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主题:【原创】美国的空中铁拳向何处去? -- 晨枫

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家园 【原创】美国的空中铁拳向何处去?

2月23日,一架美国空军的B-2轰炸机在关岛安德森空军基地训练起飞的时候坠毁,两名飞行员跳伞成功。4月5日,一架在卡塔尔乌戴德空军基地降落的B-1轰炸机也在滑跑中起火烧毁,飞行员成功逃生。接连发生的重大事故重新引起了人们对美国空军战略轰炸机力量的关注。

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B-52五十年如一日,担任美国空中铁拳的重任

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这架B-52在玩超低空特技,在和海军斗艺呢

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这张画很形象地表现了B-1B超低空飞行的情形

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无尾翼的“纯飞翼”B-2轰炸机靠隐身突防,要求能够深入苏联内陆而全身而退

美国空军历来信奉杜黑主义,强调用空中力量打击地面的敌人。从第二次世界大战开始,战略轰炸机就是空中铁拳的主体。进入核时代后,战略轰炸机成为核三位一体中的一员,在使用灵活和具有召回能力上甚至优于地基和海基的洲际导弹力量。52年首飞、55年开始服役的B-52在很长时间内是美国空军战略轰炸机的中坚,但进入60年代后,不能达到超音速的B-52开始落伍,除了在越南这样的战场,不再适合用于过顶轰炸。超音速的B-58载弹量和航程都不足以满足对苏联境内深远目标战略轰炸的要求,三倍音速的XB-70轰炸机在巨大的技术困难和日益严峻的防空导弹威胁面前最后下马了,美国空军转向采用变后掠翼的B-1。最初B-1也是追求高空高速,但XB-70尚不能逃脱超音速战斗机和现代远程防空导弹的拦截,B-1就更不行了。然而,变后掠翼对低空高速飞行也很有利,利用雷达盲区和地面杂波的掩护,低空突防的生存力比高空高速要高得多,所以B-1改弦易张,转而强调低空高速突防。为高空高速设计的B-1A在1974年就首飞了,为低空高速重新优化的B-1B在1985年首次交付美国空军,1986年正式服役,形成战斗力。

由于苏联防空力量日益先进,B-1B计划装备了历史上最强大的电子战系统,可以实时探测、定位、分析和压制任何机载或地面雷达和通信系统,能力甚至超过专用的野鼬鼠飞机。但系统实在太复杂,技术太超前,在严重超支、超重、超期之后,只有实时探测、定位部分大体达到原设计要求,其余要求大幅度降低。然而B-1B的诞生在时机上再一次遇到尴尬:巡航导弹开始显示出射程远、精度高、突防能力强、成本和风险低的优越性,B-1B以短程空地导弹作为主要攻击手段,和从B-52上发射的巡航导弹精确相比,没有明显的优越性,但B-1B还是勉强服役了。1991年的第一次伊拉克战争中,美国空军几乎所有机种都投入了战斗,唯独B-1B没有,因为B-1B依然承担核攻击任务,不适于常规战争。战后,B-1B承受了巨大的压力,很快改装为具有常规攻击能力,终于在伊拉克禁飞区作战期间和阿富汗作战期间投入了战斗,在第二次伊拉克战争中投下第一枚炸弹的也是B-1B。但军方青睐的依然是老爷爷级的B-52:对于没有像样的防空力量的对手,地毯式轰炸的效果最好,对于坚固设防的对手,空射巡航导弹最好。B-52这两样恰好都擅长。20年下来,本来要取代B-52的B-1B自己反而首先退役24架,现有的67架也难说什么时候就又缩减了。相比之下,B-52现在还有85架在现役,预备役里还留了9架。

在F-111和F-14退役后,B-1B是美国仅有的变后掠翼飞机。这种曾经风行一时的航空技术在理论上结合平直翼的低速性能和后掠翼的高速性能,但在重量和机械复杂性上的代价太大,在新飞机中已经不再见到了。同时,B-1B赖以生存的低空高速突防在现代防空体系面前也越来越不灵了,预警机和战斗机的下视雷达可以可靠地把贴地飞行的B-1B抓出来,一旦现形,B-1B也就无处可逃了。所以,美国下一代轰炸机的重点转向隐身,最大限度地增加对方探测的困难,于是,B-2应运而生。

隐身的B-2需要能够在不被探测或至少不能被可靠截获的情况下,深入苏联内地轰炸战略目标,并全身而退。B-2的速度只有高亚音速,其巨大的飞翼可以为超高空飞行提供足够的升力,也擅长于低空突防。B-2是美国历史上最昂贵的飞机,单价高达20亿美元,和一艘攻击核潜艇或者导弹驱逐舰相当。B-2也是生不逢时,正好碰上苏联解体,生产计划从原定的132架骤减到75架,然后再进一步削减到20架,另加一架作试验用。B-2在1989年首飞成功,1993年首机交付美国空军,但由于巨大的技术困难和军费削减,直到1997年才正式服役。在1999年的科索沃战争中,B-2首次出战,向贝尔格莱德的中国大使馆投下了罪恶的炸弹。在这之后,B-2的身影出现在阿富汗、伊拉克和世界各地,成为美国空军战略轰炸机力量的尖刀。

B-2的问题有两个:第一是数量实在太少,20架飞机要常年保持全球战备,真正在每一时刻能用于某一作战方向的B-2实在不多。第二是完全依靠隐身作为生存的保障不太可靠,由于技术的发展或者战场的偶然因素,高亚音速的B-2一旦暴露,就很难逃脱超音速战斗机的围追堵截。B-2的逼近目标精确轰炸的作战模式在今天有点过时,对远程目标的突发反应不够快捷,对飞行员的风险也过大。

然而,技术和战术只是美国空军战略轰炸机力量的问题的一个方面,美国空军更加急切的是飞机老龄化问题。前不久密苏里空中国民警卫队的F-15在训练中空中解体,暴露出一线战斗机的老龄化问题。尽管远水是不是救得了近火还有争议,但美国空军毕竟正在部署F-22,更新的F-35也即将入役,然而战略轰炸机没有清楚可见的下一代接替。一些现役的B-52已经服役超过50年了,尽管机龄已经超过大部分操纵B-52的飞行员,美国空军还是舍不得把B-52退休,不用到散架可能会一直用下去。B-1B要新一点,但也有20年了。最新的B-2都有十多年了。由于伊拉克和阿富汗的战事,本应承担战略任务的战略轰炸机也被挪用承担战术任务,极大地增加了飞机的出动强度,加剧了实际机龄的老化,增加了机械故障和严重事故的风险。关岛和卡塔尔的事故据说就是与此有关。

更要命的是,美国空军没有一个清晰可行的后继计划。B-52不光年迈,也已经基本作为巡航导弹母机使用,在理论上,大型运输机也可以承担一样的使命,不需要专用的轰炸机;B-1B轰炸机的变后掠翼和空间有限的机内弹舱只能挂载少量巡航导弹,或者挂载战术飞机也能挂载的中短程战术武器,除了航程和载弹量上较大外,越来越有鸡肋之感;随着反隐身技术和战术的发展,B-2的生存力也越来越成问题。但下一代轰炸机应该怎么样才能满足美国空军对未来战略轰炸机的需要呢?

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陆基洲际导弹如美国的“民兵III”式通常在固定的发射井里发射,容易受到对方的先发制人的打击

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机动发射的洲际导弹如俄罗斯的SS-25“白杨”也有机动性的限制

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海基的洲际导弹机动性和隐蔽性都好,但是指挥、联络不易

和海基和陆基的洲际导弹相比,战略轰炸机依然有高速机动部署和可以在最后一分钟之前召回的优点,依然对核大战前夕的核门槛情况有着不可替代的作用,但现代战争瞬息万变,所有现代战略轰炸机队与远在万里之外的突发事件都有反应时间太长的缺点。另外,隐身依然是重要的,但单纯依靠隐身已经不足与保证深入敌后的战略轰炸机的生存,需要比对方战斗机和防空导弹更高更快才能有效突防和生存。这不是简单的对历史的回归,而是技术和战术发展的必然结果。

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SR-71的黑色涂料不光散热,也有雷达吸波作用

在可预见的将来,战斗机的速度和高度将难以有显著的提高。空空导弹的速度和高度可以提高,但高速目标的拦截对探测和制导的难度很大。SR-71采用隐身涂料以降低雷达探测距离,其高空高速又大大缩小了对方的拦截窗口,未来战略轰炸机将照此办理,以超过SR-71的高空高速和先进隐身技术,极大地提高突防能力和生存能力。事实上,这已经是介于飞机和轨道飞行器之间的东西了,速度和高度远远高于一般飞机。导弹在理论上可以达到更高的速度和高度,但这就变成了一个和拦截亚轨道“卫星”同等难度的事情了,何况这个卫星还是有人驾驶、可以作对抗性机动的。高空高速还有一个额外的好处:空投的武器具有很大的初始动能和位能,可以增加射程和钻地性能。

现代涡轮喷气发动机已经发展到技术极限,很难在速度和高度上有重大突破。然而,超音速燃烧冲压发动机可以在5-7倍音速的速度下有效地工作,常规的涡轮喷气发动机在这样的速度下产生的阻力比推力还多。现代飞机气动外形也遇到了同样的问题,需要跳出传统的机身-机翼的格局,进入升力体的范畴,以在高超音速下有效飞行。换句话说,升力不再靠机翼上下表面的气流流速差来产生,而是靠机体(包括特别短但厚的机翼)对空气的动压而产生。航天飞机就可以大体看成这样一个升力体。这也难怪,航天飞机在再入段的前期,速度高达25倍音速,没有任何机翼可以承受这样的气动载荷。

超音速燃烧冲压发动机的研究在世界各国紧锣密鼓,但至今依然处在基础科研的阶段,离可以实用和长时间续航的要求还差得很远。升力体在航天飞机上已经获得了很多研究,但离作战飞机级别的实用化也有很大距离。代表超音速燃烧冲压发动机和升力体技术世界最高水平的美国X-43研究机已经进行了几次试飞,但续航时间都以秒计,需要用B-52携带到空中释放或者助推火箭才能“起飞”,要成功地放大到可以挂载足够数量攻击武器和在实战条件下部署的战略轰炸机还有太多的路要走。

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NASA的B-52正在吊挂X-43,从这个程度发展到重轰炸机,路途不是一般地遥远

F-117和B-2在公开之前也是秘而不宣,会不会美国最新的高超音速战略轰炸机也是这样一个情况呢?无独有偶,神秘的“极光”飞机的谣言也一直在流传。但实事求是地说,除非美国对X-43的巨额投资是一个欺天大谎,实战飞机在基本科技上不可能超过尚在进行基础研究的研究机。F-117和B-2在推进和基本气动技术上没有突破,发动机不是问题,高度不稳定的气动外形最后通过先进的飞行控制系统也稳定下来,没有物理极限的问题。但高超音速飞行是“硬问题”,不是先进的电脑就可以解决的。这是一个质变,这是和F-117、B-2根本的不同。

但时间像沙漏里的沙子一样,在不停地一颗一颗地流走。B-52老得连胡子都在开始掉落,B-1B也开始显现老化问题,B-2的老化问题刚刚开始,美国空军战略轰炸机队的老化问题像一把达摩克利斯之剑,随时可能掉落。但下一代的轰炸机在哪里呢?这个难题还是留给美国空军去头疼吧。

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家园 挑剔一下

当初海湾战争 b1b未参加 主要原因是 发动机出了 问题停飞

家园 第一次伊拉克战争的空中行动前后一个多月

要是这点时间还不能复飞,那大战爆发怎么办?

家园 好文, 能不能大略谈谈B-3

是不是还没有谱? http://mil.news.sina.com.cn/p/2007-06-07/0812448473.html

家园 B-1是载蛋量最大的轰炸机了

内部也是能挂AGM86空射巡航导弹的。

家园 这个好像不大有谱

像是什么人自己想象的。

家园 说得对,谢谢,已改

不过也只是“capable of carrying AGM-86”,不是作为典型武器。

家园 掠顶轰炸是否还有必要,这本身就是一个问题

战术性的对地攻击、轰炸不在讨论之列... 只说战略性空中作战...

如果回答是No,那么轰炸机自然也就没必要存在了...

掠顶轰炸跟其他远距离投射弹药方式相比,只是多了一个飞行员的临场参与/指挥而已。在“古典”时代,大家都使用铁疙瘩轰来轰去,这个时候飞行员的参与是绝对必要的;不过在灵巧弹药大行其道的今天,这是否还有必要,恐怕是一个大问号...

在能保证空优的情况下,B-52或者改装运输机都可以是不错的选择... 其实这就是个“武库舰”的概念... 飞机本身只提供一个空中发射平台而已,发射后的事情由灵敏弹药自行解决,不关发射平台的事...

问题是如果不能保证空优怎么办?B-52在现代化高速防空导弹前必定有去无回... “战斧”导弹么,倒可以考虑,不过有效载荷过小,速度慢,机动性差,而且效费比肯定比不上B-52从上往下泼水似地倾泻JDAM... 但是考虑到载人飞机在防空火力下的生存能力,似乎“战斧”导弹突防能力反倒更高一筹...

高速载人轰炸机的思路很美妙,但是恐怕副作用将是效费比的降低 -- 速度上的一点点提高,需要耗费大量燃料为代价... 能够载人的飞行器,这个截面无论如何也小不下来... 这个是由空气动力学决定的,无论怎么设计都没法改变... 另外导弹速度的提高显然要超过飞机... 在超高速导弹面前,高速轰炸机也并不能保证全身而退... SR-71能够存活至今,因为除美国外还没人能研制出超高速导弹... 一旦这个技术垄断被打破,SR-71的神话估计也就玄了...

另一个思路就是前一阵子被炒过的那个“上帝的拐棍” -- 其实就是“武库舰”的天基版... 在外层空间同步轨道上部署上武器发射平台,一旦有事直接从敌人头上往下掷“拐棍”-- 利用轨道高度的巨大势能,获得空前的摧毁能力... 这个么,首先需要考虑的是联合国外层空间非武化协议... 好吧,就算你把联合国协议当做清风拂面,也仍然需要面对日益强大的反轨道武器,仍然无法保证100%的生存率...

这样看来,“战斧”导弹除了速度低点儿,似乎应该能满足方方面面的要求 -- 效费比低的问题如果跟机组人员阵亡率相比,就不再是问题...

所以在可预见的将来,我猜使用冲压发动机的高速巡航导弹应该比较现实的取代轰炸机的战略打击手段...

家园 找着了这个

应该是不大可能搞http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ac/b-3.htm

家园 正是这个问题

或许原贴中应该强调一点:所谓高超音速轰炸机实际上是介于飞机和轨道飞行器之间的东西,速度和高度远远高于一般飞机。导弹在理论上可以达到更高的速度和高度,但这就变成了一个和拦截亚轨道“卫星”同等难度的事情了,这个卫星还是有人驾驶、可以作对抗性机动的。

嗯,麦帅提醒得好,已经把这个意思加进原贴了。

家园 这里也没有任何具体的东西

倒是对轰炸机队的寿命作了更加定量的预测,感谢!

家园 世界环境这样

大规模冲突基本不会发生了。战略轰炸机就是

硬撑着养人。没多大必要。。。。。即使有核

战。有两百战略轰炸机又如何呢。等他们能夠

得着目标的时候。核战都基本打完了。

家园 好文送花
家园 很详细啊
家园 美国空军最大的技术问题:敌我识别

当海军从远洋到近地

陆军更加贴身非主流肉搏的时候

空军怎么又要高速 又要有效识别

是个大问题

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