! a$ \" b$ L6 k; P
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”。) a8 T0 E4 R6 w/ t# g
9 g! ~" n0 u4 M" ~! x- m3 B; e2 U
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。
, O4 \: @' v3 R- U+ K
) Y& {' c' I1 M# x. D7 x! E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。. @* U4 K+ F+ v/ o) m3 l

- t& t1 I; U/ L, f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。
+ X; w( L1 B# O
2 W# n- a8 A) q, T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。7 ~$ e& {5 Z/ o# P3 P2 n
6 u$ [) a3 w  }
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
    2026-2-1 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 12:25$ C" n! a- J- f8 v! T& B
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?
    / t1 Q; c. O' z2 c
    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
    2026-2-1 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, M" r4 G' t/ m& \' m% n8 C3 D8 R3 @
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    : V3 C3 x4 I5 X4 G# V+ Z) X
    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/ u8 A" X  t. @" U& s
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    ) C& p& Q2 r5 i! P3 _- t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
    8 |- ^2 y1 d2 Y: |- Z( {3 j( w隐藏式前鸭翼?

    7 i2 J1 D8 b) p# W8 W. `/ V, l隐藏在哪里?  Z  ^! G1 P; y' _
    + n0 [. X/ c. r  H/ u; ]# G. c5 M
    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 05:25
    4 i, z# _3 F2 K, U$ @: W" R问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    6 I2 [- \" Z7 ~% Q  I5 M: [8 v
    # J7 t" ?( o! h+ h/ j, P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 17:20
    ' K" l  }, E( q( z2 ]& z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? ...
    7 \! \% n3 K( S3 y4 G8 ^- X
    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! o2 b: ^$ j$ X* ?; y
    隐藏在哪里?9 q# z7 Y1 Z5 [( @5 d0 z

    8 j& \1 p6 u  z7 r( r$ H+ _2 c飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    ( X* u4 C2 B% V4 A, U5 [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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