B-21问世:“纸老虎”美帝叠出来的“纸飞机”? | 循迹晓讲
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美国东部时间12月2日晚8点,在加利福尼亚州帕姆代尔工厂,诺斯罗普·格鲁曼公司发布了全新一代远程隐形轰炸机B-21“突袭者”。
◇ 相关新闻截图
消息一出,某些军事大V,行业懂哥纷纷表示,“美军的B-21不过是B-2的缩水版本”,“B-2太贵了,所以B-2不过是‘青春版’B-2”等等。更有甚者,某中文媒体点灯熬油写了一篇评论文章,指出B-21不过是一架“纸飞机”。
◇“B-21是B-2的缩水版”
◇ 相关新闻截图
那么,B-21真如这些人所说仅仅是B-2的“缩水版”吗?一代传奇轰战机B-2“幽灵”又是如何诞生的?我们就聊聊这个话题。
1980年,当风烛残年,行将就木的老诺斯罗普被用轮椅推到一个秘密厂房,看到宛如蝙蝠一样巨大的B-2飞翼轰炸机时,他一定会想起三十多年前,他的那架飞翼YB-49一飞冲天时的豪气干云。
◇ 诺斯罗普与YB-49飞翼轰炸机
◇ YB-49到B-2“幽灵”
然而,当时的YB-49终究因为各种各样的问题没有被美国空军所采用,诺斯罗普本人的事业做得并不好,此后有相当一段时间,诺斯罗普一度心灰意冷,转投房地产,但他又没那个天赋,财务状况一团糟,晚年过得很难说幸福——本来老头子以为自己就这样了,无非也就是偶尔还给军方写点信,说自己在YB-49飞机上采用的飞翼技术还是挺不错的,给废掉挺可惜,结果收到的回信看上去挺官方,“我们从未忘记您的贡献”。
但没想到他还是收到了邀请,美国空军特许他进入一家高度机密的厂房,看到了他的梦想变成现实的一天。老诺斯罗普是感慨万千,老泪纵横——我终于知道上帝为什么让我多活了25年。十个月之后,老诺斯罗普就去世了。
◇ 前几日刚刚亮相的美军新一代隐身轰炸机B-21“突袭者”
斯人已去,但是由诺斯罗普开创的飞翼却真的飞上了天,美国造价最贵的B-2轰炸机就是飞翼构型,而前几天公开亮相的B-21,仍旧采取了飞翼。对美国来说,诺斯罗普的飞翼构成了现在和未来空军战略力量的支柱,而在新的时代,这样的飞翼还会继续飞下去。
◇ 从X-35到YB-49
说到飞翼构型,从某种意义上讲可以看作是对传统飞机的反动,也可以是看做对“飞行器”概念的回归。
一般来讲,正常的飞机都会有垂直尾翼和水平尾翼,这是飞机在空中维持平衡所必须的——一般的飞机升力中心和重心并不重合,于是就会有一个俯仰力矩,水平尾翼就是来平衡这个力矩的。
◇ 一般情况下,飞机都需要垂直和水平尾翼
至于垂直尾翼,则是防止飞机飞行中的横滚和左右偏移——当然,从理论上讲,飞机的俯仰和横向倾斜都可以用机翼上的副翼襟翼来控制,对于一个飞行器而言,只有产生升力的机翼是必须的,其他东西都是徒增重量,增加阻力的玩意儿,能省掉的话最好。
既然如此,为何不设计一个只有机翼的飞行器呢?飞翼的概念就这样诞生了。德国和美国都对这个概念进行了很多探索。
◇ 容克斯 G.38(Junkers G 38)是由德国飞机制造商容克斯在1929年开发的飞机
德国这边,容克斯公司早早就有了设计飞翼的雄心壮志,并最终设计成了容克斯G38——当然这飞机严格来看不算飞翼,只不过是“带着特别大机翼”的传统客机而已。再后来,随着纳粹德国战局不利,纳粹鼓捣出了一系列的所谓“末日黑科技”,其中就有飞翼战斗机Go-229,这是一架纯粹的飞翼,但它根本没等到量产,战争就结束了。
◇ 纳粹德国“黑科技”Go-229
而在美国这边,对飞翼孜孜不倦进行开发的就是诺斯罗普。因为飞翼的机翼可以做的很大很厚,这就可以容纳非常大的油箱,极大地增加飞机的航程。
当时美国对大航程轰炸机有非常迫切的要求,纳粹势力肆虐欧洲,虽然丘吉尔还在坚持“我们永不投降”,可是谁也不知道英国还能不能撑下去。在最坏的情况下,美国需要独自面对纳粹,那就需要跨大洋进行远程轰炸的飞机,飞翼因为高航程优势而被诺斯罗普青睐,就是基于这样的背景——于是,XB-35飞翼轰炸机就诞生了。这个名称当中,B表示的是轰炸机,而X则是验证机的意思,毕竟飞翼算是个新东西,不全面验证好是不可以的。
◇ 图为1946年,飞行中的诺斯罗普飞翼轰炸机XB-35,XB-35是二战期间为美国陆军空军开发的实验性重型轰炸机,由于技术原因,该项目在战后不久终止研制
当然,XB-35的优势非常多,它的阻力很小,结构件也比普通飞机少得多,载弹量也非常大。美国陆航自顾自地把XB-35的编号改成了YB-35,这个Y就意味着飞机进入预备生产阶段,他们甚至派专员造访美国各地的飞机工厂找人谈话,并且希望有一些工厂停掉B-29轰炸机的生产,将来全力转产B-35.
但是YB-35还没完成全部试飞,战争就结束了。
战争后期,喷气动力成了飞机推进的主流,于是诺斯罗普公司再接再厉,搞出了喷气动力飞翼YB-49——即使战争结束,长航程的轰炸机也是美国空军的刚需。
◇ YB-49
这架飞机比XB-35飞得更快,载荷更大,当然,飞翼的毛病也就一并继承了——概括的说,飞翼全部的操控都是靠着机翼的活动面,在当时没有电子计算机技术,空气中哪怕一点点地扰动都可能对飞翼的姿态构成影响,这就得让飞行员手动操控一个一个的翼面——这完全超出了人的生理负荷。人只有两手两脚,不是章鱼,根本忙不过来,就算忙的过来,保持这样的状态去进行越洋飞行,也肯定会出事故。
实际上在试飞过程中,XB-35和YB-49就已经摔了好几架原型机了,美国陆航和后来的美国空军表示,飞机是好飞机,但这设计太超前了,我们的飞行员驾驭不来。而如果单纯为航程来看,传统构型的飞机已经能做到跨大洋飞行了,比如B-36,B52,都是如此,它们的操控性比之于飞翼好了太多。既然这样的话,飞翼也就没有存在的必要了。于是,YB-49轰炸机也就被打入了冷宫。
这对于诺斯罗普来说是非常残酷的结果,他从此心灰意冷,离开了自己创立的公司去搞房地产。再后来,随着技术的发展,飞机的目标是更高更快,超音速是起码的标配,而飞翼由于机翼太厚,在跨音速时阻力会急剧增加,并且会产生俯仰不稳定的“马赫下俯”——一个连超音速都做不到的飞机,要它何用?看上去,飞翼真的是走进了死胡同,能进博物馆就不错了。
◇ B-2轰炸机的诞生和缺陷
当然,在二战之后的那段岁月里,对飞翼的各种测试也有一些意想不到的数据,比如英军接收了德军的Go-229之后,很偶然地发现这飞机雷达反射截面积太小,以至于如果按照通常的拦截流程,从雷达发现开始就只有两分半钟的拦截窗口,这在当时属于“不可拦截”的飞机。
当然英国人也有理由说的,纳粹德国战败前夕啥都缺,这个Go-229的机翼是木头做的,当然不反射雷达波了——可是诺斯罗普的YB-49飞翼,也显示了类似的特性,它可是一架银光闪闪的金属飞机,但它的雷达截面积还是比同等大小的飞机小很多,这怎么解释呢?
◇ 该机是第一种成功突破热障的实用型喷气式飞机,实战记录中没有任何一架曾被敌机或防空导弹击落过,最大飞行速度3.2马赫,可以以3马赫速度巡。图为1990年,SR-71“黑鸟”侦察机前座飞行员和后座侦查系统官
没法解释,美国人也就没考虑太多。直到后来冷战升级,美国人也在越战的时候尝尽了萨姆导弹和米格飞机的苦头,这才意识到靠速度和飞行高度突破防御终究是死胡同(总不能把所有的飞机都设计成黑鸟那样子),于是,让飞机在雷达屏幕上消失成了唯一的选择。
◇ F-117“夜鹰”战斗机
这个时候,美国军方才开始重视隐形技术(按照某些人的说法,是某个苏联数学家的论文被公开发表之后,美国人偷师苏联)。洛克希德马丁公司先行一步,搞出了F-117战斗机,而在此时,诺斯罗普过往YB-49的雷达数据,也再一次被重视了起来。
如果要减少雷达截面积,那就要尽量减少飞机外露的突出物,这样一来,什么垂直尾翼水平尾翼,能没有就尽量没有,飞翼反倒成了最优解,鉴于诺斯罗普公司当时在YB-49飞翼上投入的巨大心血,积累的大量数据,这个任务自然在绝密的情况下交给诺斯罗普公司去完成。
◇ 诺斯罗普公司
到了这个时候,电子计算机技术的发展已经跟过去不能比了。诺斯罗普公司基于20世纪80年代的电子计算机技术,研制出了电脑对多个飞翼舵面协调操作的程序和算法。有了这套程序,对舵面的群体操作被电脑自动整合了,不再需要飞行员手动控制每一个舵面的动作,从而可以做到协调。
这也是飞翼飞行器技术的核心机密。迄今为止,除了诺斯洛普,地球上还没有第二家公司掌握这项技术,所以迄今为止,除了诺斯罗普,也没有第二家公司能把飞翼开发出来。相比较于隐身而言,这个飞翼自动控制往往被众人忽略,可是没有这个技术,飞翼不可能飞行自如,就不要提隐身了。
当然,B-2在隐身上也是下了一番功夫,从气动外形到隐身涂料。直到现在,B-2飞机机身清洗一次就得十万美元左右的清洁剂费用,对隐身涂层做特殊修补维护还得在特殊的机库里,由特殊培训的维修人员进行。
◇ B-2“幽灵”隐身战略轰炸机
这一切都是源于第一代隐身涂料的原始。当然,B-2的出现本身就是为了对抗苏联,可谁曾想苏联就没了,所以原定的100多架订购量给削减到了二十多架。这带来了单机成本的飙升——一架成本是24亿美元,堪比飞行黄金,以至于B-2的坠机事故,堪称美国空军历史上损失最大的坠机。
所以B-2又贵数量又少,倘若真如历史学家弗朗西斯福山所言,冷战之后历史就终结了,那么这么点B-2问题也不大,可是进入新世纪,总有不少政治强人以挑战美国作为自己执政合法性的根基,而且他们也拥有大批苏俄防空系统。
在2022年2月24日之前,这一切看上去都非常吓人,所以,B-2机群根本不够用,得要更多的隐形轰炸机,于是,几年前B-21就开始研发了。
◇ B-21:更便宜,更好的新时代轰炸机
表面上看,B-21是比B-2便宜了好几倍,按照美国空军的话讲,一架的成本控制在5到6亿美元,那么很多人就会以为,B-21是B-2的廉价低性能版本,真是这样么?其实不是的。
◇ B-2与B-21的大小对比
先做个类比吧,当年的大哥大售价可以买如今的几个Iphone了,能说大哥大比Iphone好几倍么?1998年的一台笔记本电脑得上万人民币了,其32M的内存,当真比现在的Mac要好?
之前讲过,诺斯罗普的飞翼,核心秘密就在于电脑自动干预的翼面控制技术,从1980年代到现在,电脑的算力提升了不知道多少倍,而成本也下降了非常多,这样的情况下,B-21的飞控系统比B-2会有极大程度的提高,这还只是飞控。
◇ 泰国国际航空公司的波音747-300
◇ 泰国国际航空公司的波音777-200
再类比一下大飞机的发动机,波音-747是四台发动机,而波音-777减为了两台,随着技术进步,单台发动机推力大增,可靠性也大大增强,以前四台发动机干的活儿,现在两台发动机完全没问题。所以,B-2是四台发动机,而到了B-21这里,两台足够了,无疑地,这又极大地节省了成本。
当然,具体到飞翼技术和隐身技术本身,这些年美国也没闲着,诺斯罗普格鲁曼的X-47B无人机积累了大量技术,这些都可以在B-21上得到应用。
◇ B-2与B-21对比
其中最显眼的,B-2轰炸机有大量的锯齿状外缘,这是那一代隐形飞机必不可少的东西,而这些在B-21上都消失不见了,这说明美国的隐身技术又跃升了一个时代。
林林总总算下来,都不要说隐身涂料的升级和后勤维护的优化了,而且,这个B-21的一大特色,就是采用了开放式的软件架构,有点类似于智能手机的APP,这样一来,飞机的升级改造不需要对硬件大动干戈,只需要开发类似的app就可以——怎么看B-21都是比B-2领先一代的轰炸机,绝不是什么B-2廉价低性能版本。
说一千道一万,成本的降低,那是实打实的,因为如此,尽管俄国在一小时二十二分之后表现成什么样大家也都看得见,但国会还是批准了B-21至少100架的采购量,而且在发布会上,还有英国和澳大利亚的军官,这意味着什么不言而喻——如果B-21多几个海外用户呢?
到时候,隐身飞机就不只是美国人手里轻易不示人的屠龙宝刀,而是共享价值观的铁杆盟友们都可以用起来的大杀器。届时,由B-21发动的“饱和隐身攻击”就会成为现实,比较一下现在B-2“偶尔出动一下”,这样的饱和隐身攻击,其威慑力是几何级数的上升。
当然啦,这一切,不管是B-2还是B-21,也都只能在一个现代国度里成为现实。凡此种种,并不是“集中力量办大事”能够解决的。而进入新的世纪,诺斯罗普的飞翼传奇,还会在B-21身上继续。
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