要点: 这些飞机的射程很广,可以执行很多种打击任务。这就是他们今天仍然扮演的角色。
如果您冒险参加在密苏里州怀特曼空军基地附近定期举行的航展之一,您可能会很幸运地发现世界上最超凡脱俗的飞机之一,如蝙蝠般的B-2 Spirit隐形轰炸机。
圣灵的后掠翼跨度为52米,是足球场的一半,其座舱像1950年代时代的科幻飞船那样从水面有机地凸出,与锯齿状的近四十五度形成鲜明对比后缘的角度。
为什么B-2看起来如此怪异,以及如何帮助逃避雷达?
精神号是在冷战后期设计的,旨在穿越苏联强大的综合防空网络,将地面雷达,地对空导弹,空中拦截器和雷达飞机结合在一起。这些已经成熟到美国发展更快或更飞行的轰炸机的努力被证明是徒劳的。
雷达是任何现代防空系统的关键,因此五角大楼寻求一种隐身飞机,其雷达横截面极小,因此只能在非常短的范围内被发现。
空军的第一架隐形飞机F-117夜鹰是一个有前途的开始,但是它只能携带两枚炸弹,超过900英里没有加油,还远远不足以对敌人领土进行战略打击。
在1930年代和1940年代,航空工程师曾尝试过飞行机翼设计,例如纳粹德国的Horten Ho 229以及美国XB-35和YB-49。飞行的机翼会产生额外的升力-巧合的是,这有助于降低雷达的横截面,因为它们的平坦表面将雷达波从其反弹的机会降到最低。
但是,“纯粹”的飞行机翼缺少尾翼控制面,通常会导致致命的空气动力学不稳定。当线控飞行控制开始广泛使用时,B-2的设计正处于一个转折点。这些通过电子接口而不是直接通过液压系统来介导飞行员的命令,从而使计算机能够补偿不稳定的飞行特性。例如,Spirit的四倍冗余系统可不同地操纵机翼上的襟翼和发动机推力,以执行转弯,而大多数飞机将依赖于尾舵和升降舵来执行转弯。
喷气发动机是隐形设计中的常见弱点,因为它们具有引人注目的雷达风扇叶片,并产生引擎热废气,从而点亮红外传感器。为了避免这种脆弱性,Spirit的进气口安装在机翼顶部,并通过S形导管将空气汇入到掩埋在飞机深处的四架F118涡轮风扇。这种配置可以减弱B-2的声音和红外信号。此外,Spirit还采用了辅助进气口,可吸收轰炸机周围的冷空气屏障,并将其与热废气混合,然后将其排出到扁平的钛/碳纤维表面上,以进一步散发热量。
B-2低可观测性的另一个关键方面是雷达吸收材料。B-2的皮肤已经主要由与钛混合的非导电碳-石墨复合材料组成。反射性最强的区域(例如机翼的进气口,襟翼和前缘)喷涂了额外的雷达吸收材料涂层,这些涂层多年来已经反复调整过。此外,皮肤还涂有弹性体(一种类似于橡胶的弹性聚甲醛),旨在“消除”不同材料之间的接缝,螺钉或接缝,这可能在其隐形几何形状上产生缝隙。
总体而言,这些功能将B-2的雷达横截面减小到大约0.1到.05米见方。尽管B-2从正面散开,但B-2旨在深入进入敌方空域,因此从各个角度都保持低可见性。
白天和黑夜的夜晚,烈性伪装都采用非反射性的深灰色涂料,旨在与二十三英里或更大距离的天空融为一体。B-2还设有专用舱,旨在释放化学物质以遮掩凝结尾迹,但从未在操作中使用过。相反,Spirit配备了激光雷达传感器来检测凝结尾迹,使飞行员有机会改变高度以消除它们。
圣灵的设计目的是携带二十至三十吨的武器飞越全球,但速度却并非如此。它的涡扇发动机没有加力燃烧室,在任何情况下,加力燃烧室都会导致红外线甚至雷达信号的泛滥。Spirit的最高时速为每小时630英里,这意味着它比Jumbo Jet快一点,而其五至七千英里的航程通常乘以二至四次空中加油,使用后方的弹出式舱门座舱。这使B-2能够从密苏里州的怀特曼出发,持续近两天的不间断飞行任务,打击全球目标。
一个由Spirit训练有素的机组人员(两个是任务指挥官和一个飞行员)通过腹部的一个舱口进入飞机。轰炸机有一个空间供一名机组人员午睡(轮班!),还有一个洗手间和储存食物和微波炉的空间。尽管Spirits通常使用GPS导航,但如果使用基于星星的惯性导航系统(由基于地形识别的系统作为后盾)击倒导航卫星,则它们可以相处得很好。卫星链路和超高频无线电使机组人员可以接收任务更新,例如取消计划中的目标。
当B-2进入防御空域时,它会进入“隐身模式”,缩回天线,切断某些通信链路,甚至限制其襟翼的使用。如果在大范围内受到远程雷达和导弹的威胁,它可能会下降至低空以减小探测距离,其“地形跟踪系统”使大型轰炸机可以在地面低至200英尺的高度掠过。
与早期的夜鹰不同,B-2配备了APQ-181低拦截雷达的概率,该雷达在2010年已更新为甚至更隐蔽的有源电子扫描阵列模型。它对于导航和扫描地面目标很有用,还可以绘制地面目标敌对战斗机和雷达的位置。该数据被馈送到轰炸机的APR-63防御措施套件,使任务指挥官可以调整预编程的飞行路线,以在雷达最密集的区域之间滑动并避开拦截器。
可以说,后者对B-2构成最大威胁。低带宽雷达已经可以检测到隐形飞机的存在,但无法检测出精确的位置。如果敌对的战斗机在几十英里内关闭,圣灵将很容易受到视觉,红外线甚至雷达的探测。由于缺乏自卫武器或高速,B-2在这种情况下的生存几率非常低。
对于其核打击任务(仍然是今天最重要的任务),B-2可以在其两个炸弹舱内的旋转发射器上携带多达16枚B-61或百万吨级B-83核重力炸弹。相对于核爆炸产生的电磁脉冲,Spirit的航空电子设备经过了硬化处理,并为飞行员提供了令人毛骨悚然的白色面罩,以保护其眼睛免受爆炸的影响。
但是,苏联解体促使空军匆忙将B-2改装为常规武器。备用机架系统最多可容纳80枚Mark 82 500磅炸弹,或同等重量的集束炸弹,地雷或较大的弹药。在1990年代后期,B-2被改编为携带重达2000磅的JDAM GPS制导武器,此武器在20英尺半径范围内准确无误,自此成为其主要武器。
B-2还经过认证,可携带远程AGM-154 JSOW滑翔炸弹(80英里)和AGM-158 JASSM隐形巡航导弹(230至575英里),以进行对峙攻击,而不必冒越来越近的危险强大的现代防空雷达。
最奇特的是,B-2的独特配置是最多可部署两辆三万磅的GBU-57大型军械穿透器,旨在将指挥掩体炸开至地下61米处,这种能力旨在威胁“斩首”敌对的外国领导人和破坏性地下武器设施。
B-2能够在防御最严密的领空内深处运送这种毁灭性武器,这使其成为一台高级,高度专业化的战争机器,目前还没有同类武器。到目前为止,B-2在实际作战中主要利用其射程和有效载荷,而不是隐身。希望,圣灵的强大火力和低能见度的特性将永远不会在旨在解决的那种高强度(可能是核)大国冲突中得到检验。
作者:塞巴斯蒂安·罗布林(SébastienRoblin),乔治敦大学(Georgetown University)硕士。