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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。. \9 }' \' q) s
5 O6 w! j* y" b: z. P1 g
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。  B: L1 ]& T+ p2 `3 O7 G7 g- Y! d2 O6 a

# [6 D$ r4 s0 u' y6 \0 c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。
* p  ~$ z- K% P+ z! W4 X7 d4 a* x% E6 q! F" d5 N/ k0 P$ ]: n# P
但最大的争议可能还是超音速。. ^3 m- k# a* r  S/ D( m- t4 r4 x

3 T) q6 U& ~1 u2 W) v) O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。4 I  F5 }2 t/ [7 F
# Y8 S# [) h3 z6 ^0 i) g2 l
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。
2 x' _' \6 U9 ?% Y6 Z& O
) q: _% Q1 Y% S% D$ O; G. r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。/ n; V: g$ i3 x, T2 O* D

, m! V' o# ?+ g; g$ P& h另一个问题是配平。" h. `. Q1 {+ d) [0 x: n/ V

$ a3 o7 w3 u/ g8 Z  q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。
' Q& k1 P  H, C- P1 n; p/ T9 b# p$ m, q7 J+ v% |
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。
. E) c$ ]. X! T/ A4 x1 G3 |6 U' r5 Q7 ~. g! \4 s
这有两个原因。
" t7 P6 x: s. C/ t3 @
- A" X0 k" @' u9 }2 }  K0 Z( P首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
9 g$ W/ |# Q& \0 O' P5 m0 N  e
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。/ F$ V3 A6 o0 A. a' H" K! I7 `
1 C) p$ [! K0 u% d1 ~3 h
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。
, {; M: S4 I( ^  J4 Y
# Y# z' H. K' W# ^% L- r) @9 n; i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”。
3 y3 \  Q6 v* h2 F0 e9 I- F( z' F9 |- y9 q0 @
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。* j* }/ @" @( h* E/ |7 p
/ \/ o8 {9 n  P4 ?
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。
+ W+ k  }. F6 t3 z# r/ B
- j( y$ G# v* z  {& Z# c; ~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。- D: \) M7 f) w, d) a
" I3 Y3 a; H9 X6 |% a
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。  i" @( Q9 l8 G2 ^4 d/ @9 J

) ~+ E# r" V: O6 h; ?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
      e9 R7 t' x& \& w) B" f呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    8 ?" f0 q- d& z9 u+ R( d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 04:165 N/ X+ V8 F  F: L
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    0 m& ~/ O# ]% 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 15:062 m- C. q$ C. I- }/ T; n+ T2 i& Y: Y
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    " q7 K- U0 Z! A" R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  u# w1 d* F& \: J3 H, c
    隐藏式前鸭翼?

    . _3 Z$ `/ U+ t9 Y) S7 d; o( y隐藏在哪里?
    0 Y+ |) w# E& Y% N, y( ~
    6 Q/ R0 w3 U. d" r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 05:25, Y2 h: n5 V" n
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    6 Q# V" B) \- {/ G7 O2 V- e1 g1 R& S9 E3 W. }# W* Z, Z0 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" T. C* W* a' h& K; H3 J
    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  o# a- w$ O$ s) N" g' x  m
    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! q+ I1 C( v2 x- c3 ?' j# S. q
    隐藏在哪里?* w% E" ^) G( Y* I2 M  R% ?0 F
    3 m% Z+ |+ n& i) r4 H! L
    飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    4 j. }( \! B/ `1 y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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