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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。
; k. K  `" H  y* P' T$ Y& J# g/ Z
! H. ~  T- l1 O/ V2 S5 e& n! ?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。' v1 p; u8 g7 i5 L" L

8 Q$ z; ^, x4 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。
8 f; V1 {" Z# q' L! m3 ~2 e: k/ e; P( k- C. M/ y2 [
但最大的争议可能还是超音速。
. J5 Z3 F7 u  ?, D- ^; P, _
7 H7 k  M! @% e/ 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。7 j/ ]: k2 W& k8 |5 [: t
8 w: z, I( i- q, Z& u  {! s, ^; G9 b) W
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。
- U9 ^* Q, H- X6 @0 t% e: R8 d  R# T0 [
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。% P8 m7 t' y/ B- x- }5 s; J5 W

0 B- p3 u" `* [9 V另一个问题是配平。
4 y! d" h5 B1 N2 }8 L0 u; I; T2 `$ G: o5 @
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。
) ^6 K- k- ]9 X9 m  f. Y
2 F' b& k/ Q9 h. }% y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。
% h2 K* K. F) G8 z' B+ }3 v9 Q1 D5 c* N9 S
这有两个原因。
6 H. M( ]( Z5 Z3 J3 s  z0 f. q# `; X( J
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
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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。8 X% J- {" c; Z9 A5 E- V* \

# Q+ q/ B) E3 J5 i* C* 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。6 o$ T: a+ {6 t+ S* r+ b
$ Q0 b6 m1 V  b+ O' R. J0 b) h3 h$ s
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”。6 p& J4 s# v( Z' h- i9 f% H( q
" u3 |1 r/ S9 C# S* O$ r
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。
% ~& w$ U6 R& E5 ]9 L, R8 @5 v3 c! i
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。/ ?; x2 B  b! g; O+ h$ _, k
2 l, z1 {) d4 r5 N' K
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。
5 F7 J6 Q- ?7 X- n& j: ~' i
$ D8 f$ N* F3 a' c% [, q8 Y- _' Q$ _) 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。6 U, \  F2 Y/ W( P$ R
& B9 S2 }0 a7 o. g* M* ?
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
    6 天前
  • 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 12:255 O& ~4 s! ?" w: n
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?
    1 Y# F1 V# a6 _
    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 04:16
    % q" n3 }' }/ n1 d你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    8 X( a9 Y* g8 ~* j# M9 N' 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 15:067 P$ y) P( ^# j$ l1 f! m
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    5 I! b! G1 e7 B" N2 I7 @! L( P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# g' A8 e6 {1 a) b' M8 p
    隐藏式前鸭翼?

    / S2 Y+ l/ ]" q- L' f/ r隐藏在哪里?' R# e9 O! f  _: h

    6 q- j3 s" [1 q8 E8 a; l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  r+ m: h/ p* ^3 [$ z  P
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
    ; g4 o7 L% K. w
    " H: ?4 X1 Q9 Y) \6 H1 {" z  O0 E
    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
      e  d+ E& Z( |  Q* Y# \, c9 X8 E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? ...

    ! ]  M! X. z; n( {7 {9 H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
    % s4 n% V/ E; x; [: K: Q7 A& m隐藏在哪里?
    , J4 J' R+ @" ?; K1 f
    # ^; z) L" Q7 g0 c* H1 k飞翼既没有后机身,也没有前机身。
    3 U' W( R2 s, H3 C$ O0 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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