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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。  Z  U8 v1 j! ~

& G) G( Z6 B4 d0 P% W0 `! P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。9 X! \( ]9 |; M* Y

2 t3 p# K( J# Q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。5 u% \4 p8 j2 W. Q. [5 b. L! E, d

) }. t8 t; O. d0 ~1 s/ e6 D但最大的争议可能还是超音速。' J2 q+ k" H# A7 X+ i/ M% R+ f$ ]

7 g$ c( V0 C9 z9 C) u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。2 r4 Y8 d& Q& C* G6 Q
- Z$ _7 x) b6 O7 f, X- `
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。
( B' j) ~# E! i  u8 g' \! k% e6 `; O& `$ B
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。* G3 B! R- b) _
. `" ^7 N, ?; a) R& e3 k
另一个问题是配平。/ r" N. V% l* @1 m+ Y& F' j0 ]
7 k: o; a; H0 w0 n" ^5 @' T1 |
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。9 K) y& l9 n" _6 y2 M$ D7 P

2 h' Y8 y# a! a% v+ ]; |: n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。  g1 |1 J/ I$ o' p9 q) _4 D
5 a+ \1 p4 L* V$ K: K; P
这有两个原因。
% b* `! l$ ]! G! G/ I4 b2 ]; s; c# ?5 i5 \# e
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。! L. b/ R8 S# N* t: W
  y9 X/ X8 u: V# j5 @* B, @
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 W1 V9 Z7 d
; C3 s; c' U' ~" [0 W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。7 c! ~" L- Y# I
5 d% a6 _# _0 D" u" B
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”。7 G' x! W% }2 D& `% R% N1 j: `5 Y
7 ?3 N0 l& g& o. }9 W+ O! G1 X
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。+ V4 K; _- @+ z/ L$ U$ }( Z( A' M
$ j6 T6 x& `+ V0 t1 r
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。9 U% M: |8 B5 t0 T

, x* @) p, a; u* [7 V/ @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。4 r( Y8 j+ V8 ?/ u4 w
7 Y; _1 O0 ~; {. D& t
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% t1 |+ o' ^8 Z! _

  S' d# e  E: q5 u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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    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
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    2025-5-12 23:57
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    [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
    4 {% O" Y$ R, L/ r2 S. D呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    ! K, ]/ ^$ Q* F1 ]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
    2025-5-12 23:57
  • 签到天数: 300 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 04:160 N% J! E/ o% R
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。

    , m2 B8 i' n1 t, g' @  H/ b7 X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 15:066 u% a7 O. P6 ?3 j- k! E! R  W
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    , o: Q* u9 U/ u  J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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    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
    8 c4 w& l5 A! @隐藏式前鸭翼?

    8 P" R; x; p5 B5 X" R* ~隐藏在哪里?& d/ d% d# A3 ~. x
    ; R) p, x" T* l+ |% V
    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& ~) w! f" J+ C1 m  w问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    ( x! w- \+ ]0 J/ b9 P/ T; `" \9 W* x) W
    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' V9 r' p, Q2 P5 L1 ?
    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? ...
    3 O$ `5 u/ P! v% c( y6 E3 ?
    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
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    [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
    ; o  V6 l7 m* v" E隐藏在哪里?
    ' p- {1 k" f$ `. d2 X! f
    5 ~& i' s: f' @( }/ o8 J2 F3 j飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    3 e! _3 X; m' B" }6 s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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