轰20与B21隐形轰炸机技术分析,谁更胜一筹?

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轰20和B21作为中美两国的隐形战略轰炸机,虽然都采用了隐形技术,但在作战任务、航程、隐形设计等方面存在明显差异。轰20作为我国首型隐形战略轰炸机,主要任务是对敌方纵深的战略目标进行核常兼备的打击,航程至少12000公里以上。而B21主要作战任务是向我国或俄罗斯沿海及纵深地区发起打击,航程8000公里左右即可。在隐形设计上,B2采用了雷达隐形和红外隐形技术,如飞翼气动外型、雷达吸波材料等。我国也掌握了这些技术,并在轰20上继续发扬光大。此外,我国还研制了先进米波雷达和量子雷达,有效压制了美弟的隐形轰炸机。总的来说,轰20和B21各有千秋,但我国在隐形技术和反隐身雷达方面已经走在了世界前列,未来有望继续保持领先地位。轰20与B21隐形轰炸机技术分析轰20和B21作为中美两国的隐形战略轰炸机,虽然都采用了隐形技术,但在作战任务、航程、隐形设计等方面存在明显差异。轰20主要任务是对敌方纵深的战略目标进行核常兼备的打击,航程至少12000公里以上。而B21主要作战任务是向我国或俄罗斯沿海及纵深地区发起打击,航程8000公里左右即可。在隐形设计上,B2采用了雷达隐形和红外隐形技术,如飞翼气动外型、雷达吸波材料等。我国也掌握了这些技术,并在轰20上继续发扬光大。此外,我国还研制了先进米波雷达和量子雷达,有效压制了美弟的隐形轰炸机。总的来说,轰20和B21各有千秋,但我国在隐形技术和反隐身雷达方面已经走在了世界前列,未来有望继续保持领先地位。

对我国来说,中国人民空军作为一个战略军种,在武器装备上一直都一个重要的空白没有填补,那就是战略轰炸机。此前我国最大的轰炸机是轰六,轰六是上个世纪我国仿制俄罗斯图16中程轰炸机的型号。轰六载弹量9吨,航程6000公里,满弹时航程甚至无法达到6000公里。

此后轰六历经多个型号改进,最重要的一个改进型号为轰六K,被称为“战神”’。在换装了比较省油的D30涡扇发动机后航程提高到了9000公里左右。载弹量也提高到12吨左右,性能得以大幅提高,最多可能携带11枚远程巡航导弹。轰六K的性能也勉强跨过了战略轰炸机的门槛,可以算作是准战略轰炸机。但轰六K的基本定位就是一个亚音速的中程轰炸机,况且没有隐形能力,在技术上仍然是落后的,无法满足新世纪战略空军对战略轰战机的要求。因此轰20的研制就被提上日程,这将是我国首型隐形远程战略轰炸机,这就是轰20的基本定位。

我们再来看看美弟的B21,美弟原本有20架B2隐形战略轰炸机,但价格太贵高达20亿美元一架,地主家也用不起,结果只采购了20架。经过一些飞行事故之后,已经不足20架了。B2虽然性能不错,但造价过高导致装备数量不足,而且维护复杂使用成本高。同时为了填补日益老旧的B52和B1B战略轰炸机留下的空白,美弟研制了B21轰炸机。基本上就是在B2的基础上适当缩小,降低成本,更新老旧技术,弄出来的一款经济适用版的B2轰炸机。根据2010年美俄签署的新的《削减战略武器条约》规定,航程在8000千米(4319海里)以下的轰炸机,无论其是否拥有核能力都不在条约限制范围之内。因此B21的航程可能会被限定在8000公里左右,当然美弟可能也没那么老实,有可能有所保留。因此B21的体量可能更接近中程轰炸机的定位。

轰20与B21虽然同为隐形轰炸机,但作战任务却差别很大。轰20作为我国首型隐形战略轰炸机其攻击方向将是由陆向海,其主要任务是对敌方纵深的战略目标进行常规或者战略核打击。轰20的作战任务将是核常兼备的,并且会成为三位一体核打击力量的重要组成部分。而B21则是由海向陆发起进攻,主要作战任务是借助第一、二、三岛链或者其它基地的支撑,向我国或者俄罗斯的沿海及纵深地区发起打击。两者作战任务的不同造成了两种隐形轰炸机的设计有着很大差异。首先是航程差异会比较大,轰20作为战略轰炸机要有能力对敌方本土发动战略打击,因此需要有比较远的航程,而轰20的航程至少有12000公里以上。而且轰20执行任务一出门就要穿过第一岛链,无法让没有隐形能力的空中加油机伴随保障,那样会直接暴露轰20的作战意图。因此轰20的航程有可能比12000公里要远得多,这样才能保证顺利完成作战任务。而B21可以借助第一、二、三岛链的支撑,岛链上有足够的前进基地可以提供保障,即使从阿拉斯加出发打击俄罗斯,穿过北极也没多远,因此对航程没有特别高的要求,有个8千公里左右也就足够了。

轰20与B21出现之前,唯一采用隐形技术的战略轰战机就是美弟的B2。所以我们就先来说说B2的隐形设计,B2作为一款隐形战略轰炸机,为了实现自己的作战任务,综合使用了各种隐形技术。

B2的隐形技术包括雷达隐形和红外隐形两部分。B2的红外隐形要解决的是温度比较高的发动机排气尾流的问题。主要的技术手段是将尾喷口开在尾部上方,利用机身遮挡,避免被下方的被动红外探测装置探测到。另一个技术手段是喷口形状比较扁平可以强化周围空气的掺混,将排气尾流的温度迅速降下来,以便降低红外特征。还有一个技术手段是在排气尾流中释放一些消耗性材料,以改变红外线的波长,这样可以避开透明度比较高的红外大气窗口,也能在某种程度上降低红外特征。不过这种技术的缺点是要使用消耗性材料,B21会不会继承尚不清楚,而我们的轰20可能也不会采用。

在雷达隐形方面,首先是雷达隐身外形设计,在隐形飞机的雷达隐身能力中,雷达隐身外形设计的贡献占大头,往往占百分之七八十以上。B2采用了飞翼气动外型设计,这一设计在雷达隐形方面的好处是没有了平尾和垂尾,可以大幅减少侧向和后向的雷达反射截面。而且B2的进气口和尾喷口都在机身背部,可以避免被来自地面的雷达波照射,这样就有效地减少了雷达波照射到空腔结构产生的散射。而B2的座舱玻璃也是有金属镀膜的,同样也可以减少雷达入射座舱引起的散射。B2机翼的前缘及后缘和机身尾部后缘锯齿之间保持着各个方向的平行关系,可以避免雷达波被原路反射回去。

B2机身机翼的前缘看起来像一条直线,其实从侧面看,是分为三段的,三段不在一条直线上,而且三段的前缘过渡半径也不一样。机身各种口盖,都是多边形折线或锯齿形边线构成,而且各种线条尽可能保持平行关系。所有这些外型设计都是为了尽可能降低雷达反射面积。

但只有雷达隐身外形设计就想获得理想的雷达反射截面显然是远远不够的。还有一类重要的隐形技术那就是雷达吸波材料,这种材料可以将雷达波的能量转换为热量消耗掉,以避免雷达波被反射回去。B2使用的雷达吸波材料主要是雷达吸波涂料。这类材料以树脂材料为基础,掺杂铁氧体、导电聚合物、多晶铁纤维、羰基金属微粉等吸波材料而成。B2、F22、F35用的都是这种类型的吸波材料。这类材料的主要缺点是涂料和机身蒙皮之间容易分层脱落,因为本来就是两种不同的材料。如此带来的问题就是维护复杂,维护条件要求高成本也高。

另一个主要的缺点是工作波长不能超过涂层厚度的十倍,因为涂料涂层的厚度往往难以超过10毫米,所以这类材料的工作波长往往只能覆盖S波段,再长就失效了。正是因为如此,我国反隐身雷达选用的就是波长比S波段更长的UHF和VHF频段。

为此我国研制了一系列的先进米波雷达,建成了体系完备的反隐身雷达体系。在这套体系面前,F22和F35以及B2都是裸奔。也就是说我国的先进米波雷达已经将美弟耗费巨资建立起来的隐形技术优势彻底清零了。实际上我国早在2013年就可以在几百公里外连续跟踪F22战斗机了。

当然B2使用的雷达隐形技术不止这些,还有等离子体隐形技术。在B2的机身上下方有多个圆形窗口,这些窗口就是等离子体反生器。这些发生器可以依靠释放高压电场将周围的空气电离,使其处于等离子体状态。这些等离子体也可以吸收常用波段的雷达波。但是等离子隐形技术也有自己的缺陷,那就是吸收雷达波的频率取决于等离子体的电子密度。但电子密度越高消耗的能量越高,实现的难度也会迅速增加,等离子体隐形技术的高频段性能会比较差,无法吸收毫米波以及频率更高的太赫兹波段。其低频段吸波能力也比较差。所以等离子隐形技术只适合工作在1-20Ghz这个频率区间内。换句话说B2的隐形能力在我国的先进米波雷达面前还是零。

说完B2的隐身技术设计,到了B21这里,很显然能继承的隐形技术会继续使用,不足的会进一步改进。B21在隐形技术上最大的进步可能就是采用了隐身超材料。在这一技术领域中国处于国际领先水平,在歼20战斗机上率先采用。隐身超材料的技术优势是工作频带非常宽,理论上可以覆盖从UHF波段、VHF波段、S波段一直到毫米波、太赫兹波段的范围。是一种非常理想的隐形材料。在这一技术领域,我国一直保持着非常高的发展速度。据广州日报报道,我国的隐形超材料目前正在从第三代向第四代过渡。这么好的技术在轰20身上必然也会继续发扬光大。

B2采用的隐形技术实际上我们也都掌握了。所以在B2身上的红外隐身技术轰20也会使用,雷达隐身外型设计这些都是基本的,至于等离子体隐形技术我们可能也会采用,作为使用超材料技术后的一种补充措施,以强化最常见的微波波段的隐形能力。我国掌握的等离子技术是冷等离子体技术。也就是说通过放电将空气中的部分空气电离,生成等离子体,使其具备吸收雷达波的能力。同时因为空气被电离的比例比较少,因此不会出现空气温度上升过高烧蚀蒙皮的问题,也可以避免需要消耗过多电力的问题。希望我们未来可以继续保持隐形技术方面的领先地位。

美弟前段时间就曝出F22战机正在试验新的机身蒙皮材料,这个可能就是超材料。再说回B21,美弟目前超材料的技术水平尚不清楚,能不能达到我国目前的技术水平还不好说。但是如果美弟的超材料技术水平也追上来了,那么我们先进米波雷达建立起来的反隐身能力可能也会被突破。

不过这倒不必太担心,因为我们还有更先进的反隐身手段,那就是量子雷达。中电科十四所在珠海航展上曾展出过量子雷达。这种类型的雷达因为工作原理和现有的微波雷达不同,现有的所有隐形技术目前都对其无效。美国的隐形技术再怎么折腾在我国先进雷达下都是裸奔。近几年我国的量子雷达的有关信息已经不怎么公开了,有可能已经进入实用化阶段。所以我国的反隐身雷达仍然能够有效压制美弟的B21隐形轰炸机。

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