【军武次位面】作者：金色轰炸机

外国著名军事媒体《1945》报道称，近期，中国航空航天研究团队在研究B-21“突袭者”隐身战略轰炸机的飞翼隐身外形布局时，通过国产自主新研发的软件得出了一个重要的研究成果，即B-21存在空气动力学层面的4大缺陷。这一消息被公布后引发了外界的广泛关注。很多人感兴趣，在完全没有获得B-21各项机密数据的情况下，中国是如何研究并且得出这些结论的，对这些缺陷分析得出的经验，会被用在中国研发的首款战略轰炸机轰-20上吗？

▲B-21

根据外国媒体披露的信息，中国自主研发的这款软件，名为PADJ-X高保真计算流体力学仿真平台。过去，类似的平台只被西方媒体所垄断，但通过不懈的研究，中国总算有了自己的平台。中国团队此次正是依托这一全新的平台，对B-21进行了研究。相关的研究成果也发表了中国权威期刊杂志之一的《航空学报》上。可见，中国一方面是在验证这一软件的可靠性，另一方面也是在对B-21的真实气动问题进行详细的逆向分析。

然而众所周知，B-21作为美国最新锐的隐身战略轰炸机，首飞时间都不算很长，它采用的是纯飞翼无尾式布局，核心目标是实现全向全频谱的低雷达反射截面积。然而，B-21的很多参数都是绝对机密的，那么中国科研团队投喂给分析系统的数据从哪里来呢？答案是公开的影像资料。正所谓内行看门道，外行看热闹。B-21首飞后，对于普通军迷来说，可能只是看到了一架外形科幻的战机，但对于专业的航空工程学者来说，其设计特点早已被一览无余。

▲《1945》网站相关报道

中国科研团队正是通过这些公开的影像资料，逆向建模了B-21的外形特征，然后让自行研发的软件进行了分析。基于空气动力学的基础理论，最终从B-21身上得出了4个很核心的问题。

第一， B-21在常规巡航状态下存在控制不稳定的问题，而对平衡问题的解决，将耗费额外的发动力能量，从而显著降低B-21的巡航效率，缩短其理论航程。用通俗的话来说，就是因为B-21的翼展、机身高度显然比上一代的B-2轰炸机更加的紧凑。这么干的好处是优化了隐身外形，但同时也带来了负面问题。根据中国团队的仿真数据显示，B-21在正常巡航状态下，它的机翼前端涡流会相比于B-2更加前移，这导致在一定区间内的俯仰力矩系数为0.07左右，从而造成了气动稳定性的下降。没有了气动稳定，飞机的操控就成了问题。为了平衡稳定，就必须要用掉额外的能量，即产生平衡自身的力矩。但这样一来，就意味着B-21的航程不得不被迫缩短。从公开数据来看，B-21的航程在美国官方媒体的嘴里也的确要比B-2短上一截，这可能就是原因之一。

▲B-21

第二，高攻角状态下的失控。所谓的高攻角状态，指的是机翼前缘与气流之间的夹角较大。通常这种姿态是战略轰炸机在进行高速突防，或者规避敌方防空导弹拦截，又或者是面临复杂气流时所要采用的一种姿态。飞翼布局与传统的有尾翼战斗机布局不同，在高攻角状态下，飞翼布局战机的机翼的尾缘很容易出现大面积的气流分离带。

气流分离带内产生的不再贴近机翼表面流动的乱涡流，会导致机翼的升力大幅度损失。用简单的话来说，就是B-21在高攻角状态下，很可能会出现失控。所以为了稳定性的考虑，它的攻角区间要比传统布局的同类型战略轰炸机在15%-20%左右，限制了它的机动能力。话又说回来了，B-21的最主要突防方式是隐身机动而非高速突防，所以高谷鸟状态属于极端状态，对其综合战斗力的影响相对比较小。

▲B-21

第三是飞翼布局在特定情况下对隐身能力的制约。众所周知，b21的隐身主要靠的是外表连续光滑的曲面，它可以把照射过来的雷达波反射到非威胁的方向上，而不会直接回弹到雷达的源头，从而实现隐身。但问题是，在仿真数据的研究中显示，飞翼布局因为必须要借助一些升降副翼、开裂式方向舵这样的控制面来实现机动，所以在特定的偏转角度下，它的RCS反而会比静息状态下上升40-60%。通俗来说就是B-21会存在雷达信号的“闪烁窗口”。而这几乎是B-21无法改进的地方。

当然了，闪烁窗口实际上并不只存在于隐身战略轰炸机上，即使是B-21不会因为这些破坏隐身性，也几乎无法避免因为打开弹舱导致的隐身失效。但无论如何，这种雷达的信号闪烁，必然会对战机造成巨大风险。第四就是低速飞行时的控制问题。模拟数据显示，在较低的飞行速度下，B-21的飞行姿态将非常难以控制，这就对飞控系统提出了挑战：飞控在这种情况下计算压力很大，几乎要同时计算滚转、偏航、俯仰各个耦合变量，稍有不慎，就可能失常。即使是出现0.5-1秒的短暂响应延迟，都可能会导致机毁人亡的惨剧。

▲网传轰-20

那么到底该如何评价中国的这一次仿真研究呢？只能说，仅仅从结论上来看，这必然“半真半假”的。正如前所说的，B-21的很多具体的参数，中国不可能拿得到确切数据。最终投喂给分析系统的，只是中国科研团队的逆向工程数据罢了。尽管我国科研团队也有着非常专业的背景，但也必然会在很多具体数据上和B-21的真实情况存在差距。这也就使得最终的研究成果，在很大程度上会产生偏离。

但是，上述的4点结论，只限于空气动力学的范畴之内，谨遵着基本规律。可信度依然很高。甚至可以说，所有飞翼布局的飞行器恐怕都有这些问题，只是程度不同，影响不同。通过一些手段，上述问题仍然是可以规避的，这些问题能不能解决，也正是区别各国航空工业能力的一个重要项目。如今让外媒更加担心的，是中国大概率会用这些前沿的研究来改进轰-20，时期避免落入这些“坑”中。要是轰-20能够解决B-21没解决的问题，那么坐上世界战略轰炸机领域的头一把交椅，恐怕就没有太大问题了。

原文：toutiao.com/article/7618148051990954537/

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