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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。* Y- ^- X$ p) v. B
8 x3 R& f2 e& b
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。  @* ]0 t# z4 X3 H

8 Z7 f: N1 Y' [5 @: I* 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。' N) m& O) r) R8 h" K
9 b6 H2 v: H7 i- d0 z# J/ y
但最大的争议可能还是超音速。
, u( A5 ^, B2 p  A( x: w- j1 Z* I/ N0 p5 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。
7 {& [5 o+ M6 o% X2 w; a- g$ u! H4 ]+ @+ q' 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。
' B9 _7 N; i* s, W- s8 K  Y5 n0 P% D1 d  J7 X2 F+ D3 G
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。
# W' D' B! [( _- i; v( s% l+ ]- E3 X1 A1 N
另一个问题是配平。& u! j8 A" f* e

+ r8 d, I5 |1 Q4 B3 n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。. ~) F; [% \* W

' P( o# ^6 h" J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。
  M, ]  a9 Q1 K1 h- I2 |0 W' m- C* D7 o/ \
这有两个原因。4 z* J" w0 [2 c  Z0 Z- J. Y
* R: U+ W% a1 ^6 i3 P
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。$ r8 u* v0 C0 ]: U3 V5 Q5 ^, g- w% {

. v' c7 R3 b! n( l1 m' e4 `" S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。1 q( t) t. k& o0 b. U# }. L# r% q
/ R1 x+ ^4 M* g4 f' w6 @) l" q
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。
; D2 a* _: k& y% c# _; `
( ?$ F! l9 _7 V: L& V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”。# ], f" e- b" A7 o+ ?% q/ R+ J( A
8 y8 J5 [( }" \3 _
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。
; L! Z; r0 j- k  H& A6 S8 B
+ e: B2 J' v0 ?1 C7 \+ t+ D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 z* m. g: n# w6 s
# |; E+ |( K0 I0 l" X: ?- B: S5 n2 j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。
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  G0 Q0 R+ X( n1 V( Q* B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。7 o" {# L! Q- r" B+ {
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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
    6 i7 x1 K/ h# a% t; k( H8 `呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?
    - u$ c" z1 @0 v7 ~  m
    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 04:160 q* c5 X5 s% j+ [, \' @- |- B
    你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。

    1 D: x! `0 R- C/ W3 S7 |2 k5 u& 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 15:06
    5 P! j+ q) P/ d# K& V喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?

    / Z- b- F# o+ Q1 I5 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 10:489 j+ k. E  e2 u( d8 x/ e
    隐藏式前鸭翼?
    # F9 L8 D$ t. ~& k& k
    隐藏在哪里?
    8 s% t& {, `2 N/ X9 U5 d: |) e# p. ]$ [7 X4 I$ x6 K5 `
    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
    - ?! ]2 f% u8 _. X# k0 b问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
    / l# ^' z6 c; _( t" a

    * |4 U2 a7 p5 K1 Z; Z. u6 Q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
    $ `! U+ T3 R; z" u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? ...
    9 x& K) ~) K$ x- F1 S2 c9 o
    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
    7 R  c  B2 B1 F6 c6 s: D隐藏在哪里?
    % X1 O2 ~# Q5 p: `
    1 V. _. r5 {! C0 N飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    $ c3 t- U1 j8 U, K: |& 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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