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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。" u/ `  E$ y$ S6 }& \

& w$ z) q3 ^* 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。
+ u0 z% v7 }% z) [8 j7 \( X3 J& I, q# D1 V  m8 Z' d  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。
  O, t: U- d* v# f* w; Z: D
; }& ~3 i* ~$ i6 q; x但最大的争议可能还是超音速。8 u, q+ G3 X* a% S" T6 W! A

+ X: E8 b3 c- @  M' ~9 z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。
) x+ x  ~# T- h$ K, H, D1 ]3 C; s2 |1 k4 d7 p$ I
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& V# a$ j7 s' d4 z  F1 l3 i7 V. D/ u( T+ w* z4 @- Y
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。3 e* D! B/ E4 ]0 Q. H* [
8 ~* Z% Q. ]: O7 E8 ?+ k- g
另一个问题是配平。' o) X% K$ o+ S
$ N$ ^" H! F8 {/ u3 T
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。7 W( s+ H; {$ |* l5 L

4 C4 b8 ^) I# }* v# b; F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。" M$ i: |& N/ m2 {8 C
2 y- r, m, r+ a2 t, Q
这有两个原因。/ z4 a9 c) h$ h# |5 P3 m4 }
) R5 Q& f. }/ r+ t7 Y5 Y! v
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。, C, l+ K1 D( _( ]& z5 z2 c1 a
6 @, p( H/ M1 n
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。2 P) F7 S% V! V: l; L
( D4 d. M7 \6 }" C0 Z$ 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。8 b5 T5 w/ [  O5 `* T9 `
+ R0 L' x7 O% q% ]0 L
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”。
# ]; d5 a8 F& P1 z
% I, r( ?8 b1 I" r  Y6 qB-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。* _- w$ J& r4 @% F' z9 F7 i0 q* _

* O2 T2 J1 s: p. G2 k  T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。
7 T! _8 X/ T7 j: k3 E2 H) {( M9 [  k2 s7 a0 w2 k, U  g
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。
# Y; J( ~# l  s( d' k% M4 R4 [0 {, G8 J$ K; E! O4 Y8 t7 J# c
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。
% w) H/ E. z8 ^) @7 I& l3 I& L, K7 j& Z8 T! V
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
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 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 12:257 J) _5 t8 p" y
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    5 E+ L) G; z' @( w, R( 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
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 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
    ; F6 Z6 R0 z- b9 ~/ `# r, e& Z你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。

    7 d6 _4 ^' G" G; E$ O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" S& ?8 T+ ?; y1 j' V( h1 s/ B+ c
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    ! @4 Q* Z) o$ C7 Z2 _4 q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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    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' T$ y6 A$ \1 x% t& x
    隐藏式前鸭翼?

    ! B- C# s- }' U$ n8 T) W! K隐藏在哪里?
    " E* l, i) Q$ T
    9 G) t5 h* o$ x! v1 d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 05:25
    2 ~8 Q5 P( j. ]: v# O& K" E& s问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    : B# D# w1 n/ `+ ^2 m0 w. I8 }& Z8 N4 s1 v* k; 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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    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
    0 W6 i& W% R) R0 f4 [: \, U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? ...
    ; ?* q" {% q5 {) h1 V6 D, \- E' \! A
    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
    8 @8 F0 ?0 L$ a& j0 ~隐藏在哪里?
    . ~( ?" I/ G9 ^: o, C6 _9 P, }4 m& C$ [8 q& v, v2 Y7 D
    飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    % |: {# |+ y9 [- 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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