B-2,隐形战机家族中最神秘的那位。其独特的机身,和当今任何一款飞机都有所不同。也难怪它的新版B-21在2022年上线时, 美防长公开说这就是「美国的威胁方式」。
它的另一个让人牢记的名字是「幽灵」,很多人都想知道,B-2是否真想这个绰号一样,能悄无声息做到来无影去无踪?以及如果这种飞机入侵我国,我们有没有办法防御呢?
B-2是攻防思路发展到极致的产物
B-2属于战略轰炸机类型,隐形是其自身的性能。而战略轰炸机,又是在二战时期逐渐孕育出的概念。
德国当年打败法国后,借助法国海岸的机场轰炸英国,由于距离很近,轰炸机本身的最大航程还没有开发到极致。
美国参战后就不同了,由于距离日本远,要想轰炸东京或其他城市,就得借助航母或者同盟国的机场才能办到。
我国虽然距离日本很近,但日军侵占了整个中东部地区,所以飞机只能从西部地区起降。
无论是航母还是陆地上起降,轰炸机的飞行距离都相对较远,美国由此便开始研发航程较长的飞机。
(二战时期的B-29)
等到二战即将结束,彼时航程最远的B-29轰炸机(最大里程6000公里),执行了向日本投放原子弹的任务。
这一次的投放后, 让「大杀器」和「远距离投放」 ,牢牢的绑定在了一起。
二战期间火箭虽然已经在研制并投入使用了,但飞行距离短且性能还不稳定。所以等二战结束后,美苏英法几个大国,都集中力量研发轰炸机。
尤其是美苏两国,由于最早掌握了核武器技术,为了能实现更远距离的投放,就必须得用到飞的更远的飞机。
(B-52轰炸机)
像后来耳熟能详的B-52、图-95战略轰炸机,都是在这样的思路下诞生的。
美苏开启全方位争霸模式后,为了能实现核威慑的最大化,两国在投送能力的研发上,更是想尽了一切办法。
彼时的研发思路是,轰炸机要能飞的更远,才能打击敌方任何一个目标。
可二战后的雷达技术已突飞猛进,像战略轰炸机这样的庞然大物,很容易被雷达发现和锁定。
于是, 飞机的高程和速度,也逐渐融入到了设计理念中。到了上世纪70年代,美国人觉得有必要在快和高的基础上再加入一项性能——隐形。
飞机只要能隐形,就能有效避免被敌方雷达发现。正是在这一思路的推动下,诺斯洛普公司开启了研发。
五角大楼下属的先进计划局,在当时推出了「哈维」和「XST」等项目计划,核心项目就是研发隐形技术。
起初,军方拿出了600亿美元,准备采购132架新式隐形飞机。诺斯洛普后来经过一系列研发开进,最终生产出了21架B-2,此后这批飞机全部装配美空军。
值得一提的是,美军在装配B-2之前,先是拥有了F-117A隐形战斗机,并在1982年就实现了首飞。
从这一点就能看出来,美国研发隐形技术是成体系发展的。
B-2的主要特性
从投送能力看,B-2既可以投送核武器,也可以实施常规轰炸。它可以从美国本土起飞,不降落借助空中加油,能飞到全球各地。
但上述性能,其他战略轰炸机也能做到,B-2最大的性能是隐形,机身的所有布局,都是围绕「低可探测性」这一理念来设计的。
正因为如此, B-2布局才抛弃了传统飞机的造型,机身看起来流畅而又扁平,原本飞机布局突出的部分和设备,要么去掉要么镶嵌进入了机身内部。
顶部的进气道,飞机的弹舱,起落架等架构部分,为了实现隐形效能都设计成了特定的角度。
52.4米的翼身和21米长的身躯,再加上机翼整体478平方米的面积,使其看起来也是一个庞然大物。
不过,借助于隐形技术,这一庞然大物在雷达上的反射面积很小, 有军事专家说雷达上看B-2,就像是看到一只鸟在飞。
正因为可最大程度不被敌方发现,B-2执行任务可不用战斗机护航,其独立执行轰炸任务,大大提升了作战效率。
如今除了B-2,它的进阶版B-21也已经问世。
B-21向着更隐身方向发展
B-21不再叫「幽灵」,而是被称为「突袭者」,它的造型和B-2相似,不过整体看起来比前者小了一圈。
机身长度16米,翼展缩短到了40米宽,发动机也从原先的4台降低为了两台。在飞行里程上,B-2的航程可达1.2万公里,B-21的最大航程为9000公里。
虽说整体看起来缩小了不少,可相比于上一代产品,它的隐形性能又增强了。
按照公开资料的说法,新的机型采用了更先进的隐形涂层材料,哪怕是最先进的防空系统也难以识别到它。
从机身布局看,B-21发动机进气道的设计更加隐蔽。雷达是从下往上进行探测的,常规飞机的发动机进气口在下方,所以能够探测到很强烈的辐射特征。
将进气道设置到机顶,并且设计的更加隐蔽,这样就能更大程度规避雷达的探测。
从B-2和B-21的进气道对比来看,后者整体显得更小也更隐蔽,整体几乎和翼身融合在了一起。
B-21在2022年公开亮相时,美国军方甚至表示,你可以听到它飞过,但是却看不到它在哪里。
这听起来有些太夸张,但也有军事专家认为,B-2近乎是半个世纪以前的产品,经过40多年的发展,现代的隐形技术要比此前高出了很多,所以B-21比上一代更隐形,从逻辑上倒也说得过去。
那么从整体上来看,隐形飞机究竟要攻克哪些难点,才能让雷达看不到呢?
需要攻克三关
首先是飞机的造型 ,雷达探测飞行物,无非是根据机体的面积、布局、发动机工作等特征来捕捉的,而隐形飞机的外形,正是从这些方面来规避探测。
公开资料显示,如果是常规的垂尾设计造型,飞机就不可能达到隐身性能。所以包括B-2在内的一系列当代隐形飞机设计,都采用了无尾飞翼布局以及平行锯齿化的设计方式。
因为这种布局,可以最大程度骗过雷达,使雷达波集中反射到4个方向,这样被雷达捕捉到的概率就大大降低了。
其次,便是机身的涂层材料。 早期采用的吸波涂层是铁氧体材料 ,它可以将电磁波转化成热能,进而降低反射波强度。
像上一代的B-2战机,机身就采用了多层的吸波涂层。材料多层喷涂,而后再进行人工打磨,据说其厚度只有0.3毫米。
现在隐形涂层的材料已经增多, 除了羟基材料,还有陶瓷基隐身涂料 ,这些材料应用到隐形飞机领域,都可以提升隐身能力。
最后一项是武器如何挂载。轰炸机执行的是远距离轰炸任务,武器如何挂载,也直接影响到隐身效果。
传统的飞机都是外挂搭载,B-2这样的隐形战机,都是内埋式弹舱设计。为了尽可能提升弹舱在内部的空间利用率,大部分的搭载装置都得重新设计和布局。
上述三项,仅仅是隐形飞机设计需要攻克的基本难点。因为实现隐身和真正形成战斗力,两者之间并不是直接划等号的。
而且,隐形本身是一个相对的概念。
绝对隐形是做不到的
大众以为的隐身,是飞机在雷达上完全不显示。实际上的隐形,只是雷达正面反射面积变小,所以地面看起来会以为那是一只鸟。
本质上说,雷达能看到隐形飞机,只是它看起来「小」,而且若是清晰发现它的时候,距离已经很近了。所以,隐形在飞机领域,是相对于作战的远近而言的。
目前对于隐形飞机的探测,还没有更好的探测手段。正因如此,各国才下大力气都来研发隐形飞机。
不过凡事没有绝对,更先进的雷达装置,可让探测的灵敏度增高。与此同时, 反应更快的防空导弹系统,也可以更快速的捕捉到敌机。
此外, 布置在高空飞机上的雷达,相对于地面雷达,也能更容易的发现隐形飞机。
围绕隐形飞机的攻防,目前采用的手段是立体化的布防。地面的监测和空中的预警系统形成有效的联动,可以最大程度破除隐身能力。
值得一提的是, 目前所有的隐形飞机,都是正面的隐身防控性能做的最好,尾部的隐身性能相对差一些,也更容易被雷达捕捉到。
从飞行方向来看,接近目标时需要更高的隐身性,而在返航的时候即便暴露了尾部目标,相对也不那么重要了。
之所以在性能表现上有差异,一方面是现有的技术做不到百分百完美,另一方面是 隐形技术的后期维护成本很高,所以只能有针对性的使用技术。
总体来看,一方面是雷达捕捉不容易,现有的探测技术无法彻底发现隐形的飞机。
可另一方面隐形又并非百分之百完美,只要有一点瑕疵,地面雷达就能发现其动向。
所以在攻防之间,侦测和隐身都是相对而言,并不是百分之百达到碾压一方的优势。
结语
除了美国,俄罗斯目前也在研发新型的战略轰炸机。各国对于隐形技术的需求还很旺盛,不过随着智能化的技术运用,隐形能力依然是辅助,而不是战场上绝对左右局势的存在。
当然, 从和平时期的威慑角度看,隐形飞机可以在很大程度上打破攻防平衡。而要避免这一点,研发同类型的武器,同时提高防御的能力,才能做到相互制衡和制约。
参考资料:
【经历半个多世纪「矛」与「盾」的较量:战略轰炸机飞向何方】 解放军报 2023年3月20日
【雷达怎样发现隐身飞机?】 科普中国 2018年10月31日
【美高调公开B-21新型轰炸机,意在威慑和警告对手】 澎湃新闻 2022年12月4日