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“超级蝙蝠”——美国隐形战略轰炸机扫描

 兰州家长 2023-11-15 发布于甘肃
“超级蝙蝠”——美国隐形战略轰炸机扫描

DOI:10.19486/j.cnki.11-1936/tj.2020.06.006

“天不怕,地不怕,就怕飞机拉粑粑”。这是抗日战争期间我国大后方老百姓描述敌机轰炸的一首朴素的民谣。它形象地说明了轰炸机杀伤破坏和心理震撼的巨大威力。到了现代,重型轰炸机的“地毯式轰炸”,更是令人恐怖的、仅次于核袭击的打击手段。

轰炸机载弹量特别大,航程特别远,火力特别猛,是飞机家族中的“大哥大”。尤其是战略轰炸机,堪称是“国之重器”。战略轰炸机和陆基洲际弹道导弹、核潜艇一道,构成了三位一体的战略核打击力量,成为当今军事大国手中握有的“王炸”。然而,世界上真正拥有重型战略轰炸机的国家,只有美国和俄罗斯两家。而从重型轰炸机的性能和装备数量上看,美国也是一家独大。本文重点介绍美国空军当今的主力重型轰炸机B-2隐形轰炸机和即将装备的、新型B-21隐形轰炸机。

毋庸讳言,在重型轰炸机的研制方面,我国的差距还相当大。严格地讲,我国还没有全球性的战略轰炸机。我国空军最先进的轰-6K轰炸机,只能算是中远程的战略轰炸机。

本文重点介绍先进的B-2和B-21隐形重型轰炸机,就是为了让我们看到差距,奋起直追,尽快铸起国之重器。在这方面,据称西安飞机制造厂已经取得了重大进展,让我们期待着!

“超级蝙蝠”——美国隐形战略轰炸机扫描

从B-2隐形轰炸机后撤至夏威夷基地谈起

2019年1月10日,美国空军的三架B-2A隐形轰炸机像“巨大的蝙蝠”一样从美国本土密苏里州惠特曼空军基地起飞,一路向西,飞抵夏威夷群岛的帕尔哈巴-西卡姆综合基地,同行的有包括机组人员在内的约200人。B-2A重型轰炸机经过空中加油后具有12000千米的飞行距离,可以从美国本土直飞夏威夷群岛。

这个夏威夷群岛的综合基地,是美国在太平洋中的主力空军基地,具有极强的保障能力。而美军要把前出阵地从关岛后撤至夏威夷基地,是美方具有许多深层次考虑的结果。

美国空军这次派遣的B-2A轰炸机编队,是隶属于美国空军全球打击指挥部麾下的第8航空军第509轰炸机团的第393轰炸机飞行队。执行这次飞行任务的乔治亚·道尔中校说了这样一番话:“B-2A重型轰炸机参加太平洋地区的联合军事演习,具有重要意义。这样的事例只有两次。一次是2018年6月在夏威夷群岛的演习。这一回是第二次。由于朝鲜核弹道导弹的发展,以及中国“东风”26洲际导弹的长足进步,关岛安德森空军基地的安全性受到了极大威胁。而夏威夷的综合基地则在“东风”26洲际导弹和“长剑”20空地巡航导弹的最大射程之外,安全性较高”。道尔中校还说:“部署B-2A隐形轰炸机的另一层意义是,它具有B-52H和B-1B战略轰炸机所不具备的隐形功能。中国军队的早期预警雷达,可以很容易地在几百千米之外探测到B-52H和B-1B轰炸机,从而可以立即发射地空导弹或出动战斗机加以拦截;而隐形的B-2A轰炸机则很难被早期雷达发现,从而可以突防对敌方目标实施攻击或核打击”。B-2A隐形轰炸机进驻夏威夷群岛的综合基地之后,立即和同样是隐形机战的F-22A隐形战斗机联合编队飞行,取得了成功。

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从B-52到B-2重型轰炸机

对于美国空军的B-52战略轰炸机,我国的军迷们耳熟能详。这里再汇总介绍一下美国空军战略轰炸机的装备现状。美国空军目前共装备三种机型总计157架战略轰炸机。其中,B-52H型为75架;B-1B型为62架;B-2A型为20架。除了美国空军预备队装备有少量的B-52H重型轰炸机之外,大部分重型轰炸机配属给空军全球打击指挥部所属的第8航空军麾下的5个轰炸机航空团,共134架重型轰炸机。各航空团装备的重型轰炸机的数量如下:

装备B-52H重型轰炸机的第2轰炸机航空团,下辖第11、第20、第96轰炸机飞行队,位于路易斯安那州的巴克斯戴尔空军基地;装备B-52H重型轰炸机的第5轰炸机航空团,下辖第23、第69轰炸机飞行队,位于北达科他州的马伊诺特空军基地;装备B-1B重型轰炸机的第7轰炸机航空团,下辖第34、第37轰炸机飞行队,位于德克萨斯州达伊艾斯空军基地;装备B-1B重型轰炸机的第28轰炸机航空团,下辖第34、第37轰炸机飞行队,位于南达科他州的埃尔斯瓦斯空军基地;装备B-2A重型轰炸机的第509轰炸机航空团,下辖第13、第393轰炸机飞行队,位于密苏里州的惠特曼空军基地。派往夏威夷群岛综合基地的B-2A隐形轰炸机就是从这里起飞的。

冷战时期的1980年,美国空军共拥有414架战略轰炸机,是现装备数的2.6倍,包括:B-52F/G/H型共347架;B-1A型,两架;FB111A型中型超音速战略轰炸机,65架。冷战刚刚结束的1990年,美国空军装备的重型轰炸机削减为327架,FB-111A型全部退役。2000年的装备数量为208架,包括:B-52H型,94架;B-1B型,93架;最新型的B-2A型,21架。2011年的装备数量为162架,和现装备的数量差不多,包括:B-52H型,76架;B-1B型,66架;B-2A型,20架。B-2B型减少的一架,是由于飞行事故损失造成的。在冷战最高峰时,美国空军曾拥有2450架轰炸机。后来,老旧的B-47轰炸机和B-58轰炸机逐步退出现役。

2018年,美国空军当局制定了面向2050年的重型轰炸机装备计划。其指导方针是:直到下一代隐形重型轰炸机B-21型大量装备部队时为止,要充分挖掘现装备的重型轰炸机的潜力,进行现代化改造的延寿计划,使B-52H和B-1B的改进型服役到2040年,使B-2A的改进型服役到2058年。这样,到那时B-52战略轰炸机真真快成了“百岁老兵”啦!更不可思议的是,机龄“相对年轻”的B-1B和B-2A重型轰炸机,甚至可能先于B-52H重型轰炸机退出现役。这是美国空军从重型轰炸机的维修时间、可动用率、任务执行率、每飞行小时的成本等四个方面综合考虑得出的结果。综合评定的结果,尽然是B-52H型居于第一位!

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B-52J重型轰炸机的新生

令人不可思议的是,在美国空军“重型轰炸机三杰”的延寿计划中,最终胜出的竟然是最老的B-52系列重型轰炸机!也就是说,到了2050年,除了最新型的B-21隐形轰炸机之外,与之配套的便是B-52H的进一步改进型B-52J重型轰炸机。它的任务是,在常规战争中发射JDAM这样的精确制导炸弹;在打核大战时发射AGM-86B这样的核巡航导弹。由于B-52系列重型轰炸机不是隐形轰炸机,不可能深入到敌方上空实施轰炸,因而,必须研制出能实施远程攻击的精确制导炸弹。为了使B-52H的性能跃上一个大台阶,必须进行两项重大的改进,那就是换装更强劲的发动机和更换老式的机械式雷达。

在更换动力装置方面,也是几经周折。B-52H重型轰炸机现用的动力装置是TF-33型涡扇发动机,最大推力为7.7吨力,共有8台。早在1960年就有一个换装方案,用大推力的民用航空发动机来换装,这样,只用4台涡扇发动机就可以达到原来8台发动机的推力。1990年,更进一步提出了用C-17大型运输机上的PW2000型18吨推力的涡扇发动机4台,来替换原来的8台TF-33型涡扇发动机。它的问题是,新替换的大推力发动机直径较大,必须对原来发动机的安装部位和飞机壳体等进行大规模修改,难度相当大,这一计划最终夭折。取而代之的是,2010年之后新研制的燃料消耗率极低的、大推力的“小型”涡扇发动机,这样,只要对原来的B-52H轰炸机进行最小限度的修改,便可以一对一地换装。候补的涡扇发动机机型有:GE公司的CF-34-10E型9吨推力的涡扇发动机和罗尔斯-罗伊斯公司7吨推力的F-130涡扇发动机等。

在更换机载雷达方面,原来的机型上安装的是古董级的机械式扫描的APQ-166型战略雷达,已经用了好几十年。准备换装为电子扫描式主动相控阵雷达。准备换装为SABR-GS型主动相控阵雷达,搜索和探测距离大大增加。此外,为提高通信组网能力,还准备装上EHF卫星通信系统。这样一来,到2025年新一代B-21隐形轰炸机将开始列装,改进后的B-52J轰炸机也将与之配套,而B-1B和B-2A轰炸机也将开始退役。到2032年,B-2A将全部退役;到2036年,B-1B将全部退役,均比原来预想的退役时间要早。设想的新型B-52J重型轰炸机依然是传统的8发轰炸机,但是,由于它的动力装置为低油耗的涡扇发动机,使得它的续航能力大大提高。B-1B和B-2A的续航能力为12 000千米,B-52H为14200千米,而B-52J重型轰炸机的续航能力可以达到17000~19300千米,堪称是当今续航能力最强的轰炸机。而新型的B-21重型轰炸机则为“小型”双发、亚音速、隐形轰炸机,其载弹量和续航距离都比上一代的B-2A重型轰炸机要小。有了B-52J重型轰炸机,可以作为B-21轰炸机的重要补充。

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B-2A隐形轰炸机问世

一说起隐形轰炸机,兵器迷们首先想到的是B-2A“幽灵”(Spirit)隐形轰炸机。它有像蝙蝠一样的独特外形,被称为“超级蝙蝠”。尽管它问世已经有30年的光景,但是,像蝙蝠这样外形的、有人航空器,还没有第二家。

兵器迷们都知道,“全翼机”(Frying Wing,也称为“无尾式飞翼布局”)的发明人,是诺斯罗普公司(现为诺斯罗普-格鲁曼公司)的创始人杰克·诺斯罗普。1941年时,他和美国军方合作,研制出“全翼机”型的B-35轰炸机样机,取得了初步的成功。这种机型具有雷达波的低可察性,堪称是隐形飞机的鼻祖。1946年,B-35轰炸机首飞成功。B-35轰炸机是一个庞然大物,不仅可以装上23吨的炸弹,而且还有飞行员的小餐厅和换班机组人员的休息间,堪称一绝。不过,由于它没有尾翼,飞行的稳定性差,不久便被B-29重型轰炸机所取代。B-35轰炸机仅生产了15架。

热衷于“全翼机”的诺斯罗普并不死心,他又从螺旋桨式“全翼机”转向涡轮喷气式“全翼机”的研制。30多年后的1980年10月,美国空军决定研制B-52轰炸机的后继机型的“先进技术轰炸机”(缩写为ATB),诺斯罗普的长距离隐形轰炸机的方案被采纳。这就是B-2隐形轰炸机的由来。

B-2隐形轰炸机的研制过程极其保密。其保密级别不亚于当年制造原子弹的“曼哈顿工程”,知道这项计划的美国国会议员仅有8人。1989年7月,B-2A隐形轰炸机首飞成功。

B-2A隐形轰炸机的性能超群,然而,由于它的研制经费庞大,采购单价高达21亿美元,堪比一艘核动力导弹巡洋舰的价格。1990年间,美国空军决定只采购165架。其后,由于苏联解体,采购数降为132架。就是这样,美国国会依然没有通过。B-2A隐形轰炸机的最终生产数量仅为21架,成为当今世界上生产数量最少、价格最贵的隐形轰炸机。顺便说一句,1999年5月9日,美国悍然袭击中国驻南斯拉夫大使馆的飞机,就是B-2隐形轰炸机,留下了一个极不光彩的记录。

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B-2A轰炸机超强的隐身性能

B-2A隐形轰炸机的最大起飞重量为170吨,机长为21米,翼展为52.4米,翼展面积为477平米(B-52为372平米),机组人员为2人(必要时可乘3人),最大载弹量为23吨,实用升限为15240米,最大航程为12000千米。在结构上,B-2A轰炸机的一个特点是,W字形的主翼后缘及尾部的动翼,可以受计算机自动控制而移动,保持最佳飞行状态和飞行稳定性,消除横风、强大气流等对飞机飞行稳定性的影响。

不过,B-2A轰炸机最引人注目的是它的隐身性能。对于重型轰炸机而言,隐身性能是性命攸关的重要性能。重型轰炸机个头大,飞行速度不太快,在没有制空权的情况下,很容易受到敌方战斗机或地空导弹的攻击。在1967年至1973年八年越南战争中,美军共出动B-52重型轰炸机126615架次,投下了近300万吨炸弹。B-52轰炸机的出动量占各种作战飞机总出动量的十分之一,而炸弹投放量却占到了一半,疯狂而不可一世。但是,由于越南人民军有雷达制导的SA-2地空导弹,加上中国援助的大量高炮群,被击落的B-52重型轰炸机就有18架;加上事故和机械故障等损失的13架,美国空军共损失了31架B-52,这是一个不小的数字。

根据实战得出的经验教训,美国空军认为:为了提高重型轰炸机的生存力,除了在战术上由高空突防改为低空突防之外,在结构上最主要的是全面采用隐形技术,特别是采用降低雷达反射面积(RCS)的技术。具体采取的措施有:①利用计算机辅助设计技术,实现“全翼机”各个部位的弯曲角度和折角的优化设计,以最大限度地减少雷达波的反射强度,实现隐形化,并保持机翼的良好空气动力特性;②采取吸收和衰减雷达波的材料和结构,具体地讲,机体的主要材料为碳纤维,不仅比钢材要强韧,甚至比铝合金还要轻,而且吸收雷达波的性能极佳,当然,碳纤维的价格也高得吓人,用过碳纤维钓鱼竿的朋友会深有体会。机翼的蜂窝状结构,也是吸收和衰减雷达波的重要手段;③机体正面每两台涡扇发动机有一台采取隐蔽配置,不仅可以减少热特征,还可以有效减少雷达波的反射;④在燃料中加入特殊的添加剂以减少尾迹,抑制排烟。通过这些综合措施,使得B-2A重型轰炸机的RCS值仅为0.1平米,雷达所“看到的”仅相当于一只小鸟的面积!而B-52H的RCS值为100平米,二者相差1000倍!

作为比较,B-2A隐形轰炸机还可以和当今世界上著名的隐形战斗机比试比试。美国海军“超级大黄蜂”隐形攻击机的RCS值为1.0平米;俄罗斯在研的苏-57隐形攻击机的RCS值为0.1平米,和B-2A轰炸机相当,不过,一个是攻击机,一个是重型轰炸机,二者的体量是不一样的。也就是说,单就隐身性能而言,B-2A隐形轰炸机还是出类拔萃的。

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B-2A重型轰炸机的威力

B-2A重型轰炸机上装的是雷西昂公司研制的AN/APQ-181型雷达,用于导航、目标搜索和瞄准。这是一种被动式电子扫描雷达(PESA),重量为953千克,两部雷达天线布置在机首两侧,面积为90厘米×60厘米。为了防止敌方雷达的“反探测”,采用自动变频的措施。这款雷达具有精确轰炸、高分辨率地面地图、合成口径雷达、地形跟踪/回避等21个工作模式。特别是2011年,公司又对这款雷达实施现代化改造,变为主动式电子扫描雷达(AESA),隐形性能和工作能力更强,可以同时跟踪和处理2000个目标。特别是有了地形跟踪/回避功能,可以实现超低空突防,躲过敌方雷达的跟踪,进一步增强了攻击的成功率。

理论上,敌方的早期预警雷达(标高为30米),可以在482千米以远探测到飞行高度为13700米高空的B-52级别的重型轰炸机。但是,假如重型轰炸机在152米的超低空飞行时,由于地球曲率的关系,敌方雷达的探测距离仅为70千米,降为七分之一!有了这种先进的隐形功能,使得重型轰炸机正一步步向“看不见的轰炸机”迈进。

B-2A重型轰炸机的标准载弹量为18吨,最大载弹量为27.2吨。B-2A轰炸机在机舱内携带两枚GBU-57型巨型钻地弹(每枚重达13.6吨),可以贯穿几十米深的坚固工事,被称为“堡垒破坏者”。更由于B-2A重型轰炸机搭载的是精密制导炸弹,毁伤精度更高。B-2A重型轰炸机除了可以携带核弹外,还可以携带4种常规弹头,包括:GBU-39SDB型小直径炸弹196枚;或者GBU-38型JDAM(联合攻击弹药)80枚;或者GBU-28型激光制导穿甲炸弹8枚;或者GBU-57型巨型钻地弹2枚。而B-1B和B-52H轰炸机仅能携带两种炸弹,其机舱结构不适于携带巨型钻地弹这样的“大家伙”。

2001年10月8日,美军在阿富汗“不屈的自由”作战中,美国空军第509轰炸机航空团的B-2A重型轰炸机编队从美国本土的密苏里州惠特曼空军基地出发,经过5次空中加油,横跨整个太平洋和半个印度洋,经过44小时、超过3万千米的不着陆连续飞行,飞抵阿富汗塔利班盘踞的喀布尔上空,投下了6枚GBU-31精确制导炸弹。完成任务后,顺利返回美军在印度洋上的迪戈加西亚基地。这次攻击表明,B-2A重型轰炸机可以实施全球长距离的精确打击。

理论上,B-2A轰炸机可以携带80枚500磅的GBU-38型精确制导炸弹,一次出击可以消灭80个目标。当然,这只是美方宣传的“理论上”的数据,实际作战中根本达不到。

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下一代的B-21隐形轰炸机

关于美国下一代B-21“袭击者”(Raider)隐形轰炸机,美国军方公布的信息很有限,国外军事媒体介绍的内容也很少。这里汇总介绍一下外媒报道过的有关信息。国外军事媒体称:B-21轰炸机具有“划时代的隐身性能”,它可以“安全地突破中国的A2/AD防空网,能对100个以上的目标实施精确打击。攻击的效果相当于B-17轰炸机的15万倍”。

B-21隐形轰炸机由诺斯罗普格鲁曼公司于2015年开始研制,应该算是B-2A隐形轰炸机的进一步改进型。从给出的外形图上看,它依然是蝙蝠型的“全翼机”,但是,机翼后缘和尾部由W字形改为V字形。据说,它的隐身性能更提高一步。

美国军方认为,B-21隐形轰炸机具有超强的隐身性能,即使是中国专门用来探测隐形飞机的VHF/UHF低频雷达也探测不到。因为它能早期探测到对方发出的很微弱的低频电磁波,从而可以规避和反制。探测到微弱的低频电磁波后,它能立即主动发出反相位的电磁波,使对方发出的电磁波“无效化”。此外,将来甚至可以做到B-21隐形轰炸机“无人化”,实现“无人飞行模式”。B-21隐形轰炸机的搭载武器,将是AGM-86后继型的下一代长距离巡航导弹(LRSO)。据称,改进后的B-52J型重型轰炸机,也将采用这种LRSO弹。B-21隐形轰炸机的预计生产数量为100架,计划于2025年开始列装。

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