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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。2 c, f& \" l! R- l$ N
# Y& v0 v8 h7 s# X" @6 d, s, A) R8 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。
3 [0 g7 |1 E0 s/ @5 q5 ~4 a
9 i- c  f2 p+ d" y  f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。4 H& E/ L" o2 c2 R! k6 H; F

+ S% ^' h0 }5 Y, F% P3 a# B, C但最大的争议可能还是超音速。) s' V1 j% [9 }  _" Z1 Y( j
9 m5 X5 Y' M7 r& e5 x0 L/ q1 a# |
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。' e5 k- H! w; z' }3 ~% J

8 A; z2 ^2 y6 f8 h) m4 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。; a1 n( T3 }* J0 r" m
9 I, F* K9 s; V% x5 K! s/ Q% ]
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 K' x  ~3 f* G0 X9 v
( l7 R9 o" b+ O1 t; y+ |另一个问题是配平。. [" I7 k5 _' ^7 {6 ^% W+ F: H+ P
/ T7 _/ F! |$ 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。6 o' r! s% a3 y; O- F
4 m  R: H6 \7 g) o
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。
; u9 D5 a; i7 d6 j( g6 P  e4 t) P' M+ J' z
这有两个原因。! r) b( [  `5 N7 |7 R

- W6 o, A- P9 Q0 @( y6 g' v: ~首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
; z3 q, f- B' x+ W0 B% Y
: z( t5 o: Z# i! L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。. B# c# `6 A! z' x. @" ]7 R

6 I/ q0 f+ d& O8 R. j6 ~  i( 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。
  e& a7 g" j3 Q: Q) A
! f. s' |. ~  n: H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”。  G' w! z- v2 Y! T
, h; e4 ]+ R5 J2 d/ B0 U8 i- K
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。
2 B4 m- w( A9 ]) v9 @7 H; p+ B/ k' `' v0 |5 y9 ?9 [; Q
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。4 s+ r5 B& g' }( [3 E
8 w2 Q8 k0 p! r  x+ E8 }4 E2 v6 `9 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。
  U1 ?: J* Y# x3 S+ ^4 H# v% C0 }; T( e. A8 \! a) 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。' G4 [7 }; [( H2 G0 z( l
; p$ ^# q. G4 y
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
    3 天前
  • 签到天数: 301 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
    5 t; T8 k, [* ~$ m) K+ i- V) ^呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    ' p) W) d3 E+ U  E# W$ T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
    3 天前
  • 签到天数: 301 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 S) N3 G6 z# Q  R你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。

    . o8 e  s1 c4 ^  P5 S8 _4 Y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
      ?% N- M  x0 g3 q8 B5 @6 B) Y喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?
    2 P& u9 U- @, ~7 m- X
    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+ R" ?) p& I0 X- y, i# o% Y. b
    隐藏式前鸭翼?
    ; p1 O7 C) P, o" O  M( L9 l0 D5 H
    隐藏在哪里?
    # X6 F- ?' }% o. V
    8 O! J! N/ C! @& [: r. B$ 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 05:252 G( Z. e4 o# _- `# q! V/ g
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
    3 C3 i) C6 o( G1 g$ y! R  R- I

      C3 ?. W# p/ W6 O/ ~/ N, Y+ M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
    ) G6 R6 V' }( n( F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? ...

    * d' j* V1 {9 U* y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
    1 W* i- D3 d$ N, n隐藏在哪里?3 D: f0 R* m  T5 _( U

    7 W+ e$ c/ a  m, @飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    , i# g7 l( ?; `& n6 i5 Y: `3 v7 ^& q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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