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主题:【原创】给猪装上翅膀(一)(完) -- 晨枫

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家园 外行的解释一下老兄的看法。

第一个问题比较专业,我也不太明白。

第二个问题肯定只是对某限定波段的电磁波才起作用,不然这些照片肯定是照不到的。

第三个问题呢,首先所谓雷达黑洞并不是指的像真正的黑洞一样,一点电磁波都辐射不出来,它只是大大减弱了电磁波的反射。老兄说的对,天空中充满了各个频段的电磁波,F-117反射的雷达波由于很微弱,所以已经被淹没在电磁波噪声里了。在雷达的眼里,都是一片白花花的噪声,哪里认得出来啊,所谓“鱼目混珠”是也。

不知正确与否,还请晨枫兄指点。

家园 咳咳,不要歪曲嘛,没有那个意思
家园 仙人兄真是活学活用,不过仙人嫂的火眼金睛怕是瞒不过

1、这种平面折角的结构是仅仅防止向雷达发射器方向反射过大信号呢?还是它向任意一个方向的反射都弱?如果是后者,会不会把雷达发射器和接收器分开就看得见它了?抑或在地面上装个发射器,天上来几个无源接收器?

如果入射的能量没有被吸收掉,那最多只能被反射向其他方向,能量守恒嘛。所以仙人兄是对了,在不同方向设置接收机,形成多基雷达,是打败F-117式隐身的一个办法,但对B-2式隐身的效果就差一点了,下文要谈到。

2、这种结构既然减少反射效果这么好,是只对某波段如此?还是对可见光波段也应该有作用?也就是说,这办法如果管用,咱们设计这么一套折纸盔甲,不就可以避开老婆偷酒喝了?

这个办法只对波长小于目标尺寸至少10倍的情况有效。对可见光,也是有效的。设想在黑暗里,用手电照着一个F-117这样的多面体,角度不对的时候,很难看见它的。至于躲开嫂子喝酒,这个恐怕只有嫂子拿着手电在黑房间里搜人的时候才有一点效果,不过到了这个时候,怕是躲得过初一,躲不过十五了。

3、记得有这样一种说法:既然这种隐形战机是雷达黑洞,那么它在充满无线电散射信号的空间就会形成一个没有信号的“黑”空间,只要测量一下空域的无线电信号分布情况,然后对准毫无理由的黑洞开炮,就一定命中。是这样吗?

这也是一个反隐身的思路。后文在谈目前已知的几种反隐身手段时,也要谈到。请稍候。

家园 SR-71的蒙皮上的波纹不是吸波材料

那是为热涨冷缩用的。B-52表面也是这个样子,初看好像没有撸平的纸做的一样。

家园 【原创】给猪装上翅膀(三)

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高度保密的B-2“首映式”,百密一疏,让航空杂志Aviation Week & Space Technology的一个记者雇了一架小赛斯纳,闯入禁区,拍下了这张照片。本来神神叨叨的不让看这个角度,不让看那个角度,这下子,最重要的角度彻底“春光乍泄”。

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你要是空军的作战计划人员,看到这张照片会不会口水狂流?

诺思罗普公司在和洛克希德竟标F-117失败之后,转攻隐身要求更高的隐身轰炸机。B-2设计之初是按全向宽频带隐身、高空、远程设计的,要求可在开战之初穿越完好的苏联防空体系攻击核目标并安全返航;具有和U-2相仿的巡航高度,以超过几乎所有战斗机的实用升限,并且增加武器投放的距离;可不用空中加油就从美国本土出发攻击苏联境内的纵深目标。雷达吸波材料的有效频段有限,F-117那样的多面体隐身技术达不到全向隐身的要求。在诺思罗普公司为这个全向隐身焦头烂额的时候,诺思罗普的电磁学怪才Fred Oshira带一家人到迪斯尼乐园游玩。随身带着一团橡皮泥,坐在板凳上看孩子兴高采烈地转“转转茶杯”时,随手捏出一个上圆下平、像二战时期英国的锅盖式钢盔一样的形状,圆滑的上表面向周边展沿开来,一直到尖锐的周边。这样,入射的电磁能量的散射大量减少,而是变成表面波,沿弧面向周边“流散”。尽管最终遇到边缘还是要远路返回,但如此劳师远征,来回一跑,在流动的过程中一路按指数规律衰减,形成回波的时候也是强弩之末了。这个隐身原理比F-117的多面体要先进很多,既达成全向隐身,又减少对气动设计的影响。这决定了B-2的基本形状:上圆下平。B-2时代更为先进的计算能力使连续可变曲率的复杂大弧面成为可能,在隐身和气动性能之间达到完美兼顾。

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诺思罗普为研究全向隐身而研制的Tacit Blue研究机,被戏称为“鲸鱼”,像不像?别看样子奇奇怪怪的,这一条边可是作用大大的,把电磁波的能量像水银泻地一样地化为无形。

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B-2也遵循Tacit Blue上开发出来的设计原理,上圆下平。

隐身要求外观尺寸最小,高空飞行要求展弦比、翼展、翼面积最大,远程突防要求机内载油量最大。自然,如果所有的机身结构都用来产生升力和用来装载人员、燃油和有效载荷,就可以省却既不产生升力、又产生阻力的传统的筒形机身,这就是飞翼了。飞翼最大的问题是尾翼(或等效的控制面)和机身重心之间的距离减小,控制力矩减小,飞行控制难度大大增加。诺思罗普在40年代就开始研究飞翼,就是因为飞控过不了关而放弃,直到80年代线控增稳的出现,才成功地实现了实用的飞翼。飞翼和一般概念上的飞机的形象差别实在太大了,B-2通体乌黑,又喜欢在若暗不明的夜空出没,孤陋寡闻的人看到B-2在的黑暗的天空中悄无声息地滑过时,一定以为见到鬼了。飞翼的结构效率是显著的,B-2的翼展和波音707差不多,长度只比F-15稍长,但是载弹量和航程和B-52相当。

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比较B-2和KC-10加油机的尺寸差别

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孤陋寡闻又迷信的人,会不会觉得看到了鬼?

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早期B-2的方案模型,上为有双垂尾的方案,中为双垂尾向外移动并减小,配以翼尖控制喷嘴的方案,下为最终方案,喷口后为气动控制面。

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但注意和B-2的差别:在风洞研究中发现,气动控制面的控制力矩实在太小,结果把控制面后移,B-2的后半部形成了独特的双W形。

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B-2的另一个重要特征是无垂尾。B-2没有用矢量推力,但它的副翼其实是上下两片,可以分别向上下打开。需要时,将一侧的副翼上下同时打开(以避免不需要的横滚力矩),而另一侧保持关闭,就形成不对称的阻力,达成偏航控制。两边同时打开时,就作为减速板使用。一面打开上面的一半,另一面打开下面的一半,就达成横滚控制。据说在“战斗状态”时,为了最大限度地减小雷达特征,B-2改用两侧发动机的差动推力来控制偏航。无垂尾布局对于隐身的重要性不言而喻,已有多种未来隐身飞机的方案采用无尾飞翼的布局。

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没有垂尾的B-2确实正面和侧面的“投影面积”极小

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B-2着陆,注意打开的减速板

B-2也将发动机深深地埋入机体(机翼)内,从外界入射的雷达波不可能从任一方向直接照射到压气机的叶片。

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容易看到,B-2的发动机深埋于机体之内,进气口前缘作了锯齿处理,角度和机翼前后缘都是对齐的。座舱风挡前可以看到一排排的圆东西,这是测量空速用的压力传感器,用上下左右不同压力传感器的差压,测量空速和航向、姿态的变化。一般飞机都用一根尖尖的伸出来的探针一样的空速管,B-2为了隐身,在这么小的细节上也不放过。

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这肯定是哪个人吃多了撑着了,闲来无事、打发时光的作品,但对于深入重兵防守的敌后、攻击重要目标来说,B-2确实可以节约很多护航和电子战支援的飞机,使出击更及时,而不必等待调集支援飞机才能出动。从这个角度讲,一架B-2确实可以顶一队F-16。

家园 这个风筝一样的纸飞机居然有和B-52接近的载弹量

B-52载弹量27200kg

B-2 载弹量22700kg

现代空气动力学的进步可真是惊人!

如此说来,B-52岂不是更没有混饭的地方了 -- 连最拿手的大载弹量都被B-2给抢去...

家园 B-52还是有自己的市场

B-52耐造,可以携带的武器种类多,战区指挥官使用时政治上不敏感,据说B-52要一直用到2040年呢。本来B-1的载弹量更大,但是B-1的可靠性不佳,现在已经大批封存,可能要全部退休了。

家园 好像美国许多怪模怪样的飞机都是一个叫臭鼬工厂的地方搞出来的
家园 这篇好,几张照片更是看得过瘾,献花。加油!最后700分
家园 各人有各人的“臭”工厂

洛马的叫“臭鼬工厂”(Skunk Works),名气比较大,这种地方避人耳目还来不及,当然不可能有正式标志,这是他们的非官方标志

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这是他们的合家欢

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他们水里的东东也做的

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这是他们的臭祖宗Kelly Johnson

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波音的叫“幽灵工厂”(Phantom Works),幽灵来无影、去无踪,无色无形无嗅,名气没有没有它的臭烘烘的同行来得大,这是他们的几个作品

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家园 再献花。今天盯住你了,呵呵
家园 B-2轮流部署在关岛

意味过于明显了。虽然是高技术的精品(价格也十分惊人:20亿美元一架吧),美国还是有过分迷信它的倾向。毕竟是偏战略性的武器,即使是无懈可击(事实上总有弱点,比如开弹仓门的时间,和对付的办法-期待枫老大下文),对有实力,有意志和有准备的国家,只能是一只张牙舞爪的纸老虎。

家园 偶还以为跟偶们有啥关系呢,原来是这么牛这么牛的猪啊,好看!
家园 花!
家园 【原创】给猪装上翅膀(四)

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谁说美国人不作秀?

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以老带新,还是承前启后?

B-2的例子比较极端,高机动性战术飞机很难照搬B-2的技术思路,至少就不能用背部进气道,不然拉一个大攻角的机动,发动机就断气了。F-22作为美国下一代的主力战斗机,必须保持优异的机动性,同时可以适当降低全向隐身的要求。F-22同样采用连续可变曲率的复杂大弧面,但飞机的基本布局还是比较常规的。为了减少机头锥和机身的圆截面的较强雷达反射特征,F-22首创近似菱形的机头锥截面和机身,达到“以角代面”,机头锥侧面尖利的折缝在气动上起到了类似F-18的前缘边条的作用,整个机身侧面地折缝在电磁上也起到类似B-2的扁平、尖利边缘的作用。

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在未来的20年里,F-22将是一个熟悉的身影

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F-22的前机身呈现明显的菱形截面,机身侧面这条皱褶和Tacit Blue的那条边是一个意思

就垂尾而言,无垂尾或V形尾布局的隐身效果最好,但机动性受损失。无垂尾布局可以实现转弯、升降和横滚,但高机动性就谈不上了。V形尾要好很多,但控制面动作时,不可避免地同时产生偏航力矩和横滚力矩,必须由副翼做反向横滚,加以补偿。这种进两步、退一步的控制方式效率低,机动性也不及常规的垂尾和平尾分开的布局。所以,用V形尾的YF-23出局了,而入选的F-22采用外倾的双垂尾和平尾的组合,以保证优异的机动性。

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采用双垂尾加平尾的F-22

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采用V形尾的YF-23

F-22是自F-111以来第一个采用机内武器舱的战斗机。F-111采用机内武器舱的目的是减少外挂阻力,增加速度和航程。F-22的目的则是隐身。机内武器舱尽管隐身性能好,但有容量较小、对武器的尺寸和形状有较大限制的缺点。由于贴近机身,气流流场复杂,而不是在气流流场相对干净的翼下,武器的发射和分离技术要求比较高。如果一件武器没有正确地弹射出去,后面的武器可能也无法弹射出去,对舱门的动作可靠性也要求较高。在隐身要求不高时,F-22可以在机翼下增加可拆卸的挂架,增加武器的挂载量。

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要是舱门卡住了,或者一件武器投放不成功,麻烦就大了

F-22采用弯曲的进气道,以增加入射雷达波的反射次数,并在每次反射中吸收掉一点能量,最终的回波就会削弱很多。采用弯曲进气道的战斗机很多,但F-16的S形进气道只能遮挡发动机正面的60%,而台风的“驼峰”形进气道则可遮挡几乎100%,F-22的同样如此。

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比较一下进气口和喷口的位置,不难看出,F-22的进气道是在水平方向上弯曲的

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