自從空軍副司令透露了「20家族」最後一位成員的進展，大家都很興奮，但是關於中國下一代轟炸機的外形，網上的想象圖大多數都是美國B-2的翻版。
（網絡上的想象圖）
在我們的印象裏，隱身轟炸機似乎就該是這個樣子，扁扁的一片，外形非常光滑簡潔，沒有傳統的機身、機翼和尾翼，看起來就只有一個巨大的機翼在飛，這就是飛翼布局。
那麽問題來了，隱身轟炸機只能造成這個樣子嗎？
大家好我是空天同學，曾經在西工大讀過飛行器設計專業，謹慎地說一下我的看法，若有不對還請指正批評。
從飛機設計上來考慮，有三個極為重要的核心參數，那就是 升阻比、翼載荷、功重比（推重比） 。這三個參數的好壞，決定了一架飛機幾乎所有的基礎效能。而飛翼布局讓這三個參數，全都更好了。
一、理論上效率最高的氣動外形
飛翼布局有三個明顯的優點：
第一是氣動效率高， 因為機身跟機翼融為一體，機身也能產生很大的升力，這就讓等效翼面積大振幅增加了，（同等重量下的） 翼載荷 就降下去了——這是第一個核心參數。
另外飛翼布局的機翼機身的界限沒有了，機翼和機身之間的誘導阻力、幹擾阻力也就減小了，升力增加，阻力減小， 升阻比 就增加了（同等展弦比的情況下，可以做到正常布局的1.4倍左右）——這是第二個核心參數。
第二個優點是結構效率高。 機翼機身融合過渡，空間被充分利用，翼載荷的分布也更均勻，結構強度增加，結構重量就減小了，那整個飛機的重量就減小了；同樣的發動機， 推重比 就變大了——這是第三個核心參數。
或者說，如果要保持同樣的推重比，飛機發動機所需的推力可以更小。那麽如果發動機不太給力，在氣動方面多下功夫，確實可以改善飛機效能。
比如同樣是D-30發動機，俄羅斯伊爾76起飛重量只有190到210噸，而運20可以做到220噸，航程也更遠，氣動上的最佳化功不可沒。
B-2從側面看，很短粗肥胖
三個核心參數都變好了，飛翼飛機的航程、機動性、載彈量等等各種效能，理論上就有巨大的優勢。
第三個優點，就是隱身效果好。 一般來說飛機雷達散射截面積（RCS）最大的地方是機翼和機身夾角的部份，很容易形成角反射器，但飛翼布局的翼身是融為一體的，天生就減少了這個最大的散射源，所以隱身方面有先天優勢。
二、飛翼能隱身，只是個巧合
世界上最早造出來飛翼飛機的，是二戰德國的海爾霍頓兄弟倆，他倆造出來Ho-229噴射式飛翼戰鬥機，非常超前，是當時德國黑科技的代表。
（德國霍頓兄弟）
飛翼飛機試飛的時候，經常會從機場的雷達螢幕上消失，但那時候雷達效能本來就不好，所以就沒有重視。
當時的工程師們只知道飛翼布局是氣動效率很高，沒想過隱身。美國諾斯羅普公司也是認識到了飛翼在氣動效率上的優點，自從二戰後期就一直在搞飛翼洲際轟炸機，想把航程和載彈量做到最大。
（諾斯羅普公司測試了大量飛翼轟炸機）
大家都知道第一架隱身飛機是美國的F-117，但是實際上，計算飛機雷達反射面積的公式，最早是一位蘇聯科學家烏菲姆謝夫在1962年提出來的，這套公式計算很繁瑣，而當時電腦算力不夠，所以沒有引起蘇聯軍方重視。
後來，這個蘇聯公式被「開源」到了美國，洛馬臭鼬工廠的工程師丹尼斯·奧瓦霍塞看到了，於是在蘇聯公式的基礎上，琢磨出來了減小飛機雷達截面積的初步方法，這就有了後來美國的「海弗蘭計劃」（Have Blue）。
（一開始被設計成這個樣子）
（後來被加上了兩個翅膀，才能保證飛起來）
美國人計算發現，最好的隱身外形是個鉆石型，但很明顯，這個形狀很難飛起來，於是加了兩個翅膀，又加了兩個V型尾翼，造出了F-117。
當時對連續曲面雷達反射的計算能力不夠，所以F-117外形是一個個平面；後來電腦運算速度大幅加快了，才能計算曲面的RCS。
後來美國人把現有的每個氣動布局都算了一遍，發現飛翼布局的雷達散射截面積剛好是最小的，諾斯羅普公司高興得一拍腦袋，巧了嗎這不是，我搞了幾十年的飛翼轟炸機，沒想到居然誤打誤撞，點出來了隱身這個技能。
（諾斯羅普的飛翼轟炸機，意外前進演化了隱身）
於是，第一架飛翼隱身轟炸機B-2，就自然由更具飛翼制造經驗的諾斯羅普打造出來了。美軍最新的B-21轟炸機，也是他們來負責，外形沒有太大變化。
三、飛翼優點很多，缺點也很要命
說到這兒，回到剛才的問題，隱身轟炸機難道只能做成飛翼的樣子嗎？
飛翼雖然有這麽多優點，但是有得必有失，飛翼有一個非常大的缺點，就是沒了平尾和垂尾，缺少氣動安定面，飛行操控性和穩定性比較差，機動性發揮不出來。
雖然現在電腦發展，可以利用電傳飛控解決控制的難題，但是氣動上的先天缺陷還是存在的，比如B-2的俯仰操縱力矩就很短，一不小心就容易拍在地上。
B-2飛行品質也不算太好，有時候會有振動問題，整個飛機震起來。
（B-2的振蕩現象）
還有一個問題，就是像B-2這種飛翼，就算你給它裝上4個圖160的加力發動機，也飛不了超音速，因為大型飛翼飛機的肚子太厚了，高速情況下的激波阻力會劇烈增加，控制上也更加困難，速度高了就容易失去穩定性，所以很難飛到超音速。
德國霍頓兄弟當年就設想過超音速飛翼，後掠角很大，而且為了保證穩定性，加一個巨大的垂直尾翼，座艙就在尾翼前面融為一體。但是這個想法太超前了，當時根本實作不了。
美國無尾戰鬥機方案，六代機前身
F-22造出來之後，美國也率先研究了超音速無尾隱身戰鬥機，給六代機鋪路，但是控制和穩定性過於困難，最終放棄。
其實如果廣義一點，東風17那種彈頭形狀，我們叫乘波體，但實際上也是翼身完全融合的，也可以看作是飛翼，只是後掠角很小而已。這樣來看，飛翼也是能飛到超音速，甚至高超音速的，只要解決了阻力、穩定性這兩個問題就行。
（寬泛點說，乘波體也是飛翼）
近十年國內外對飛翼的研究，不同造型的飛翼，其氣動特性也很不一樣，但都主要集中在兩個方面：
第一是減小高速飛行的阻力，提高飛翼布局的臨界馬赫數；
第二是增加飛翼的控制力矩，提高機動性和操縱性。
飛翼布局的客機、轟炸機，都需要一個大肚子來裝人裝貨裝彈藥，這一塊阻力是沒法徹底消除的，只能盡量最佳化。
比如類似X-47的這種蝴蝶造型，前面後掠角大，機翼後掠角減小，最佳化了流場，可以獲得更快的巡航速度，但是因為多了一條折線，反射源多了一個方向，隱身性會稍微下降一些。
波音、中國商飛，還有西北工業大學的新一代客機驗證模型，都采用了飛翼布局，肚子很大很扁，機翼向外逐漸縮小，像一只鰩魚。
西工大飛翼試飛
NASA風洞試驗
這也是最佳化後的飛翼構型，其實還是有個明顯鼓起來的機身的，在巡航速度、結構重量、機艙容量等方面做了最佳化折中。
理論上，BWB飛翼客機耗油率、載貨率都遠高於現在的飛機，但是想投入市場實用，還有不少挑戰。
（嚴格來講不是飛翼了，只是翼身融合程度很高）
四、速度和隱身，不可兼得？
天下武功唯快不破，對轟炸機來說，增加速度，可以減少突防的時間，增加生存性，所以如果能在不明顯影響航程、隱身的情況下，增加轟炸機的巡航速度，何樂不為呢？
想把速度搞上去不難，增加後掠角、減少跨音速阻力就行了。但如何保持穩定性，就是工程師需要直接面臨的挑戰。
比如洛馬公司1970年代提出了代號「高級釘」的方案，就是一個後掠角更大的飛翼，速度更快，為了保持穩定，增加了一個尾巴，上面有一套固定的尾翼，而且是前掠翼。
洛馬「高級釘」
這樣就大大改善了飛行操穩特性，但是隱身性下降，這加長了一大截尾巴，整機重量也明顯增加了，航程和載彈量肯定會降低。
再比如我們經常見到這張圖，是國內外對於「轟20」的想象，就是在後機身加了一對可以折疊的多功能尾翼。
（V尾翼豎起）
（V尾翼放平）
需要高速巡航時，形成V型尾翼，增加穩定性；
如果進入了高風險環境，需要加強隱身，那就把尾翼放平，與機翼重新融合成一個平面。
這種方式聽起來不錯，兼顧隱身和操控，重量也增加不多，比洛馬的方案又更進一步了
不過也有代價，一是增加一套轉軸，結構重量加大、可靠性下降；二是任何可變機翼，較大的機械活動結構，都可能會導致額外的雷達反射，處理起來有點麻煩，可能要用到很多柔性隱身蒙皮覆蓋，但也不是不能解決。
增加了V尾的飛翼，已經不算飛翼了
說來說去，氣動和隱身天生就是矛盾的，幾乎一定會打架，飛機設計師就只能權衡利弊，在大量數學和試驗的基礎上，找到更最佳化的辦法，盡量顧此、又不失彼。
還有一種解法，那就極端一點了，就是前面提到的 「超音速飛翼」 ，甚至 「高超音速飛翼」 。采用超過60度的後掠角，在大氣層邊緣高速滑行，這時候升力來源已經全是激波了，因此叫「乘波體」。
（全拼速度，也不是不行）
這種飛行器，已經算是空天飛機的雛形了。實際上中國早在幾年前，就公布過空天飛機的方案，水平起降，二級入軌。
超過5馬赫的極高速度下，飛行器在紅外波段已經不可能隱身；但導彈也追不上了，自然不必再顧忌隱身問題了。
五、美國人的答案，從不是唯一解法
飛翼布局，其實跟鴨翼布局一樣，在過去大半個世紀都是「被埋沒的金子」。
我們現在的飛機大部份是常規布局，美國戰鬥機也都是常規布局，並不是常規布局比鴨翼更好。
萊特兄弟的第一架飛機就是鴨式布局，二戰也造出了鴨翼戰鬥機。
但是，鴨翼是靜不穩定的，控制太困難了。直到1980年代電腦算力猛增，代替人力操控，才馴服了鴨翼。
20、20
飛翼布局也是如此。美國人雖然經驗豐富，交出了B-2和B-21兩個答案，但這並不是隱身轟炸機外形的唯一解法。實際上，航空航天各個領域，美國人的答案，也從來都不是唯一的答案。
當初殲-20的外形，一公開就震動國外，不僅最佳化了超音速巡航，又利用強大的多渦系耦合增加升力系數，然後還很好地處理了鴨翼轉軸的隱身問題，做到了比F-22更低的前向RCS，很符合未來的空戰需求。
相信中國航空科研人員的智慧，「20家族」最後一位成員也一定會別具特色，充滿中國智慧。
期待！
