中国轰20隐身轰炸机研发揭秘(图)

2017-02-18 | 来源: 新浪网 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

　　虽然中国若干无人机、美军B-2轰炸机等早已使用这一飞翼布局，但轰-20轰炸机的研制难度依然令人乍舌。

　　这反映在以下各个方面：

　　一、纵向静稳定难以保证

　　静稳定，粗略的说是指飞机在飞行中会趋向于稳定，当发生偏移时的飞机会趋向于回到稳定的飞行状态。在现代作战飞机中，特别是战斗机（例如歼-20），常常借助于复杂的自动化飞行控制技术，令飞机处在静不稳定的状态，这样飞机的机动性会特别的出色，但需要计算机搭配先进气动控制手段，让飞机不至于彻底失控。有的战机根据飞行状态、重心变化等原因，可能在静稳定和静不稳定之间游走，给飞行控制带来极大挑战。

　　对于轰-20轰炸机，因为它考虑到隐身等要求，采用的是没有专门尾翼的飞翼布局，在保持静稳定方面有更大的困难 ---- 这也是二战结束后若干美国飞翼轰炸机（例如XB-35）未能获得成功的主要原因，这种布局要保持飞行稳定实在太难了。

　　常规布局的飞机，利用尾翼的正负升力，即可有控制的飞机的稳定状态。现代战斗机常常使用的翼身融合设计，一般有着纵向静不稳定的特点，但平尾可以很好的解决这一问题。可是轰-20轰炸机的飞翼布局，并没有平尾，全机气动焦点比较靠前，只能依靠其他更为先进、也更为困难的手段来控制。

　　例如，对于实质上采用平直翼飞翼布局（后掠角太小）的飞机来说，需要在翼型下下功夫，包括了使用特殊弯度设计的翼型，或后卸载翼型来满足稳定控制要求。如果是后掠飞翼，则使用对称翼型或带有小正弯度的翼型，或略有后卸载的翼型。另一个重点是机翼的几何扭转、气动扭。通过这些方法，飞翼处于飞机重心后方的翼尖就有着尾翼的作用。

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　　二，难以通过内部系统位置设计控制重心

　　飞翼布局的轰-20轰炸机，实质上只有相对短的机身，因此机翼、机身等各个部分的位置和比例，要比常规布局的飞机更为固定。在设计时，如果改变常规布局飞机里各种系统的位置，可以较好的控制飞机重心，但轰-20轰炸机的设计难以做到一点。基本上，轰-20轰炸机因为需要配备一个靠前的驾驶舱、中后部的弹舱，发动机只能靠在中部两侧，油箱也只能位于机翼内部和机身较小的空间内，在纵向上改变各自相对位置的宽余度很小。

　　特别是在后掠角小、等同于平直翼的飞翼布局飞机上，这一系列困难使得气动焦点本来就非常靠前。而要进入静稳定状态，意味着重心还要在焦点之前，那么几乎就没有办法在机身后部安排更多设备或者弹药、燃油，这显然困难很大。因此后掠飞翼布局要更为广泛的获得采用，因为焦点没有那么靠前，便于将沉重的弹药、发动机等等安排到后部，而且重心改变时移动距离小。虽然轰-20后掠角将有限，但必然需要考虑这一因素。

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　　三，轰-20轰炸机需要满足多种用途的复杂机翼

　　由上所述，轰-20轰炸机的机翼不再是简单的提供升力，而是要负责提供纵向等等控制力，这让机翼设计进一步复杂化 ---- 必须将两者综合考虑，才能设计出轰-20的机翼。前面提到，后掠飞翼布局对于轰-20轰炸机来说有着重大优点，但是它的重心位置不利于稳定与气动特性的综合结果，所以比起平直翼飞翼布局要更为难以实现。

　　轰-20作为一种有着大展弦比的飞翼布局轰炸机，纵向稳定在飞机迎角变化时更为敏感，机翼需要有迎角限制、纵向增稳的技术手段控制，这样才能保证飞行员控制有力。进一步分析，飞翼布局机翼、机身作为一个整体，气流流场的变化要比常规布局飞机变化更多，这又是一个新的挑战。

　　轰-20因为没有垂尾，横向静稳定也不如常规布局的轰炸机。但是就后掠飞翼布局的轰炸机而言，横向静稳定性依然在可以接受的范围，基本处于横向静稳定状态。但在航向稳定性上要复杂得多，因为没有垂尾，轰-20必然在航向上处于静不稳定状态。而且，机翼是很难产生较大侧向控制力的，轰-20这一飞翼布局的航向静稳定控制，主要依赖机体的气动设计，需要令重心之前的机体部分尽量产生较小的航向侧向气动力，也就是说这一部分前缘要尖锐、重心要适当靠前、座舱等外露部分要阻力较小，这样会减小控制航向静稳定的困难。此外可以借鉴B-2轰炸机起落架舱门兼任稳定面的设计。