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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。4 j) U0 R) s- }# O' p& q

8 T: @: c3 L. H9 \+ O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。
0 g/ e& M- d  M  s" j2 ^- J
, ?# u& s, c- N. T% z1 B' 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。
" v0 N) G1 d6 A0 V$ W# c1 I3 D. o" U7 d6 z  y! l+ _$ w
但最大的争议可能还是超音速。
+ g( P4 p: z! S& @  D1 e0 F) ~7 ^& s) o# n8 m+ L2 ]
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 t  E9 r) z- U: E

, I! U: W. x. {+ A" S7 c3 }& \# O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。; y- V, Q3 O5 u: }
, O/ C: c! v" F% k2 q  X0 X* i
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。
1 Z4 o, E% P7 ]% E2 h, H0 J  I
( c4 H6 b# L# B. }. r, O# _另一个问题是配平。& ~1 C$ p$ X! J7 i" L. o% h

8 G& {0 Y3 e" T: h6 l7 \, `2 {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。% K; X5 w2 C: h9 e* p

1 a! a( V- {8 r6 K& v, ]1 Y" p" ~$ B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。
5 L* B' @; v8 ?3 l/ o; L7 {2 o* p. F& E  h
这有两个原因。
4 M9 i. m( ?0 h' {; A4 v5 h! _) ?; \% v5 W' b
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。, D' A% P2 g# F# ~
- _2 |; ^* [& p! C
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。) w+ M2 n; |6 p! K9 u( X3 k

2 z; _) X! E1 k# g* O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。
2 y* Z0 ^* [% s& I" t% d5 E* _' |
2 i6 P* a* p1 P. _' ?2 Q4 ]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”。
' N. m# s# @% O% X# z  z2 G( Q2 W0 L- A0 |: G/ E
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。; ~/ u$ g' `. I( T

* R+ C- [6 n# C1 l$ g+ A* 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。/ _7 Q& M- ~( ^; @3 v3 O% C
6 d% w% L$ m5 M9 c- F1 @2 V' u
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。
' H! B" l* k7 `1 _" V& n: o7 K
. A* w8 j& m) D" u% i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。
& N! [2 N# m3 B' S
9 S# U3 \' p: I3 Y/ r2 I. V: f4 @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 12:25# k( C' B6 J. z
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?
    - O0 J7 E/ O/ k3 @- n
    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
    3 K, B4 O* J; S) J2 c你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    ( A8 M6 A' |7 V' h
    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% D9 M% Q7 a. n% N" L
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    4 W! {0 J% `+ P- i6 `" n; E3 g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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    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 10:48; t3 B( a- q; V; y7 r* L) B+ F
    隐藏式前鸭翼?
    8 z+ t; D/ H1 T4 \0 {- D; v
    隐藏在哪里?
    . Z9 z( N# a- b( a9 q" Y4 Z
    0 I8 E* i  V5 z) t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. X. E, O- ]5 ?: L- l
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    2 z  m' k, S& k" T/ K& {) W$ U# p
    ! k  {, v5 M  t4 I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
      t+ {/ [' J7 |5 E+ ~1 \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 |+ E  L4 c7 o
    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 ~- ]. y4 u- f; F: ~: X" T隐藏在哪里?
    ' r# R1 {5 @& n) ^
    3 T' T0 S4 h) d飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    2 _! j; v+ t4 P1 G: r. C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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