本来这篇准备写B-2的具体设计,不过在前两篇溯源和演进中已经把飞翼构型的气动布局和控制原理都介绍过了,这篇就直接看图说话品细节。
The devil is in the details - 魔鬼就藏在细节中。
整体布局“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,这句诗用在B-2身上最贴切不过了,因为B-2的三个面差别是如此之大,正看一把刀,侧看一只鸟,俯看一块板。
从正面看,机体上表面有三块隆起,分别是驾驶舱和左右进气道。
飞翼中部的厚度相当大,从机腹炸弹舱门到驾驶舱顶部的高度为3.3米,机翼本体的厚度也有1.7米。
进气道的隆起高度约为驾驶舱的一半,相互之间圆滑过渡,没有任何棱角或者折线。
不过B-2的翼展宽大,令整个飞翼的相对厚度非常小,从正前、前侧、侧后或者正后方看都薄如刀刃,不但雷达反射面积极小,在很多环境下连目视特征都非常小。
> 1990年YF-23试飞期间,在跑道头等待一架同门的B-2降落从侧面看,B-2就显得矮胖了很多,因为机长只有21.03米,比苏-27还要短87厘米。
> 2020年3月17日,执行欧洲20-2轰炸机特遣部队任务的一架B-2在美国空军第48战斗机联队的F-15C和挪威皇家空军F-35A的护卫下飞行在冰岛上空。
B-2的最大起飞重量接近后两者的6倍(170吨 vs. 30.8吨/31.7吨),侧面投影面积却显得最小。
上面这张著名的对比图让很多人认为B-2采用了仿生学设计,不过这只是气动布局上的巧合。
B-2的侧面轮廓不是为了学老鹰,而是因为它部分采用了超临界翼型。
超临界机翼前缘钝圆,上表面平坦,下表面接近后缘处反凹,后缘变薄且向下弯曲,这样的构型可以推迟高亚音速飞行时机翼波阻急剧增大的现象,提高机翼的临界马赫数,减轻机翼结构重量。
> 很多时候流经B-2飞翼上表面的气流会被超临界机翼加速超过音速,在潮湿环境中产生雾化现象,旁边F-15E的机翼上表面气流就没有达到这样的速度加上隆起的驾驶舱、鹰嘴型机头前缘和无垂尾的构型,就让B-2的侧面长成了老鹰的轮廓。
在现役所有大中型轰炸机中B-2的长度和侧面投影面积都是最小的:正面雷达反射面积就更不用说了,下图是美国空军杂志去年发表的一幅示意图:从顶部或腹部看,B-2终于显示出战略轰炸机的霸气,形如一只巨大的“飞来去器”。
B-52H翼展56.4米,后掠角35度,展弦比8.56,机翼面积370米2,翼载586公斤/米2;B-2翼展略小为52.4米,后掠角33度,展弦比5.78,机翼面积却有478米2,是B-52的1.29倍,翼载329公斤/米2,仅为B-52的56%。
飞翼构型不仅仅是最优的隐身设计,气动效率也远超普通后掠翼型。
B-2的驾驶舱、进气道等突出部件以及进气口和尾喷管等凹腔都位于上表面,下表面是完全平整光滑的一块。
在正常飞行状态下,来自地面的雷达入射波会被飞翼的前后缘遮挡,照射不到上表面反射面积较大的任何部件。
实际上B-2隐身性的一大