作者:瀚海狼山
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截止 2018 年 2 月底,中國新一代的空天主戰神器—— "20 系列 " 中的殲 20、運 20、甚至直 20,都已經露面,有些甚至已經公開服役成軍,網絡圖片滿天飛。但唯獨轟 20,至今未露廬山真面目。有西方學者認為,轟 20 根本就不存在,隻是中國方面的戰略忽悠。甚至國內有一部分人也是這麼認為的。若西方軍界真的都這麼想的,那麼我們的戰略忽悠就成功瞭。
其實,中國空軍已經把這個項目說得很明白瞭。2016 年 9 月,馬曉天將軍在長春的航空開放活動上,面對媒體披露:中國正在發展新一代遠程轟炸機。這個表態再清楚不過,說明轟 20 是確確實實正在研發的戰略裝備。
轟 20 至今沒有露面,戰略保密自然是首要因素。但筆者認為,更深層次的原因,在於轟 20 的研發,曾經遇到瞭 " 終極攔路虎 "。大大阻礙瞭轟 20 的整體研發和生產進度,而這個攔路虎,目前已經為我們部分解決。
轟 20 的研發,對中國航空工業的挑戰極大。
首先是設計方案的選擇。是選擇類似 B1B 的超音速突防方案,還是選擇 B2 的飛翼造型全隱身方案?目前看來,最終類似 B2 的方案是肯定的。因為在空中武器全隱身的時代,再研發非隱身的大型轟炸機,已經沒有意義。
其次是重型轟炸機的機體結構強度設計。B2 的最大起飛重量高達 170 噸,翼展達 52.4 米,幾乎就是一架隱形的波音 747,而中國現役的轟 -6K,隻是中型轟炸機,最大起飛重量隻有 72 噸。一步到位的增加 100 多噸,確實有風險。但我們已經有制造 220 噸起飛重量的運 20 的成功經驗,現在研發 170 噸級別的大飛機,從機體結構強度設計上,已經沒有太大的問題。
第三,是大型隱身飛機的隱身造型、隱身蒙皮和吸波材料的水平。這方面問題也不大,B2 的整體外形可以拿來就用(美國人收不到 B2 外形的專利費),而且還有更多更新的優化方案;隱身蒙皮和吸波材料,中美在技術水平上基本並駕齊驅,領先全世界。殲 20 和殲 31 的隱身材料,比 F22A 的氧化鐵塗層隱身技術領先一代,和 F35 的薄膜整體隱身蒙皮基本同代。因此隱身也不是問題。
第四,就是飛翼造型飛機的靜態高度不穩定控制率問題。在國產飛翼造型隱身大型無人機已經首飛好幾年的情況下,證明此問題也已經被徹底解決。
以上 " 攔路虎 " 都已經被突破,那麼轟 20 的終極攔路虎,到底是什麼?
很簡單,還是幾十年的頑固 " 心臟病 " ——轟 20 的發動機問題最大。如何讓發動機和轟 20 的體量、航程和載彈量匹配,也是大問題。奇詭的是,國內探討轟 20 的文章,卻很少提及這方面,但卻是轟 20 研發生產過程中,繞不過的最大障礙。
還是以 B2 為例。B-2A 在中央機身兩側的發動機艙內,安裝瞭 4 臺 GE 公司的 F-118 非加力渦扇發動機,單臺最大推力 8,618 千克,發動機重量為 1452 千克,推重比 5.9。
F118 發動機,其實就是在 F110(用於 F14、F15、F16 等美國主力戰機)渦扇發動機的非加力版,增加瞭風扇壓比和空氣流量。美國人依靠一向強大的航空發動機技術,專門為 21 架 B2 研發的一種特殊的 " 小眾 " 發動機。4 臺 F118 相加,最大推力可以達到 34.5 噸,在 B2 滿載 170 噸時,仍然可以到達 20% 的最小推重比,讓 B2 安全飛行。
但是,當今我國卻沒有那麼一款合適的發動機,可以立即拿來配備到轟 20 上。這個問題,從幾年前,在國產飛翼隱形無人機首飛之時,采用俄羅斯 RD33 發動機,其後燃器和尾噴管,非常尷尬的露在外面,就可見一斑。
全隱身轟炸機,無論有人還是無人駕駛,目前都采用發動機完全埋藏在機體內的設計,結合 S 化的進氣道和尾噴管,既有利於雷達波隱身,又有利於紅外隱身。因此這類發動機都沒有後燃器和尾噴管。
RD33 往往被網友戲稱為 " 空中柴油機 ",飛行時在空中 " 噴黑煙 " 是這種發動機的 " 特征 ",連起碼的白晝視覺隱身都達不到,談何全面隱身?因此即使勉強用在國產飛翼無人機上完成首飛,但今後必須進行重新設計,否則完全不達標。
國產飛翼隱身無人機的尷尬,同樣是轟 20 研發早期的尷尬。
中國現役的轟炸機,隻有老轟六系列和新轟六 K。老轟六使用渦噴 -8 發動機,最大推力在 9.5 噸,每臺重量卻高達驚人的 3.23 噸。新轟六 K 采用引進俄羅斯的 2 臺 D-30KP-2 發動機,最大推力達到 11 噸,每臺發動機自重仍然有 2.3 噸。這個重量比 B2 采用的 F118 發動機的 1.45 噸的自重,實在是大太多,而且長度和體積也大很多。F118 的推重比可以達到 5.9,而 D-30KP-2 的推重比隻有 4.7,油耗也高,兩者基本就不是一個時代的產物。
在轟 20 研發的早期,可能有兩個變通方案,前提是繼續用 D-30KP-2(國產即渦扇 18),采取和轟六 K 和運 20 首飛相同的發動機。
方案 1:縮小轟 20 的體量,最大起飛重量不到 100 噸,體量比 B2 小的多。但這樣一來,航程和載彈量也隻能向轟六 K 看齊瞭,最大航程隻有 7500 公裡左右,比 B2 動輒 1.2 萬到 1.8 萬公裡的航程小太多,談不上是戰略轟炸機。隻能威懾周邊國傢,根本炸不到美國本土,研發的意義大大折扣。而且這個方案,最大起飛重量控制在 100 噸以下,以兩臺 D-30KP-2 的最大推力隻有 22 噸計算,該方案的推重比仍然嚴重不足,甚至比轟六 K 的推重比還小。推重比不足,加上飛翼氣動的復雜性,基本的飛行安全都沒有保障。所以這個方案不行。
方案 2:采用 4 臺 D-30KP-2 發動機,但這樣一來,轟 20 僅 4 臺發動機的自重,就高達接近 10 噸,比 B2 采用 4 臺 F118,總重隻有 5.8 噸,幾乎大瞭一倍。而且油耗也大。
這樣的轟 20,就必須進入 " 面多加水,水多加面 " 循環。導致轟 20 的空重、載油量和最大起飛重量,都必須全面放大。甚至有人認為,轟 20 的體積和最大起飛重量,甚至比 B2 還要大 20%。最大起飛重量高達 200 噸以上。這個說法,筆者感覺有點誇張。
由於在發動機問題上,我們目前沒得選,轟 20 的首飛和早期批次,很可能也要和 B2 一樣大,最大起飛重量不會低於 150 噸,否則無法在發動機指標較低的情況下,航程和載彈量全面達到洲際戰略轟炸機的最低標準。
那麼轟 20 的體量放大,是否會讓他的隱身指標全面惡化呢?這個倒是不用擔心。
隱身飛機的反射指標,並不和體積重量成正比,隻與其外形和隱身材料有關。170 噸的龐大 B2,綜合隱身指標比體積小的多的 F117 還優秀,不亞於作為戰鬥機的 F22A 的隱身性能。因此放大後的轟 20 的隱身性能,同樣可以放心。
綜合各方面的信息,轟 20 很可能仍然采用 4 臺 D-30KP-2 完成首飛,而後在未來更換基於渦扇 10A 或者渦扇 15,去掉後燃器後,研發的全新轟 20 專用渦扇發動機。這個技術路線,和 B2 采用 F118 相同。以目前的進度,采用全新的國產軍用推力渦扇,時間上似乎來不及。
這種局面,和殲 20 目前的狀態也是類似的——先用替代發動機,形成 A 狀態的戰鬥力,然後再用 5 到 7 年的時間,在目標發動機成熟後,全面換發,形成巔峰戰鬥力的 B 狀態。
在一定意義上,發動機不強,也不完全是壞事,殲 20 和轟 20 項目,都在用其他方面的更強指標,來彌補發動機的短板。一旦發動機成熟,達到全狀態,將無敵於天下。