admin B-21！美国《空军和太空军杂志》分析B-21“空袭者”轰炸机的八大特征
2022年12月5日，美国《空军和太空军杂志》（原《空军杂志》）刊文分析了B-21“空袭者”隐身轰炸机的八大特征。这是12月2日该型机原型机公开亮相仪式（详见本号上期内容）之后，美国主要航空与防务媒体的一系列报道分析之一。我中心马圣超编译《空军和太空军杂志》此文主要内容，供各位读者参考；多数配图和几乎所有图注是原文没有配、本号增加的。
虽然新型B-21轰炸机的揭幕仪式仍保密隐藏了许多创新点，但对比自1988年首次亮相的B-2A轰炸机，超过34年的技术进步显而易见。
在2022年12月2日的B-21首次亮相仪式之前，诺格公司的一名高管向记者透露称，B-21是“有史以来最先进的隐身飞机”，并着重强调其将成为“每日飞行者”。这意味着该机的维护流程得到了精简，可每天执行多个架次任务而无需对其隐身功能进行大量维护。尽管该名高管表示，称B-21为“第6代”作战飞机的主要原因在于“内部”，但许多外部特征表明，该机是从同样采用隐身飞翼布局的B-2A轰炸机的技术发展而来。
图1 2022年12月2日，公开亮相仪式上的B-21首架原型机。此时，有杆牵引车正牵引该机缓缓前移，直至机头部分露出门线一些就停下了（现场直播视频截图）
一、进气道
B-21最显著的特征也许是其细长的、几乎无形的进气道入口。与B-2A轰炸机上较高的扇形进气口不同，B-21的进气口几乎是机翼根部的有机组成部分。由于陡峭的外形角度和大空腔结构易被雷达探测，因此这种构型利于隐身，但进气口又薄又浅，似乎无法引入足够的空气来为B-21的发动机提供动力。但一位著名的空气动力学家表示，“只要有足够的入口面积以引入所需的质量流量，发动机就可正常工作”。“真正的技术体现在进气道的设计上，进气道可通过截面面积的变化来控制空气在进入发动机前的流动畸变和梯度变化，问题更多在进气道管道形状的调整上。”将美空军发布的B-21图像放大显示后，会发现进气道入口中间有一个垂直叶片。进气口更加靠近前缘，可使其利用“库塔效应”。“流体倾向于在物体表明保持附着流动而不是分离”，“简单来说，这意味着向上和越过机翼前缘的空气将直接流入进气道，而不是向上越过进气道”。
这种纤细的进气道优点在于空腔结构更小，雷达探测到B-21发动机风扇叶片的可能性更低（因为风扇叶片是一个巨大的雷达反射源）。在B-2A轰炸机中，发动机隐藏在蛇形进气道后方，无法直接看到。
图2 停留在机库内的B-21首架原型机，美国《时代》网站在其12月3日的报道中独家发布。该文记者称是在首架原型机亮相前进行了参观拍摄。那么这张隐去了拍摄时间信息的照片，应该会是和图5至图7一样，都是在202年11月28日夜间到11月29日凌晨那轮亮相前拍摄活动中拍摄的，而《时代》记者还进行了考察采访。一个新闻媒体网站，提前三四天拿到信息和照片，但坚持到公开亮相仪式之后的12月3日才图文发表，这大概也在一个侧面体现了这种活动中获得授权的媒体对纪律的遵守吧 （美国《时代》网站记者拍摄图片）
2018年，美国弗吉尼亚州共和党众议员罗伯·惠特曼（Rob Wittman）曾非同寻常地披露了B-21这一机密项目的进展情况，称B-21基本走上了正轨，但在发动机进气方面遭遇了一些挫折。“对气流的设计非常非常不同，在这方面存在一些设计挑战”。发动机承包商普惠公司和“进气道承包商”之间存在意见分歧，后者抱怨道“我们能引入的空气只有这么多”，惠普公司则表示“不，我们需要在发动机前方引入一定量的空气”。问题来了，如何处理？要在两者之间折中么？普惠公司希望进气口引入更多空气，但会影响隐身设计。发动机和进气道必须协同工作，都是一架新飞机上通常会涉及的元素，这些元素从B-2A轰炸机的概念出发，改进后在在这个新平台上使用。
二、外形尺寸
尽管一直有传言和国防官员发表评论称，B-21将远远小于B-2A，但在这次亮相活动中，这种尺寸大小并不明显。由于在几英尺外出现了一架诺格公司的B-2A轰炸机，因此可对B-21的翼展进行粗略估算。结果表明，B-21的翼展可能仅比B-2A短22英尺（6.71米）左右，这表明B-21翼展为150英尺（45.72米）。然而，这样的估计不一定准确，因为B-21的后掠角可能比B-2A更大。在揭幕前的几分钟，与B-21在覆盖帆布情况下的近距离接触表明，其后掠角可能比B-2A更大，但尚不清楚其形状是否弯曲。
图3 2022年12月2日，公开亮相仪式上的B-21首架原型机，揭开机上罩布之前。从这张图可以直观感受到该型机的翼展较大（现场直播视频截图）
三、纵向高度
B-21的龙骨显然比B-2更深更宽，这意味着更大的武器舱和可能更多的内部燃料。国防部长奥斯汀三世（Lloyd J. Austin Ⅲ）表示，与B-2A一样，B-21将从美国本土基地起飞执行任务。然而，B-21的起落架位置显然比B-2A要高，每侧主起落架也是两轮而不是B-2A上的四轮。
图4 《空军和太空军杂志》依托美空军和诺格公司发布的照片，制作的B-21（左）和B-2（右）的并排比较。我们认为这张图并不是同比例的比较，只能进行一些外形特点的比较；同时该杂志认为，B-21的机腹比B-2更宽更深、因此武器舱更大和可能携带更多的内部燃料，也是不严谨的。相比之下，我们认为美国《航空周刊》网站12月3日发表的文章则更为严谨，只是说B-21的中机身或机腹相对于其整机尺寸来说，显得更宽、更厚，而没有直接横向比较，宣称其机腹比B-2更宽更厚（美国《空军和太空军杂志》图片）
四、平滑度
为防止雷达捕捉到接缝、面板线和突出的紧固件，B-2A尽可能地采取光滑的外表面。B-21的外观几乎如同打磨过般光滑，没有阴影和破损，甚至在座舱盖边缘也没有。根据诺格公司高管的说法，B-21项目已经彻底摒弃了在B-2A上使用的方法，如用胶带和填缝剂以填补表面的缝隙。B-21（译者注：此处原文中为B-2，应为作者笔误）的外壳被设计为具有足够的韧性，可使飞机在完全隐身状态下每天进行多架次的飞行，而B-2A在每次任务后都要进行低可探测性的维护。公司高管在首次亮相时表示，B-2A也受益于B-21上使用的技术，减少了胶带的使用，提高了飞机的隐身韧性（持续性）。
图5 公开亮相仪式后美空军发布的两幅B-21原型机照片之一，这个刻意的拍摄方式，产生了很大的横向视觉误差，使人很难判断飞机真实的机翼和机腹几何尺寸关系和翼展。另外，这张照片的拍摄时间信息是2022年11月28日晚上7点多（假定准确，以下图注同；但我们问了摄像大拿，这些信息是可以调整修改的），比下面诺格公司发布的照片（图7）只晚了几分钟。从照片信息看，它和图6、图7一样，都应是使用尼康D5相机拍摄。所以，美空军和诺格公司在这架原型机亮相前，可能搞了一轮照片拍摄活动？否则不可能在公开亮相仪式刚结束同步就发布明显不是现场的照片。而且，从时间差来看，是先将总装厂房中的灯关了拍摄，因此就有图7那样的照片；然后再开灯拍摄，就有了上面这张照片？（美空军图片）
五、驾驶舱风挡
与B-2A的4窗环绕式挡风玻璃不同，B-21有2个梯形前窗和2个两个长边窗，并不是常见的几何形状。视窗边缘似乎与飞机外表面完全相连，没有明显的接缝、边缘或框架。再加上更深的龙骨，B-21明显给人一种“飞碟”般的印象，尽管这肯定是无意而为之。
六、起落架舱门
B-21上的起落架舱门在设计上比B-2A上的锯齿边门更加简单。“尾码”ED出现在主起落架舱门上，代表加利福尼亚州爱德华兹空军基地，后续测试将在那里进行。当年B-2A的起落架舱门上也出现了密苏里州怀特曼空军基地的“尾码”。第一架B-21编号为“00001”。在B-21机头正下方的飞机上，刻有诺格公司飞行试验的通用机翼型标志。
图6 公开亮相仪式后美空军发布的两幅B-21原型机照片之二。这是在公开展示前从总装厂房特别拉出来拍照，还是此前某个时候在这个厂区附近进行了一些地面试验之后拍照了？因为看原图信息，这张照片是在2022年11月29日凌晨2点多拍摄的；当然，我们基于以前的分析经验，知道必要时这些照片的拍摄日期信息是刻意调整之后的，只是不知道这张照片的背景很配得上时间信息，且与图5和图7可以按亮相前的一轮拍摄活动理解，因此我们认为这个研判是可以用来参考的（美国诺格公司图片）
七、“鹰的喙”
B-2A在其前缘的最尖端有一个明显的“喙”。B-21也存在这一特征，但该位置距离挡风玻璃前方更远，而且更长更平。
图7 公开亮相仪式后诺格公司发布的B-21原型机照片，可看到进气口、风挡、舷窗等的正视特征。显然，诺格公司发布的这张照片比美空军、美国《时代》网站发布的照片都保守。这张照片的拍摄时间信息是2022年11月28日晚上7点多。这样看的话，上面美空军发布的拍摄时间信息是11月29日凌晨2点多的厂外照片（图6），会不会和这张照片是在同一轮亮相前的照片拍摄活动中拍摄的呢？如果是，那么在这轮活动中，B-21的首架原型机确实曾被拉到厂房外拍照，这是因为美空军太空态势感知系统显示，不可能有其他国家的光学侦察卫星在11月29日凌晨2点左右过顶拍摄空军42号工厂的侦察图像吗？但结果我们知道了，如果真有这轮拍摄活动的话，美空军和诺格公司选择了其中3张难以看出细节和进行进一步分析的，在亮相仪式后公布出来了 （美国诺格公司图片）
八、涂装
B-2涂装使用FS 36118“炮艇灰色”涂料，在胶带粘贴区域有部分变化，适于夜间作战。B-21则整体使用浅灰色，可能是FS36375“光罗盘幽灵灰色”，这可能有助于减少其在白天的视觉和红外特征。
美国《航空周刊》在12月3日的分析中比较了B-21原型机外形上与B-2A的一些可见差异，其中也包括了涂色差异（美国《航空周刊》图片）
《空军和太空军杂志》认为，有关B-21的更多细节，在一段时间内预计仍不会公开。飞机尾部在首次亮相时并未展示，项目官员表示他们计划尽可能长时间地对该部分保密。然而，此时将B-21从工厂推出，意味着该机将很快进行外场发动机和滑行测试，可能在远处会被民众看到。一旦出现这种情况，在加利福尼亚州帕姆代尔42号工厂外的公共土地上露营的摄影师，无疑将很快拍摄出长焦照片，从而证实或证伪最初的猜测。B-21预计在2023年年中首飞。
本篇供稿：科技战略与系统工程研究所
0条评论