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代表人類隱身飛機的巔峰,單價高達24億美金的B-2隱形轟炸機有多少黑科技?

文|老白

468 代表人類隱身飛機的巔峰

在冷戰時期,蘇聯以強大火力、各種中遠程防空導彈和高空高速國土防空攔截機布局空中防禦系統,作為老對手美國一直想要一探蘇聯本土的秘密基地,因此美國研發出了大名鼎鼎的SR-71黑鳥偵察機,雖然這款偵察機能夠刺探蘇聯的各種秘密基地,但是卻沒有任何後備裝備能隱秘的突破蘇聯防空網,摧毀蘇軍的洲際彈道核導彈發射基地和其它重要戰略目標,所以當年的美國空軍就想要一種擁有避開對空雷達探測,潛入敵方縱深執行任務的新型戰略轟炸機,在這個背景之下的美國國防部其實早就向洛克希德、波音和諾斯羅普公司提出要研發一種低可探測性飛機的要求了,因此當空軍提出這個要求的時候,美國國防部就直接正式批准了空軍提出的研製這種飛機的申請報告,並秘密授權啟動隱身轟炸機項目,命名為先進技術轟炸機,簡稱為ATB,而這個項目的最終產物就是今天武器大講堂的主角-B-2隱身戰略轟炸機。

講堂468期視頻

單價高達24億美金的B-2隱形轟炸機有多少黑科技?

當年這個項目有兩大陣營,一個是擁有很多先進隱身飛機設計經驗的洛克希德和羅克韋爾團隊,這個團隊提出的方案代號為高級釘,設計的轟炸機方案類似於F117隱身戰鬥機。

而另一個團隊是諾斯羅普、波音和LTV團隊,這個團隊提出的方案是代號為高級鑽石的方案,這個方案的設計跟今天的B-2很像,很明顯,最後是諾斯羅普團隊獲得了最終的ATB合同。

諾斯羅普團隊的設計方案是一個純粹的飛翼結構,飛機上沒有垂尾或方向舵,這個團隊中的諾斯羅普公司主要負責製造前中央機身和座艙,飛機前後緣以及控制翼面,和最終的產品調試整裝等工作,其他的成員波音公司負責製造後中央機身和彈艙,以及外翼段和起落架。LTV負責製造包括發動機艙在內的機翼中段和尾噴口。

最終設計出來的B-2轟炸機長21.0 m、翼展52.4 m、高5.18 m、空重71.7噸,可以看得出來翼展比機身長度還要長得多,這是因為當年為了避免在高亞音速時產生過多的阻力,設計成這樣的比例。

機身的外部結構可以看成是由12根互相平行的直線組成的,機翼的前緣直線與機翼後緣和另一側的直線平行,機身的前中部是駕駛艙和前起落架艙的位置,中線位置稍微隆起,用來安裝座艙、彈艙和電子設備。

側面看上去非常像一隻滑翔飛行的鳥,在空氣動力學方面,機身的外形很好的從大自然獲得靈感。兩側是發動機艙的位置,後部則是後起落架艙和大型的操縱翼面,整個機身和機翼的材料為鈦合金、鋁與複合材料結構,主要是由波音公司和LTV公司製造,當年這倆家公司還為了它特意增加了14000名職工進行生產。

B-2的飛翼結構上,除了尾噴口後的區域外,飛翼後緣布置有9塊大型的操縱翼面,因為跟傳統的飛機不同,B-2轟炸機沒有垂尾,因而在飛行的時候左右轉時沒有自動回中氣動力。

所以為了解決沒有垂尾造成的問題,在飛翼的外段後緣設計成了被稱為 「減速板-方向舵」的開裂式翼面,這個翼面在同時開裂的時候就可以作為減速板來使用了,而在不對稱開裂的時候,就會造成左右翼的受力不平衡,達到方向舵的目的。

而B-2的技術指標中,還有一個就是隱身能力,因此當時設計的時候,在外形上就可以實現雷達的不對稱反射。

例如B-2的基本雷達反射角度圖中,可以看到會對地面雷達波和機載雷達波反射到無關緊要的一個角度,因此本身的幾何結構設計就可以達到對雷達的隱身能力了,並且機身的表面還覆蓋了一層特殊的彈性材料,這種材料能使B-2轟炸機的表面保持均勻的電導率,從而可以減少來自接頭或接縫處的雷達波反射。

當然,機身上還有一個地方不能依靠外形進行隱身的部位,這個時候就需要塗上雷達吸波材料,這種材料是多層噴塗的塗料,含有將雷波能量轉換成熱能的成分,按照一定的厚度噴塗,能夠將特定波長的雷達波在塗層兩面反射,從而相互抵消,當然,這種吸波材料的成分目前仍然是高度機密。

動力方面,進氣口為了達到對機載雷達隱身的目的,也設計成了鋸齒狀的進氣口,進氣口設計在背部,遠離機翼前緣,這樣的話能夠避免來自下方的雷達波照射到。

發動機則深深地埋在飛翼內,這種方法配合上彎曲的進氣道,基本上能夠完全的避免發動機會產生雷達反射了。

發動機採用的是4具通用電氣公司的F118-GE-100無後燃器渦扇發動機,每個發動機艙安裝兩具,這款發動機在很多美軍的先進飛機上都有配備,單台最大推力77KN,這種發動機是低旁通比發動機,因此只需較小的進氣和排氣系統就可以提供運作,所以4台引擎完全可以達到B-2轟炸機的設計需求。

這四具引擎能讓B-2轟炸機擁有0.95馬赫的最高速度,實用升限為15200米,機內載油量為75.75噸,能讓它擁有11100 km的續航里程,對於轟炸機而言,這個實力配合上空中加油,完全能讓它達到全球到達的實力。

而發動機排出的氣體如果不處理會有很高的溫度,對於一款隱身轟炸機而言,這樣會產生很明顯的紅外特徵,因此B-2轟炸機除了將發動機深埋在機身內部來最大限度地減少紅外線特徵之外,還在發動機的進氣口做了優化。

在進氣口下方邊界層上,設計了一個冷空氣入口,由邊界層分離板隔開,從這裡進入機身的冷空氣一方面通過機內的管路給機內的零部件和機載設備降溫之外,還在噴器口處跟熱排氣混合,從而降低排氣溫度,減少排氣的紅外輻射。

駕駛B-2轟炸機其實只需要一名飛行員就可以,在特殊情況下只需要一名成員就可以完成整個轟炸任務,不過一般情況下機組成員都是兩名,其中一位是位於左側的飛行員,另一位是負責導航和武器投放的任務指揮官,座艙內安裝著三把ACEII彈射座椅。

在座艙的前方和兩側是4片大型風擋玻璃,這幾個玻璃是不可以打開的,而進出飛機不能像戰鬥機那樣打開座艙蓋,而是通過機腹的艙門進出座艙,不過在每個座椅的頂部都有易碎艙蓋,在緊急情況下可以通過座艙頂部的易碎艙門彈射逃生。

在每個成員前方都有4個彩色CRT顯示器,這四個顯示器分別顯示不同的信息,在右側是數據輸入面板,左側是一組油門信息等等,機內大量的自動化的操作系統,也就能實現前面說的只需要一名成員就可以完成任務的實力。

B-2的機載雷達非常強大,採用的是休斯公司製造的AN/APQ-181型相控陣雷達,這個雷達只需要通過信號陣位的改變和組合,就可以對不同角度和不同方位進行掃瞄。擁有合成孔徑雷達工作模式和反合成孔徑雷達模式,合成孔徑雷達工作模式下可以清晰地獲得161千米內地表的掃瞄圖像,而反合成孔徑雷達模式主要用於識別和捕捉海上目標,在最佳工作模式下最遠有效距離可達128千米,這個雷達系統還能讓轟炸機使用地形匹配和地形規避技術,貼地低空突入敵方空域執行轟炸任務。

武器方面,B-2轟炸機發動機艙之間的機身下方並列布置著兩個大型彈艙,彈艙內掛載武器掛架,例如以堆疊式炸彈掛架最大可以掛載18噸的Mk 82 500磅低阻力通用炸彈,或者攜帶80枚750磅等級集束炸彈,這些炸彈主要用於普通轟炸。而攜帶波音最新研發的旋轉掛架的時候,能攜帶16枚AGM-129型巡航導彈、16枚B63型核炸彈或者是巨型鑽地彈等等。

目前一共生產了21架B-2隱形轟炸機,單機造價高達24億美元,單位價值比黃金還貴兩至三倍,美國空軍稱其具有全球到達和全球摧毀的能力,首次公布的參加實戰是在塞爾維亞的科索沃戰爭中,在後來的2003年3月,B-2轟炸機還投入了伊拉克戰場,表現出驚人的準確度和隱秘性,而其他的秘密任務具體是如何的目前就不得而知了。

雖然在實戰中表現出色,但是B-2轟炸機也有失誤的時候,在2008年2月23日,一架B-2轟炸機在起飛前,3個感測器因水汽受損,導致飛控電腦錯誤計算起飛所需的飛行速度和上升角度,造成飛機沖向地面爆炸起火,炸毀了價值24億美金的轟炸機。

B-2轟炸機具有很多出色的設計和超強的作戰能力,可以說是具備了F117戰鬥機的隱身能力和B-1B轟炸機的作戰能力,在很長一段時間之內都將會領先世界轟炸機領域許多年。

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