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美国空军、诺斯罗普公司联合推出B-21轰炸机

2022-12-03 18:33 作者:帝国苍穹fw190  | 我要投稿

       12月2日,美国空军和诺斯罗普·格鲁曼公司(Northrop Grumman)联合向世界推出了下一代隐身轰炸机,这是冷战后美国制造的第一种新型战略轰炸机,旨在重新关注太平洋广大地区的潜在冲突。

Brian Everstine图

       B-21轰炸机是在该公司秘密的42号工厂推出的,大约34年前,它的“前辈”B-2轰炸机也举行了类似的仪式。B-21是对该公司隐形飞行机翼形状的一次进化。这架飞机采用了新一代的低可见性技术,采用了比B-2更轻的油漆(涂层)方案,机翼看起来更长,进气道轮廓更低矮,有助于隐身。

        美国国防部长劳埃德·奥斯汀(Lloyd Austin)表示,该机将能穿透任何敌人的防空系统。

        “五十年来,低可观测技术的进步已经渗透到这架飞机上方方面面,即使是最复杂的防空系统也很难探测到空中的B-21。

美空军B-21官图

       今天的期待已久的推出仪式是在诺斯罗普·格鲁曼公司获得LRSB合同(远程打击轰炸机)约七年后举行的。

       诺斯罗普公司首席执行官凯西·沃登说,自从合同授予以来,公司在帕姆代尔的员工增加了一倍,并计划随着生产的增加继续雇用特殊准入计划批准的工人。轰炸机目前占该公司收入的10%左右,这一比例将一直稳定到2023年,然后随着时间的推移而增加。

美空军官图

       沃登表示,这架轰炸机是在数千种设计中反复试验的最终成果,最终得到了一架符合军种要求的轰炸机。

       美国空军参谋长小查尔斯·布朗表示,美国空军现在计划购买100架这种飞机,该机预订于2020年代中期开始交付。它将取代B-2和B-1B,与现代化的B -52轰炸机一起组成未来轰炸机机队的“骨干”。该机单价预计大幅度降低,约为“6亿”。

B-21渲染图

       同时结合众位高官的发言,B-21具有远程穿透能力,能使美军能够在印度-太平洋战区,以及世界上需要空军行动和提供联合部队所需能力的所有地区执行任务。同时属于机密的B-21航程比前人有增加,这使得它可以打击世界上任何地方,而不需要以前进基地为基础。同时它是可靠的,更容易升级。

       而很快B-21将进行飞行测试,预计将于2023年首飞。

B-21渲染图

       B-21继B-2之后,采用了大跨度飞翼布局,以提高巡航效率。但是B-21的机身更深、更宽,发动机集成度更高,而且没有B-2独特的机翼锯齿状后缘。这使得它在平面上类似于在B-2定型之前的1979-80年的先进战术轰炸机(ATB)概念。

      该设计将升力和重量分布在整个跨度上,使结构更轻,并提供较高的升阻比(L/D)。更细长的外翼在提供空气动力平衡的同时,是L/D的关键贡献者。后掠角似乎与B-2的33度相似,但可能略小,似乎是为了良好的跨音速性能而选择的。

先进战术轰炸机(ATB)概念方案变迁

        B-21进气道似乎布置的更深,更加“共形”。从空军公布的更高清的图片来看,每个进气道内都有一个垂直的“隔道”。目前尚不清楚这究竟是用于阻挡观察,还是为了将进口气流分散到。从机翼跨度和机身形状来看,这架飞机足够容纳四台发动机。

       B-21的配置可能也受到了诺斯罗普·格鲁曼公司20年前与空军研究实验室联合开展的传感飞行器项目上的影响,该项目旨在为未来的隐身、高空无人监视平台开发技术。

对比下B-2

       尽管以高空设计为中心,但随着B-21项目开发以及其此前开发RQ-180无人机系统的经验教训。可能已经帮助诺斯罗普·格鲁曼公司设计出新的解决方案,以解决B-2设计过程中遇到的气动弹性问题。毕竟历史上新增的低空高速飞行要求迫使该公司重新设计了B-2的机翼后缘。

        在B-2中,控制面运动需要在高速和低空阻尼阵风响应,气动弹性载荷被加剧。在最初更简单的ATB设计中,机翼弯曲模式的形状是一条曲线,几乎正好在后缘的曲柄处平分机翼。后来B-2通过增加W尾缘来实现修改,这为内舷副翼提供了空间。

前后对比

       类似ATB早期方案的B-21平台很可能依赖于舷外中央控制面(分体舵和升降副翼),这些控制面可能在第一个弯曲点与机翼相交的地方前面有一个压力中心。新的控制策略和重量的重新分配可能已经允许诺斯罗普·格鲁曼公司回到这种更简单的配置,而不必在机翼后缘缺口处增加额外的控制面。

       虽然B-21比B-2有一个不那么明显的鹰状轮廓,从侧面看,整体外观表明B-21的设计师遵循B-2使用层流翼型形状,结合了弧度的空气动力学性能和锋利的入射角,以降低雷达横截面。

前后对比

       为了克服将进气道嵌入机翼上方升力流场的明显缺点,设计师似乎广泛使用了计算流体动力学,将进气道前方和机舱内部的不同超临界翼型表面合并在一起。

       进气道的前方位置是一个挑战,因为在跨音速巡航飞行中,它位于局部超音速流动区域。在进入进气道之前,气流在机翼前缘扩张到超音速,然后再压缩到亚音速。

进气道特写

      虽然很难从视觉上确认,但深凹的B-21进气道的形状似乎是为了加速气流在上部的超音速流动,然后再进行压缩,成为向外机翼延伸的压缩区域的一部分。像B-2一样,进气道的存在似乎对B-21的机身以及跨中以上的机翼上表面的设计有很强的影响。

(注:本文翻译自航空周刊新鲜热辣迅速的一篇文章,有些晦涩难懂的地方用了机翻,对于部分内容进行了增补删改,新增了部分图片)

END


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