淘客熙熙

主题:大飞机从707到340没有多大变化,未来是音速巡航? -- intools

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家园 谢谢,费心了。

  这翼身合一如果做成大飞机,现有的民航机场跑道就无法容纳得下。除非大家都认为是发展方向,主要机场都扩建。

家园 飞翼 维基百科,自由的百科全书

飛翼是一种没有尾翼并且机身的主要部分隐藏在厚厚的机翼内的飞机。对任何飞机来说只有机翼是必需的,所以从理论上讲去除所有其他多余的部件在设计上是可行的。有的飞翼机身还是保留的,但是肯定是没有尾翼。德国的“沃尔多·沃特曼”兄弟被认为设计制造了世界最早的飞翼飞机。

在传统的飞机设计中,飞机重心总是位于机翼的前面,这一点使得机翼提供的升力会打破机身的平衡,飞机很容易造成机斗向下俯冲的趋势,为了平衡这种趋势,通常在飞机尾部设计一些小的向下作用力的控制翼面,用以抵销飞机的俯冲趋势。其基本原则就是飞机可以在某些角度内自由飞行,当减小动力的时候速度降低,机翼的升力降低,机斗也就会自然降低,然后飞机就会开始下降。

飞机若想达到简单而又安全是有很多障碍的。位于飞机尾翼上的控制翼面使飞机往往比实际所需的长度要长,而这些延长的机身处于平衡考虑大部分还不能承担载荷,此外,控制翼面的存在还会增加阻力,降低飞机的整体性能。最大的问题是这些翼面再增大阻力的同时还增加了飞机的重量,这就使飞机发动机必须提供额外的推力以产生比原本飞机所需更大的升力才行。

传统的飞机布置方式——载荷在前面控制翼面在后面——还会造成另一个问题,即对机翼产生向后的弯曲倾向(挠度),所以有时候机翼会在重心的前面有时会在重心后面,飞机的稳定性和(通过额外翼面的)控制性是同样重要的。然而,如果没有额外的控制翼面就可以降低阻力和重量,在大多数情况下,这样做都可以显著的减小飞行阻力,而设计师也可以专心解决稳定性的问题。

飞翼唯一的缺点是为了使机身更好的隐藏于机翼中,飞机的机翼必须设计的比通常的机翼厚得多。在低速时这一点无关紧要,但是当飞机接近音速时,在机翼相对较厚的部位就会产生巨大的阻力效用,所以飞翼不适合高速飞机,它们对阻力比一般飞机更为敏感。除此之外,在高速时还会出现一系列的稳定性问题,例如“马赫下俯”(mach tuck),设计人员需要经过许多艰苦的工作来加以解决。

由于这些原因,对飞翼的研究仅限于1930到1940年代,那时候飞翼被认为是一种生产大型客机的自然解决方案,这种飞机的载客量要够大同时还可以装载足够跨大西洋定期航班的燃料。飞翼的巨大内部容积和低阻力使它自然而然的扮演起这一角色,美国的杰克·诺思罗普、德国的亚历山大·李比希和肖特兄弟都进行了这方面的研究,而德国的雨果·容克在1910年时已经取得了一个飞翼滑翔机的概念专利。

容克在1919年开始他伟大的JG1设计,试图把乘客放在厚厚的机翼内。但是1921年联合航空管制委员会宣布尚未完成的JG1飞机破坏了一战后对德国飞机尺寸的限制,容克设想的未来派的飞翼最多可容纳1000名乘客,最接近成功现实的是1931年的容克 G-3834座Grossflugzeug飞机,客舱位于机翼前缘向内嵌入机翼,当时最大的陆上飞机(相对水上飞机),绰号“飞行旅馆”的G-38加入了汉莎航空公司的机队,后来它又转作军事用途直到1941年从雅典撤退的英军摧毁,日本获得容克的授权建造了几架G-38作为轰炸机。

许多二战晚期设计的德国军用飞机都是基于飞翼,或者在此基础上进行修改,以尽量增加采用喷气式发动机飞机的航程。最著名的要数容克Go-229战斗机,这种飞机1944年首飞,它不但结合了飞翼(Nürflugel)的概念,而且有两台隐藏在可吸收雷达波的复合材料机翼中的喷气发动机,现在飞机原型仍然由史密森保存在其原始状态。

战后很多概念设计都基于飞机的平面形状,但是问题很快显现。为了延长轰炸机航程,对飞翼的兴趣一直延续到1950年代,诺思罗普 B-49轰炸机是它最后的绝唱,但是它最终并未投产,即使是飞翼设计也不能弥补载油量的要求,后来更大的普通形式的飞机像波音 B-52轰炸机被建造出来取代了飞翼设计。随后的远程轰炸机再也没有采用飞翼形式的了,直到B-2幽灵隐形战略轰炸机的出现。

B-2幽灵隐形战略轰炸机1980年代飞翼作为一种可以大幅度降低雷达反射信号的方式再次引起人们的注意,这最终导致了諾斯洛普公司的B-2幽灵隐形战略轰炸机的问世。在这一项目中,优异的空气动力学不是关键问题。

由于飞翼在中低速范围内仍能保持优异的性能,其作为战术运输机的设想从未中断过,波音公司一直在进行一个采用翼身融合运输机的项目研究,这种运输机具有洛克希德C-130d大力神运输机的尺寸大小,同时有更远的航程和多1/3的载荷。有很多公司如波音、麦道、德·哈维兰公司都曾考虑设计飞翼式的客机,但是到目前为止均未实现。

家园 翼身融合 维基百科,自由的百科全书

NASA的飛翼融合飛機原型翼身融合(Blended Wing Body,縮寫BWB,亦稱翼胴融合),是一種飛機設計概念。顧名思義,它將傳統的機身與機翼結構融合,變成類似飛行翼的外型。這可使飛機的升力以及燃油效率提升。

飛行翼設計的特色是:沒有機身,只有機翼結構。雖然這或許會使部分結構從機翼內突出。 而翼身融合吸收飛行翼的特色。使用翼身融合設計的飛機,有平坦且有翼剖面形狀的機身,能產生一部分的升力。它的機翼與其它部位,則是平滑的與機身接合。

Junkers G.38早期的翼身融合設計例子是1929年的Junkers G.38。當時,它是一台超級巨大的飛機,能夠乘坐34位乘客。它有兩公尺厚的機翼,每一面機翼可以乘坐六人,其他人則在中央的機身。對比同時期用傳統機翼及箱型機身設計的福特 Trimotor,共能承載9位乘客。

B-2轟炸機B-2幽靈隱形戰略轟炸機的設計剛好包含了飛行翼與翼身融合的概念。 不過它常被分類到飛行翼,因為它突出的機身部分並沒有比在下面的機翼形狀結構大很多。

X-48B初次飛行目前NASA和波音在合作研究翼身融合設計設計,代號X-48的飛機。 研究結果指出翼身融合的飛機如果拿來載客用,將能承載450到800名乘客,並能省下超過百分之二十的油料。 NASA從2000年就開始發展一個翼展11公尺、能遠端操作的模型。 這項研究注重在建立關於升力、失速和尾旋等翼身融合設計的固有特性的基礎資料。

潛在優點

1.增加燃油效率

2.減少噪音衝擊

3.在戰略上的空中補給、空中運輸[3]和空中加油上有巨大的酬載改善優勢

4.改進結構重量

潛在缺點

1.造成不穩定(雖然可用線傳飛控使飛機穩定)。

2.在配置上傾向把貨物與乘客放離飛機中心線更遠,增加在滾轉時垂直運動的困難。

3.乘客區可能將沒有窗戶。

4.在結構上,圓形截面(就像傳統的圓柱機身)比橢圓或是長方形的截面更適合承受壓力。這使得翼身融合飛機的結構更難設計。

家园 摘了很多维基,到底想说明什么呢?

好像并没有回答前面提到的技术问题。

家园 大型飞机气动设计 空军指挥学院 田宇

大型飞机气动设计

Aerodyamic Design of Large Aircraft

   □空军指挥学院 田 宇

  摘 要:介绍了大型飞机气动设计中的机翼设计、机身设计、增升装置设计、小翼设计、尾翼设计、机翼机身整流设计、机翼发动机干扰设计中需注意的问题,着重介绍了机翼设计中的翼型设计部分。

  关 键 词:尖峰翼型 超临界翼型 整流设计飞机的气动布局是指飞机的各个主要空气动力翼面,如机翼,尾翼等是如何布置的。我们看任何一架飞机首先会注意到的是它的气动布局,它是飞机总体布局的一个重要组成部分。战斗机气动设计主要侧重于机动性和隐身性(第四代战斗机的要求),为了达到相应的要求,不同的设计师可以设计出截然不同的气动外形;而大型飞机,如军用的轰炸机、运输机、预警机、加油机,民航的客机和货机气动设计则主要侧重于起降性能、经济性以及安全性。虽然大型客机的设计研究已经出现了很多大胆的气动布局形式,如:飞翼式、多体式、连翼式、鸭式等,但还没有哪一种已经投入市场。如今大多数大飞机都采用下单翼翼吊式正常布局形式。下面简单谈一谈使这种气动布局拥有最佳的巡航效率(K=Ma×(L/D))、起降性能及安全性(失速性能)的气动设计。

  一、机翼设计

  机翼设计的好坏直接决定了气动设计的成败,因此机翼设计是非常重要的。机翼设计包括超临界翼型设计、机翼平面形状设计和最佳弯扭设计。

   1. 翼型的选择及设计

  机翼翼型的设计影响着飞机的巡航速度、起飞着陆性能、失速速度、操纵品质(特别是接近失速的时候)和空气动力效率。翼型按使用的速度范围,可分为低速翼型、亚声速翼型、跨声速翼型和超声速翼型。

  (1)低速翼型

  低速翼型使得飞机升阻比大、最大升力系数高、最小阻力系数低、失速过程和缓。低速翼型的外形特点是头部丰满,最大厚度靠前,它包括NACA 四位数字翼型和NACA 五位数字翼型。

   NACA 四位数字翼型的中弧线和厚度分布是用严格的数学表达式给出的,它不是低阻翼型,但其阻力随升力的增长是相当缓慢的,力矩随升力的变化也比较平缓,如NACA0012。

   NACA五位数字翼型的最大弯度位置前移会使最大升力系数提高,最小阻力系数降低,NACA 四位数字翼型的中弧线方程限制了这种前移,而NACA五位数字翼型中弧线方程能比四位数字翼型最大弯度位置更靠前,如NACA23015。

   NACA四位数字和五位数字修改翼型是在NACA四位数字和五位数字翼型族的基础上修改中弧线、前缘半径或最大厚度位置得到的一族翼型,例如NACA0012-34。

  (2)亚声速层流翼型

  亚声速翼型与低速翼型没有本质的差别,只是由于速度的提高,需要进一步降低最小阻力系数,提高临界马赫数。

   NACA6族翼型。NACA65为标准翼型,而NACA63,NACA64为修改翼型,如NACA65,3-215

   NACA先后有NACA1~8族系列翼型,其中NACA6族翼型是最成功的,它的外形特点是前缘半径较小,最大厚度靠后。在小迎角亚声速飞行时,其摩擦阻力比普通翼型(四位和五位数字翼型)的小。特别是NACA6族翼型能在一个有限的升力系数范围内,形成阻力下陷,使其最小阻力远小于四位和五位数字翼型。但是,NACA6族翼型非设计状态性能不佳,对翼面光滑程度要求较高,且对雷诺数较敏感,后缘很薄,增加了结构设计和制造上的困难。但是改进了的NACA 6A族翼型,克服了这些缺点,所以应用较为广泛。NACA6族翼型在跨声速翼型未出现之前,主要用于提高临界马赫数 。

  (3)跨声速翼型

  跨声速翼型要求在临界流动状态下能减弱甚至消除上翼面的激波。尖峰翼型和超临界翼型是典型的跨声速翼型

  尖峰翼型

  尖峰翼型的特点是力图使翼型上表面的前部具有明显的负压峰。尖峰翼型的关键是表面设计得当,气流流过前缘急剧膨胀加速到超声速,出现局部超声速区。翼面上发生膨胀波经声速线反射形成压缩波并不聚焦而形成激波。气流在超声速区内能接近等熵地减速扩压,最后经过一道很弱的激波变成亚声速流,从而避免了由激波引起的严重损失。但是尖峰翼型的临界马赫数并不高,甚至亚临界的阻力比NACA低亚声速翼型还稍大些。尖峰翼型的突出优点在于提高了阻力发散马赫数Mdd,扩大了临界马赫数Mcr和阻力发散马赫数Mdd之间的区域,使翼型能在这个超临界状态区域内发挥良好的性能。

  超临界翼型

  超临界翼型的头部比较丰满,消除了前缘的负压峰使气流较晚达到声速;吸取了平顶翼型设计的优点,翼型上表面中部比较平坦;后部向下弯曲,有利于缓和激波诱导边界层分离。为了弥补上表面平坦引起的升力不足,下表面后部有一个向里凹进去的反曲段,使后部升力增加,因此超临界翼型比尖峰翼型有更高的临界马赫数和更大的超临界马赫数使用范围。超临界翼型能在同样的相对厚度下得到更高的阻力发散马赫数Mdd(*9驻Mcr=0.04~0.05),而在同样的Mdd下相对厚度可以提高30%~50%,这样可以在不增加重量条件下,提高大飞机强度和刚度,增大展弦比和升阻比。

   2. 机翼平面形状设计

  机翼平面形状设计包括后掠角设计、展弦比设计、梢根比设计、机翼平面面积设计。

  机翼后掠角设计需要与翼型相对厚度设计相结合,要保证这种结合不会在巡航状态下出现强激波和大面积分离,同时还要考虑到气流由于后掠效应出现翼尖分离、气动中心的轴向位置变化并由此产生的纵向力矩以及与结构设计的相互协调。现有大型客机1/4弦线的后掠角一般在25°~35°之间。

  在展弦比设计方面,总体上,随着展弦比的增大,升力线斜率、最大升力系数和升阻比增大,升致阻力减小;但是展弦比增大机翼重量会随之增大,翼根弯距增大。而对于给定机翼面积和翼型相对厚度的条件下,展弦比增大,则根弦减小,翼根绝对厚度减小,最终导致结构重量增加。因此展弦比的选择将是气动力和重量代价权衡的结果。

  设计梢根比时,要尽可能使机翼展向升力分布呈椭圆形分布,因为椭圆形升力分布所产生的诱导阻力最小,但同时还得考虑展向升力分布所产生的翼根弯距。现有客机的梢根比一般在0.24~0.33之间。

  机翼平面面积的确定主要是由最大起飞重量和相应的升力系数等确定的。

   3. 最佳弯扭设计

  机翼最佳弯扭设计的指导思想是减小诱导阻力、满足纵向稳定性、上翼面等压线直线后掠以及计及弹性变形准则。由于机翼后掠,导致翼尖在受到气动力的作用下会产生绕刚心轴的负扭矩,而此时翼尖会由于气流的展向流动而失速,因此翼尖必须具有一定的负几何扭转角,但必须考虑到气动扭转。在翼根区,由于翼根受到机身的干扰,因此一般客机在翼根区选择的是阻力小升力大的小弯度甚至反弯度翼型,在展向则迅速过渡到升力系数较大的大弯度翼型,在这里还必须考虑到气动力产生的绕翼根的弯曲变形。

  二、机身设计

  机身设计主要分为机身横截面设计、机头设计和机身后体设计。

  机身横截面面积在总体设计时已经确定,客机机身形状最好是圆形。因为圆形能够在同等面积下具有最小的浸润面积,而浸润面积的大小直接与摩擦阻力相关,而且圆截面机身的坐舱受压能力最强。但是由于内部布置的需要,一般将机身截面形状设计为复合8字形或椭圆形。

  机头设计主要是考虑到机头雷达罩、驾驶舱、天窗玻璃外形光滑过渡要求和气动上避免分离产生阻力。前机身的长度直径比通常为2~2.5。

  机身后体设计的准则是避免收缩太快而发生气流分离并避免起飞抬前轮时机尾擦地。一般后机身长度直径比为3~3.5,上翘角不超过6°~7°。

  三、增升装置设计

  增升装置的主要作用是在起飞和着陆时提供附加的机翼升力。现有前后缘增升装置的增升原理主要是增加翼型弯度、控制边界层流动和增加机翼有效面积。现有的前缘增升装置有前缘缝翼、克鲁格襟翼和前缘襟翼;后缘增升装置有开裂式襟翼、普通襟翼、单缝襟翼、双缝襟翼、三缝襟翼和富勒襟翼。前后缘增升装置的设计和选择应该根据不同起降要求以及与结构的协调设计,襟翼越复杂增升效果越明显,但结构重量和复杂度会增加。一般前后缘襟翼的展长、弦长、展向安装位置、相对厚度都需要根据相应的飞机的起降要求确定。一般情况下,起飞要求升力系数比着陆要小,而且着陆要求阻力系数较大,所以着陆时襟翼偏度较起飞要大,如双缝襟翼在起飞时只伸展为单缝形式,而着陆时全部展开为双缝形式。同时襟翼的安装形式和偏度还受翼吊发动机的影响。

  四、小翼设计

  翼梢小翼能够显著减小诱导阻力并提高升力。翼梢小翼减小诱导阻力的机理主要是增大了机翼的有效展弦比、耗散翼尖涡、翼面法向力有推力分量。小翼设计必须使其具有高升阻比和良好的失速特性,必须在机翼完全失速之后方能失速,以免小翼失速诱导机翼失速。小翼参数有高度、后掠角、梯形比、倾斜角、安装角,其中安装角对小翼性能影响最大,为了提供正推力分量,安装角一般为负。翼梢小翼的翼型选择也很重要,一般选择相对厚度比主翼小,弯度比主翼大的超临界翼型。在设计小翼时,还必须考虑到小翼自身的阻力和翼根弯距,以及结构增重效应。

  波音的翼梢小翼是融合式的,空客的翼梢小翼是箭形的。

  五、尾翼设计

  尾翼设计的主要参数是尾翼的尾容量(力臂×面积)和平尾安装位置,以及机翼设计的所有参数。由于尾翼的作用是提供俯仰稳定性和操纵性,所以必须保证尾翼在任何设计状态下都具有良好的稳定性和过失速操纵性,还必须考虑到单发停车时垂尾的方向操纵性。平尾应避免受到机身和机翼的下洗气流的干扰。同时尾翼的设计必须以机翼设计为基本条件,在满足全机的俯仰和方向稳定性的同时尽量减小尾面积和配平阻力。

  六、机翼机身整流设计

  机翼机身连接处的整流对于现代大型客机的气动设计至关重要。因为起落架舱往往设在翼身连接处,并且翼根处是全机弯扭剪载荷最大处,所以除了满足气动上要求外,还要满足结构强度要求。

  高亚声速时,翼身连接处由于气流的相互干扰会产生较强激波,并导致激波边界层干扰,使下翼面气流分离。而机翼翼根部分是整个机翼环量最集中的地方,翼根气流的分离会对全机的升阻特性产生恶劣的影响。

  当采用翼吊式发动机时还必须避免翼身融合处与发动机之间形成收缩扩张形通道产生的激波。现有翼身整流外形都是通过CFD和风洞试验来设计的。

  七、机翼发动机干扰设计

  对于翼吊式发动机客机必须解决机翼发动机干扰问题,否则会损失发动机推力,增大阻力,还会降低机翼升阻比。发动机在机翼的安装位置还受到单发停车时偏航力矩大小、全机重心位置约束,并且应考虑到大迎角时避免喷流靠近安定面。确定展向安装位置时,还必须考虑发动机短舱安装相对于机翼的前后和上下位置和短舱安装角、内偏角,建议内偏为0~2°,安装角为1~3°。真实客机设计时必须通过一系列CFD计算和风洞试验的对比才能最终确定发动机安装位置。

家园 不是专家 不敢胡言 只能抛砖引玉

上下乘客,装卸货物 - 不应当是主要的难题。

窗外风景可以用平面电视解决。

维基百科也说还有很多问题正在研究解决中。

家园 作为客机,这些正好是大问题

英国的Cranfield大学航空系专门对飞翼用于民航做过大量研究,结论是这些问题不解决,飞翼在民航上没有前途,至少是不能作为客机使用。可惜的是,在现阶段,没有客机生意的民机基本上是没有前途的。

家园 中航二集团科技委主任张彦仲院士作客北航谈大飞机气动技术

2007-10月28日下午,中国航空第二集团科技委主任张彦仲院士应邀在新主楼第一报告厅为我校师生作题为“大型飞机气动总体技术的发展”的主题报告,这是我校主办的首届国际航空科学与技术发展高峰论坛的系列学术报告之一。副校长唐晓青、航空科学与工程学院、研究生院等相关部门的领导和老师以及我校师生代表共300多人聆听了报告,唐晓青副校长主持报告会。

张彦仲院士在报告中,介绍了大飞机总体技术的发展趋势、常规气动布局的发展、大型客机机身的发展以及新气动布局,提出了要加强气动总体技术的研究。他指出他说,现在大型飞机总体布局仍采用常规气动布局,但综合性能有很大的提高,随着科学技术的进步大型飞机将采用飞翼飞机的新概念气动布局。他指出要注重超临界机翼的作用,同时要注重细节设计技术的研究。

他指出,现阶段大飞机总体技术的研究,应该重视计算流体力学在飞机设计中的作用,加强研究,形成适于工程、设计用的复杂组合体精确的计算流体力学软件。同时他强调要加强大型飞机风洞试验技术、噪声预测和减噪技术的研究。

会上,张彦仲院士还就大型飞机气动技术与在座师生进行深入交流,回答了现场听众的提问。

家园 气动弹性力学 百度百科

气动弹性力学

aeroelasticity

研究空气动力同弹性结构变形之间相互作用的规律及其在工程技术中的应用的学科。又称气动弹性理论。空气动力学和弹性力学的交叉学科。它将弹性结构和周围的气流作为一个统一系统来考虑并找出其间的耦合条件。例如,结构在其周围空气动力作用下发生弹性变形,此变形会改变周围气流的流场,从而改变空气动力的大小和分布规律,使弹性结构产生新的变形。若结构与周围气流之间的相对速度较低,则这两方面的变化都趋于一个稳定值。但当速度达到某个临界值(称为临界速度)时,空气动力对结构弹性变形的微小变化也很敏感,它们的相互作用就会越来越大,从而严重影响结构性能,甚至破坏。在飞机设计中,必须进行气动弹性研究以确定飞行临界速度。关于气动弹性力学的研究主要包括颤振、变形发散、抖振、操纵反效以及突风响应等。

气动弹性力学

aeroelasticity

  涉及空气动力学和弹性结构力学的一个力学分支,主要研究飞机飞行时的弹性特点。飞机上有些空气动力(简称气动力)对微小的弹性变形非常敏感。当飞行速度超过某一临界值时,微小的弹性变形会明显地改变气动力的大小和分布;气动力的改变又进一步影响结构的弹性变形。气动力和变形的相互影响,会导致飞机难以飞行,甚至破坏。即使飞机速度低于临界速度,弹性变形也可能对飞机的性能产生较大的影响。所以,对于飞机设计来说,气动弹性力学至关重要。它有下述几个主要课题:

  变形发散  或称变形扩大。长直机翼的扭轴(即弯心连线)位于气动中心线(即气动力中心连线)之后,举力对扭轴的力矩会使机翼扭转而增大攻角,因而又增大举力,使机翼产生更大的扭转。在飞行速度较低时,这种相互影响越来越小,机翼处于稳定平衡状态。但当飞行速度提高到某一值时,机翼就不能处于稳定平衡状态,扭转变形逐渐扩大,这种现象称为机翼扭转发散。飞行速度的这个临界值简称发散速度。对于后掠机翼,不仅扭转能改变攻角,弯曲也能改变攻角,因而后掠机翼的变形发散称为机翼弯扭发散。由于后掠机翼向上弯曲会减小攻角,所以机翼后掠能提高发散速度;反之,机翼前掠则会降低发散速度。变形发散是静稳定性问题,在数学上属于本征值问题。

  操纵反效  偏转飞机副翼能产生滚动力矩,使飞机滚转。由于机翼的弹性,副翼的效应会随飞行速度的增大而降低,这在后掠机翼上尤其严重。当飞行速度达到某一值时,机翼上气动力引起的弹性变形会使副翼失效(即副翼效应为零),飞机无法操纵。这时的飞行速度称为反效速度。飞行速度超过反效速度后,副翼效应为负而起相反的作用。为使飞机能正常飞行,不但要使飞行速度低于反效速度,而且必须保证有足够的副翼效应。所以,在设计飞机时要算出副翼效应随飞行速度变化的曲线,以供核验。由此曲线,按副翼效应等于零,也可求得反效速度。其他操纵面如尾翼的舵面也有同样问题。影晌尾舵效应的,主要是机身的弹性变形。操纵效应问题在力学上是响应问题,但反效问题仍属本征值问题。

  颤振  它是气动弹性力学中最重要的课题。飞机飞行速度低时,机翼(或尾翼)的任何自由振动,都会因阻尼而衰减。但飞行速度超过某一值时,微小扰动就会引起振动发散,振幅急剧增大,使机翼(或尾翼)在2~3 秒钟内破坏,这种现象就叫颤振,而出现这一现象时的飞行速度为颤振速度。产生颤振的基本原因是:翼面振动的瞬间气动力与弹性位移之间有相位差,使振动发散所需的能量从气流中注入结构振动中,在气动力作功大于阻尼力消耗功的情况下,就发生颤振。颤振是个动稳定性问题,其特点在于气动力要按非定常气动理论或准定常气动理论计算。

  抖振  气流中的湍流也会引起结构振动,这种运动往往是没有规律的,称为抖振。飞机某个部件上若有气流分离,就可能引起另一部件发生抖振。例如,尾翼抖振就是由于机翼和机身联接处有气流分离而造成的。防止抖振的方法是,将飞机外形设计成流线型,合理安排尾翼相对于机翼和机身的位置。

  突风载荷  飞机飞行时总会遇到垂直于飞行方向短时间的突风。在大型飞机的强度计算中,突风是必须考虑的因素。这方面的计算必须考虑到飞机的弹性。按弹性飞机对突风的响应算出机翼根部的弯矩,比刚性飞机的值大15%~20%。

家园 这个“将”的事情不好说

是在很近的将来,还是很远的将来?具体问题有哪些?怎么解决?

家园 张彦仲(1940.3.4-)航空系统工程及信号处理专家。

陕西省三原县人。1962年西北大学毕业。1984年毕业于英国剑桥大学并获博士学位。历任中国航空研究院院长;航空部、航空航天部总工程师;中航总副总经理;中航二集团总经理。

60、70年代研究机械振动;负责建成我国第一套18000g大加速度校准装置;率先研究飞机故障诊断,排除55架飞机故障,获全国科学大会奖2项。80年代研究信息系统;提出用“有限状态机”实现数字系统,解决了极限环振荡难题,获威-格-瓦电气工程奖;系统研究并发展了“异或电路简化”学科,提出“子群卷集”及“快速递归”FFT算法等。90年代研究系统工程,筹建航空奖学金和航空科学基金,组织建成11个航空重点实验室,提出“成本系统工程”。主持若干飞机、道德及雷达的立项及系统工程研制工作。获部级奖9项,著书9部11册,英汉字典1部,论文100多篇。

2001年当选为中国工程院院士。

家园 他又不是搞气动的,怎么谈起气动来了呢?

莫非和我一样的民科?

家园 只要给我4到5个月时间,以飞翼为主的喷气飞机将为德国赢得战争!

Go-229战斗轰炸机

21世纪的今天,每当人们在各种场合看到美国空军的镇宅至宝B-2隐身战略轰炸机的时候,无不被它那独特的气动外形和强大的隐身能力和作战能力所震撼。的确,凭借几乎无懈可击的隐身能力和作战能力,B-2隐身战略轰炸机成了美国空军的杀手锏。每次美国对外军事行动都有B-2的身影。B-2给人的印象太深刻了。尤其是它那独特的无尾飞翼气动布局。更让美国空军自豪。好像只有美国空军自己掌握了无尾飞翼气动技术。但事实是,在距今60年前的1945年,在欧洲的纳粹德国。就诞生了人类历史上第一架无尾飞翼喷气式战斗轰炸机。它的外形和性能即使在今天也相当先进。在当时更是绝对的前卫。它,就是纳粹德国的末日奇迹,也是美国空军B-2隐身战略轰炸机的伯父——Go-229喷气式战斗轰炸机。

纳粹德国有着异常强大的科研能力。尤其是到了二战末期。纳粹德国的科学家们似乎爆发出不可思议的创造力。飞碟等一系列再今天看来不可思议的东西,在那时候都被创造出来。Go-229喷气式战斗轰炸机就是其中已经接近成功的项目。

二战发展到1944年,战局对纳粹德国越发不利。尤其是对战局至关重要的制空权,完全掌握早美.英空军的手中。这让纳粹空军司令戈林焦头烂额。为了夺回制空权,戈林把希望寄托在新式武器上。其中就包括Go-229。

提到Go-229,就一定要提起Go-229的创造者,早期飞翼机设计的先驱霍顿兄弟——雷玛·霍顿和瓦尔特·霍顿。霍顿兄弟从小就对飞翼布局情有独中。他们的设计思想是,只有飞翼这种单纯以机翼容纳乘员和动力系统,取消机身.水平尾翼和垂直操纵面的布局才能最大程度地消除阻力。这样可以最大限度的增加飞机的速度。至于飞行的稳定性和方向控制,可以通过副翼、襟翼和扰流片等部件的组合作用来实现。为此霍顿兄弟进行了大量试验。他们需要的只是官方的支持。结果机会很快就来了。纳粹上台后为重整军备而对航空业的大力支持为他们创造了有利的客观条件。1936年,霍顿兄弟的飞翼试验机Ho V-B试飞成功。

1936年,霍顿兄弟加入德国空军,开始为纳粹空军服务。这使他们可以接触到当时纳粹空军很多最新科研技术并结交纳粹空军高层人物。这对于他们的飞翼机研制有很大帮助。1943年,霍顿兄弟开始军用大型飞翼机的研制。他们的工作得到纳粹空军最高指挥官戈林的大力支持。尤其是到1944年,面临美.英空军越来越大的压力。已经焦头烂额的戈林对霍顿兄弟的飞翼机全力支持。同时提出了明确的技术性能要求——必须达到载弹量1吨、时速1000公里/小时、作战半径1000公里。而且要求同时具备对空和对地作者内能力。如此性能即使在今天也不好作到。尤其是飞机的心脏动力系统。当时的活塞螺旋桨发动机根本达不到要求。幸运的是到1944年,德国在喷气式发动机技术方面已经成熟。霍顿兄弟立刻敏感的意识到这种革命性的动力装置对飞翼机的巨大价值。他们通过Me262等项目了解喷气发动机的各种性能。开始研制喷气动力军用大型飞翼机。1944年,在德国哥廷根正式开始研制工作。计划被命名为“霍顿Ⅸ”。

1944年3月1日,“霍顿Ⅸ”计划第一架无动力的原型机取得无动力滑翔试飞成功。试验证明飞机飞行品质完全满足技术设计要求。在试验成功的鼓舞下,纳粹空军开始进行有动力试验。以容克Jumo004涡喷发动机为动力。动力机试验代号为“霍顿ⅨV2”。12月18日,代号为“霍顿ⅨV2”的喷气动力飞翼机在德国奥拉宁堡进行第一次升空试飞。这一刻注定要载入人来航空史册!这是人类航空史划时代的一刻!这是人类历史上第一次喷气式飞翼机动力升空飞行!标志着有动力纯飞翼机〔注:无尾翼〕的诞生。证明了飞翼技术的可行性。

作为历史上第一架实用喷气动力的飞翼机,“霍顿Ⅸ” 的安全使用过载为 7G,其座舱位置相当靠前,两侧各安装一台容克Jumo004涡喷发动机,尾喷管突出在机翼后表面上。翼身中部采用传统的焊接钢管结构,整机基本以多层胶合板作蒙皮,当然在发动机喷口附近位置用的是金属以承受高温。机翼外段部分则是全木结构,其重要边缘用由薄木片与树脂压合而成的特殊强化材料制成,只有翼尖是全金属的。最初曾经有人怀疑木质机身能否承受强大的喷气动力,但试验的结果表明这样的设计在减重的同时完全能满足强度要求,而且由于战时重要金属资源的缺乏,以木为主也是有些不得已而为之,再说木工对人力的要求也比较低。

“霍顿Ⅸ”在是非试验中表现出异常优异的性能。另纳粹空军高层尤其是戈林喜出望外。与当时另一个项目”飞碟“比起来, “霍顿Ⅸ”更现实得多。于是,在还没有完成全部试飞科目的情况下,纳粹空军就迫不及待的订购了40架。这些飞机被交给一直配合“霍顿Ⅸ”计划的戈塔公司来生产。正式生产型号被定名为Go-229。为适应作战需要,厂家对原形机进行了适当修改。设计了新的座舱,加装新型电子设备。同时为即将装备的机载雷达系统预留了空间;增大了发动机室的空间;调整进气口几何形状和加强起落架结构强度等。同时,由于Go-229的飞行升限太高。当时缺乏可靠的座舱增压系统。所以专门研制了一种专用飞行服。这种专用飞行服乍看起来非常象后来的太空服。也成了一段趣事。

Go-229A属于单座喷气式战斗轰炸机。乘员1人,固定武器为4门Mk108型30毫米机关炮。可带两枚一吨重的炸弹。还计划在装备机载碟型雷达后加装空空导弹,也就是世界第一种实用空空导弹:纳粹德国X-4(RK-344)空空导弹;机长7.47 米,高2.8米,翼展16.75米,空重4.6吨,全重9吨,动力装置采用两台容克JUMO004B涡轮喷气发动机,推力900公斤;最大航程3170公里,作战半径1900公里!最大速度997公里/小时;升限达到惊人的16000米!所有这些在当时全世界是独一无二的。这不仅超越了当时盟军所有活塞螺旋桨战斗机,而且超越了德国另一种喷气式战斗机Me262。尤其重要的是,由于整个机体外部由大量胶合板构成。而且集体表层喷涂了一种特殊涂层,加上特殊的气动布局,使Go-229A具备了当时绝无仅有的雷达隐身性!曾经在试飞是成功的使德国的地面监视雷达失去探测信号!这使Go-229A成为人类航空史上第一加准隐形喷气式战斗轰炸机!

1945年春天开始,Go-229A开始在戈塔公司的工厂投产。同时后续改进计划开始进行。如果一切顺利,1945年8月双座装甲加强型Go-229B就可以投产。但当Go-229A开始顺利进生产的时候。纳粹德国的末日也来临了。1945年4月14日,美军第9装甲师攻占戈达公司位于弗雷德里奇斯洛达的工厂。20架还没有来得及完工的Go229A和它的最新改进型“霍顿Ⅸ”V3.V4.V6 一起落入美国人手里。同时落入美国人手里的还有整条生产线和“霍顿Ⅸ”计划的全部技术资料。事实上,这样的结局对Go-229A再好不过。因为这避免了它象纳粹其他秘密武器那样被纳粹自己销毁。

战后,美国和英国对缴裹的“霍顿Ⅸ”计划的资料和Go-229B进行了详细研究。他们的结论是,这是一种革命性的飞机。如果纳粹有更多的时间来生产他。那将对整个欧洲空战结局产生颠覆性影响。事实上纳粹空军司令林就曾在被俘后声称:“只要给我4到5个月时间,以飞翼为主的喷气飞机将为德国赢得战争”!。虽然他的话有些道理,但历史已经证明,反人类的纳粹是必将灭亡的。决不可能是几件新式武器就可以拯救的。

战后,霍顿兄弟中的雷玛·霍顿和其他许多德国人一样去了阿根廷,继续对飞翼的研究和设计。于1994在阿根廷去世。而另一位瓦尔特·霍顿留在德国。后来加入西德空军,与1998在德国逝世。霍顿兄弟在飞翼机研究方面取得了划时代的成就。他们的很多技术思想影响了后来整个人类的航空工业。霍顿兄弟为人类的航空事业建立了不朽的功勋。直到今天,美国空军的骄傲B-2隐身战略轰炸机仍然无处不闪烁着的霍顿兄弟杰作Go-229的光辉。很多航空专家曾经严批评责过美国的诺斯罗普,认为他在战后没有聘请霍顿兄弟与他一同进行飞翼机的研究工作是一个严重的错误!!事实上,诺斯罗普本人也始终对此感到遗憾。如果战后诺斯罗普能够和霍顿兄弟联手进行飞机机的研制工作。那在世界航空界将产生不可估量的影响!而Go-229和其他纳粹末日武器:弹道导弹.巡航导弹.潜射弹道导弹.空空导弹.空地导弹.地空导弹.反坦克导弹和AIP潜艇等一起,对人类后来的军事科技产生了极其深远的影响。而纳粹最神秘的项目“飞碟”则成为困扰人类长达60年之久的迷案。

Go-229目前在全世界只存留一架。就是1945年4月14日被美国缴获的“霍顿Ⅸ”计划的V3试验机。目前,该机被珍藏于美国国家航空航天博物馆。成为举世珍品。他见证了纳粹末期德国的科学家们所爆发出不可思议的创造力。也见证了人类航空史上曾经的辉煌。

家园 B-2隐形轰炸机

B-2隐形轰炸机

北约在对南联盟空袭中,首次动用了B-2战略轰炸机,使这种飞机第一次用于实战。B-2战略轰炸机是冷战时期的产物,由美国诺思罗普公司为美国空军研制。1979年,美国空军根据战略上的考虑,要求研制一种高空突防隐形战略轰炸机来对付苏联90年代可能部署的防空系统。1981年开始制造原型机,1989年原型机试飞。后来对计划作了修改,使B-2轰炸机兼有高低空突防能力,能执行核及常规轰炸的双重任务。美国空军共订购了20架B-2轰炸机,首架已于1993年底交付,预计本世纪末全部交付完毕。B-2轰炸机的单价高达22. 2亿美元,是世界上迄今为止最昂贵的飞机。

B-2轰炸机采用翼身融合、无尾翼的飞翼构形,机翼前缘交接于机头处,机翼后缘呈锯齿形。机身机翼大量采用石墨/碳纤维复合材料、蜂窝状结构,表面有吸波涂层,发电机的喷口置于机翼上方。这种独特的外形设计和材料,能有效地躲避雷达的探测,达到良好的隐形效果。B-2轰炸机有三种作战任务:一是不被发现地深入敌方腹地,高精度地投放炸弹或发射导弹,使武器系统具有最高效率;二是探测、发现并摧毁移动目标;三是建立威慑力量。美国空军扬言,B-2轰炸机能在接到命令后数小时内由美国本土起飞,攻击世界上任何地区的目标。

B-2轰炸机细分为三种型号。“布洛克10”型,最多能携带16枚B-83型核炸弹和16枚MK84型常规炸弹,巡航速度0. 8马赫,升限19240米,航程11675公里,进行一次空中加油则航程超过18500公里;“布洛克20”型,最多能携带16枚B-61核炸弹,有携带防空区外对地攻击导弹的能力,还可携带36枚集束炸弹及16枚全球定位系统(GPS)辅助制导的炸弹,并具有某些自动完成飞行任务的能力;“布洛克30”型,最多能携带80枚MK80炸弹、36枚M117炸弹、80枚MK62炸弹、16枚联合正面攻击炸弹,还可携带8枚防空区外攻击导弹,具有全自动完成飞行任务的能力。

B-2隐身轰炸机的研制工作开始于1978年,1989年最确定的采购计划包括1架原型机和132架作战型飞机(其中5架是由原型机改装的)。总费用达600亿美元(1989年币值),平均每架 4.5亿。

建造B—2A轰炸机的最初构想始于1975年。当时,美国国防部所属的“先进计划局”出笼了一个代号为“哈维”的项目,落实到空军,就派生出了XST(实验、隐身、战斗)计划。在这一计划中,将隐身技术运用到飞机上的设想被首次提出。富有研制军用飞机经验的洛克希德公司捷足先登,率先获得了军方的研制合同,并很快拿出两架全尺寸XST样机,初步证明隐身技术在飞机上加以应用具有可行性。

1977年,“冷战”仍酣。为了能隐秘突入苏联领空,寻找并摧毁苏军的机动型洲际弹道核导弹发射架和纵深内的其它重要战略目标,美国空军提出要制造一种新型战略轰炸机,要求它能够避开对方严密的对空雷达探测网,潜入敌方纵深,以80%的成功率完成任务。为此,空军拟制出了“军刀穿透者”计划,把隐身技术的应用列人了具体议事日程。由于洛克希德公司不久前提交的样机受到好评,空军便将生产F—117A隐身战斗机的合同交给了这家公司。随着隐身战斗机的投产,美国国防部和国会要人也开始接受了“隐身轰炸矾”这一概念,并于1979正式批准了空军提出的研制这种飞机的申请报告。次年,美国空军就研制“先进战略突防飞机(ASPA)”进行了公开招标,诺斯罗普公司提出的方案得到了首肯。随后,美国空军把该机的研制项目正式定名为“先进技术轰炸机(ATB)",—这就是B—2隐身战略轰炸机的最初名称。

在80年代的最初几年中,B—2的设计经历了几次大的更改。比如,在1984年,就对飞机主翼的设计进行了重大改动,因为空军不仅要求飞机能从高空突入,而且还要能超低空突防,从而带来了提高飞机升力、增强机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面等一系列问题,使飞机的设计历经数年才得以定型。

1988年4月20日,美国空军首次展示了一幅B—2飞机的手绘外形彩图,世界为之一震,航空界人士和众多的军用飞机爱好者无不对其独特的外形而啧啧称奇。同年11月22日,编号为AV—1的B—2原型轰炸机终于“千呼万唤始出来”,一时成为美国公众争相一睹的怪物,世界各国的军事刊物也争相对它加以报道。但此后,B—2再次销声匿迹长达数年。这期间,它经历了军方进行的多次秘密试飞和严格检验,生产厂家不得不根据空军方面提出的种种意见和各种苛刻要求不断进行设计修改。在历时整整5年之后,1993年12月17日,美国空军终于推出了第一架B—2A型飞机。

1997年4月2日,首批6架B—2A隐身轰炸机正式在美国空军服役,另外15架也将按计划陆续交付部队使用。

保密

B—2是美国的极密武器系统。自从第二次世界大战期间发展原子弹的曼哈顿计划以来,再也没有哪一种武器系统像B—2那样被置于如此严密的保护下。

早在1980年9月,美国空军要求洛克希德公司与诺斯罗普公司对先进技术隐身轰炸机(ATB)计划,就性能、成本、后勤支援、项目管理与保安等五个方面提出建议书。洛克希德公司方案的绝密代号为SeniorPeg(老假腿人),诺期罗普公司方案的绝密代号为Senior lce(老钻石)。1981年10月20日诺斯罗普公司获得此项合同,同时将绝密代号改为Senior CJ,这是为了纪念不久前死于癌症的负责隐身飞机的美国空军副部长CJ凯利。主要的转包商有波音公司负责钛合金的飞翼后中段,外机翼,燃油系统,武器发射系统与起落架,为此波音公司雇用了—万名职工。LTV公司负责飞翼中段,铝与钛合金结构及复合材料结构,为此雇用4000人。

通用电气公司提供了推力为84.5千牛(19000磅)的F119—GE—110涡轮风扇发动机。诺期罗普公司的12000名职工负责制造前中段与驾驶舱及总装配。

1982年4月8日,诺斯罗普公司买下了洛杉矶郊区的毕柯莱佛拉(Pico Rivera)地区福特汽车公司的—座闲置的厂房、将其改装成无窗户的严格保密的工厂。整个公司处于军队与保安人员的24小时监视之下,而用于B2飞机的保卫措施的计划支出竟高达20亿美元。例如,为了防止前苏联潜艇潜入加利福尼亚海边而用电子技术侦破B—2计划的计算机软件系统,毕柯莱佛拉的CAD/CAM(计算机辅助设计/辅助制造)终端装置所在的房间,都采用电磁被也无法穿透的特制金属板包围起来。另外,每台计算机都装有特制的罩套以防未经批准的人员看到计算机上的信息。千百名关键岗位上的工人必需经过测谎器的测试以防止间谍与吸毒者混入。对高级管理人员要求更严,只有极少数人知道计划的全部细节。诺斯罗普公司的一位副总裁,在被批准介入B—2计划之前,有关方面迫使他的加拿大籍夫人改变国籍变成美国公民。为了对毕柯菜佛拉进行更好的保密工作,在别的地区还设立了假公司,用以接受从转包商运来的部件,并在深夜用无标记的卡车转运到毕柯莱佛拉。空军官员一律要换穿便服才能访问毕柯莱佛拉。而在国会中—共只有8名议员知道此事。

隐身B—2A轰炸机机身长21.03米,高5.18米,翼展为52.43米,最大载弹量22680公斤。机上装有4台美国通用动力公司出产的F118—GE—100型涡扇发动机。飞机在空中不加油的情况下,作战航程可达1.2万公里,空中加油一次则可达1.8万公里。每次执行任务的空中飞行时间一般不少于10小时,美国空军称其具有“全球到达”和“全球摧毁”能力。B—2A集各种高精尖技术于一体,更因隐身性能出众,被行家们誉为“本世纪军用航空器发展史上的一个里程碑”。据报道,B—52轰炸机的雷达反射截面为1000平方米,米格—29为25平方米,B—lB为不足l平方米,而B—2A只有不到0.1平方米,仅仅相当于天空中的一只飞鸟的雷达反射截面,这就使一般雷达很难发现它。那么,这种隐身之术从何而来呢?

B—2的隐身性能首先来自它的外形。 B—2A的整体外形光滑圆顺,毫无“折皱”,不易反射雷达波。驾驶舱呈圆弧状,照射到这里的雷达波会绕舱体外形“爬行”,而不会被反射回去。密封式玻璃舱罩呈一个斜面,而且所有玻璃在制造时掺有金属粉末,使雷达波无法穿透舱体,造成漫反射。机翼后掠33度,使从上、下方向入射的雷达波无法反射或折射回雷达所在方向。机翼前缘的包覆物后部,有不规则的蜂巢式空穴,可以吸收雷达波。机翼后半部两个W型,可使来自飞机后方的探测雷达波无法反射回去。而且B—2A无垂直尾翼,这就大大减少了飞机整体的雷达反射截面。机体下方没有设置武器舱或武器挂架,连发动机舱和起落架舱也全部埋入到了平滑的机翼之下,从而避免了雷达波的反射。B—2飞机的整个机身,除主梁和发动机机舱使用的是钦复合材料外,其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成,不易反射雷达波。并且,这些不同的复合材料部件不是靠铆钉拼合,而是经高压压铸而成。另外,矾翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料(RAM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方形突出部件,也采用了特殊的吸波材料。此外,B—2A的整个机体都喷涂上了特制的吸波油漆,这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。

为了隐身的需要,B—2A飞机的发动机进气口被放置到了机翼的上方,呈S状,可让入射进来的探测雷达彼经多次折射后,自然衰减,无法反射回去。发动机的喷嘴则深置于机翼之内,也成蜂巢状,使雷达波能进不能出。此外,发动机构件内还装有气流混合器,它能将流经机翼表面的冷空气导入发动机中,持续降低发动机室外层的温度。喷嘴部分呈宽扁状,使人在飞机的后方无法看到喷口。特别是由于采用了喷口温度调节技术,喷嘴部分的红外暴露信号大为减少,飞机的隐身性能大为增强。

机载系统

B—2A飞机上有许多先进的机载电子系统,如侦测、导航、瞄准、电子对抗等系统,它们各司其职,功能不凡。就侦测雷达系统而言,它对飞机通常起到“眼睛”的作用。B—2A上使用的是AN/APQ—181型雷达,为休斯公司制造,具有频谱较窄,信号不易被敌截收的优点。这种电子扫瞄式的相控阵雷达系统,内有2片雷达天线阵列,特点是不需外加旋转或摇摆式天线,只通过信号阵位的改变和组合,就可对不同角度和不同方位进行扫瞄。它的工作频率在12—18GHZ,旁波瓣极小,抗电子干扰的能力很强。工作模式共有21种,其中最为突出的是合成孔径雷达工作模式和反合成孔径雷达模式。前者主要用于扫瞄陆地地貌,可清晰地获取161公里距离内地表的雷达扫瞄图像,供飞机对地面目标轰炸时使用;后者则主要用于识别和捕捉海上目标,最远有效距离可达128公里。另外,这些工作模式还可让B—2A轰炸机使用地形匹配和地形规避技术,使其能贴地低空突入敌方空域去执行轰炸任务。

B—2A上还配有先进的NSS导航系统。该系统内安装有两种导航设备,一种是惯性导航单元,一种是NAS—27型天文导航单元。它们可分别为B—2A提供先进的自动导航和最常用的星座对位导航方式,双重确保飞行安全。

机上的目标瞄准系统采用的是全球定位辅助瞄准系统,它可将选定的目标锁定并放大4倍,极大地方便了机组人员对目标的识别和瞄准,从而大大提高了炸弹的命中精度。据美方透露,借助这种定位辅助瞄准系统,炸弹击中目标的误差通常小于6米。

B—2A还带有型号为APQ—50型的电子对抗系统。该系统既可为飞机提供雷达预警,又能迅速侦悉敌方雷达所处的方位坐标。飞机上的ZSR—62型主动式电子对抗系统能够快速、主动地对敌进行干扰和压制。

飞机上还有一些其它电子系统,比如,通信管理系统和驾驶舱内的各种显示系统,它们能够将所有传感器获取的信息及图像汇合并显示出来,供机组人员判断处理情况、与地面相关部门联络时使用。两名机组成员的座位前面,各设有4个15.2厘米大小的全彩色多功能显示屏,使情况显示一目了然。

载弹能力

B—2A轰炸机能携带16枚AGM—129型巡航导弹,也可携带80枚MK82型或16枚MK84型普通炸弹或36枚CBU—87型集束炸弹,使用新型的TSSM远程攻击弹药时携弹量为16枚。当使核武器时,可携带16枚B63型核炸弹。此外,AGM—129型巡航导弹也可装载核弹头。

美国空军曾根据海湾战争的实战情况,对B—2A的轰炸能力做过推算。以美军对伊拉克目标执行轰炸任务时常用的“攻击特遣队”为例,它通常由16架携带精确制导炸弹的攻击机、16架护航的战斗机、4架伴随电子干扰机、8架用于压制地面防空炮火的对地攻击机和7架KC—135加油机编成。这49架飞机的轰炸效果,用8架F—117A加上2架KC—135加油机就可达到。如果换用B—2A,从印度洋上的迪戈加西亚基地起飞,无需空中加油,仅要2架飞机、4名机组人员即可。

未来,随着美军联合直接攻击弹药武器系统逐步装备部队,B—2A飞机可能也将携带这一武器。那时,B—2A只需从远距离上发射这种武器后,就可返航,或执行下一项任务,因为JDAM武器自身带最后的炸机在美国,B—2似乎永远是传媒关注的焦点。曾几何时,记者们对它大肆宣扬,冠之以“终极武器”的美名;近年来又对其口诛笔伐,称之为“昂贵的高技术玩具”。然而,不论是好是歹,一个不可否认的事实是:B—2A虽好,但价格不菲。

1978年,当制造厂商赢得研制B—2的合同时,生产132架飞机的报价是366亿美元。到了1984年,厂家总报价抬至425亿美元,这迫使美国空军不得不减少定购数量。1987年,美国空军决定只购买75架,但仍将要付出350亿美元的款项。

1993年,当美国国会确定只采购20架B—2A时,空军预付的研制费和厂家的开工制造费已高达444亿美元。如此一来,即使扣除研制费用,每架飞机的造价也合8.4亿美元之巨。1995年,根据最后的合同规定,厂家以每年3架的生产速度制造出20架B—2A,每架飞机约合6亿美元。即使如此,如果加上研制费用,购买一架B—2A的费用将超过20亿美元!

使B—2费用昂贵的另一个重要原因是维护保养上的困难。几年前,B—2A刚刚装备部队时,养护任务基本上都是由各大公司的技术人员完成的,每飞行小时的维护时间,为132小时。每次飞行任务完成后,高速气流都会对机体表层造成磨损。为了确保飞机的隐身性能不致下降,每次飞行后,技术人员都要用一种类似喷漆的方法对B—2A表层的雷达吸波材料进行整修,而新喷的吸波材料只有在一定的温度、湿度下才能干燥固化。由于缺乏充足的配件和完善的维护设备,B—2A一直无法在海外基地部署,这对于以全球部署作战的美国军队来说,这是一个无法忍受的缺憾。尽管B—2A装备部队以来,美军曾多次在海外使用武力,但B—2A一直没有出现在战场。

高昂的造价、复杂的维护和保养使美国之外的任何国家都不会对之发生兴趣。 即使美国, B—2的生产线也已经关闭,为B—2提供配件的4000余家供应商中的90%也已将生产线改作它用;就连装备B—2的美国空军第509轰炸机联队的指挥官托马斯?戈士林准将也不得不承认:在未来20年内不会再有B—3或B—4。或许30年后,人们才会发现,B—2只是轰炸机发展史上灿烂的一抹余晖。

装备B-2隐身轰炸机的第1支部队是第509轰炸机联队的第393中队,已经装备了8架第20批的飞机,具备了初步作战能力。

B-2轰炸机最初是作为核武器运载飞机设计的,其基本的武器是B83和B61核炸弹。最大载弹量为22700kg(50000lb)。也可以挂载近距攻击导弹、GPS辅助制导炸弹、联合直接攻击弹药、联合防区外攻击导弹和MK82等常规炸弹等各种武器。

作战方式和效能估计

能进行多目标攻击

1997年6月12日,在新墨西哥州白沙导弹靶场进行的作战试验期间,B-2轰炸机在一次通过中投放了16颗JDAM制导炸弹。16颗炸弹各自瞄准目标群。目标群包括位于2个地区内的8个目标,2颗JDAM炸弹攻击一个目标。

B-2隐身轰炸机的综合作战效能高,利用自身能隐形的特点,在执行作战任务时通常不需要护航和压制对方防空系统的支援飞机。美国空军估计,若使用非隐身战斗飞机执行由两架B-2轰炸机完成的任务,则需要32架F-16战斗机以及为其护航的16架F-15、若干架压制对方防空系统的EF-111与EA-6B和15架KC-135加油机。

1999年3月25日北约对南联盟使用B-2进行轰动力装置 四台通用电气公司的F118-GE-110无加力式涡扇发动机,单台最大推力84.5千牛。成对地装在武器舱的外侧与机翼结构之间,氯氟硫酸被喷混在尾气中,以消除发动机的目视尾迹。

主要机载设备 休斯公司的AN/APQ-181低可截获性J波段攻击雷达(具有地形跟随着回避等21种使用模态),带GPS辅助功能的瞄准系统,TCN-250塔康系统,VIR-130A自动着陆系统,AN/APR-50雷达告警接收机以及ZSR-63防御辅助设备等。

武  器 两个武器舱可装波音公司的旋转导弹发射架,总共可带16枚AGM-129先进巡航导弹或16枚B61/B83核炸弹、80枚227千克的Mk82炸弹、16枚联合直接攻击武器、16枚908千克的Mk84炸弹、36枚M117燃烧弹、36枚CBU-87/89/97/98集束炸弹等。

尺寸数据 机长21.03米,机高5.18米,翼展52.43米,机翼后掠角33度。

重量及载荷 空重45360-49900千克,最大武器载荷18144千克,最大机内燃油量81650-90720千克,正常起飞重量152635千克,最大起飞重量170550千克。

性能数据 进场速度259千米/小时,实用升限15240千米,航程(空中加油一次)大于18520千米,作战航程(带8枚近距攻击导弹,8枚B83炸弹,武器重16919千克),(高-高-高)11667千米,(高-低-高)8149千米,作战航程(带8枚近距攻击导弹,8枚B61炸弹,武器重10886千克,起飞重量162386千克),(高-高-高)12223千米,(高-低-高)8334千米

家园 张彦仲 才华横溢 是管“气动专家”的“系统专家”

没看见人家每10年换个题目当“专家”?

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