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晨枫小苑

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晨枫  

西西河水浪打浪,一浪打到网易上。我本是喜欢纸上谈兵的一介草民,在西西河那边开了一个小铺子,这是海外华人的一个精神家园。我是一个一坐下来就不动窝的懒人,但架不住友人的邀请,到网易也开了一个茶摊。阿庆嫂是怎么说来着:来的都是客。希望您能喜欢我这小号。来来来,先握一个手! 当然,主有主规,客有客道。请勿随地吐痰,喧哗扰众,或者乱贴小广告。不欢迎指桑骂槐,更不准恶语伤人。

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漫谈轰-20   

2016-11-28 11:34:36|  分类: 鹰击长空 |  标签: |举报 |字号 订阅

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歼-10服役的新闻好像还没有多久,短短几年里,运-20也已经服役,歼-20服役的传闻则时有所闻,直-20将成为中国的主力中型通用直升机。在一系列以“20”为序号的先进作战飞机中,轰-20是明显的缺失。9月1日,空军司令马晓天在长春空军航空大学指出,“我们现在发展新一代的远程轰炸机,将来你会看到的。”这会是传说中的轰-20吗?

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 还在不久前,“10”字辈引起人们的兴奋,一晃眼,歼-10已经发展到“C”型了

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 直-10也已经成群了

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 但现在,“20”字辈已经登场,第一个冲上台的是歼-20

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 运-20已经成批服役

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 直-20也“蠢蠢欲动”

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 但中国的轰炸机主力还是“全新”的轰-6K

中国空军现役最先进的轰炸机是轰-6K,这是轰-6的大改,换装了推力更大、更加省油的索洛维耶夫D-30KP-2涡扇发动机,最大起飞重量和航程得到增加;结构上大量使用复合材料,减轻自重;机头导航员使用的玻璃罩让位于新型雷达,火控和电子战能力也得到极大增强;机内炸弹舱可以改用于机内软油箱,增加航程;翼下挂架则增加到6个,可用于挂载AKD-20巡航导弹。但中国空军显然不满足于轰-6K,正在展开新一代轰炸机的研制。

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 传统轰炸机以投放重力炸弹为主要打击手段,这是B-1在进行传统的地毯式轰炸

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 现代轰炸机增加了投放滑翔制导炸弹的能力,视距外打击能力大大提高,这是B-2在投放JSOW

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 巡航导弹更是极大地增加了轰炸机的打击威力和作战样式灵活性,这是B-52在发射巡航导弹

传统轰炸机相当于空中炸弹卡车,通过向地面目标倾泻大量的弹药达成作战目的。一方面由于防空的发展,另一方面由于远程打击手段的发展,视距外攻击取代了临空轰炸,成为现代轰炸机的主要作战方式。视距外攻击不仅可以使得轰炸机在安全距离上发动攻击,还使得轰炸机通过武器射程极大地增加了攻击半径。更重要的是,在整个以武器射程为半径、以目标为圆心的攻击弧上,轰炸机可以从多方向发动攻击,极大地增加了攻击的隐蔽性、灵活性、突发性和饱和性。通过发射平台和视距外攻击武器的路径规划,少量轰炸机不仅可以在短时间里发射大量视距外攻击武器,还可以实现多方向、多高度同时到达,极大地增强突防效果。这种突防能力不仅对常规攻击很重要,对核攻击也同样重要。

有说法曰轰炸机是核大国的“身份证”,这种虚花头不是中国研发轰炸机的理由。核战争有互相确保摧毁的一面,也有可控升级的一面。说到底,战争的目的是达到某种政治目的,而不是寻求互相自杀。只有在不可能赢得战争或者赢得体面和平的情况下,才会无限升级到互相毁灭。换句话说,有限核战争是可能的,有控制的逐步升级是可能的,关键在于在同归于尽和无所作为之间要有足够多层次的选择,这样才可以根据当前阶段的战争需要,动用最适当的战争手段,达到战争的目的。一般认为,只有达到核三位一体,才能构成足够稳定、可靠而又灵活的核打击体系。井射陆基洲际导弹只适合用于先发制人的打击,陆基机动发射有阵地准备、反应时间和一旦暴露后的生存力问题。潜射洲际导弹具有水下机动发射固有的隐蔽性和生存力优点,特别适合用于核反击,但存在受到敌人反潜威胁和我方实时指挥控制难度较大的问题。最重要的是,陆基和潜射洲际导弹一旦发射,就无法改变目标或者中途召回,只有轰炸机才具有在最后一秒钟之前改变目标和召回的能力,这个“人在回路中”的特点是现代条件下轰炸机最重要的特质。

核战争不是没有征兆的,在接到预警后,轰炸机可以立刻起飞,避开敌人的第一波核攻击,然后转入核反击。用作第一波核攻击时,轰炸机也有独特优势。在隐身、电子战的支持下,轰炸机可以深入敌后,抵近目标,确认目标,然后待机。只有在最高指挥当局最后下定决心时,才发射核武器。但最高指挥当局决定改变攻击目标或者改变攻击烈度的话,飞行员可以飞抵新的目标,从新开始确认目标和待机的过程,并根据任务需要,调整核武器的当量(例如美国W80核弹可以在5千到15万吨当量之间调节),甚至改用非核攻击。在完成对主要目标的攻击之后,轰炸机还可以继续对次要目标进行攻击,这也包括主要目标已经被先期打击摧毁的情况。当然,最高指挥当局决定取消攻击的话,轰炸机可以返航,避免战争升级。在核战争前夜,轰炸机升空也是最明确的战争决心和准备的信号,是有效的威慑。

更重要的是,有人驾驶的轰炸机在国家战略指挥、通信系统遭到严重破坏的情况下,依然可以由飞行员根据既定指挥意图灵活选择和改变战术方案,自主完成任务。这样的灵活性、可控升级和自主打击能力是陆基或者潜射洲际导弹所不具备的,也是核大国最高指挥当局确实需要的。

在核门槛级战争中,轰炸机也有独特的作用。如果一方有能够可靠突防的轰炸机,有能力用突然和精确的常规攻击拔掉另一方的核打击能力和国家指挥系统,而另一方只有有限的核力量,或者只有破罐子破摔、一步升级到全面核摊牌的话,前者可以逐步升级以显示能力和决心,后者只有在被动挨打和互相自杀之间选择,甚至谈不上互相自杀,而只是以自己的国破族亡换取对方一两个大城市的毁灭,战略上的被动不言而喻。

在常规战争中,轰炸机是打击对方指挥通信中心、空海军基地、交通枢纽和物资集散地的重要手段,这对中国的战略环境具有特殊重要性。中国装备了世界上独有的强大的常规弹头战役弹道导弹打击力量,不仅第一岛链完全置于火力覆盖之下,第二岛链也难逃火网。问题是,弹道导弹难于用于持续打击。中国空军远程作战飞机已经具有攻击第一岛链的能力,可用于接力打击,但第二岛链还比较勉强,这是轰炸机的用武之地。在弹道导弹、轰炸机和潜艇发射的巡航导弹的密集、持续攻击下,第二岛链基地的生存和运作将受到严重威胁,这一可能性的存在就将迫使对手重新考虑攻防平衡问题,减轻中国的战略压力。最危险的敌人是可以把所有力量统统压上来而无所顾忌的敌人,进攻是最好的防御正是针对这种情况。

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 第一岛链的嘉手纳基地不说探囊取物,但已经可以置于比较可靠的中国远程打击火力之下了

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 但对于关岛安德森基地就需要轰炸机才能保持最低限度的持续打击能力

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 轰炸机也是海上打击的利器,这是B-52在和航母玩游戏

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 满载重型反舰导弹的图-22M“逆火”轰炸机更是当年美国舰队的噩梦

轰炸机也适合用来打击海上的航母战斗群。同样,中国装备了世界上独一无二的反舰弹道导弹,中国还有强大而且正在迅速现代化的潜艇力量。问题是,反舰弹道导弹的技术保障要求很高,构成有效的发射条件并不容易。常规动力潜艇具有天然的机动速度较慢和远程探测的问题,实际上相当于具有自航能力的水雷,对高速航行中的航母战斗群形成近战设伏条件难度很高。核动力潜艇的航速与高速机动中的航母战斗群相差不大,还有全速航行的噪声考虑,对于在几百海里外刚发现的航母战斗群需要很长时间才能进入攻击位置,在此期间,容易惊动目标,或者遭到反潜拦截。轰炸机的速度要快得多,可以迅速前往目标海区,依靠自身的隐身、侦察能力和体系的情报支援,组织和实施攻击。应该指出的是,在反航母作战中,与攻击岛上目标一样,轰炸机是重要的一环,与反舰弹道导弹、潜艇是互补的作用,而不是替代的作用。最低限度,轰炸机获取的目标方位、航向、速度的精确信息可以作为反舰弹道导弹和潜射反舰巡航导弹的瞄准输入。

由于需要对第二岛链的目标具有可靠打击能力,并对第二岛链以内海上目标具有强大而连贯的搜索打击能力,轰-20的航程需要在第二岛链往返基础上,留有足够的目标区留空时间。另外,为了增加作战灵活性和部署安全性,应该可以从内地基地起飞,而不必占用宝贵的沿海基地。以关岛为典型距离,这就需要10000公里左右的作战航程。这个航程也足够用于迪戈加西亚岛方向,如果沿途国家的飞越权问题可以解决的话。得到空中加油支援或者配备3000公里以上射程的巡航导弹的话,这个航程还可以实行到夏威夷的作战,但无空中加油的往返就需要15000公里航程。

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 海上战舰对巡航导弹的载弹量远远大于轰炸机

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 潜射巡航导弹更是具有打击的突然性和隐蔽性的优点

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 由于远程打击火力的多样化,运输机用空投托盘都能发射巡航导弹,现代轰炸机不必过度强调载弹能力

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 美国正在研制的B-21据说将缩小为“中型轰炸机”

 另一方面,电磁攻击导弹等软杀伤会成为现代轰炸机的新手段

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 轰炸机的电子战能力也将从自卫发展到进攻性

载弹量方面,一般说来,轰炸机的载弹量越大越好。历史上,在火炮射程之外,轰炸机就是最主要的对地攻击手段,战斗轰炸机只是把战斗机作为轰炸机使用。但现代远程打击手段多样化了,运输机用特种托盘空投都可以作为巡航导弹的发射平台,还有陆基和海基的弹道导弹和巡航导弹,轰炸机的载弹量要求不再那么绝对,而是“够用”就行,但怎样才是够用是一个问题,这要由轰炸机在攻击链中的作用决定。

轰炸机留空时间长,机内容积大,机载电子系统强大,突防力和生存力强。事实上,轰炸机的电子对抗能力一直是轰炸机生存力的秘密法宝,B-52在1964年就开始在越南战场上使用,直到1972年11月22日才有第一架B-52被越南SA-2防空导弹击落,以后在“后卫II”作战中被集中击落16架,但那是持续大批密集出动和反复攻击相同目标的必然结果。在B-1轰炸机研制时,美国空军对机载电子战系统的要求是能够对任何已知和未知的机载和地基雷达进行识别、定位和压制。这个高得变态的要求超过了当时技术能力,使得AN/ALQ-161最后成为烂尾工程。缩水后的系统没有达到能压制所有已知和未知雷达的要求,但在对敌对雷达的识别和定位能力上依然达到与专用电子战飞机相当的水平。这样的要求不奇怪。现代轰炸机的航程动辄达到1万公里,没有任何战斗机有这样的航程,二战时代P-51那样的全程护航是不可能的,也没有任何电子战飞机有足够的航程实行伴随保障。轰炸机只有依靠机载系统实施自卫电子战,能力要相当于专用电子战飞机才够用。B-2轰炸机的机载电子战系统能力肯定超过B-1,但具体能力现在还是保密的。

现代主动电扫雷达不仅是强大的雷达,也是强大的电子对抗平台,不仅适用于自卫电子战,也适用于进攻性电子战,可以对敌人的防空和指挥体系进行电磁压制,包括用强大的定向电磁能量向敌方指挥控制网络的薄弱节点强力注入破坏性信息,扰乱甚至瘫痪敌方的C4ISR(指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、侦察的简写),为后续攻击打开通道,或者瘫痪电网、铁路、水厂、炼油厂、城市交通控制等民用关键设施。高能微波、激光和红外技术更是在迅速发展中,轰炸机内宽裕的搭载能力有利于首先装备这样的新型手段,可用于对来袭导弹主动硬杀伤,或者对空地目标实行非常规杀伤。

这只是起点。轰炸机搭载复杂电子系统能力使其天然具有担当C4ISR节点的潜能,这在日益电磁化、信息化的现代战场上具有特殊意义。在现代战争中,尤其对于军事强国来说,不管是高烈度还是中低烈度战场,投放大规模杀伤手段不再是难题,难题是在什么时候向哪里投放与任务相称的精确杀伤手段,或者在时间紧迫或者任务性质特别敏感的时候直接出手、临门一脚。轰炸机作为自带可观打击能力的C4ISR前进节点,把作战体系内的所有成员组成有机的“作战云”,共享信息,共享决策,确保云内成员在平台能力、作战挂载和部署位置上最大程度互补,形成彻底的体系作战。换句话说,现代轰炸机已经从空中爆破手演变为超级重磅空中特种部队了。因此,轰炸机不必再强调投弹当量,在保证航程和留空时间的情况下,可以缩小尺寸和起飞重量,这将大大降低研发和部署成本。

另一方面,轰炸机毕竟不是侦察机,必要的载弹量还是需要的,这还要根据弹药来决定。除了对付缺乏基本防空能力的低技术对手,无制导的铁炸弹已经用处有限了,这样的对手也不需要全新的轰炸机,轰-6K足够了。制导炸弹都具有一定的滑翔能力,增加高升阻比折叠弹翼的话,射程可达100公里以上,美国的SDB就有110公里的射程。巡航导弹的射程当然更大,据报道AKD-20的射程达1500公里以上,甚至有说法高达2500公里,美国“战斧”巡航导弹的射程也是2500公里。问题是制导炸弹和巡航导弹的挂载要求不一样,制导炸弹可以挂载在弹舱内,有利于降低巡航阻力,改善隐身;但巡航导弹一般太大,要挂载在弹舱内的话,弹舱需要特别长大,轰炸机的尺寸将急剧增加。比较合理的做法是弹舱设计以制导炸弹的要求为主,巡航导弹外挂。

轰-20应该比B-2小,以降低成本,并利用C4ISR节点的作用体现体系打击能力;但应该比轰-6大一些,增加打击力。B-2的载弹量为23吨,轰-6可达9吨,轰-20以15吨左右为宜。这样轰-20的最大起飞重量可能为120-150吨,高于轰-6的76吨(有说法轰-6K达到90-95吨),低于B-2的170吨。完全装载制导炸弹的话,15吨是很可观的载弹量了。挂载巡航导弹的话,以“战斧”的1.6吨为参照,也可挂在9-10枚,不过实际上翼下挂载不可能挂载那么多。轰-6K可以挂载6枚AKD-20,B-52可以挂载8枚“战斧”,轰-20不可能超过这个数量。更大的问题在于挂载方式,像轰-6K或者B-52这样的翼下挂架的话,阻力太大,也破坏隐身,可能需要采用茧包一样的挂载方式,既降低阻力,也改善隐身。茧包的减阻和隐身当然不如机内弹舱,但还是可以接受的。F-35B和C的航炮也是茧包吊舱,轰-20的巡航导弹茧包当然要大得多,但道理是一样的。

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 轰-20的机内弹舱容量可以按基本任务设计,额外或者超尺寸的挂弹能力用保形的茧包吊舱解决,比如像大大放大的F-35航炮吊舱

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 也可以是这样全外挂的茧包吊舱

茧包吊舱可以采用可抛弃的保形整流罩,这样同一茧包内的所有巡航导弹都要一次发射完毕,而且一侧抛弃了,另一侧还没有,容易造成气动上的不平衡。另一个方法是茧包具有可开闭的舱门,这样就相当于外挂的“机内弹舱”,F-18E Block III的外挂弹舱就是这样的构形。对于轰-20来说,这比较合理。考虑到AKD-20较长,而外挂弹舱尺寸有限,还要要为未来增程巡航导弹预留空间,巡航导弹可能只能并排吊挂,而不能前后吊挂,这样两侧翼下外挂弹舱里各挂载3枚巡航导弹,共6枚。挂载量没有比轰-6K进一步增加,但航程大大增加了,打击力还是有显著提高。

轰炸机的打击力在于生存力,只有成功地突防和返航,才能有效和持续地打击。生存力可以依靠速度,也可以依靠隐身。在速度与隐身难以兼顾的条件下,隐身更有利于生存力。隐身不是不可探测,只是降低可探测性,增大对方雷达覆盖区的间隙,创造隐蔽突防的条件。另一方面,轰炸机的巡航速度达到高亚音速,主流战斗机的巡航速度也是高亚音速,只有美国F-22、中国歼-20是例外,可以超音速巡航,俄罗斯T-50的超巡能力尚不清楚。但战斗机的超巡能力也不是全程超巡,只是可以非加力推力达到超音速,超巡航程或者续航时间实际上还是有限的。因此,除非已经进入到最后追击阶段,战斗机的速度优势只是理论上的,在巡航状态下并不比高亚音速的轰炸机快。在演习中,低空高亚音速突防的B-1B在战术得当的情况下经常甩掉在理论上速度更高的F-15,就是这个原因。在体系支援下,通过路径规划和隐身性能,是可以做到在对方防空和战斗机屏障的间隙中穿越安全突防和返航的。另一方面,全程超巡的轰炸机技术要求太高,航程有限,图-160也只在突防状态下达到M2以上,巡航速度依然是亚音速,但变后掠翼的重量和复杂性代价巨大。

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 B-2的无尾飞翼构形依然代表了隐身的最高水平,不仅最大限度地减少了“零碎”,还在同等升力/重量时体积和尺寸最小,但飞翼在气动和结构上多有不利

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 翼身融合体在外观上与飞翼很相似,其外形隐身能力也与飞翼相似

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 但结构上以宽扁的“机体”为核心,配合以高度融合的机翼,还可以有V形尾和水平的“海狸尾”帮助气动控制,发动机改为内埋没有本质的技术困难

轰-20要用略大于中型轰炸机的重量达到重型轰炸机的航程,在气动设计上必须有所突破。隐身、高亚音速的轰炸机可以采用传统的筒体-机翼构形,或者飞翼构形。轰-6K就是筒体-机翼构形,筒体载重,机翼产生升力,各司其职,互为死重,但筒体的力学特性清晰、制造便利,传统机翼的设计技术成熟,但气动效率不高,而且不利于隐身。B-2是飞翼构形,隐身性能优秀,整个结构都用于产生升力,没有不产生升力的筒体带来的纯阻力,重量合理地分布在机翼上,气动效率优秀,但受力结构设计没有筒体那么清晰,气动控制力臂太短,飞控问题较大。这当然是简单化的划分,现实总是灰色的。现代筒体-机翼的机体在巡航时有一定的迎角,也产生一点升力;B-2这样的飞翼的载荷依然集中在靠近中线的部分,并非均匀地沿翼展分布。

在这两个极端中间,还存在一种过渡构形,这就是翼身融合体(Blended Wing Body,简称BWB)。在外观上,BWB与飞翼很相像,但BWB在结构上有明确的机体,只是机翼与机体高度融合,看起来好像飞翼一样。BWB的“中央机体”可以产生40%以上的升力,因此机翼的翼展和翼面积都较小,降低湿面积,降低气动摩擦阻力,气动效率接近纯飞翼,但结构上则接近筒体-机翼构形。当然,这筒体不再是简单圆形截面,而是椭圆型,甚至更宽的横8字形。高度融合的机翼和机体形成肥厚而且很长的翼根,不仅增加翼内燃油容积,也降低了应力集中,减轻结构重量。

BWB也可以看作具有特别宽扁的机体的飞机,因此可以像飞翼一样无尾,也可以像普通飞机一样有尾。洛克希德BWB运输机方案采用常规的T形尾,波音BWB客机方案则在扁平的“燕尾”两侧安装浅V形尾翼。对于轰-20来说,BWB加浅V形尾翼是比较合理的方案,既有类似飞翼的隐身性能和气动效率,又避免了飞翼的结构制造和飞控问题。B-2的纯飞翼构形由于缺乏垂尾,只能用外翼段阻力板控制航向。这是同时向上下打开的一对副翼,而且为了随时保证可控性,在整个飞行中始终保持一定的开度,而不是平时闭合、只有在需要的时候才打开。这增加了阻力,恶化了机翼的颤振特性,也有损最重要的前向隐身。V形尾不仅位置靠后,还可以后掠,气动控制力臂较长,V形尾本身的气动控制效率也比阻力板要高得多,飞控问题比较容易解决。浅V尾仔细设计的话,侧向隐身的损失也可以降到最低。

V形尾之间还是理想的半埋入发动机的安装位置,预计需要3-4台涡扇。进气口合理设计的话,还可以形成机体上表面边界层抽吸减阻。边界层是由于空气的粘性形成的,这是附着于机体表面的呆滞层,可以等效于增大的机体截面积,增加阻力。对边界层进行抽吸可以有效地降低边界层厚度,达到减阻效果,这对于轰-20这样的远程轰炸机来说很重要。

在理想情况下,宽大的中央机体内具有足够的容积,可以机内挂载6枚巡航导弹,但这可能大大增加轰-20的尺寸和重量,又宽又长的空心盒体结构也是设计和制造上的巨大挑战,机体强度很难保证,可能还是需要外挂弹舱。好在BWB的翼根特别长,适合布置这样的保形外挂弹舱。

中国空军正在向攻防兼备转型,轰-20这样的远程轰炸机将极大地加强中国空军的进攻力量。这不是为了称霸,而是为了积极防御,进攻是最好的防御。上述关于轰-20的定位、构形和性能的讨论当然都是猜想,真正的轰-20会是什么样子?“将来你会看到的”。或许这个将来并不遥远。
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