國戰會論壇》彎道超車的轟-20 - umedia 優傳媒 

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國戰會論壇》彎道超車的轟-20
2021-06-08 06:47:00
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中共轟-20隱形轟炸機翱翔天際,作為後起之秀的轟-20,勢必要彎道超車,否則永遠無法突破就只能追趕美國。(圖/取自網路)

 

譚傳毅(台灣國際戰略學會研究員、法國博士)

 

現代武器發展越來越多功能化,海軍和陸軍是如此,空軍也不例外。如果一個人或平台能夠執行多種任務不是很好?

例如海軍發展至今,大多數驅逐艦都屬於多功能型不像以前區分為護航驅逐艦、反艦驅逐艦、防空反導驅逐艦、反潛驅逐艦等。把前三者功能全部整合在同一艘艦上以提高綜合作戰能力,是所有驅逐艦的發展趨勢,而且戰鬥力越來越強、噸位越來越大。如今所謂噸位大小指的是功能性的多少,講究火力覆蓋的立體範圍,不再以專業性來看。

陸軍「特戰化」的趨勢也很明顯,例如美國防部由前任國防部長馬蒂斯所領軍的直屬研究團隊,提出「將全美國陸軍的步兵單位戰鬥素質,提升到等同第75遊騎兵的水準。」遊騎兵是美國陸軍的特種部隊。馬蒂斯要求提升每個陸軍士兵的多功能戰鬥技能,最好像陸戰隊士兵一樣。連陸軍都開始多功能化,空軍戰機當然也要盡可能的多功能化。

試想,一架戰鬥機若能同時進行偵察預警、空中格鬥、奪取制空權、對地轟炸、發射各型導彈、投擲核武器、隱身匿蹤,集多機於一身,多麼完美。可在現實上不可能,還是得依照不同功能區分各類戰機,但是多功能化是必須的。

 

-20的尾翼設計

 

很多人認為轟-20仿造美軍於1997年4月服役的B-2,轟-20和B-2一樣採取隱身較佳的飛翼佈局,都沒有尾翼。

B-2獨一無二的隱身性可以進行核打擊與突穿防線,因此不追求速度與機動性,但到今天已經落伍不足。即將服役的B-21就是為解決這些問題,估計航程不小於1萬公里,載彈量也不小於B-2,也可以超音速飛行,單價遠低於B-2,還可能具備偵察預警功能。

作為後起之秀的轟-20,勢必要彎道超車,否則永遠無法突破就只能追趕美國。中國尚未公佈轟-20戰術諸元,但網上已經透露若干細節,至少在氣動佈局方面非常令人震驚。

以下三張圖分別顯示尾翼狀態:平放狀態、豎起狀態、旋轉狀態。2020年10月第38卷第5期的《空氣動力學報》由馬曉勇、蘇繼川、鍾世東、黃勇、張詣共同發表的《一種變體尾翼的氣動 - 隱身特性研究》文章(PP 896-899),詳細描述這種變體尾翼,轟20還真有可能採用類似的設計。

 

 

轟-20外形氣動類似菱形,採用變體尾翼,即在尾部配備兩片舵面。當舵面放平時,可以充當主翼的一部分,追求隱身最大化。當舵面旋轉時,可以充當水準尾翼,追求升力的最大化。而當舵面豎起,則又可以充當V型尾翼,追求飛機操控和航向穩定的最大化。轟-20外形的簡圖如下:

 

 

《空氣動力學報》文章提到「以馬赫數0.9、迎角0度為例,尾翼打開45度後...馬赫數0.9和2.0時,尾翼上反打開45度后...。」值得注意的是,這裡提到馬赫數2.0,也就是說,轟-20具備2倍音速飛行能力,與之前外界對轟20的猜測不謀而合。左圖是轟-20尾部與常規飛翼佈局尾翼(紅虛線)的比較,右圖是轟-20想像圖。

大家的認知是,飛行器一旦採用大展弦比飛翼佈局就無法超音速飛行,B-2、B-21、或是X-47B、RQ-170都是如此。不過,轟-20改成小展弦設計,加上強勁的發動機,還是可以實現超音速飛行,甚至是超音速巡航的。比較麻煩的是變形尾翼,翻起來之後可能增大RCS反射值。

如果轟20的變體尾翼上翻45o後,在X-Ku波段隱身能力減弱,比水準尾翼的RCS高出約5 dBsm,可見尾翼打開會顯著降低了全機RCS特性。但是轟–20在大部分飛行階段變體尾翼都是放平的,以保持最低的RCS反射值,隱身性和B2、B21相同。真正需要變體尾翼豎起的時候,是在起降或在近距離纏鬥階段,此時無需考慮敵方的雷達探測。

隱身性RCS不是問題,真正的問題是在超音速飛行階段,飛機的紅外特徵將明顯高於雷達特徵,豎起變體尾翼,會增加雷達反射面積,但不會致命。真正要關注的,是考慮如何降低飛機的紅外反射特徵。

變體尾翼還有第三種狀態,即旋轉狀態,充當水準尾翼,以便在近距離纏鬥。這個技術並不難,殲-20的尾翼就是全動式,而轟-20借用許多殲-20技術,照搬過來即可。

 

多功能的轟-20

 

轟-20至少整合了三種功能:戰鬥轟炸、戰略轟炸、偵察預警。光從轟-20的尾翼設計來看,其機動性絕不輸給戰鬥機,至少可以獨立執行任務。網傳轟-20還會加裝雷射與微波武器,從鐳射與微波小型化觀點來看,技術上完全沒問題,這使得轟-20具備自衛、甚至於近距離纏鬥能力,可視為一架戰轟機。

還有,轟-20隱形轟炸機最大航程可達12000公里,作戰巡邏半徑6000公里,最大載彈量不低於20噸,機內彈倉掛彈數量可達12-14枚,可裝載8枚最大射程3000公里的長劍巡航導彈,並可攜帶遠端超音速反艦彈。此時,它就是一架標準的轟炸機。若加上掛載的核武器,它就是一架進行核打擊的戰略轟炸機。

和F-35一樣,轟-20必然裝備了感測器網路,可對一定時間和空間環境內的戰場態勢要素進行感知,並融合繁雜的戰場資訊,形成即時的戰場狀態後,將這些狀態轉換成人眼可觀狀態,並即時預測戰場狀態,指揮僚機作戰。此時,它變成了一架偵察預警機。

值得申論的是它的航程。1.2萬公里固然可以飛抵美國西岸,但是必須經過數次的空中加油才可能繼續未完的航程。雖然轟-20是隱身匿蹤,但在空中加油時卻是最脆弱的,因為龐大的加油機可不是隱身匿蹤,而且加油期間無法劇烈機動,很容易被捕獲,隱身性就沒有意義了,最好是一次性來回,才能達到突擊的效果。

在這種情形之下,我們認為未來轟-20必須在太平洋中間找到基地,例如吉里巴斯。中國計劃升級吉里巴斯一個偏遠島嶼上的簡易機場和橋樑。四個和台灣斷交的島國都位於密克羅尼西亞島弧之上,而中國正在把這個島弧變成中國島弧,這樣中國在南太平洋就有了落腳處。而島弧大多在國際換日線左面,其與美國第二與第三島鏈必然產生競合。

一旦轟-20真的在南太平洋找到了落腳處,無論是關島、夏威夷、澳洲以及美國本土,全部籠罩在轟-20的火力範圍之內。這才是大國之間的競爭。

(本文為台灣國際戰略學會之專稿,授權《優傳媒》與《洞傳媒》同步刊登)

中共轟-20隱形轟炸機翱翔天際,作為後起之秀的轟-20,勢必要彎道超車,否則永遠無法突破就只能追趕美國。(圖/取自網路)

 

譚傳毅(台灣國際戰略學會研究員、法國博士)

 

現代武器發展越來越多功能化,海軍和陸軍是如此,空軍也不例外。如果一個人或平台能夠執行多種任務不是很好?

例如海軍發展至今,大多數驅逐艦都屬於多功能型不像以前區分為護航驅逐艦、反艦驅逐艦、防空反導驅逐艦、反潛驅逐艦等。把前三者功能全部整合在同一艘艦上以提高綜合作戰能力,是所有驅逐艦的發展趨勢,而且戰鬥力越來越強、噸位越來越大。如今所謂噸位大小指的是功能性的多少,講究火力覆蓋的立體範圍,不再以專業性來看。

陸軍「特戰化」的趨勢也很明顯,例如美國防部由前任國防部長馬蒂斯所領軍的直屬研究團隊,提出「將全美國陸軍的步兵單位戰鬥素質,提升到等同第75遊騎兵的水準。」遊騎兵是美國陸軍的特種部隊。馬蒂斯要求提升每個陸軍士兵的多功能戰鬥技能,最好像陸戰隊士兵一樣。連陸軍都開始多功能化,空軍戰機當然也要盡可能的多功能化。

試想,一架戰鬥機若能同時進行偵察預警、空中格鬥、奪取制空權、對地轟炸、發射各型導彈、投擲核武器、隱身匿蹤,集多機於一身,多麼完美。可在現實上不可能,還是得依照不同功能區分各類戰機,但是多功能化是必須的。

 

-20的尾翼設計

 

很多人認為轟-20仿造美軍於1997年4月服役的B-2,轟-20和B-2一樣採取隱身較佳的飛翼佈局,都沒有尾翼。

B-2獨一無二的隱身性可以進行核打擊與突穿防線,因此不追求速度與機動性,但到今天已經落伍不足。即將服役的B-21就是為解決這些問題,估計航程不小於1萬公里,載彈量也不小於B-2,也可以超音速飛行,單價遠低於B-2,還可能具備偵察預警功能。

作為後起之秀的轟-20,勢必要彎道超車,否則永遠無法突破就只能追趕美國。中國尚未公佈轟-20戰術諸元,但網上已經透露若干細節,至少在氣動佈局方面非常令人震驚。

以下三張圖分別顯示尾翼狀態:平放狀態、豎起狀態、旋轉狀態。2020年10月第38卷第5期的《空氣動力學報》由馬曉勇、蘇繼川、鍾世東、黃勇、張詣共同發表的《一種變體尾翼的氣動 - 隱身特性研究》文章(PP 896-899),詳細描述這種變體尾翼,轟20還真有可能採用類似的設計。

 

 

轟-20外形氣動類似菱形,採用變體尾翼,即在尾部配備兩片舵面。當舵面放平時,可以充當主翼的一部分,追求隱身最大化。當舵面旋轉時,可以充當水準尾翼,追求升力的最大化。而當舵面豎起,則又可以充當V型尾翼,追求飛機操控和航向穩定的最大化。轟-20外形的簡圖如下:

 

 

《空氣動力學報》文章提到「以馬赫數0.9、迎角0度為例,尾翼打開45度後...馬赫數0.9和2.0時,尾翼上反打開45度后...。」值得注意的是,這裡提到馬赫數2.0,也就是說,轟-20具備2倍音速飛行能力,與之前外界對轟20的猜測不謀而合。左圖是轟-20尾部與常規飛翼佈局尾翼(紅虛線)的比較,右圖是轟-20想像圖。

大家的認知是,飛行器一旦採用大展弦比飛翼佈局就無法超音速飛行,B-2、B-21、或是X-47B、RQ-170都是如此。不過,轟-20改成小展弦設計,加上強勁的發動機,還是可以實現超音速飛行,甚至是超音速巡航的。比較麻煩的是變形尾翼,翻起來之後可能增大RCS反射值。

如果轟20的變體尾翼上翻45o後,在X-Ku波段隱身能力減弱,比水準尾翼的RCS高出約5 dBsm,可見尾翼打開會顯著降低了全機RCS特性。但是轟–20在大部分飛行階段變體尾翼都是放平的,以保持最低的RCS反射值,隱身性和B2、B21相同。真正需要變體尾翼豎起的時候,是在起降或在近距離纏鬥階段,此時無需考慮敵方的雷達探測。

隱身性RCS不是問題,真正的問題是在超音速飛行階段,飛機的紅外特徵將明顯高於雷達特徵,豎起變體尾翼,會增加雷達反射面積,但不會致命。真正要關注的,是考慮如何降低飛機的紅外反射特徵。

變體尾翼還有第三種狀態,即旋轉狀態,充當水準尾翼,以便在近距離纏鬥。這個技術並不難,殲-20的尾翼就是全動式,而轟-20借用許多殲-20技術,照搬過來即可。

 

多功能的轟-20

 

轟-20至少整合了三種功能:戰鬥轟炸、戰略轟炸、偵察預警。光從轟-20的尾翼設計來看,其機動性絕不輸給戰鬥機,至少可以獨立執行任務。網傳轟-20還會加裝雷射與微波武器,從鐳射與微波小型化觀點來看,技術上完全沒問題,這使得轟-20具備自衛、甚至於近距離纏鬥能力,可視為一架戰轟機。

還有,轟-20隱形轟炸機最大航程可達12000公里,作戰巡邏半徑6000公里,最大載彈量不低於20噸,機內彈倉掛彈數量可達12-14枚,可裝載8枚最大射程3000公里的長劍巡航導彈,並可攜帶遠端超音速反艦彈。此時,它就是一架標準的轟炸機。若加上掛載的核武器,它就是一架進行核打擊的戰略轟炸機。

和F-35一樣,轟-20必然裝備了感測器網路,可對一定時間和空間環境內的戰場態勢要素進行感知,並融合繁雜的戰場資訊,形成即時的戰場狀態後,將這些狀態轉換成人眼可觀狀態,並即時預測戰場狀態,指揮僚機作戰。此時,它變成了一架偵察預警機。

值得申論的是它的航程。1.2萬公里固然可以飛抵美國西岸,但是必須經過數次的空中加油才可能繼續未完的航程。雖然轟-20是隱身匿蹤,但在空中加油時卻是最脆弱的,因為龐大的加油機可不是隱身匿蹤,而且加油期間無法劇烈機動,很容易被捕獲,隱身性就沒有意義了,最好是一次性來回,才能達到突擊的效果。

在這種情形之下,我們認為未來轟-20必須在太平洋中間找到基地,例如吉里巴斯。中國計劃升級吉里巴斯一個偏遠島嶼上的簡易機場和橋樑。四個和台灣斷交的島國都位於密克羅尼西亞島弧之上,而中國正在把這個島弧變成中國島弧,這樣中國在南太平洋就有了落腳處。而島弧大多在國際換日線左面,其與美國第二與第三島鏈必然產生競合。

一旦轟-20真的在南太平洋找到了落腳處,無論是關島、夏威夷、澳洲以及美國本土,全部籠罩在轟-20的火力範圍之內。這才是大國之間的競爭。

(本文為台灣國際戰略學會之專稿,授權《優傳媒》與《洞傳媒》同步刊登)

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