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轰-20也是飞翼外形设计!但解决了美军B-2经典飞翼的缺陷

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5月8日中航官微(@中国航空工业集团有限公司)发布了名为《大国起飞60载征程 今朝圆梦:庆祝中国航空工业大中型军民用飞机研制生产基地创建60周年》的宣传片,回顾了60年来中航研制的大中型飞机,如轰-6、运-7、运-8、歼轰-7“飞豹”、轰油-6、空警-2000、MA60系列涡桨支线客机、ARJ-21、C-919、AG600“蛟龙”、轰-6K“战神”、运-20“鲲鹏”等,无不是军迷们耳熟能详的型号。

但本片最吸引人的机型却是片尾出现的一架被蒙布盖住神秘飞翼,结合画面上“THE NEXT……”的字幕,显然是西飞正在研制中的轰-20隐身轰炸机!

很快就有媒体就此评论道轰-20外形“神似美国B-21轰炸机”或者“酷似美军B-2轰炸机”,这些都是毫无根据的结论。因为从中航公布的画面来看,除了同为飞翼之外,轰-20采用了与B-2和B-21完全不同的飞翼平面形状,毫无相同之处。

诞生于上世纪80年代的B-2采用了纯粹的飞翼外形,不仅没有垂尾或方向舵,而且机翼完全和机翼融为一体,前缘笔直。从正上方看B-2就像一个大尺寸的飞去来器。

B-2的平面形状由12根互相平行的直线组成,机翼前缘、机翼后缘以及另一侧的翼尖都互相平行,在隐身外形做到了极致,因为所有入射雷达波在遇到飞翼边缘后都只向两个方向反射。飞翼后缘为W形锯齿状,边缘同样也与两侧机翼前缘平行。B-2飞翼的前后缘遵循边缘对齐原则,后掠角是33度,前掠角是147度。飞机上的锯齿边缘也遵循这个后掠和前掠角度,如进气口边缘、弹舱门和机组登机舱门,及所有的外部开口或面板。

B-21在气动布局上延续了B-2的特点,基本上可被认为是后者的双发现代化缩小型。由于尺寸的缩小,B-21得以取消飞翼后缘的W型设计,改为更简化外形。B-21预计安装两台F135涡扇发动机的非加力改型,进气口也比B-2大幅简化,不再是锯齿形唇口,而是与飞翼其他边缘平行的斜切进气口。B-21在气动外形上更加简化,应该能实现比B-2更好的隐身性能。

但是B-2和B-21的经典飞翼布局却存在缺点,那就是机身较短导致飞翼后缘升降副翼的力臂较短,俯仰操纵力矩不足。当年B-2后缘改成W型正是出于加大升降副翼力臂的考虑,但改善有限。由于俯仰操纵力矩问题,B-2难以做地形跟踪机动,此外由于机身过短、翼展过长,B-2的低空高速品质并不好,在在特定条件下甚至会发生振荡,翼尖会上下摆动达1.83米,这都影响了该机的突防能力。

为了解决B-2经典飞翼的缺陷,我国科研人员在轰-20上采用创新的双后掠前缘飞翼布局。该布局采用菱形平面机身和展弦比相对较大的外翼,形成双后掠布局形式。内段前缘后掠角较大置,外段前缘后掠角相对较小。这个设计特点可在中航宣传片中明显看出。

双后掠前缘飞翼布局通过较长的机身和展弦比较大的外翼段实现了较好的俯仰操纵特性和较高的巡航效率,使轰-20在具有良好载荷/航程能力的同时有更好的低空高速飞行品质。去年8月,互联网曾出现了一张所谓“轰-20电磁特性缩比模型”的卫星照片,该模型同样采用了双后掠前缘飞翼布局。

轰-20与B-2/B-21采用截然不同的设计思想,更加重视低空突防能力,为此不惜稍微牺牲隐身性能。

(以上图片均来自网络)

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