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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。
+ `1 S1 C% F+ i( Q, w* r
, A3 p3 x6 Z* _* x1 o8 N# 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。
" j" _; p9 b: O2 t3 V) d# G5 K: W: |. N5 z: l7 a
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。8 |- {* Q& y8 o. \

# p5 H8 u! }  A$ E但最大的争议可能还是超音速。
' o( ^% b( |3 \" l+ }6 b
1 S$ L7 a' N: Y- q, `" ]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。, L6 A- I% F2 D  j# C

& i5 J1 @7 S4 x" q# T5 ~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。
# I- w. c4 h/ `, V+ Z) E  _5 \/ _8 W8 N3 V( L4 ^
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。/ e; A" Z+ O3 t2 ?( ]3 Q
$ K# O, W) K& ^& E
另一个问题是配平。
6 K( Z3 k  S! d$ y+ T) l7 n% r
6 b3 `& J4 O6 U6 W# K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。+ o% C  {6 k0 F$ `: p/ @; ^
7 G, c7 O8 P" {( e/ G, A( w2 e
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。
8 ~3 \" N( W7 C8 b: D
5 s  \7 Z+ Y' E' u2 u; y8 Y5 b这有两个原因。
+ }* q0 `# A9 t6 D% ]
: j  D9 z- H* `6 _首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
' j+ K* u2 e! {2 \. v0 ^6 y1 v1 ]: D6 s' z! I$ J5 s" 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。
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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。2 R; t+ r- j0 `' k  e. R
( Y( Z" P7 J7 O  t, n3 a9 x9 I7 P
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”。
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! ^9 F9 A% B& P9 A& [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。
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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。
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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。
" n$ x% D' v' W' ~7 {" y! v' ^" q
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。
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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
    6 天前
  • 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: V. X$ B8 z6 H$ |1 Z! x  ]& Y
    呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    ' P' [" _; I0 l4 w/ j6 ?9 B# i: t& O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
    ( D& n8 O/ I) u! F8 f你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。
    7 A+ L. ?9 x% _  M$ G/ d
    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% n9 F" g" z- k/ S
    喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    ' Y+ n- X: z6 q  E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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    该用户从未签到

    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 10:480 [+ s+ q' B2 d. c
    隐藏式前鸭翼?

    ( b8 F4 H0 P* I8 J) E隐藏在哪里?
    # F9 y% ?) M% P, b+ Q3 k# T8 t5 {! @
    - ~4 m& ~+ n# A: K3 l# A# ^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 05:257 c) S! i7 J- F- \: U& _' f
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    ; r- Z5 d& H; M( E0 K
    & O3 L, j: H/ V* 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?
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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
    + N& U  A/ C- Q9 W0 u5 s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? ...
    8 o; g: z3 |0 c' `
    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 04:352 |& d' }1 d. m2 P( n( T( l
    隐藏在哪里?
    2 B/ ]1 ~9 x: `5 T5 Z  r  w9 O( h0 M* Y2 x9 G$ _6 T( |
    飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    + c. o( i' R0 q2 M/ V) ?8 d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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