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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。3 d; \" E4 Y$ f* y! A
9 d8 ?1 W! E7 I
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 a+ Y. L0 [1 V: Q6 `3 F
6 P0 Z  a5 U6 `8 a0 G1 G( }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。) B# {' g0 Z, o4 _" D
( x  b  M7 L; w
但最大的争议可能还是超音速。
" u- R: Y8 S3 k0 q" L, ^  v7 g$ G& r3 z( b+ m1 R8 ~6 `- y
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 k- n7 d6 G8 L" u
0 z! \, M* s: {  M' M0 @
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。
/ X/ z8 R9 ^. p" f2 @
1 ?2 Z5 [1 J" ?  \. S. i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。
0 T5 I# ~" o; r& @; z/ U
8 ?: c( u7 ?; M) I% `另一个问题是配平。
  w/ B% S; B: Y1 V: i, N. |( u3 ?  ~. P
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。# }5 N( n* {& L+ u4 r; E
1 v: F5 f. R2 R: F: G% \  Q
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。
0 y# e0 r8 F* k/ _# g
. }9 K8 v) o( u7 U9 G' q1 @9 j这有两个原因。
& @( `# V1 M" k5 s1 i$ S2 C. Q# f* e$ M; o; h
首先,“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
5 ~+ _- |$ s7 S' \1 D5 i+ J$ t
4 x) ^$ ?7 p9 T2 o! @) k5 d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。3 H: u* S; l, ?$ W+ k

4 e! g+ k% t' w6 i7 i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。3 L  h7 e7 L4 U; G* [% t# b
" D: Q0 `2 t' O1 s, |* E
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”。+ K* J1 A9 V, x* [2 s* r2 T
$ h- T+ t5 D5 {( {( C
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  Q! h: x5 |7 {# p6 \4 s

4 L4 F2 Z( [. E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。
3 f+ q6 e& U) h" \. F  f9 x% j/ W
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。+ t  [. a2 S( h; u# ]: m8 O3 Z
' U" J5 [3 A- O  A3 s" H
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。5 h- w* n$ [6 W4 ]# Z  k5 h$ v
5 {9 d" a2 |% D+ J3 D3 t4 _/ E- Z
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
    - e4 ?2 d: k" a( g呃,如果,用“直接力矩”,比如,喷气。。有没有过这种设计?

    3 \. ~! _) y9 b. i1 `1 }+ w0 x8 y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
    / T, D  s* |: b: q3 x% E0 q你只是在改变力产生的方式,不改变力矩。

    , l  A& T! h* I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
    % u1 A  s" R8 |喷气嘴放在远离重心的位置,比如机头。。呢?
    3 }8 W1 N* _% e8 l$ }
    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
    ; G% Y' k% g3 x9 \3 g隐藏式前鸭翼?
    ) W% s; U6 R& M; g
    隐藏在哪里?; i! J8 Y, ?; n1 K

    , \4 \, f: i9 {) f4 c7 R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* N2 v1 f) v. T- L" i* c3 ]% c
    问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心

    5 o; J8 Q. x: Y, A! W$ z
    5 q$ D6 J' d+ Q$ 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?
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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
    3 i2 h3 s- }$ Y# `" Q  Y7 x$ k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? ...
    0 R$ Q, @- B2 c- w2 J! \
    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
    6 g' w# Q- B' _9 D# j5 X  [隐藏在哪里?, J0 k+ ^, {: P. M# l" ~1 X
    ; {! I  h- E  |% h9 p; A
    飞翼既没有后机身,也没有前机身。

    0 t# y9 U1 {2 O: c% A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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