B2轰炸机是如何隐身的?
B-2轰炸机是美国目前最先进的轰炸机,也是世界上目前唯一的隐身轰炸机,在俄罗斯的PAK-DA隐身轰炸机和我国的轰-20轰炸机服役之前,他这个唯一都不能替代。B-2轰炸机最大的特点自然就是可以隐身了,那么他是如何隐身的?
图为B-2轰炸机,他是世界上目前唯一的隐身战略轰炸机。
隐身的外形设计首先,B-2轰炸机使用了隐身外形设计。我们知道飞机需要依靠翼面来进行飞行操控,比如主翼、尾翼、垂尾等,其中主翼提供升力,尾翼提供上下纵向方向变化,而垂尾提供水平的方向变化,这是飞机最基本的3个翼面。但是同样,就是这些翼面给了飞机很大的雷达反射信号,翼面伸出机体之外,在雷达反射中可以看做是巨大的机身附着物,要让飞机隐身,首先就需要对翼面进行处理。
图为B-2轰炸机结构图,可见其翼面非常简单,只保留主翼,而且使用了先进的翼身融合技术。
最简单的办法当然是减少翼面的数量,既然翼面是产生雷达反射信号的重要来源,那么减少翼面也就减少了雷达反射的强度,于是B-2轰炸机首先从减少翼面上着手。可是减少翼面就意味着飞机在某一个方向的操作比较困难和笨拙,如果像B-2轰炸机这样只保留主翼面,那么飞机的操控性就会很差。B-2之所以敢于取消尾翼和垂尾,就在于他是远程轰炸机,他不需要什么机动性,他只需要完全依靠隐身去突破防御,依靠护航飞机去保护,所以他取消了垂尾和尾翼,把水平和纵向操控也交给了主翼,主翼的姿态控制则利用计算机进行自动计算。
图为B-2轰炸机减少了翼面后的雷达反射方向示意图,可见其因为取消了垂尾和平尾,飞机的雷达发射方向很少,基本不会出现垂直反射回去的波束。
可是取消了尾翼和垂尾,还有主翼,主翼用来产生升力,断然是无法取消的,要让主翼也隐身,就必须让主翼和机身融合,然后再采取统一的隐身修型。因此,B-2使用了非常绝对和平滑的翼身融合技术,主翼和机体自然融合在一起,分界线不明显,甚至连机体也被设计为升力体外形,这样整个飞机实际上就是一个巨大的三角翼,变为一个整体。
这个三角翼整体使用特殊计算好的角度,没有其他的弯曲和转折,把飞机雷达波束的反射方向固定为前方2个方向和后方的2个方向,机翼后缘和前缘尽量平行,这样B-2轰炸机就在雷达发射中形成了“闪烁”效果。也就是在特定的2个角度上,雷达波束反射异常强烈,整个飞机的雷达波束反射都集中于这2个方向,但是在其余方向上,则是灰暗一片,几乎没有任何信号,这些大部分的方向,就是一般雷达照射来的方向。
红外热信号隐身技术使用了机体的隐身修型技术后还不够,B-2还使用了严格的红外隐身技术。B-2轰炸机的进气道使用了S型弯道式设计,把F-118发动机内埋于机体之内。F-118是一种涡扇发动机,需要大量的气体进入和排出,这些气体都是通过B-2背负在机体背面的进气道和排气道进出,弯道内有冷却设备,如此一来,B-2轰炸机的气体通过弯道排出时已经被冷却,而且发动机炽热的进气涡扇、尾喷口则被内埋在机体内,外部无法直接探测。
图为从内埋式进气道排出的空气温度示意图,等到气体进入空气中,已经冷却,高温部分在排气口内部,无法直接探测得到。
同时,B-2轰炸机还使用了机体红外信号热沉技术,通过自身搭载的燃油作为冷却液,流经机体内的雷达、发动机等部分,对整个机体进行冷却,确保热量不会轻易排到飞机外部,将热量自己吃下去,这样的技术常见于如今的第五代隐身战斗机中,他和氧气供应系统、温度控制系统等组成飞机的环境控制系统,这种热沉系统技术非常高精尖,目前只有中美俄三大国掌握。
图为B-2轰炸机S型弯道式进气排气设备示意图,图中红色部分是内埋于机体内的发动机。
涂抹隐身涂料B-2轰炸机最后一个隐身手段就是通体涂抹隐身涂料,这些隐身涂料由美国的诺斯罗普·格鲁曼公司研发,分为两种材料,一种是磁性雷达吸波材料,还有一种为雷达反射材料,雷法反射材料较轻,铺满B-2全身,可以降低B-2的雷达反射信号,而磁性吸波涂料是一种弹性材料,主要填充在B-2轰炸机机体表面的缝隙之中,这些缝隙一共有119处,包括了机身和舱盖结合处、下表面口盖、和可拆卸的维修观察口等。
图为B-2轰炸机涂抹隐身涂料的范围示意图。
根据美国空军测试,使用隐身涂料后,B-2轰炸机的隐身能力比不使用隐身涂料增加了20%,作战效率进一步提升,对一些特殊波段,比如米波雷达的雷达波束可以进行一定的吸收,因此B-2轰炸机涂抹隐身涂料是非常重要的隐身手段,不亚于红外隐身和机体隐身修型。B-2轰炸机也因为涂料价格较高,而且易于脱落,导致了飞机使用价格非常高昂,每一次飞行完回来都要重新涂抹涂料。
图为B-2轰炸机详细结构示意图。
每一架B-2轰炸机的造价为24亿美元,这个价格可以购买一艘伯克3型导弹驱逐舰,美军无法承担如此高价的轰炸机,因此仅仅采购了21架,如今能够飞行的还剩下19架,这种飞机如果按照重量和价格的比例来计算,他的每克价格超过了黄金,造成B-2轰炸机如此高昂的主要原因就是他复杂的隐身技术,可想而知,这样的武器是多么的金贵,也是多么的高科技。
B2轰炸机是如何隐身的?
B-2能否被发现?至今没有公开消息。形体那么庞大的“幽灵”,自1997年被装备,问世20多年来,从未被发现,大有“拔剑四顾心茫然”的味道,正不知为谁而雄,其中一项不传之密,就是隐身。
据军事专家们多年分析揭示,大约有五项关键技术,成就了“幽灵”的隐身能力。概括起来主要有,特殊的机体气动设计,超临界机翼,磁性吸波材料涂层,飞翼体控制,背负式S形进气道等,每一项都是难点,都是重中之重。比如飞翼体外形设计,被国际上其他少数几个国家所攻克,也不过是近年之事,然而大部分技术,仍是B-2的绝技。
低可探测值只有0.1平米,它可是长21米,翼展52米,高5米,空重71吨,最大起飞重量170多吨的大家伙呀。说起来,什么外形采用边缘倾斜或平行锯齿设计,什么吸波材料对S波段雷达波以下波段,达到了近乎百分之百的吸收效果,无人能做到。再比如其一部APQ-181雷达,工作在甚高频段,混迹于国际卫星广播通信频段,又如何实现不被发现和干扰的,等等吧,其精心独到的技术,被啧啧称慕有年,绝非浪得虚名。
入役至今,不说频频出动,但每在国际任何地区有事时,出现它的身影。并且它每次出动,每能引发极大的动静和被关注。100公里之外状若一只小鸟,20年使用,只有幽灵,它是如何做到的呢?也许认知的技术误区,遮挡了世人的双眸,唯心者会觉得也许它没有那么厉害。实事是,强大如欧洲,到了俄之“猎人”,英国“雷神”,法国有了“神经元”,才可以正式说突破了飞翼体技术,致于B-2其它技术,仍不被掌握。
B2轰炸机是如何隐身的?
B2幽灵轰炸机是隐身性处理最好的一款,即使现在的歼20、F22等战斗机也都只是正面雷达波反射面积比之高一个等级,至于侧面和后面就被完爆了,因此四代隐身战机在隐身性处理上都没有B2那么完美。B2的隐身性是全方位的,不管雷达波从那个方向照射过来他都能将这些雷达波发射到其他方向去,如此巨大的轰炸机能将雷达波反射面积达到0.1㎡,这确实是一个奇迹;而且B2不但注重雷达隐身,对红外隐身也是下足了功夫,下面我们就来具体说说B2轰炸机到底是怎么实现隐身的:
第一 B2隐身性最大功劳当然就是无尾翼飞翼布局设计了,他的外形设计让所有方向雷达波都被完美的折射向其他区域。而且在外形设计上,B2也是下足了功夫,比如B2整个机体表面异常光滑,没有任何突出物影响到B2的隐身性,就连保持飞行稳定的尾翼都一并取消掉了,弹仓、起落架都用锯齿进行了处理,更重要的是,进气道和尾喷口都完美的隐藏到了机背上。经过外型上完美的处理,雷达波反射面积仅仅只有0.1㎡,要知道这可是一架大型战略轰炸机!
图:就连加油通道隐身处理也是如此完美!第二 隐身涂料,这应该是世界上吸收雷达波性能最好的涂料的,不过这样的隐身涂料性能虽好,但也异常娇贵。B2轰炸机每飞行1个小时,就要花费4~6个小时来保养维护,主要维护目标就是这些隐身涂料的;而且这些娇贵的隐身涂料对气候敏感度也高得惊人,因此美国为此专门修建了“恒温恒湿”的别墅(当然还有保护B2各种传感器的灵敏度的需要)。这么娇贵的隐身涂料最大的好处就是吸收雷达波效果异常的好,这样极大提高了B2的隐身性,而缺点也很明显,不但价格贵,维护贵,而且极大的影响到B2的出动效率,也极大的影响到B2的海外部署!
第三 进气道和尾喷口的大S型处理,B2轰炸机的进气道和尾喷口采用“背负式锯齿型并列双发大S弯”设计,进气道位置还采用锯齿形处理,这样雷达波根本不可能照射到发动机叶片,即使在尾喷口的发动机也埋在飞机内部,而且也用S型进行了处理,雷达波根本无法照射到发动机,雷达隐身处理非常完美。
图:正在检修B-2轰炸机的技术人员,从他的姿势可以看到B-2轰炸机的进气道有大幅度向下弯的S型设计
第四 红外隐身处理。飞机最大的红外源就是发动机尾喷口,为了达到红外隐身目的,B2幽灵可谓是做出了巨大的动力牺牲,第三条已经说过了,整个尾喷口位置采用了S型处理,把B2的发动机埋在了B2轰炸机内部,这样尾喷口的热焰经过S尾喷口,而且估计这个过程还有降温处理措施,这样喷出来的尾焰温度大大将低,而且整个尾喷口还在背部,对红外特征进行了遮挡处理,目前这样进行处理了现役飞机,也就仅仅只有B2一款(YF-23有类似的处理,但是竞争中被“枪毙”掉了)。当然他的缺点就是牺牲很大一部分动力损失,这也是为何B2拥有世界最先进的发动机,但最大速度只有0.9~0.95马赫。
以上便是B2轰炸机的隐身处理措施,他的代号“幽灵”也是对这款轰炸机完全诠释,B2从1997年服役至今已经22年了,到目前为止还是世界上唯一一款。当然为了达到这个效果,B2在1997年时的单价就已经高达24亿美元(现在估计要50亿),还有高昂的维护费用,1架轰炸机恐怕秒杀掉80%国家的1年军费,这笔钱就连美国自己花起来也觉得心疼,因此B2也就仅仅生产了21架而已!
B2轰炸机是如何隐身的?
关于美国b2轰炸机的隐身能力,由有几个方面的努力来实现的。
首先是它的飞翼式构型,与普通的战机相比,结构有了很大的变化,整体外形结构非常的有利于隐身,大大减少了雷达的反射面积。
除了隐身外形之外,还在整个外表面上,加涂了隐身涂料,部分部件换上采用隐身材料。隐身化的外形只减少雷达反射面积,不能解决所有问题,还有一些部位还是要形成反射,于是在这些部位上增加隐身涂料或者采用隐身材料,可以达到隐身的效果。
从整个外形减少反射面积,再从具体部位上来,可以吸收雷达的,不造成反射的效果,最终才有了很好的隐身效果
B2轰炸机是如何隐身的?
B2尾部后缘为W型锯齿状,边缘也与两侧机翼前沿平行,B2的机冀前缘后掠角33度,为高亚音速进行了优化,由于飞翼的机翼前沿在机身之前,为了使气动中心靠近重心,也需要将机翼后掠,B2在亚高音飞行时,厚厚的超临界翼型将机翼上的表面的气流速度加速至超音速。
B2A的大部分表面都被一层特珠的材料覆盖,使表面保持均匀的电导率以减少接头与接缝处雷达波反射,而在设计中不能依靠处型不能进行隐身的部位(如进气口)就要涂上雷达吸波材料(RAM)了,其组成成分至今仍是高度机密。
正在喷涂吸波材料的B2A
B2轰炸机是如何隐身的?
实现隐身功能无非就是通过干扰信号对雷电进行信息干扰而达到的隐身效果,无论是美国的隐形战机还是俄罗斯的隐形战机都是这样做的。
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