美國(guó)新一代轟炸機(jī)將對(duì)外公開,為何大國(guó)爭(zhēng)相研發(fā)隱形轟炸機(jī)?
軍工資源網(wǎng) 2022年12月05日美國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間12月2日,由諾斯羅普·格魯曼公司研制的美國(guó)新一代B-21“突襲者”轟炸機(jī)將首次對(duì)外公開,這是時(shí)隔30多年亮相的全新隱形轟炸機(jī)。俄羅斯正在研制的PAK-DA隱形轟炸機(jī)原型機(jī)有望在明年建成,外媒則猜測(cè)中國(guó)也在研制性能類似的轟-20轟炸機(jī)。為何隱形轟炸機(jī)引起大國(guó)爭(zhēng)相研發(fā)?
美國(guó)B-21號(hào)稱首款“第六代飛機(jī)”
美國(guó)空軍對(duì)于B-21的首次亮相給予很高評(píng)價(jià),將其稱為“30年來(lái),美國(guó)乃至全球問(wèn)世的第一種全新的轟炸機(jī)”。它究竟有什么優(yōu)勢(shì)?在未來(lái)可能的沖突中,又會(huì)發(fā)揮怎樣的作用?
制造商諾斯羅普·格魯曼公司和美國(guó)空軍都將B-21稱為“飛機(jī)技術(shù)和發(fā)展的代際跨越”。諾斯羅普·格魯曼公司航空系統(tǒng)部門總監(jiān)湯姆·瓊斯表示,B-21在隱形能力、開放系統(tǒng)架構(gòu)的使用以及納入“全域聯(lián)合指揮和控制”(JADC2)技術(shù)以跨平臺(tái)共享數(shù)據(jù)方面的進(jìn)步,將使其成為“第六代系統(tǒng)中的第一個(gè)”。據(jù)稱,JADC2是美國(guó)國(guó)防部將傳感器跨越多個(gè)作戰(zhàn)域連接到武器發(fā)射平臺(tái)的系統(tǒng)。
美國(guó)空軍發(fā)布的B-21概念圖
對(duì)于B-21是第六代飛機(jī)的說(shuō)法,中國(guó)軍事專家張學(xué)峰接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》采訪時(shí)表示,之前關(guān)于轟炸機(jī)的劃代,并沒有權(quán)威或者得到廣泛承認(rèn)的觀點(diǎn)。這次美國(guó)將B-21稱為第六代飛機(jī),而非第六代轟炸機(jī),一方面有意和第六代戰(zhàn)斗機(jī)等系統(tǒng)融合為一體,另一方面,稱B-21是跨代、屬于第六代飛機(jī),美軍也有宣傳的意圖。
張學(xué)峰表示,B-21是繼承與創(chuàng)新的結(jié)合體。它采用的飛翼布局與美國(guó)空軍現(xiàn)役的B-2隱形轟炸機(jī)非常相似,俯視圖與B-2的最初方案幾乎完全相同,表明其主要針對(duì)高空隱形進(jìn)行優(yōu)化。只是美國(guó)空軍后來(lái)要求B-2適合低空突防,所以它的尾部才改為現(xiàn)在熟悉的“鋸齒”形狀。
張學(xué)峰認(rèn)為,B-21的一大特點(diǎn)在于進(jìn)一步提升隱形能力,除了繼續(xù)降低正向雷達(dá)散射截面積(RCS)外,還會(huì)降低多頻段、全向的RCS。因?yàn)橹挥羞M(jìn)一步提升隱形能力,才可能在高強(qiáng)度沖突中面對(duì)大量反隱形系統(tǒng)時(shí)生存下來(lái)。值得注意的是,美國(guó)空軍將B-21描述為“極低可探測(cè)性”設(shè)計(jì),而不是描述F-22和F-35隱形戰(zhàn)斗機(jī)的“非常低可探測(cè)性”,也證明了這點(diǎn)。美國(guó)《突發(fā)防務(wù)》網(wǎng)站稱,“B-2已經(jīng)能在幾乎沒有預(yù)警的情況下摧毀敵方領(lǐng)土深處的高價(jià)值目標(biāo),而B-21采用了先進(jìn)的表面材料、機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口的優(yōu)化設(shè)計(jì),意味著它幾乎能實(shí)現(xiàn)‘完全隱形’,具備進(jìn)一步在高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)執(zhí)行打擊任務(wù)的能力?!?/p>
美國(guó)空軍表示,B-21的尺寸比B-2略小,有效載荷也相應(yīng)減少,但仍具備搭載GBU-57巨型鉆地彈的能力。同時(shí)B-21還可以執(zhí)行核打擊任務(wù),將獲得正在開發(fā)的B61核航彈和搭載核彈頭的“遠(yuǎn)程防區(qū)外導(dǎo)彈”的認(rèn)證。
此外,B-21的先進(jìn)性還體現(xiàn)在它的智能化?!锻话l(fā)防務(wù)》網(wǎng)站稱,美國(guó)空軍乃至整個(gè)美軍一直致力于建立強(qiáng)大的分布式遠(yuǎn)程傳感器網(wǎng)絡(luò)和打擊平臺(tái),它們可以傳輸和共享有關(guān)對(duì)手的大量數(shù)據(jù)。而B-21可以完美地融入這個(gè)新的戰(zhàn)略網(wǎng)絡(luò),收集打擊對(duì)象的信息并傳遞給友軍的飛機(jī)、衛(wèi)星、雷達(dá)等,同時(shí)還具備強(qiáng)大的攻擊能力,可摧毀受到嚴(yán)密保護(hù)的高價(jià)值目標(biāo)。“簡(jiǎn)而言之,B-21的智能化大腦才是它最寶貴的資產(chǎn),它使用開源軟件確保未來(lái)易于升級(jí),能長(zhǎng)期保持靈活和技術(shù)領(lǐng)先?!贝送?,B-21從一開始就被描述為“可選有人駕駛”飛機(jī),這意味著它也能在沒有機(jī)組人員的情況下飛行。
美國(guó)空軍計(jì)劃購(gòu)買至少100架B-21,將于21世紀(jì)20年代中期開始裝備,全面取代現(xiàn)役的B-1B超音速轟炸機(jī)和B-2隱形轟炸機(jī)?!睹绹?guó)空軍》雜志表示,現(xiàn)役的B-2轟炸機(jī)以維護(hù)復(fù)雜和昂貴而著稱,而B-21的另一大優(yōu)勢(shì)就是無(wú)論采購(gòu)還是維護(hù)成本都要比它的前輩便宜得多。預(yù)計(jì)B-21將于明年首飛,第一個(gè)B-21中隊(duì)的“首選地點(diǎn)”是南達(dá)科他州拉皮德城的埃爾斯沃思空軍基地。
張學(xué)峰表示,從目前美俄轟炸機(jī)的使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,在高強(qiáng)度沖突中,不具備隱形能力的常規(guī)轟炸機(jī),主要采取防區(qū)外打擊的方式;具有強(qiáng)突防能力的轟炸機(jī),或者在低威脅環(huán)境下,則主要采取臨空轟炸的方式,這樣可以更經(jīng)濟(jì)地投送更大規(guī)模的火力。B-2轟炸機(jī)近年來(lái)參加實(shí)戰(zhàn),都是以臨空投放“杰達(dá)姆”制導(dǎo)炸彈為主。
按照這種設(shè)想,B-21在高強(qiáng)度沖突中的主要應(yīng)用場(chǎng)景可能并非掛載遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈或者高超音速導(dǎo)彈進(jìn)行防區(qū)外打擊,而是使用相對(duì)低成本的彈藥,進(jìn)行臨空轟炸。因?yàn)槿绻褂眠h(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈或高超音速導(dǎo)彈,那么就可以在對(duì)方戰(zhàn)斗機(jī)的攔截范圍外進(jìn)行發(fā)射,這種任務(wù)完全可以由B-52轟炸機(jī),甚至攜帶托盤彈藥的運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行,昂貴的B-21并沒有優(yōu)勢(shì)。而且遠(yuǎn)航巡航導(dǎo)彈、高超音速導(dǎo)彈價(jià)格昂貴,大量、持續(xù)使用有困難。而進(jìn)行臨空轟炸或者使用相對(duì)低成本的滑翔彈藥,更有利于轟炸機(jī)火力輸出。
不過(guò)在面對(duì)擁有相對(duì)完善的反隱形傳感器網(wǎng)絡(luò)和防空體系的大國(guó)時(shí),即便提升了隱形能力,B-21也很難在不被發(fā)現(xiàn)和攔截的情況下深入對(duì)方領(lǐng)空進(jìn)行轟炸。同時(shí)B-21的起飛重量較小,航程也相對(duì)較短,對(duì)加油、預(yù)警等保障體系依賴更大。一旦保障體系遭攻擊,B-21作戰(zhàn)效能也會(huì)大大削弱。所以在和大國(guó)對(duì)手作戰(zhàn)時(shí),B-21不會(huì)像美國(guó)空軍想象的那么容易。
飛翼布局成為隱形轟炸機(jī)首選
由于戰(zhàn)略轟炸機(jī)的研制難度大、生產(chǎn)維護(hù)成本高,從二戰(zhàn)結(jié)束至今,英國(guó)、法國(guó)等傳統(tǒng)歐洲航空強(qiáng)國(guó)相繼放棄了戰(zhàn)略轟炸機(jī),如今只有美國(guó)和俄羅斯保留有傳統(tǒng)意義上的戰(zhàn)略轟炸機(jī),中國(guó)近年裝備的轟-6K因?yàn)楹匠搪韵硬蛔?,被稱為“準(zhǔn)戰(zhàn)略轟炸機(jī)”。但無(wú)論如何,戰(zhàn)略轟炸機(jī)的任何舉動(dòng)仍能引起外界關(guān)注。11月30日,中國(guó)空軍轟-6K和俄空天軍圖-95MS轟炸機(jī)在日本海、東海、西太平洋海域上空,實(shí)施例行性聯(lián)合空中戰(zhàn)略巡航,并首次在對(duì)方機(jī)場(chǎng)降落。這次行動(dòng)引起美國(guó)及日本、韓國(guó)方面的高度關(guān)注。美國(guó)近年也多次出動(dòng)B-1B和B-52戰(zhàn)略轟炸機(jī)前往朝鮮半島和南海展示“戰(zhàn)略威懾”。
據(jù)介紹,美俄戰(zhàn)略轟炸機(jī)的共同特征是具備洲際飛行能力,在不進(jìn)行空中加油的情況下最大航程達(dá)到至少1萬(wàn)公里,最大起飛重量均超過(guò)150噸(B-2起飛重量最小,也達(dá)到168噸),通常超過(guò)200噸,最大載彈量大于20噸。但從技術(shù)發(fā)展而言,無(wú)論是美國(guó)的B-52、B-1B還是俄羅斯的圖-95MS、圖-160,都已經(jīng)落后于時(shí)代。就在B-21公開亮相的同時(shí),俄羅斯的新一代轟炸機(jī)——未來(lái)遠(yuǎn)程航空系統(tǒng)(PAK-DA)也在緊鑼密鼓地研發(fā)。俄塔社援引消息人士的話說(shuō),俄羅斯遠(yuǎn)程轟炸機(jī)PAK-DA的演示原型機(jī)預(yù)計(jì)將于2023年建成,有望在未來(lái)十年內(nèi)服役。外界普遍猜測(cè)該機(jī)將采用飛翼設(shè)計(jì)。印度《亞歐時(shí)報(bào)》網(wǎng)站稱,PAK-DA轟炸機(jī)采用的飛翼設(shè)計(jì)沒有尾翼,機(jī)身和機(jī)翼融合在一起,以滿足動(dòng)力裝置的經(jīng)濟(jì)性和增加攜帶大量作戰(zhàn)載荷的巡邏時(shí)間要求。據(jù)稱,PAK-DA可以以亞音速飛行30小時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)推力約為23噸。由于俄軍可以執(zhí)行空中加油的加油機(jī)較少,因此PAK-DA的航程將比B-2更大。根據(jù)俄羅斯國(guó)防工業(yè)和國(guó)防部官員的說(shuō)法,下一代轟炸機(jī)將包含全新技術(shù)和材料,以降低雷達(dá)信號(hào),它的發(fā)動(dòng)機(jī)由庫(kù)茲涅佐夫公司在圖-160配裝的NK-32發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)型基礎(chǔ)上研制。
俄羅斯未來(lái)轟炸機(jī)設(shè)想圖
張學(xué)峰表示,新一代轟炸機(jī)的特點(diǎn)是通過(guò)高隱形實(shí)現(xiàn)強(qiáng)突防能力,進(jìn)而能在對(duì)方目標(biāo)上空大量投送火力,發(fā)揮轟炸機(jī)的特有優(yōu)勢(shì)。如果在沖突中發(fā)射1000枚巡航導(dǎo)彈或彈道導(dǎo)彈,以每枚導(dǎo)彈攜帶500公斤戰(zhàn)斗部計(jì)算,只能投放大約500噸彈藥。而如果用載彈量25噸的轟炸機(jī),只需要20個(gè)架次,相當(dāng)于一個(gè)轟炸機(jī)團(tuán)的出動(dòng)架次,而且后者打擊距離更遠(yuǎn)。如果不具備強(qiáng)突防能力和強(qiáng)穿透能力,單靠導(dǎo)彈載機(jī)在對(duì)方防區(qū)外發(fā)射導(dǎo)彈,那么轟炸機(jī)的意義就要大打折扣。此外,新一代轟炸機(jī)即便不需要在沖突爆發(fā)的第一時(shí)間就深入對(duì)方領(lǐng)空,但在對(duì)方防空體系遭到一定壓制后,仍必須具備在高強(qiáng)度沖突中大量投送彈藥的能力。俄烏沖突中,俄軍圖-160和圖-95突防能力相對(duì)較弱,為確保安全,主要以在烏克蘭境外發(fā)射巡航導(dǎo)彈,限制了轟炸機(jī)大載彈量的優(yōu)勢(shì)。
從美俄公開的信息來(lái)看,新一代轟炸機(jī)主要采用亞音速高隱形方案,目前最為流行的布局便是飛翼布局。該布局由B-2首次運(yùn)用,起到非常好的隱形效果。美國(guó)B-21也采用了與B-2類似的飛翼布局,俄羅斯的PAK-DA轟炸機(jī)同樣采用亞音速飛翼布局。實(shí)際上,很多隱形無(wú)人機(jī)也都采用了飛翼布局。
張學(xué)峰認(rèn)為,飛翼布局之所以如此受寵,是因?yàn)樗钱?dāng)前實(shí)現(xiàn)隱形和氣動(dòng)一體化設(shè)計(jì)的最佳選擇之一。一般而言,飛翼布局符合全升力體飛行器的設(shè)計(jì)思想,在氣動(dòng)方面優(yōu)勢(shì)明顯:飛翼沒有常規(guī)的機(jī)身和尾翼,濕面積小,大大減小了機(jī)身的摩擦阻力和尾翼帶來(lái)的阻力,提高了升阻比,經(jīng)濟(jì)性較高;較大的機(jī)翼面積使得單位面積翼載荷大大降低。另外,飛翼布局也非常有利于雷達(dá)隱形。飛翼布局的上下翼面與機(jī)身融合度高,再加上采用背負(fù)式進(jìn)氣道,外形光滑,幾乎沒有較大的雷達(dá)散射源。如果采用先進(jìn)的復(fù)合材料和吸波涂層,配合S形背負(fù)進(jìn)氣道、進(jìn)氣道格柵等技術(shù)可進(jìn)一步提高隱形能力。但飛翼布局沒有垂尾、沒有平尾,研制難點(diǎn)在于控制。由于取消了機(jī)身和尾翼,飛翼布局飛機(jī)的穩(wěn)定性和操縱性都與常規(guī)布局飛機(jī)有顯著不同,它的橫向和縱向控制均由水平控制面進(jìn)行控制,很容易相互影響,牽一發(fā)而動(dòng)全身。所以它必須采用計(jì)算機(jī)化的電傳飛控系統(tǒng),而且對(duì)控制律的要求很高。這也是此前只有B-2這一種載人飛翼布局轟炸機(jī)服役的主要原因。但隨著技術(shù)的突破,飛翼布局技術(shù)已經(jīng)被越來(lái)越多的國(guó)家掌握。