美空军B-21“空袭者”新一代隐形轰炸机即将首飞
美空军B-21“空袭者”新一代隐形轰炸机即将首飞
2023年9月12日,美空军参谋长布朗上将参加美国空军协会举办的年度空天网大会,在发表主题演讲时,公布了一批美空军B-21“空袭者”隐身轰炸机首架原型机(#0001号机)的最新照片,这批照片在同一时刻发布到了美国防部国防视觉信息分发系统(DVIDS)网站上。这批照片共2张,拍摄于2023年7月31日晨;同一天,美国诺格公司宣布,B-21轰炸机已进行了地面发动机起动试验,并发布了另一张照片。显然,这又是美军地双方联手进行的一场选择性信息披露活动,但这对于我们更进一步了解B-21的情况有帮助。
其中,诺格公司发布的B-21首架原型机新照片,照片信息显示拍摄时间是2023年7月31日早晨(凌晨6点11分),该公司已透露这架飞机进行了地面通电试验和发动机起动试验,同时和美空军一样,未披露该机首飞时间,仍称这将是由公司和美空军共同监控的“数据驱动的事件”,含义就是条件满足、数据充分,就水到渠成进行首飞;但根据此前宣布的消息,该机仍计划在2023年年底前首飞。由该公司发布的图片可见,该照片还是在公司位于美国加利福尼亚州帕姆代尔的空军42号工厂其厂房外拍摄。对诺格公司而言,无论是其在42号工厂的厂房,还是为B-21在美国佛罗里达州墨尔本等地建立的新生产制造设施,都将在未来十余年内享受美空军“至少采购100架”B-21的红利。
诺格公司最新发布的B-21首架原型机照片。该公司赢得了B-21工程研制和批生产合同,2023年7月27日也透露自身已退出美空军“下一代空中主宰”战斗机(F-X)计划的主承包商竞争,但还可能继续竞标美海军的“下一代空中主宰”战斗机(F/A-XX)计划和美空军的“合作式作战飞机”(CCA)项目竞争。总的来看,美国防工业巨头之间在重大装备采办计划竞争方面,既有竞争、既有美国防部和美空军对竞争能力的有意扶持,也似乎“冥冥之中已有定数”——正如美国兰德公司10多年前为美国保持具备竞争力的军用航空工业而直接建议的那样,“保持了主要企业所获项目合同的平衡”。那么按此类比,波音/洛马公司团队虽未能赢得“远程打击轰炸机”采办计划的工程研制合同,但却在此前的“下一代轰炸机”采办计划阶段获得美空军授予的合同,制造并试飞了保密的“下一代远程打击系统”演示验证机(NGLRS-D);罗罗北美公司虽未赢得自适应发动机工程验证机研制合同,但在此前阶段也是关键技术和技术验证机研制合同的获得者之一:如此,诺格公司是否也在2014年以来的美、空海军“下一代空中主宰”战斗机采办计划中,已制造了技术演示验证机,保留了技术研发能力,以备未来参与其他战斗机采办计划竞争呢?(美国诺格公司照片)
美国空军协会《空军和太空军杂志》根据诺格公司发布的照片,又称其对B-21翼展的估算结果是135~155英尺(约合41.15~47.24米),而B-2的翼展为172英尺(约合52.43米)。综合来看,预计B-21的翼展约为42~46米,机长约为15~17米,与B-2A翼展52.4米,机长21米相比,翼展小12%~20%,机长小24%~28%。考虑到两型机都是飞翼布局,B-21翼展与B-2A差距较小、机长差距较大,可认为该型机的“展弦比”比B-2A更大,在其他条件相同的情况下,中小迎角范围内升力系数将优于B-2A。加上采用了B-2A没有采用、可减小诱导阻力的机翼前缘扭转设计,其升力和阻力特性可能都优于B-2A,可确保机体缩小后仍有大的航程、作战半径,满足美空军“将全球任何地点的目标置于险境”和“可从美国本土出发实施远程打击”等要求。
下图为美空军本次最新发布的2张B-21首架原型机照片之一,该照片也是在美空军42号工厂厂区的诺格公司厂房内拍摄,美国防部国防视觉信息分发系统网站显示该照片拍摄时间是2023年7月31日凌晨5点51分,此时牵引车已在一侧,应是准备拉出厂房拍照、准备当天的地面试验了。
美空军最新发布的B-21首架原型机照片之一,该照片也是在美空军42号工厂厂区的诺格公司厂房内拍摄,美国防部国防视觉信息分发系统网站显示该照片拍摄时间是2023年7月31日凌晨5点51分,此时牵引车已在一侧,应是准备拉出厂房拍照、准备当天的地面试验了。此时该机机体中下部左侧位置已加装了下倾的大气数据传感器。如此下倾、又不安装在机头正中附近位置,可能表明B-21的生产型配置的大气数据传感器也安装在此位置,同时该型机在多数时候会带正迎角飞行,此时大气数据传感器与来流方向就是基本平齐的。这与国内外多型“平衡木”布局的预警机机背预警雷达天线都采用“前低后高”的布置原因类似(美空军图片,美国防部国防视觉分发系统网站当地时间2023年9月12日下午1点半发布)
美空军发布的另一张照片(下图)与诺格公司发布的相比,显然只是更换了一下拍摄角度。《空军和太空军杂志》认为,该照片中,从尾部向上倾斜到机身上的黑色条带(图中露出右侧进气道一部分)可能是红外抑制系统(涂覆层或结构层)的延伸,类似于B-2A上的红外抑制系统,该系统使用类似航天飞机瓷砖的材料来收集和分散热量。
美空军参谋长最新发布的B-21首架原型机照片之二,在美空军42号工厂厂区的诺格公司厂房外拍摄。对比原型机状态和拍摄背景时刻,与诺格公司发布的照片一样,是在2023年7月31日早晨拍摄。美国防部国防视觉信息分发系统网站显示该照片拍摄时间是2023年7月31日早晨6点12分。从照片可以看到,驾驶舱之后、中机身凸出顶部最高位置有一个缺口,按位置类比判断可能是硬式空中加油的受油口(美空军图片,美国防部国防视觉分发系统网站当地时间2023年9月12日下午1点半发布)
局部放大美空军发布的B-21首架原型机第2张照片,可将其前起落架舱盖上有“0001”的原型机编号,主起落架舱盖上有清楚的“ED”,表示该机将在美空军位于加利福尼亚州的爱德华兹空军基地(该基地美空军试验中心所在地,该中心另一处主要试验基地是佛罗里达州埃格林空军基地)。如我中心先前用美空军发布的示意图分析、在2022年12月2日首架原型机出厂确认后的,这张图可以完全确认该型机的进气口和进气道非常低矮,这是该型机在设计上高度重视隐身、要求比B-2A更好的隐身性能的重要体现之一。为了保证进气量,该型机除对进气口附近前缘流场有精心设计之外,进气口出下部机体也快速向下弯曲,增大了进气口处可捕获空气流量。因此如从前上方俯视看,进气口还有下半部分,组成了近水滴形。实际上其露出机体表面的部分很矮。
美空军参谋长最新发布的B-21首架原型机照片之二,局部放大。除了看到“0001”的原型机编号和“ED”(爱德华兹空军基地),还可看到前起落架舱盖前半段右侧,有一个类似平行四边形的舱盖或透波罩。类比B-2A轰炸机的布局和改进动向,此处很可能是B-21安装有源相控阵雷达天线的位置(美空军图片)
美国防部2023年3月发布的B-21新图片之一。实际上该图仍是2022年11月28日,举行出厂仪式之前拍摄,只是到2023年3月7日才公布,其操作也是美军实施信息选择性披露的结果。从这张图片可以看出其进气口正视投影接近完整的水滴形。结合其他图片对比可知,其中相当部分实际上是向下弯曲形成,高出机体表面的只是一部分(美国防部国防视觉信息分发系统图片,当地时间2023年3月7日发布)
根据我中心掌握和分析的信息,美空军始终将下一代轰炸机列为最优先采办计划之一,2004-2022财年为“下一代轰炸机”/“远程打击轰炸机”采办计划公开投入研发经费累计约172亿美元,还规划在2023-2027年再投入100多亿美元的研发经费及190多亿美元的采购经费。诺格公司已于2022年4月获得一份金额1亿多美元的合同,用于采购制造首批生产型B-21所需的长周期物项,表明该计划已开始进行生产准备。
我们经综合研判认为:B-21的作战半径3900~4600千米,最大起飞重量不超过100吨,实战条件下(可能减少机内燃油、超载弹药起飞,飞至空中后加满油,此时飞行重量可能超过最大起飞重量)内埋载弹量最大不超过15吨;实战条件下内埋载弹数量约为B-2A的一半。将主要在高空作战,巡航飞行速度大于830千米/时,且至少不低于B-2A;实用升限不低于B-2A的5万英尺(约合15.2千米),作战飞行高度预计可达3万~4万英尺(约合9.1~12.2千米)。由于隐身维护性改善,该型机可在保持全隐身状态或能力的情况下,在一定部署作战周期内(如1个月左右)可每天出动1~2架次(因轰炸机作战半径大、续航时间长,因此不需要也不适合像F-35A战斗机那样每天要求出动3~4架次),与B-2A不到1个架次相比,相当于后者的2~3倍。