前言
珠海航展已经结束,但轰20并没有透露出任何消息,虽然出现了彩虹7这种翼展达到20米的大展弦比的无人隐身轰炸机,和轰20相似的地方,但它与轰20并不属于同一类型,无法完全代替轰20的战力。
推重比的大小决定了轰20能否成功
推重比(T/W)是衡量发动机性能的重要指标,推重比越大,发动机的性能越优良,飞机的加速、爬升和最大高度等性能也会更好。然而,推重比过高会导致发动机在所有任务中消耗更多的燃料;
现代战斗机的推重比通常在0.8到1.2之间。这一推重比范围意味着战斗机具有较高的推力输出,能够实现快速爬升、高速飞行以及灵活机动的能力。战斗机的设计重点在于提高机动性和作战效能,因此需要较高的推重比来支持这些性能指标。
轰炸机的推重比则较低,一般在0.25到0.5之间。轰炸机的主要任务是携带大量武器进行远程打击,因此其设计更注重载重能力和航程。较低的推重比有助于减少发动机的负担,延长飞行时间,并提高燃油效率
大展弦比飞翼设计能够提高飞机的巡航升阻比,在相同的飞行条件下,航程更远;轰20被设定为飞翼轰炸机,那么其最大起飞重量和发动机推力就是一个最重要因素,本文根据B2/B21这两种大展弦比飞翼隐身轰炸机做一个推测,
B21的起飞重量是多少?
B21试飞后有人在猜测起飞重量多少,有说90吨的,也有说120吨相差巨大,由于花旗国没有公布具体数据,大家都在猜测,实际上这是一个大展弦比飞翼轰炸机的一个重要参数,可以说这个参数选好,项目距离成功就很近了!
按照公开资料B2轰炸机的空重为57吨(也有数据77吨,但这个数据实在有点不靠谱)。机身尺寸:长度:21米,翼展:52米,高度:5米,4台GE F118-110非加力涡扇发动机,每台推力8.5吨,最大载弹量23吨,航油92吨,最大起飞重量170吨,那么B2轰炸机的起飞推重比只有0.2;而B52H轰炸机推重比能够达到0.27,在换了新涡扇发动机后,推重比已经达到0.3;而B2半油,减弹,发动机最大油门状态下的推力起飞,推重比可以达到0.3,从理论上来说飞翼结构升阻比常规布局的飞机要高,0.2推重比是足够的,但事实上飞翼结构在起飞阶段对推力要求更高,而高升阻比结构在高空巡航条件下才能发挥出优势;
虽然B2轰炸机具体在载荷不同飞行条件下的推重比变化并未详细资料。但可以推测,在不同飞行阶段和载重状态下,B2轰炸机的推重比会有所变化,以适应不同的飞行需求。例如,在低空飞行或高速飞行时,推重比可能会降低,而在高空或低速飞行时,推重比可能会提高。然而,由于B2轰炸机的隐身设计和综合性能的牺牲,其传统性不如其他类型的飞机,也就是说B2的0.2起飞推重比实在太低;至少需要0.3才能保证安全起飞;
而B21使用的是两台F135发动机推比10.5、加力推力19吨级别,其长度约为5.59米,直径为1.17米、最大推力(无加力)13吨级别、重量1.7吨,那么按照两台26吨0.3推重比计算最大也就是86吨级别,不比轰6级大太多;而B2轰炸机发动机为内嵌结构,虽然存在推力不足问题,但却无法更换;也就是采用了减油起飞方式,等于就是浪费了;
而按照网络上对于轰20设想会用4台WS18B最大推力为12吨,WS15无加里推力也就在13.5吨左右,结果造成很多预测数据都是参照0.2推重比计算,起飞重量达到240吨,实际B2这个依据就存在很多问题,所以拿这个来推测轰20就偏离实际太多,那么用4台WS15发动机0.3推重比计算,轰20最大起飞重量180吨这个范围,而用WS18B发动机最大起飞重量160吨这个范围,才能保证安全起飞;当然只要能够进入高空巡航状态,大展弦比飞翼结构升阻比高的优势就能充分发挥出来预计能达到20以上,这种条件开两台发动机都可以巡航飞行,航程至少能够增加30%以上;
大展弦比飞翼结构容易发生颤振
大展弦比飞翼在气动载荷作用下容易发生颤振,这是由于其结构柔度大,颤振不仅影响飞行安全,导致机翼变形,从而影响升力系数。而B2的结构就更加复杂,B2翼展达到53米,采用了翼身融合结构,升力面积很大,翼载荷330公斤/平方米,但却是一个中间硬,两头软的结构,如果是通常机身结果这种方式不是啥问题;
但B2机身短,又没有垂直尾翼对方向控制,这样一旦在空中强阵风,机翼容易发生抖动,然后传导到机身上,出现左摇右晃的情况,再加上升阻比低,就比较危险,B2的坠机应该跟这个关系很大,所以在B21上就改变了这种结构设计,采用了大肚子机身,延长了薄机翼,采用了预变形设计技术和复合材料结构来增加机翼刚度;
所以对于大展弦比飞翼结,除了加强结构外,需要在阵风检测和阵风减缓系统,通过调整飞机的控制面(如副翼、升降舵,增加全动燕尾翼等)的响应速度和幅度,来增强飞机对阵风的适应能力。例如,当检测到阵风时,控制系统可以快速调整控制面的角度,以抵消阵风带来的扰动。
结束语:
所以对于大型飞翼隐身轰炸机来说,实际上对于花旗和东大来说并不是非常成熟,很多东西大家都在探索中;现在花旗国走了飞翼轰炸机中型化路线,而这个对于东大来说需要执行洲际战略打击任务,中型飞翼轰炸机航程不足,应该还是会以走重型路线,采用大展弦比飞翼+可动燕尾翼结构,根据推重比及大展弦比机翼特性,估计未来轰20会装备4台WS15无加力发动机,最大起飞重量可以达到180吨,有效载荷20吨,航程能够达到16000公里,一次空中加油22000公里;
现在东大国已经形成了航展亮相核心装备的习惯,但对于轰20在下届航展出现不太可能,但下下届航展有些希望,大家拭目以待吧!好菜不怕晚么!
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