爱吱声

标题: 轰-20会是超音速飞翼吗 [打印本页]
作者: 晨枫    时间: 2024-3-22 08:04
标题: 轰-20会是超音速飞翼吗
空军副司令王伟一句“快了”，弄得人们心潮澎湃。在歼-20、运-20、直-20之后，轰-20可能是最引人注目的缺失了。多年来，轰-20的各种传闻一直不断。眼下，王伟也只说“快了”，并无更多信息，结果是各种猜测统统回炉。
& F, ^9 X* r5 H9 o! W0 K! Q1 D* B8 C4 ^; r
轰-20具有隐身能力，这大概是所有猜测中唯一的共同点。有了B-2和B-21的先例，轰-20也很有可能是飞翼构型。一般认为是无尾飞翼，也有人认为是具有浅V形尾翼甚至可折放V形尾，可以在水平和浅V之间按需转换。1 S8 H- K! V* V6 W: a2 Z; ?; b

9 D+ m8 O, o, D可折放V形尾是有意思的构想，在理论上，竖立状态下可提高方向安定性；水平状态可增强隐身。但这样不仅机械上很复杂，气动和隐身上也不利。在放平状态下，尾翼和机翼后缘的间隙不仅是隐身大患，也构成严重的气动干扰。在竖起状态，差动副翼的阻力换成垂尾阻力，未必有多大的优点。
2 C5 G6 F  \2 y5 N* V% }- K" ?' z4 p" b) b; I
但最大的争议可能还是超音速。
0 P+ }4 A+ `* w* h1 y! {; k0 `
7 k: ^; `1 r8 O. U& V超音速要求翼型很薄，迎角很小。迎角小不是多大的问题，但翼型很薄就问题大了。. W4 Z( h2 F4 r) n4 m2 x: Q
5 l, J$ T- e4 h; b3 [: P. S- T1 ~
飞翼的关键在于没有机体，所有结构和重量统统用于产生升力的机翼。也就是说，人员、载荷、发动机都需要在机翼内。很薄的翼型显然不利于容纳这些东西。B-2实际上已经是不彻底的飞翼，中线部分大大加厚，用于飞行员座舱、弹药舱、发动机舱。但B-2的机翼依然肥厚，翼内油箱有足够的容积。+ y4 u5 w% y  d$ ^2 y! U

- t, z3 q, _# z6 o3 {+ O) w) U换到超音速的薄翼型的话，翼内油箱都没地方了，中央部分要大大加厚，那时也就和没有垂尾的筒体-机翼构型差不多了。
( N/ m  f: ~7 }
$ v2 X. a# Y2 ^- I/ H+ G) {另一个问题是配平。+ W2 ~* {& n4 V( l

2 f- z$ f$ s9 I* J在各种速度、姿态、载荷下，飞机的重心和升力中心总是不重合，需要用配平力矩补偿，恢复必要的平飞姿态。对于亚音速飞行来说，升力中心通常在机翼1/4弦长的位置。实际机翼不大有规整的矩形，一般以1/4平均弦长作为升力中心的位置。重心也需要在1/4平均弦长附近，剩余的差距由平尾的配平作用补偿。% h% o) S6 R9 h( x$ P3 Y
' k7 n6 U: f% ^* t9 f6 X, J
但在超音速飞行时，由于激波的作用，升力中心会后移到1/2弦长的位置，也就是说，突然移动到重心后面较远的地方，导致严重的低头力矩，这就是“马赫埋头”。在早期突破音障的试验中，飞机刚突破音障就突然发生失去控制的俯冲，然后就是机毁人亡。2 a+ Y+ q8 ~, z  V4 c4 H3 E4 [
! f; X6 F- W# d
这有两个原因。6 Z1 n* f; k6 y1 b- p

5 F- H# T6 \: ~( J  @6 o首先，“马赫埋头”使得飞机不由自主地转入俯冲。
% C& }0 n4 D# k. x( `4 K. A
  ]- n1 K7 ~, w' w( K% L其次，用于俯冲改出的平尾控制力矩不足。常规平尾的前半是固定的，后半是可动的舵面。突破音障时，铰链线的激波屏蔽了舵面，使得改出控制非常不力，甚至完全失效。
  [* C( D$ \9 N( T: v! Y) d% I% L2 ^- }4 b  `* C+ Z& p
在血的教训之后，超音速飞机的平尾改用全动平尾，在发生“马赫埋头”的时候提供足够的控制力矩。但最重要的还是保证平尾相对于机翼平均弦长有足够的控制力矩，也就是说，平尾位置要足够靠后。
; \; z5 \, h+ P  F9 n1 b4 A4 v: W
( Z: [5 ^  l( `$ k9 C) r9 {# @, c这只有筒体-机翼构型才可能。没有机体的飞翼在本质上就不可能有太靠后的“平尾”。; |' f: W  p* h$ |& T8 ]

2 u! q2 |9 M. s( o9 j( ^& RB-2的俯仰控制力矩太短是臭名昭著的问题，设计要求从高空突防改为高低空兼优后，需要考虑低空抗阵风的问题，为此机尾改为复杂的“双W”外形，以尽可能增加靠后的水平控制面面积。B-21取消低空突防要求，只需要考虑高空，阵风补偿的要求大大降低，后缘恢复到B-2原始设计的简洁的“单W”构型。( B; `. ]% W5 o, L( j7 D
/ w8 E" w6 m! P0 }+ }2 I
超音速减阻要求的大后掠三角翼的后缘相对靠后，但平均弦长也相应增加，水涨船高，俯仰控制的难题还因为速度快、反应窗口有限而更难了。最大的麻烦则是升力中心现在后移到1/2平均弦长，比亚音速情况又损失了1/4弦长。也就是说，亚音速飞翼本来已经有俯仰控制力矩不足的问题，超音速的问题极大恶化了。: B8 E# v- X; w5 W+ t

/ k6 b2 o. F- N) J0 l+ L  c) ?. d大大增加控制面面积，采用推力转向，办法总是有的，代价也是大的。最终就是是否值得的问题了。
- ^; a( g3 |( N5 p  o* t2 ?5 l; b
轰炸机能达到超音速是有用的，问题在于代价是否值得。超音速作为突防手段早已过时，超音速对于打击时间敏感目标的作用则可由导弹的速度代替。百吨以上的飞机要超音速还是几吨的导弹要超音速，后者要容易实现得多。如果使用高超音速打击导弹，轰炸机是否超音速就更无所谓了。5 q" Q& }: i$ t6 E
: A8 r, j' Z# D  Z3 Y: j
气动上的困难和缺乏实用价值，使得轰-20不大可能为超音速飞翼。
作者: huma    时间: 2024-3-22 10:26
超音速不可能，明白的不敢说，不知道的胡说八道
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2024-3-23 02:25
呃，如果，用“直接力矩”，比如，喷气。。有没有过这种设计？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-23 04:16
鳕鱼邪恶 发表于 2024-3-22 12:251 }* [% ?% n) _% k
呃，如果，用“直接力矩”，比如，喷气。。有没有过这种设计？
. Y6 `% u* d1 Q9 V+ F2 M2 i9 O
你只是在改变力产生的方式，不改变力矩。
作者: 鳕鱼邪恶    时间: 2024-3-23 05:06
晨枫 发表于 2024-3-23 04:160 v4 Q9 K0 a$ P5 F* m
你只是在改变力产生的方式，不改变力矩。

* Y* T5 j+ z4 k% U0 d喷气嘴放在远离重心的位置，比如机头。。呢？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-23 05:25
鳕鱼邪恶 发表于 2024-3-22 15:06; B5 m3 J+ o: \! g0 s
喷气嘴放在远离重心的位置，比如机头。。呢？

8 Q  B+ }9 @; _5 P3 u问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
作者: 隧道    时间: 2024-3-24 00:48
隐藏式前鸭翼？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-24 04:35
隧道 发表于 2024-3-23 10:48
8 O# ]6 m: d6 w6 N, _  @隐藏式前鸭翼？

0 i) X) a% i  x隐藏在哪里？
5 V& b" J3 Z& c
$ a7 ?- M: ^6 W6 K# J: q飞翼既没有后机身，也没有前机身。
作者: MaverickZ    时间: 2024-3-24 07:20
晨枫 发表于 2024-3-23 05:25) k: p7 p& G2 V8 F* w
问题在于飞翼上哪里都谈不上远离重心
: K1 a; P7 E% b- K8 d7 I* v8 f
, C# H) s% ]& O  s: Z4 D" {- ~# b
把类似地磁探测器那种结构装机头和机尾伸出去几米，然后安排上喷气嘴？
作者: 晨枫    时间: 2024-3-24 08:52
MaverickZ 发表于 2024-3-23 17:205 _: r9 V8 W2 [
把类似地磁探测器那种结构装机头和机尾伸出去几米，然后安排上喷气嘴？ ...

# ^5 `6 f& W0 q' h7 [- s理论上或许可行，实际上问题太多。
作者: 隧道    时间: 2024-3-24 18:39
晨枫 发表于 2024-3-24 04:35
2 P$ [% a8 V$ [' l' N! `隐藏在哪里？: z, }) I% r, k& n! Y

* n  E8 ?) V0 c% M飞翼既没有后机身，也没有前机身。

! }4 F/ z5 z4 F" m; Y0 @反正解决马赫埋头只能靠前后机翼或者矢量喷嘴。



欢迎光临 爱吱声 (http://www.aswetalk.net/bbs/) Powered by Discuz! X3.2