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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。' D) Q- D+ r$ ^2 V. {; k
) n- e, v1 a- i1 t' R) k
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。# d% D2 N& L6 E& w" m! m7 ?
7 E: [6 Y$ r) a( B" Q; 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。
1 ]9 L; t  q. F
! e' y  `8 Q8 t但最大的争议可能还是超音速。
% @, W' g7 I) [% W" e/ F- E5 e* b) `9 t3 x, \1 t
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。
) f* H1 y0 \# q* C" V3 ]& Q) p5 ~6 _
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。
4 B1 I- T  k. U# X# n. s$ A% R8 {- c- ~( A0 W* W- s: w1 s
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。9 O' ?; P2 K; x5 }/ I
  X- J8 _; T( B% A& y7 f
另一个问题是配平。* o! }5 S: A: p- \0 V& b
2 b+ D/ h7 n: A- v$ x
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。# J" b. Z, `7 _$ s

) H; B  [5 ?  E  a6 m& [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。
  |1 s5 ~# H2 Q4 {6 r' T
* O9 a2 Q: Z; A这有两个原因。
, }  I9 m0 l- D" J* a) @. m6 }; F9 V8 z
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
9 Q' o- {& M5 R
( C$ L) C) A/ T1 ?. X/ m) s5 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。
7 R! O2 r- k; _& v3 x+ Y
2 t2 B/ \6 y5 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。
4 |! [1 N: l; @( ^) P) r
9 H- u) T. L: P/ U. E# C  r* ?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”。
  H3 O6 q4 @) i% l3 E* Z+ ?; r
1 G6 O! w" V, g" g9 p) YB-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。+ j; |2 O2 a& B: E
/ |- _% V1 _  B+ b
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。
( q6 e# T. [  `4 K1 @/ w1 ^: q' H0 ^% J" B
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。& p' P  [' d' ?1 q' P
0 M# p$ F) H+ G
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。
/ c  C7 Y. ^- a2 l0 m2 T7 i4 Y5 Y- |" s! |/ S  o' r; 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。

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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
    3 }: n6 g1 M2 G9 g4 Z( d6 G* S呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?
    , F5 r' W% ~; F8 p( n) k
    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' P5 N0 s; S! ~7 k! m
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。

    * ~- \  j  W, q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
    & I+ r7 F6 a; i喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?
    1 y+ J+ \; X: k4 @' b& w
    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
    & d# @! T. U2 {3 _7 A  n. s隐藏式前鸭翼?
    : u3 Z& @! y5 N# V; l/ y8 t$ Z5 c
    隐藏在哪里?1 E9 i0 o8 J; w& X% }( M  G, v
    ' M+ M/ Z0 I1 K# J9 F  D, g. H9 a
    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
    + D& T6 g5 f! G: ~* F8 [+ \$ W4 g问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
    ) l9 x$ X9 w) A4 E

    $ O2 H  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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    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. }. J- w% M% l+ 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? ...
    : z# Y- O. d  N; {! 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 I, Y! g" c/ [# g! t隐藏在哪里?( F7 K" X. b6 T9 d7 b& k& O

    ( Z+ r4 _+ J( W; T5 N, k& U飞翼既没有后机身,也没有前机身。
    & R& @, u. Q# R2 P* {9 |" {0 Y4 @
    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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