H-20发动机已选WS-20?中国隐身远程轰炸机:速度与航程哪个更重要?

3月27日，微博上一个关于WS-15发动机的说法意外的带出了中国隐身远程轰炸机的话题，其描述是这样的：H-20仍然在纠结使用哪种发动机，目前WS-20已经装备于Y-20B，这种发动机性能非常不错，因此H-20非常有可能换装WS-20，很多网友都对此表示了认同，这事究竟有没有可能？

下文将从气动布局、发动机选择以及整机推重比等来讨论这事儿到底是否靠谱。

H-20：气动布局究竟是怎样的？

H-20是西飞正在研制中的一种大型隐身远程轰炸机，网传其大小规格比B-2还略大一些，据国外多个媒体报道的数据，H-20的最大起飞重量为150~200吨左右，载弹量在45吨左右，最高速度为高亚音速，可载4枚高超音速导弹。

隐身轰炸机H-20，究竟会是个怎样的气动布局？

到现在为止，仍然没有H-20的确切的外形信息，从2020年开始，一直都在传闻H-20可能将要公开，特别是在2022年多个时间节点上，官媒曾多次暗示即将公布，但一直到2022年12月2日美军的B-21也未能公开，军迷们真是望眼欲穿，20系列中的运-20，直-20、歼-20均已到齐，就差隐轰H-20了。

不过隐身轰炸机的大前提就决定了很多气动布局是比较确定，而且摸着B-2和B-21两块大石头过河，显然H-20不会超出这俩的气动外形太多，下面只是简单分析下为什么隐身轰炸机要这样设计：

• 1、飞翼布局；
• 2、发动机背置；
• 3、垂尾变成一个可选项；

飞翼布局在隐身性能以及内油与载弹量方面具有天然优势，原因也很简单，飞翼与战斗机不一样，各个方向上的RCS面积相差比较大，而飞翼布局则在全向上的RCS面积是比较小的，再结合隐身涂料，飞翼的隐身性能马上就显现了。

飞翼的另一个优势则是内油以及载弹量，普通飞机的机身提供的升力很少，但飞翼整架飞机都是一个升力体，机翼与机身没有明显的区隔，这个布局带来两个好处，一个是升力大载弹量可以增加，另一个是飞翼机内空间很大，虽然机翼内空间不好利用，但布置机翼油箱是没问题的，所以飞翼的副产品就是航程会比普通飞机更大。

一个飞翼布局解决了三个问题，隐身、载弹量和航程，所以隐轰不选飞翼简直就是犯罪！

第二个关键因素则是发动机布局的问题，轰炸机对机动性要求不高，所以发动机背置就成了必然选择，一个是为了隐身考虑，轰炸机飞行时的正迎角会遮挡部分发动机进气口，而尾喷口在背部也有两个好处，一个是遮蔽地面光电设备的感知，另一个则是可以混入背部的气流降低排气温度，再一次降低红外特征。

第三个就不是优势了，而是一个选择，因为飞翼布局有两种，一种有垂尾布局，另一种是无垂尾布局，两种都有优缺点，看如何选择：

有垂尾飞翼布局

垂尾也称垂直安定面，方向舵就安装在上面，但这个所谓的方向舵不是用来转弯的，而是保持纵向稳定与纠正偏航力，无论战机还是轰炸机，转弯都是襟翼滚转机身，然后再调整水平尾翼和襟翼来完成的。

垂尾能保证纵向安定性，方向舵能保证纠偏，结构简单，成本比较低，缺点是垂直安定面面积太大，在横向角度时候RCS面积数量级增加，部分战斗机会外倾双垂尾来改善，一来保证大迎角机动时机头指向性控制，二来也是减少侧向RCS。

无垂尾飞翼布局

B-2和B-21都没有垂尾，也就不存在方向舵，所以这两架战斗机的偏航力矩是用其他方式来控制的，这个问题其实挺严重的，各位千万别以为战斗机会自然朝着机头方向飞行，没有垂尾，没有方向舵纠偏，会造成飞翼左偏、人工纠正，然后再右偏、再人工纠正周而复始的情况，甚至严重的会导致整架飞翼横过来失控坠毁。

诺斯罗普的YB-49

人工纠偏显然是不可能的，不仅反应慢而且工作量太大，完全没有休息时间！B-2是通过电传系统来纠偏的，通过陀螺仪感知到飞行器出现偏航时控制机翼的减速板打开比例来纠正偏航，一秒内可以控制上百次，确保飞行器飞行的稳定性。

B-2还有一个保持飞行稳定的措施，起落架舱门被设计成平板型，为的是保证在起飞和着陆时顺带提供一个安定面。

请注意平直板状的起落架舱盖

中国人的解决办法：射流级飞控？

B-2这种用减速板确实能纠正偏航，这种方式相当于在开车时在左右轮上不断偏向刹车保证车不跑偏，尽管能解决问题，但问题是“刹车”再轻也是阻力，而且还不断刹车，这也是很浪费能量的，没有别的改善方法吗？

B-2的“方向舵”，左右开合不一样就会产生偏航力矩纠正航向

其实也不是没有，比如在2023年1月18日发表在《航空学报》上的一篇标题为《基于环量控制的无尾飞翼俯仰和滚转两轴无舵面姿态控制飞行试验》就验证了一种射流飞控技术，可以在无翼面的状态下实现偏航、滚转等控制技术。

其原理是从发动机的压气级引出高压空气，通过一个“环量激励器”来实现气流偏转，实现襟翼增升、滚转力矩控制、偏航力矩控制等功能，这种方式在H-20上用来代替气动翼面完全没有问题，或将气动翼面转入备份，还能降低RCS，增加隐身性能。

因此H-20出现与B-2和B-21类似的气动布局一点都不觉得奇怪，而且还有射流级飞控加持，超越B-2是一定的，但B-21用什么技术来控制还未公开，甚至连侧后方的照片都没有，目前还无法判定。

H-20到底会选哪种发动机？

关于H-20发动机的问题，其实此前一直都没有公布过H-20会选择哪种发动机，网上流传H-20可能会换装WS-20，这个可能性到底有没有呢，其实可以通过分析来确认一下。

B-2和B-21装的是什么发动机？

B-2使用的发动机是F118-GE-100无加力的涡扇发动机，这是通用电气的F110发动机的无加力版本，F110发动机及变体适装机型包括F-14、F-15和F-16，简单的说就是战斗机发动机去掉了加力燃烧室。B-21的发动机目前没有公布，但很有可能用的是普惠的F119或F135涡轮风扇发动机的无加力版本。

F118-GE-100

之所以选择无加力版本是因为B-2和B-21都不需要超音速飞行，而且发动机背置，还要经过长长的背部隔热板，这....完全不适合开加力，所以都是无加力版本。对于B-2和B-21来说，有大把的大涵道比涡扇发动机可以选择，而且这些发动机更省油，为什么没选？

因为这些大涵道比发动机的直径太大了，比如经典的LEAP-1C的发动机风扇直径就2米左右了，加上外壳，还有外围的管路与启动设备等，直径估计都要接近2.5米了，而B-2的机身总高度虽然有5.18米，但这是离地高度，起落架高度占了将近一半，从安装发动机的位置算，总厚度估计不会超过2.5米：

用大涵道比风扇发动机明显是不合适的，而另一个则是大涵道比风扇发动机过载受到限制，轰炸机不进行剧烈机动，但它也比客机类工作工况要恶劣得多，一般的民用大涵道比风扇是不合适的，所以WS-20和CJ-1000A这类大涵道比发动机要上H-20的可能性确实不是很大

H-20有哪些发动机可以选择？

我国目前有两款轰炸机，一款就是H-6魔改，发动机已经从毛发D-30KP-2换成了国产的WS-18，这款发动机虽然说是D-30KP-2的国产版，但比毛发轻上了300千克，推力增加了0.7吨，达到了13.2吨左右，油耗也下降了20%。

另一款是JH-7（歼轰-7），这款用的是WS-9发动机，中间推力54.5 千牛（5.6吨），加力91.1千牛（9.3吨）。

除了轰炸机现成的发动机以外，还有WS-10和WS-15的无加力版本可以用，WS-10的中间推力是89.17千牛（9.1吨），加力132千牛（13.5吨），最新改型的WS-10C已超过14吨，中间推力估计也已经接近9.5吨。

WS-10

WS-15的数据比较少，目前只有一个网传18.4~18.5吨的加力推力，按WS-10的中间推力比例，大概在12.5吨左右，这个中间推力是比较猛的，已经达到了WS-18这个中涵道比的推力水平。

H-20的发动机究竟该怎么选？

H-6的最大起飞重量为79吨，用了2台WS-18，推重比0.24（如果按WS-18的数据计算，推重比达到了0.33），假设H-20的最大起飞重量为150吨，那么起飞推重比达到了0.35左右，这个数据算不算高？其实已经很高了，因为B-2用四台通用电气F118-GE-100（每台推力77kN）推重比才达到0.205。

速度与整机推重比并没有直接关系，与飞行器的气动布局关系更大，当年的超音速战斗机，推重比也就在0.2~0.3，但气动设计可以让这种战斗机的飞行速度达到1.5~2倍音速。飞翼设计的轰炸机可以在推重比减少的情况下获得更好的气动性能。

因此H-20也可以选WS-9和WS-10和WS-15，按B-2的推重比计算，WS-9是要被淘汰的，因为四台WS-9的推力仅为22.4吨，推重比只有0.15。

按成熟度计算，WS-15是要被淘汰的，目前据说刚量产，还不足以作为H-20的动力，比较合适的是WS-10无加力版本，4台推力38吨，推重比0.25，比B-2高一些，但低于H-6的0.34。

WS-18也是一个选项，但WS-18技术还是偏老了，重量也偏大（WS-18重量为2吨，WS-10为1.7吨，去掉加力燃烧室还能再轻一些），所以笔者认为H-20选择WS-10的无加力版本可能性很高。

航程与速度：到底哪个更重要？

美军现役的轰炸机有B-52、B-1和B-2以及B-21，俄罗斯则有Tu-95、Tu-22M和Tu-160，中国则有H-6（本清单仅为专职轰炸机且为现役），主要可以分成如下两类：

• 1、超音速轰炸机：B1、Tu-22M和Tu-160；
• 2、亚音速轰炸机：B-2、B-21、Tu-95和H-6；

超音速轰炸机速度明显要高于亚音速轰炸机，比如Tu-160突防速度可达2.02马赫，而亚音速轰炸机最高速度一般只有0.95马赫，两者几乎差了一半。

而从航程上对比，B-2的航程最远可达1.1万千米（最大起飞重量170吨，载弹量22.7吨），Tu-160的航程最远可达1.25万千米（最大起飞重量275吨，载弹量40吨），Tu-160作为超音速轰炸机，其数据也是很牛的，但不要忘了Tu-160是变后掠翼轰炸机，结构太复杂。

相对而言，如果不是变后掠翼加持的话，超音速轰炸机的航程要低于同级别的亚音速轰炸机，这个还是很容易理解的，因为速度X2，能量消耗要X4，能量与速度的平方成正比，这个道理用动能公式就能解释，所以在相同燃油的情况下，亚音速轰炸机能飞更远。

美军的轰炸机设定作战意图是从关岛、迭戈加西亚以及澳大利亚甚至夏威夷基地起飞轰炸中国沿海目标，其作战半径要求至少在4000千米左右，才可以从迭戈加西亚基地起飞抵达中国南海上空发射导弹攻击沿海目标（这里考虑了射程为1000千米左右的远程投送武器）。

如果H-20要对等反击这些基地的话，作战半径至少也是4000千米，因为在这种情况下双方作战设定都差不多，但H-20不只是威胁第二岛链的目标，还要威胁美国本土，因为美军轰炸机在作战过程中可以设置加油机，但H-20不行，需要内油航程完成这个目标。

假设可以威胁夏威夷，那么至少需要6000千米的作战半径，如果要威胁美国本土，那么至少要达到8000~10000千米的作战半径，在达到这个超大航程要求下，载弹量和内油之间必须要取得一个平衡，比如在射程2000~3000千米的红鸟-3巡航导弹至少能挂4~8枚以上（每枚1.4吨），载弹量10吨左右，省出来的载荷用于增加内油量（超远程任务，中远程任务挂载20吨）。

就笔者的个人意见来看，大航程可以威胁美国本土为第一选择，甚至在一定条件下牺牲载弹量也可以接受，而速度不是关键，因为即使是超音速轰炸机，在被锁定后逃脱的概率很低，主要还是依靠隐身性能突防。