图:美国下一代战略轰炸机编号已经公布,命名为B-21
一:B-21为何高度继承B-2的总体布局设计?
2月26日,美国空军协会公布了新一代隐身战略轰炸机的概念设计和编号,这种被称为B-21的飞机看起来与现有的B-2轰炸机极为近似。形成这种现象有两个方面的根本原因,第一是B-2目前的气动布局设计所带来的各方面基本性能(包括航程、载荷、隐身能力)优势,仍然足以满足未来的作战需求;第二则是要获得进一步的大幅度性能突破,其成本和技术风险都难以满足美国空军所要求的采购价格和2025年初步服役的时间节点。
图:注意B-2进气、排气都在机翼上表面
B-2轰炸机采用无垂直尾翼的纯飞翼布局外形,采用背负式进气道和扁平喷口设计。这一方面使飞机的构型极为“干净”,在尽可能保持机体表面光滑、连续的同时,将无法避免的开口、凹陷/凸起和缝隙台阶都放到了难以被探测到的机身上方;另一方面又有效借助了发动机的吸气和排气作用,大大减小了飞行阻力并提高了飞机的总体升力表现。
由于兼具隐身、大航程、大载弹量、精确攻击能力;B-2在执行攻击任务的过程中,从来不需要与其它飞机、尤其是不能与非隐身飞机编队作战。在理论极限上,2架B-2的编队就可以执行原来需要49架飞机组成的大型混合攻击编队才能执行的任务。包括16架攻击机(携带精确制导炸弹,打击地面/海上目标),16架战斗机(为攻击机护航),4架专业电子战飞机(压制和干扰对方的雷达探测、通信指挥),8架防空压制飞机(携带反辐射导弹搜索并攻击地面雷达),7架大型空中加油机。
图:按现在主流的防空理论观点,非隐身飞机要具备很高的突防能力,需要达到5倍音速以上飞行速度。然而现在人类还没有开发实用性5倍音速战略轰炸机的能力。
而如果要在B-2基础上进一步显著提升隐身轰炸机的突防能力,下一代型号就必须在隐身能力不降低的情况下,实现持续性的高速飞行能力。然而飞翼布局在超音速飞行上存在着很强的短板——它的舵面很难提供足够的控制能力,而且高速必然带来高耗油率、飞机截面积必须大幅度缩减从而导致内部空间狭小、航程和载弹量大幅缩水、结构难以设计等一系列问题,其设计和制造成本的失控将会是完全无法避免的。
图:B-2极为优越的航程载荷能力,同时来自于两方面:它机翼/机身的大厚度翼型,在亚音速下有非常好的气动效率;足够的结构高度又带来了优越的油箱和弹仓容积以及极佳的结构寿命。如果要做超音速飞翼,这些优点将全面丧失——直到今天,超音速和亚音速性能取值仍然是飞行器设计中不可能完美兼顾的矛盾。
说穿了,美军真正的想法就是现在的B-2太少了,规模上不足以应对中国和俄罗斯军事力量的崛起。在B-2已经停产多年而且价格极为高昂的情况下,他们需要一种廉价的新款B-2来扩充隐身战略轰炸机的装备规模;性能设计上要更适合未来的信息化战争,采购和使用成本上更低,可靠性和出勤率、以及部署灵活性上更高。