美国新一代轰炸机将对外公开,为何大国争相研发隐形轰炸机?
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美国新一代轰炸机将对外公开,为何大国争相研发隐形轰炸机?

【环球时报特约记者 魏伟 肖东风】美国当地时间12月2日,由诺斯罗普·格鲁曼公司研制的美国新一代B-21“突袭者”轰炸机将首次对外公开,这是时隔30多年亮相的全新隐形轰炸机。俄罗斯正在研制的PAK-DA隐形轰炸机原型机有望在明年建成,外媒则猜测中国也在研制性能类似的轰-20轰炸机。为何隐形轰炸机引起大国争相研发?

美国B-21号称首款“第六代飞机”

美国空军对于B-21的首次亮相给予很高评价,将其称为“30年来,美国乃至全球问世的第一种全新的轰炸机”。它究竟有什么优势?在未来可能的冲突中,又会发挥怎样的作用?

制造商诺斯罗普·格鲁曼公司和美国空军都将B-21称为“飞机技术和发展的代际跨越”。诺斯罗普·格鲁曼公司航空系统部门总监汤姆·琼斯表示,B-21在隐形能力、开放系统架构的使用以及纳入“全域联合指挥和控制”(JADC2)技术以跨平台共享数据方面的进步,将使其成为“第六代系统中的第一个”。据称,JADC2是美国国防部将传感器跨越多个作战域连接到武器发射平台的系统。

美国空军发布的B-21概念图

对于B-21是第六代飞机的说法,中国军事专家张学峰接受《环球时报》采访时表示,之前关于轰炸机的划代,并没有权威或者得到广泛承认的观点。这次美国将B-21称为第六代飞机,而非第六代轰炸机,一方面有意和第六代战斗机等系统融合为一体,另一方面,称B-21是跨代、属于第六代飞机,美军也有宣传的意图。

张学峰表示,B-21是继承与创新的结合体。它采用的飞翼布局与美国空军现役的B-2隐形轰炸机非常相似,俯视图与B-2的最初方案几乎完全相同,表明其主要针对高空隐形进行优化。只是美国空军后来要求B-2适合低空突防,所以它的尾部才改为现在熟悉的“锯齿”形状。

张学峰认为,B-21的一大特点在于进一步提升隐形能力,除了继续降低正向雷达散射截面积(RCS)外,还会降低多频段、全向的RCS。因为只有进一步提升隐形能力,才可能在高强度冲突中面对大量反隐形系统时生存下来。值得注意的是,美国空军将B-21描述为“极低可探测性”设计,而不是描述F-22和F-35隐形战斗机的“非常低可探测性”,也证明了这点。美国《突发防务》网站称,“B-2已经能在几乎没有预警的情况下摧毁敌方领土深处的高价值目标,而B-21采用了先进的表面材料、机身和发动机进气口的优化设计,意味着它几乎能实现‘完全隐形’,具备进一步在高风险地区执行打击任务的能力。”

美国空军表示,B-21的尺寸比B-2略小,有效载荷也相应减少,但仍具备搭载GBU-57巨型钻地弹的能力。同时B-21还可以执行核打击任务,将获得正在开发的B61核航弹和搭载核弹头的“远程防区外导弹”的认证。

此外,B-21的先进性还体现在它的智能化。《突发防务》网站称,美国空军乃至整个美军一直致力于建立强大的分布式远程传感器网络和打击平台,它们可以传输和共享有关对手的大量数据。而B-21可以完美地融入这个新的战略网络,收集打击对象的信息并传递给友军的飞机、卫星、雷达等,同时还具备强大的攻击能力,可摧毁受到严密保护的高价值目标。“简而言之,B-21的智能化大脑才是它最宝贵的资产,它使用开源软件确保未来易于升级,能长期保持灵活和技术领先。”此外,B-21从一开始就被描述为“可选有人驾驶”飞机,这意味着它也能在没有机组人员的情况下飞行。

美国空军计划购买至少100架B-21,将于21世纪20年代中期开始装备,全面取代现役的B-1B超音速轰炸机和B-2隐形轰炸机。《美国空军》杂志表示,现役的B-2轰炸机以维护复杂和昂贵而著称,而B-21的另一大优势就是无论采购还是维护成本都要比它的前辈便宜得多。预计B-21将于明年首飞,第一个B-21中队的“首选地点”是南达科他州拉皮德城的埃尔斯沃思空军基地。

张学峰表示,从目前美俄轰炸机的使用经验来看,在高强度冲突中,不具备隐形能力的常规轰炸机,主要采取防区外打击的方式;具有强突防能力的轰炸机,或者在低威胁环境下,则主要采取临空轰炸的方式,这样可以更经济地投送更大规模的火力。B-2轰炸机近年来参加实战,都是以临空投放“杰达姆”制导炸弹为主。

按照这种设想,B-21在高强度冲突中的主要应用场景可能并非挂载远程巡航导弹或者高超音速导弹进行防区外打击,而是使用相对低成本的弹药,进行临空轰炸。因为如果使用远程巡航导弹或高超音速导弹,那么就可以在对方战斗机的拦截范围外进行发射,这种任务完全可以由B-52轰炸机,甚至携带托盘弹药的运输机进行,昂贵的B-21并没有优势。而且远航巡航导弹、高超音速导弹价格昂贵,大量、持续使用有困难。而进行临空轰炸或者使用相对低成本的滑翔弹药,更有利于轰炸机火力输出。

不过在面对拥有相对完善的反隐形传感器网络和防空体系的大国时,即便提升了隐形能力,B-21也很难在不被发现和拦截的情况下深入对方领空进行轰炸。同时B-21的起飞重量较小,航程也相对较短,对加油、预警等保障体系依赖更大。一旦保障体系遭攻击,B-21作战效能也会大大削弱。所以在和大国对手作战时,B-21不会像美国空军想象的那么容易。

飞翼布局成为隐形轰炸机首选

由于战略轰炸机的研制难度大、生产维护成本高,从二战结束至今,英国、法国等传统欧洲航空强国相继放弃了战略轰炸机,如今只有美国和俄罗斯保留有传统意义上的战略轰炸机,中国近年装备的轰-6K因为航程略嫌不足,被称为“准战略轰炸机”。但无论如何,战略轰炸机的任何举动仍能引起外界关注。11月30日,中国空军轰-6K和俄空天军图-95MS轰炸机在日本海、东海、西太平洋海域上空,实施例行性联合空中战略巡航,并首次在对方机场降落。这次行动引起美国及日本、韩国方面的高度关注。美国近年也多次出动B-1B和B-52战略轰炸机前往朝鲜半岛和南海展示“战略威慑”。

据介绍,美俄战略轰炸机的共同特征是具备洲际飞行能力,在不进行空中加油的情况下最大航程达到至少1万公里,最大起飞重量均超过150吨(B-2起飞重量最小,也达到168吨),通常超过200吨,最大载弹量大于20吨。但从技术发展而言,无论是美国的B-52、B-1B还是俄罗斯的图-95MS、图-160,都已经落后于时代。就在B-21公开亮相的同时,俄罗斯的新一代轰炸机——未来远程航空系统(PAK-DA)也在紧锣密鼓地研发。俄塔社援引消息人士的话说,俄罗斯远程轰炸机PAK-DA的演示原型机预计将于2023年建成,有望在未来十年内服役。外界普遍猜测该机将采用飞翼设计。印度《亚欧时报》网站称,PAK-DA轰炸机采用的飞翼设计没有尾翼,机身和机翼融合在一起,以满足动力装置的经济性和增加携带大量作战载荷的巡逻时间要求。据称,PAK-DA可以以亚音速飞行30小时,发动机推力约为23吨。由于俄军可以执行空中加油的加油机较少,因此PAK-DA的航程将比B-2更大。根据俄罗斯国防工业和国防部官员的说法,下一代轰炸机将包含全新技术和材料,以降低雷达信号,它的发动机由库兹涅佐夫公司在图-160配装的NK-32发动机的改进型基础上研制。

俄罗斯未来轰炸机设想图

张学峰表示,新一代轰炸机的特点是通过高隐形实现强突防能力,进而能在对方目标上空大量投送火力,发挥轰炸机的特有优势。如果在冲突中发射1000枚巡航导弹或弹道导弹,以每枚导弹携带500公斤战斗部计算,只能投放大约500吨弹药。而如果用载弹量25吨的轰炸机,只需要20个架次,相当于一个轰炸机团的出动架次,而且后者打击距离更远。如果不具备强突防能力和强穿透能力,单靠导弹载机在对方防区外发射导弹,那么轰炸机的意义就要大打折扣。此外,新一代轰炸机即便不需要在冲突爆发的第一时间就深入对方领空,但在对方防空体系遭到一定压制后,仍必须具备在高强度冲突中大量投送弹药的能力。俄乌冲突中,俄军图-160和图-95突防能力相对较弱,为确保安全,主要以在乌克兰境外发射巡航导弹,限制了轰炸机大载弹量的优势。

从美俄公开的信息来看,新一代轰炸机主要采用亚音速高隐形方案,目前最为流行的布局便是飞翼布局。该布局由B-2首次运用,起到非常好的隐形效果。美国B-21也采用了与B-2类似的飞翼布局,俄罗斯的PAK-DA轰炸机同样采用亚音速飞翼布局。实际上,很多隐形无人机也都采用了飞翼布局。

张学峰认为,飞翼布局之所以如此受宠,是因为它是当前实现隐形和气动一体化设计的最佳选择之一。一般而言,飞翼布局符合全升力体飞行器的设计思想,在气动方面优势明显:飞翼没有常规的机身和尾翼,湿面积小,大大减小了机身的摩擦阻力和尾翼带来的阻力,提高了升阻比,经济性较高;较大的机翼面积使得单位面积翼载荷大大降低。另外,飞翼布局也非常有利于雷达隐形。飞翼布局的上下翼面与机身融合度高,再加上采用背负式进气道,外形光滑,几乎没有较大的雷达散射源。如果采用先进的复合材料和吸波涂层,配合S形背负进气道、进气道格栅等技术可进一步提高隐形能力。但飞翼布局没有垂尾、没有平尾,研制难点在于控制。由于取消了机身和尾翼,飞翼布局飞机的稳定性和操纵性都与常规布局飞机有显著不同,它的横向和纵向控制均由水平控制面进行控制,很容易相互影响,牵一发而动全身。所以它必须采用计算机化的电传飞控系统,而且对控制律的要求很高。这也是此前只有B-2这一种载人飞翼布局轰炸机服役的主要原因。但随着技术的突破,飞翼布局技术已经被越来越多的国家掌握。

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