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最近些日子,航空航天又發生不少事情,迪拜航展印巴戰機 PK,馬斯克的星艦超級火箭二爆,還有殲 10C 出口中東的謠言等等,先還一個舊賬,那就是 B-21" 突襲者 " 戰略轟炸機細節遺留的問題。
#1 B-21 轟炸機補遺之輔助進氣門
這個圖,豎起來的東西不是那麽清楚,天線也不對,初步判斷是飛機的低速輔助進氣口,最近幾天有新圖了,完全無誤。
這就是 B-21 更優化的設計:單片順流式輔助進氣艙門,可以隐約看到根部有 2 個轉軸,前緣後掠角比較大,初步估計在 35 度左右,後緣則是一個比較小的前掠角,大約 15 度左右。
這種設計的優點是,首先艙門的數量減少了一半,降低了重量和複雜性,也少了一半的附屬驅動裝置;同時這種設計還極大降低了艙門的迎風面積和開關的阻力,能使用更低功率的舵機驅動,而且這種設計,還能帶來更寬大的工作區間,而且從正面來看,也不會明顯影響雷達隐身,側面當然是大問題了。
B-2 的輔助進氣門設計,采用突出的風鬥式設計,進風效果比較好,麻煩就在于結構比較複雜,而且速度較高時候關門比較費勁,結構要做的比較強也比較重,而且需要多套作動器,B-21 設計更簡化些,但是艙門做的比較尖銳,剛度較差,需要比較好的材料,這一點,在高強度碳纖維增強材料極大豐富的今天,毫無問題,采用 T1000 碳纖維做個闆子,很輕而且很結實,不是啥問題。
飛機的個頭比 B-2 小了一圈,但是飛機的性能卻不見得嚴重縮水,美國國防部和廠家的高官宣傳,飛機航程超過 B-52 的 8800 英裏(14000 公裏),目前知道的消息是 B-2 航程 6900 英裏(11000 公裏),也就是說,該機的内油最大航程将超過 14000 公裏,這是一個很牛叉的數據。
該機的亮點還有:載荷種類最多,預計将裝載所有 B-2 轟炸機的武器,普通炸彈,核炸彈,精确制導炸彈,巡航導彈等等,還包含最近 20 年新出現和正在開發的全新的武器,比如 AGM-158 隐身巡航導彈的各種變種(反艦,對地攻擊等改型),也可能投射 ADM-160 誘餌導彈,畢竟該彈的射程都到了上千公裏,假如美國的戰區信息網絡做得足夠強悍的話,發射 AIM-120 或者未來的 AIM-260 遠程空空導彈,也不是不可以想象的,最近些年美軍大量裝備的 SDB1 和 SDB2 精确制導小直徑炸彈,射程遠,精度高,重量輕,尺寸小,也将大量裝備該機,一次挂個 50-60 像葡萄一般估計也可能。
至于目前熱火朝天的高超武器,該機估計也不會缺席,主彈倉大門長度在 7.5 米前後,安裝一款長度 7 米的高超武器,也不算啥難題,長度這麽大,容納高超輕而易舉,相比之下,美國空軍開發的 LOW B 版本高超,洛馬公司的死鬼導彈 AGM-183A,最大速度 6.5-8 馬赫,射程 1600 公裏,全長約 5.89 米 , 彈徑約 0.66 米 , 整彈重約 2.27 噸,按照 B-21 的彈倉極限尺寸來設計新型空射導彈,最大重量 4 噸左右,最大長度可以增加 1 米以上,射程增加到 3000km 以上甚至 4000 公裏很有可能,尤其是 AGM183A 導彈被取消,剩下的是超燃沖壓發動機推動的新型導彈,射程會更遠一些,所有這些因素組合起來,B-21 極限狀态可能挂載射程 5000 公裏的高超導彈,按照美國的摳搜樣,估計 2000-3000km 就滿足了。
AGM-183A 高速空地導彈的失敗,就是一個技術難度不太高的火箭助推末端滑翔導彈,中國都搞定了,俄羅斯聽說也有了,但是美國卻讓人覺得匪夷所思,要麽丢不下去,要麽丢下去不點火,要麽點火找不到目标,這讓世人對洛馬公司研發導彈的能力嚴重打了一個問号。
HAWC 導彈,這是超燃沖壓發動機推動的高速遠程空地導彈,超燃沖壓發動機發動機的工作範圍在 5-10 馬赫,按照極限計算,該導彈最大速度 10 馬赫,實際上不一定做得到,超燃沖壓發動機有個怪毛病,速度越快,發動機推力越小,折騰的不好甚至是負數(有很多原因,最麻煩的一個是進氣道空氣瘋狂壓縮急劇升溫使得燃料提前離解,這種趨勢速度越快越發嚴重)。
卡在高速段的國家很多,坐在門檻 6 馬赫的國家多如牛毛,連印度好幾年前都突破了 6 馬赫超燃沖壓樣機試飛,目前中美俄都在努力,不知道誰最先突破并裝備,中國就提到了一個創新的斜爆震的設計,比較有前途,最終還知道實際産品表現如何。
就高超武器裝備而言,中國目前在世界第一,俄羅斯第二,美國現在還是 0,從研發曆史來看,美國投入最多時間最長,坑挖了幾十個,但是沒有一個坑足夠深到水層,聽起來很像 ED 的帥氣海王或者渣男。
超燃沖壓發動機推動的高超導彈火遍地球東南西北,連日本人都來趕時髦,主要優點是,導彈的速度快而且超級機動靈活,射程也不錯,雖然導彈最大速度遠遠趕不上傳統的超高速彈道導彈,但是過載能力極強,而且可以在敵人防空導彈系統比較尴尬的高度飛行,所以受到了非常多的追捧,這也是下一代反艦導彈或者空地導彈甚至空空導彈的必備技能。
B-21 轟炸機目前有很多争議,巨大的 3 個彈倉,還是保證能力不會比 B-2 降低多少,雖然美國人宣傳載彈量大于 13 噸,實際可能也有 20 噸量級,最大的可能是,中央大倉挂大型武器,側面較小彈倉挂載較小的武器,比如 SDB 這種小東西,這就比較合理。
某些網友認爲,雖然 B-21 的主起落架從 B-2 的 4 輪降低到 2 輪,這并不完全代表飛機的重量減半,還包含 2 個細節,第一個,飛機輪胎可能采用更大胎壓設計,B-2 首飛過去了 30 多年,這種能力進步很常見,第二點,飛機的機輪雖然和 B-2 轟炸機看着直徑類似,但是輪胎的寬度明顯比較大,承載面積更大,經過各種燒腦的測量,大約給的一個結論是,該機采用新輪胎的能力估計有 B-2 轟炸機的 70-80%,配合最近 30 年美國在航電設備,機體材料上的巨大進步,飛機重量大幅度減輕,作戰能力反而提升,并非虛假。
總體來看,B-2 轟炸機性能并不落後,軍方最讨厭是該機糟糕的可靠性和維修工時,飛一小時修 100 多小時,很難讓人接受,這就是諾格公司需要全力以赴改進的地方,尤其是脆弱的隐身塗層,他們需要開發一種耐磨耐氣候頻段寬吸收能力強的産品,最近 30 年的努力,應該也有相當的成果,我們雖然起步比較晚,但是最近些年,隐身塗料有了很大進展,各種花樣,而且殲 -20 部隊很少見空調機庫場景,這也說明我們的技術也不錯。
總結來看,該機雖然個頭小了一圈,但是性能并不算差,值得認真對待,這裏也要特别指出,美軍對該機最大的期望,還有廠家的最大 flag(旗子),可以輕松穿透中國現在甚至未來的防空網絡,這裏就恭喜他們好運了,看看是他們的隐身技術好,還是我們的反隐身米波雷達牛叉。
對付隐身戰鬥機層面,我們的反隐身雷達比較比較有把握,在相當遠的距離上穩定探測美國的 F-22 和 F-35,目前針對 B-2 的消息,雙方都沒有做啥報道,美國官員有 B-2 無敵穿透的發言,但是僅僅是個案。
最近 30 年,中國防空技術的一個發展重點就是對付隐身飛機,最開始是 F-117 和 B-2,後來是 F-22 和 F-35,現在要加上 B-21 和 RQ-180,爲此雷達研究所費了無數精力和财力,取得了很多成果,但是也不能自滿,新一代隐身飛機 B-21 轟炸機和 RQ-180 無人機和未來的美國空軍的 NGAD 和美國海軍的 FAXX 戰鬥機,都會繼續在隐身上大做文章,我們還得繼續努力。
曆史性的時刻,民間攝影師 Matt Hartman 第一個抓拍到了 B-21,成爲新一代網紅,在機場外持續的等待獲得了豐厚的回報。
#2 獵鷹教練機
現在看迪拜 2023 航展的消息,就看南昌飛機公司 L-15 獵鷹教練機,第一個是阿聯酋購買 12 架 L-15 教練機作爲飛行表演隊專用飛機,4.4 億美元,大約一架 3000 萬美元多點,也算物美價廉,作爲一款長壽命高機動的多用途教練 / 攻擊機,這一勝利來之不易,唯一的疑問是,該機發動機何來?
烏克蘭的馬達西奇因爲戰争停産,不可能繼續交付發動機,中國國産的渦扇 -17 也就最近開始重新啓動,要給客戶交付,肯定來不及,可能會拆下目前客戶用的發動機給外國大戶先對付上,過幾年再用國産發動機,一款新發動機,即使是 4 噸推力的小渦扇,沒有 4-5 年時間是搞不定的。
恭喜南昌飛機公司,又拿下一城!
另外一個是巴基斯坦決定從中國購買 L-15 LIFT 超音速戰鬥教練機,接替老舊的殲 -7PG 超音速戰鬥機,這有 2 個解讀,一個是直接替代殲 -7PG 做雙座戰鬥教練機,另外一個是接替巴基斯坦老舊的殲教七,後者可能更大,L-15 安裝加力渦扇發動機後,最大速度隻有 1.4 馬赫,參戰的話,比較勉強,巴空軍空戰目前依靠 F-16CD,殲 -10CP,還有枭龍戰鬥機,數量足夠,性能也不錯,尤其枭龍 3 和殲 -10CP,應對印度空軍的所有型号基本都行。
L-15 LIFT 作爲多用途的超音速教練攻擊機,估計兩種用途,一種是超音速飛行體驗,畢竟巴引進了很多 K-8,不可能學我們财大氣粗全部報廢全部 L-15,而且我們現在也發現初教 6 到 L-15 跨度有點大,雖然節省了三分之一的飛行時間。
另外一種作爲一種較弱的武器投射平台,讓飛行學員學會發射空地導彈,精确制導炸彈,以及空空導彈等,這種培訓可以節省大量的時間和經費,尤其是殲 -10CE 和枭龍的飛行費用比較貴,使用 L-15 培訓的話,估計可以降低一半。
上下圖對比,就是老獵鷹和新獵鷹的機頭區别,獵鷹教練機也經過改進,加長機頭,加粗雷達罩,可以安裝不小的雷達。
L-15 可以安裝一個較小直徑的相控陣雷達,在中國目前先進雷達技術的加持下,小口徑雷達也可能做到 80-100 公裏的探測距離,作爲一款廉價的輕型攻擊機也夠用了。
獵鷹教練機性能參數表,還是很不錯的。
獵鷹教練機到航發研制思路
獵鷹教練機吃虧在發動機上,最早烏克蘭方面提出 3 億人民币出售發動機技術,但是國内出于不知名的原因拒絕了,而且很奇怪的是,作爲一款空海軍大量裝備的軍用教練機,中國航發應該立即爲該機研發一款配套的發動機,但是很奇怪,搞半道突然停了,此後多年就一直買買買,直到去年俄烏開戰,馬達西奇工廠被俄羅斯導彈炸平。
後面的原因很奇怪,難道是客戶不願意提供研發的資金,航發也不可能自掏腰包,雖然前些年,航發的宣傳是,各個量級的發動機都要有,但是這種宣傳解決不了根本的問題:研發資金哪裏來?沒有客戶的對标應用飛機型号,客戶咋個可能給你買單?國家給航發的科研經費也沒有富裕到遍地開花的地步?
這種向美國航空發動機看齊的理想心态,實際上還是走不出去的,我們國家的軍費并非到了美國那種随便花的地步,按照航發自己的心願自主研發發動機,僅僅是一種理想,實際運作還是得走發動機配套飛機項目走的老路。
渦扇 17 發動機,加力 4.2 噸,和烏克蘭發動機一樣指标
# 三代大推力航發死亡複活魔咒
航空發動機難度巨大,耗時長久,耗資巨大,不是大國根本耗不起,中國的國力到目前爲止,就成功支持了第一次真國産發動機:太行發動機大推力渦扇發動機家族,目前太行發動機裝備在幾乎中國所有戰鬥機上,殲 10,殲 11,殲 20 等,而且該型還更換風扇取消加力燃燒室變出了渦扇 -20,裝備 -20B 上,從技術開始預研計算,前後耗費 40 年,可見難度之大。
而且太行發動機在這個漫長過程中,發展了 10 個改型,活下來的寥寥無幾,這就是研制新型戰鬥機國家很少的原因,就發動機就燒不起,不僅僅是時間,無數的鈔票和設備設施投資,還得要很多很多的專業人才。
另外一個勉強成功的分支就是渦軸發動機,依靠法國人的技術援助,好歹順利翻過來了,現在要研發 2000kw 和超大功率的大渦軸,完全靠自己,真的還是很難,整不好,還得從法國或者烏克蘭搞技術引進。
就這個角度來看,國内的甲方,對航空發動機研制的艱巨還是認識不足,撥款舉例實際需要差距甚遠,對比美國俄羅斯甚至法國,他們在航發上的投資可比我們多太多,材料測試,部件實驗,真機實驗,次數多時間長,各種科目都完全的測試,我們現在航發還是弱,不少科目從來沒做,就是投資不足。
今年渦扇 -15 發動機開始裝上殲 -20 試飛,結果還不知道,按照常理,不出意外的話的,可以在未來的 2-3 年内定型量産,假如出意外的話,那時間會變得更長,假如像太行發動機一樣,大死一次,推翻重來,又是 10 年以上的時間,甲方根本沒有這個時間等。
大推力航發的困難是衆所周知的,全世界在三代發動機上都吃盡了苦頭,幾乎不死一次沒機會。
美國 1975 年空軍 F-15AB 戰鬥機服役,結果配套的 F100-100 發動機死了一次,拖了 10 年,才到 F100-220 增重解決,坑慘了 F-15AB,變機庫皇後,而 F110 發動機(應該叫 F101 的小改型号),則是在前身 F101 上頻頻爆出事故,搞得欲仙欲死。
雖然美國航發實力親啊,但是中等推力(7 噸出頭推力)的 F404 發動機,早期飛渦輪盤,還有钛合金葉片起火,坑慘了美國海軍,到了新一代 F414,照樣飛零件,袋鼠國的 F-18EF 地面爆炸,打壞飛機,最終廠家不賠,你也沒啥招。
大名鼎鼎的 AL-31F 更不用說了,換了好幾個總師,折騰了無數次,勉強對付用,壽命和可靠性還是差距美國發動機很多。
法國的 M88 發動機,則是第一步就跪了,M88-1 的 8.3 噸推力,立即就把渦輪葉片一次又一次的燒壞,廠家不得不跪地求饒,讓達索公司設計師降低發動機推力指标,後來到了 M88-2,推力降低到了 7.5 噸,就這樣,前後還花了 20 年,早期燒渦輪葉片也很厲害,就這樣,法國人還對外吹噓,可以按照客戶的需求加大風扇,推力可以輕松增加到 9 噸,呸!
三哥的卡福利,重量超标,振動無比大,直接推力少 1 噸,台架直接過不去,耗了 20 多年終于放棄了,今年又瘋了一般撿起來,塞 LCA 上準備試飛,真是服了,而且法國人也忽悠他們,可以共享 11 噸推力的變循環發動機技術,用在法國自己的 FCAS 和阿三的 AMCA 中型隐身戰鬥機上,共同研制 A 錢,看看他們上不上鈎。
凡事都有例外,英國人在 RB-199 和 EJ-200 發動機上走的就比較順利,沒有特别大的醜聞,主要原因還是技術基礎紮實,而且軍用發動機的推力指标要求都明顯比美國俄羅斯同時代産品降低太多,和對标的美國發動機相比,最大推力幾乎小了一半,使得難度暴降,對它正好,就這個角度而言,英國發動機技術還是比法國強大太多,雖然比美國差不少。
好了,就這些。