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代表人類隱身飛機的巔峰在冷戰(zhàn)時期,蘇聯(lián)以強大火力、各種中遠程防空導(dǎo)彈和高空高速國土防空攔截機布局空中防御系統(tǒng),作為老對手美國一直想要一探蘇聯(lián)本土的秘密基地,因此美國研發(fā)出了大名鼎鼎的SR-71黑鳥偵察機,雖然這款偵察機能夠刺探蘇聯(lián)的各種秘密
代表人類隱身飛機的巔峰
在冷戰(zhàn)時期,蘇聯(lián)以強大火力、各種中遠程防空導(dǎo)彈和高空高速國土防空攔截機布局空中防御系統(tǒng),作為老對手美國一直想要一探蘇聯(lián)本土的秘密基地,因此美國研發(fā)出了大名鼎鼎的SR-71黑鳥偵察機,雖然這款偵察機能夠刺探蘇聯(lián)的各種秘密基地,但是卻沒有任何后備裝備能隱秘的突破蘇聯(lián)防空網(wǎng),摧毀蘇軍的洲際彈道核導(dǎo)彈發(fā)射基地和其它重要戰(zhàn)略目標(biāo),所以當(dāng)年的美國空軍就想要一種擁有避開對空雷達探測,潛入敵方縱深執(zhí)行任務(wù)的新型戰(zhàn)略轟炸機,在這個背景之下的美國國防部其實早就向洛克希德、波音和諾斯羅普公司提出要研發(fā)一種低可探測性飛機的要求了,因此當(dāng)空軍提出這個要求的時候,美國國防部就直接正式批準(zhǔn)了空軍提出的研制這種飛機的申請報告,并秘密授權(quán)啟動隱身轟炸機項目,命名為先進技術(shù)轟炸機,簡稱為ATB,而這個項目的最終產(chǎn)物就是今天武器大講堂的主角-B-2隱身戰(zhàn)略轟炸機。單價高達24億美金的B-2隱形轟炸機有多少黑科技?
當(dāng)年這個項目有兩大陣營,一個是擁有很多先進隱身飛機設(shè)計經(jīng)驗的洛克希德和羅克韋爾團隊,這個團隊提出的方案代號為高級釘,設(shè)計的轟炸機方案類似于F117隱身戰(zhàn)斗機。
而另一個團隊是諾斯羅普、波音和LTV團隊,這個團隊提出的方案是代號為高級鉆石的方案,這個方案的設(shè)計跟今天的B-2很像,很明顯,最后是諾斯羅普團隊獲得了最終的ATB合同。
諾斯羅普團隊的設(shè)計方案是一個純粹的飛翼結(jié)構(gòu),飛機上沒有垂尾或方向舵,這個團隊中的諾斯羅普公司主要負責(zé)制造前中央機身和座艙,飛機前后緣以及控制翼面,和最終的產(chǎn)品調(diào)試整裝等工作,其他的成員波音公司負責(zé)制造后中央機身和彈艙,以及外翼段和起落架。LTV負責(zé)制造包括發(fā)動機艙在內(nèi)的機翼中段和尾噴口。
最終設(shè)計出來的B-2轟炸機長21.0 m、翼展52.4 m、高5.18 m、空重71.7噸,可以看得出來翼展比機身長度還要長得多,這是因為當(dāng)年為了避免在高亞音速時產(chǎn)生過多的阻力,設(shè)計成這樣的比例。
機身的外部結(jié)構(gòu)可以看成是由12根互相平行的直線組成的,機翼的前緣直線與機翼后緣和另一側(cè)的直線平行,機身的前中部是駕駛艙和前起落架艙的位置,中線位置稍微隆起,用來安裝座艙、彈艙和電子設(shè)備。
側(cè)面看上去非常像一只滑翔飛行的鳥,在空氣動力學(xué)方面,機身的外形很好的從大自然獲得靈感。兩側(cè)是發(fā)動機艙的位置,后部則是后起落架艙和大型的操縱翼面,整個機身和機翼的材料為鈦合金、鋁與復(fù)合材料結(jié)構(gòu),主要是由波音公司和LTV公司制造,當(dāng)年這倆家公司還為了它特意增加了14000名職工進行生產(chǎn)。
B-2的飛翼結(jié)構(gòu)上,除了尾噴口后的區(qū)域外,飛翼后緣布置有9塊大型的操縱翼面,因為跟傳統(tǒng)的飛機不同,B-2轟炸機沒有垂尾,因而在飛行的時候左右轉(zhuǎn)時沒有自動回中氣動力。
所以為了解決沒有垂尾造成的問題,在飛翼的外段后緣設(shè)計成了被稱為 “減速板-方向舵”的開裂式翼面,這個翼面在同時開裂的時候就可以作為減速板來使用了,而在不對稱開裂的時候,就會造成左右翼的受力不平衡,達到方向舵的目的。
而B-2的技術(shù)指標(biāo)中,還有一個就是隱身能力,因此當(dāng)時設(shè)計的時候,在外形上就可以實現(xiàn)雷達的不對稱反射。
例如B-2的基本雷達反射角度圖中,可以看到會對地面雷達波和機載雷達波反射到無關(guān)緊要的一個角度,因此本身的幾何結(jié)構(gòu)設(shè)計就可以達到對雷達的隱身能力了,并且機身的表面還覆蓋了一層特殊的彈性材料,這種材料能使B-2轟炸機的表面保持均勻的電導(dǎo)率,從而可以減少來自接頭或接縫處的雷達波反射。
當(dāng)然,機身上還有一個地方不能依靠外形進行隱身的部位,這個時候就需要涂上雷達吸波材料,這種材料是多層噴涂的涂料,含有將雷波能量轉(zhuǎn)換成熱能的成分,按照一定的厚度噴涂,能夠?qū)⑻囟úㄩL的雷達波在涂層兩面反射,從而相互抵消,當(dāng)然,這種吸波材料的成分目前仍然是高度機密。
動力方面,進氣口為了達到對機載雷達隱身的目的,也設(shè)計成了鋸齒狀的進氣口,進氣口設(shè)計在背部,遠離機翼前緣,這樣的話能夠避免來自下方的雷達波照射到。
發(fā)動機則深深地埋在飛翼內(nèi),這種方法配合上彎曲的進氣道,基本上能夠完全的避免發(fā)動機會產(chǎn)生雷達反射了。
發(fā)動機采用的是4具通用電氣公司的F118-GE-100無后燃器渦扇發(fā)動機,每個發(fā)動機艙安裝兩具,這款發(fā)動機在很多美軍的先進飛機上都有配備,單臺最大推力77KN,這種發(fā)動機是低旁通比發(fā)動機,因此只需較小的進氣和排氣系統(tǒng)就可以提供運作,所以4臺引擎完全可以達到B-2轟炸機的設(shè)計需求。
這四具引擎能讓B-2轟炸機擁有0.95馬赫的最高速度,實用升限為15200米,機內(nèi)載油量為75.75噸,能讓它擁有11100 km的續(xù)航里程,對于轟炸機而言,這個實力配合上空中加油,完全能讓它達到全球到達的實力。
說到空中加油,B-2轟炸機通過機頭部的飛桁式伸縮桁桿式受油口進行空中加油,這個加油模式我們之前講解美軍KC-10加油機的時候有詳細介紹過,感興趣的朋友可以在我們的頭條號:武器大講堂中,查看往期的KC-10內(nèi)容(點擊可查看)。
而發(fā)動機排出的氣體如果不處理會有很高的溫度,對于一款隱身轟炸機而言,這樣會產(chǎn)生很明顯的紅外特征,因此B-2轟炸機除了將發(fā)動機深埋在機身內(nèi)部來最大限度地減少紅外線特征之外,還在發(fā)動機的進氣口做了優(yōu)化。
在進氣口下方邊界層上,設(shè)計了一個冷空氣入口,由邊界層分離板隔開,從這里進入機身的冷空氣一方面通過機內(nèi)的管路給機內(nèi)的零部件和機載設(shè)備降溫之外,還在噴器口處跟熱排氣混合,從而降低排氣溫度,減少排氣的紅外輻射。
駕駛B-2轟炸機其實只需要一名飛行員就可以,在特殊情況下只需要一名成員就可以完成整個轟炸任務(wù),不過一般情況下機組成員都是兩名,其中一位是位于左側(cè)的飛行員,另一位是負責(zé)導(dǎo)航和武器投放的任務(wù)指揮官,座艙內(nèi)安裝著三把ACEII彈射座椅。
在座艙的前方和兩側(cè)是4片大型風(fēng)擋玻璃,這幾個玻璃是不可以打開的,而進出飛機不能像戰(zhàn)斗機那樣打開座艙蓋,而是通過機腹的艙門進出座艙,不過在每個座椅的頂部都有易碎艙蓋,在緊急情況下可以通過座艙頂部的易碎艙門彈射逃生。
在每個成員前方都有4個彩色CRT顯示器,這四個顯示器分別顯示不同的信息,在右側(cè)是數(shù)據(jù)輸入面板,左側(cè)是一組油門信息等等,機內(nèi)大量的自動化的操作系統(tǒng),也就能實現(xiàn)前面說的只需要一名成員就可以完成任務(wù)的實力。
B-2的機載雷達非常強大,采用的是休斯公司制造的AN/APQ-181型相控陣?yán)走_,這個雷達只需要通過信號陣位的改變和組合,就可以對不同角度和不同方位進行掃瞄。擁有合成孔徑雷達工作模式和反合成孔徑雷達模式,合成孔徑雷達工作模式下可以清晰地獲得161千米內(nèi)地表的掃瞄圖像,而反合成孔徑雷達模式主要用于識別和捕捉海上目標(biāo),在最佳工作模式下最遠有效距離可達128千米,這個雷達系統(tǒng)還能讓轟炸機使用地形匹配和地形規(guī)避技術(shù),貼地低空突入敵方空域執(zhí)行轟炸任務(wù)。
武器方面,B-2轟炸機發(fā)動機艙之間的機身下方并列布置著兩個大型彈艙,彈艙內(nèi)掛載武器掛架,例如以堆疊式炸彈掛架最大可以掛載18噸的Mk 82 500磅低阻力通用炸彈,或者攜帶80枚750磅等級集束炸彈,這些炸彈主要用于普通轟炸。而攜帶波音最新研發(fā)的旋轉(zhuǎn)掛架的時候,能攜帶16枚AGM-129型巡航導(dǎo)彈、16枚B63型核炸彈或者是巨型鉆地彈等等。
目前一共生產(chǎn)了21架B-2隱形轟炸機,單機造價高達24億美元,單位價值比黃金還貴兩至三倍,美國空軍稱其具有全球到達和全球摧毀的能力,首次公布的參加實戰(zhàn)是在塞爾維亞的科索沃戰(zhàn)爭中,在后來的2003年3月,B-2轟炸機還投入了伊拉克戰(zhàn)場,表現(xiàn)出驚人的準(zhǔn)確度和隱秘性,而其他的秘密任務(wù)具體是如何的目前就不得而知了。
雖然在實戰(zhàn)中表現(xiàn)出色,但是B-2轟炸機也有失誤的時候,在2008年2月23日,一架B-2轟炸機在起飛前,3個傳感器因水汽受損,導(dǎo)致飛控電腦錯誤計算起飛所需的飛行速度和上升角度,造成飛機沖向地面爆炸起火,炸毀了價值24億美金的轟炸機。
B-2轟炸機具有很多出色的設(shè)計和超強的作戰(zhàn)能力,可以說是具備了F117戰(zhàn)斗機的隱身能力和B-1B轟炸機的作戰(zhàn)能力,在很長一段時間之內(nèi)都將會領(lǐng)先世界轟炸機領(lǐng)域許多年。
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何龍林
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