踢馆:我们可否搞一款隐身超音速轰炸机玩截击,猎杀美军空中加油机?

2020-07-20

怎样天天看《踢馆》?只要打开微信,进入添加朋友界面,在公众号搜索里输入“讲武堂”,就可以关注我们公号啦,第一个结果就是我们哟。
问:美国空军退役了17架B-1轰炸机,原因是可变后掠翼太复杂故障率高,就想问两个问题:一是上世纪设计时,想超低空突防必须用可变后掠翼吗,用固定翼速度慢一点不行吗?二是俄罗斯复产图-160,但现在战略轰炸机超低空突防用处不大了,能否把机翼改成固定的?这样结构更简单、可靠性更高,需要大量重新设计吗?
B-1B的问题不只是可变后掠翼,而是美国空军坚持要它超低空突防。
超低空高速飞行,很大问题在于低空大气密度比高空要高得多,所以相同速度承受的动压也要高得多,轰炸机为远程设计的大展弦比机翼,在这样的情况下刚度是严重不足的,会导致震颤甚至折断。
你看歼-10的低空大表速测试,全机霹雳哐啷的响,出问题很可能就要空中解体,试飞员飞这项目都是要写遗书的。
图:气压与高度关系图,可见在9公里以上空气密度迅速降低。飞机承受的动压与空气密度成正比,1公里的动力是9公里的3倍多。
所以高速低空突防要么跟TSR-2一样牺牲航程搞个超小机翼,要么就得在低空突防的时候把机翼收起来,减少迎风面积和力臂,从而缓解震颤和降低结构受力。
图:TSR.2轰炸机翼展只有11.2米,最大起飞重量46吨。
远程飞机又要求大展弦比机翼来提供好的巡航能力和大航程,又需要小展弦比来提高高速性能,这俩矛盾的统一就只能靠可变后掠翼了,不可能一个固定机翼能兼顾这两个很极端的需求。所以狂风、苏-24、B-1B、图-160和图-22m都选择了可变后掠翼设计。
图:一些飞机的升阻比,可见F-111的升阻比在6.8-15.8之间变化,对应速度为2.5-0.8马赫,这就是变后掠翼的好处了。
图:低空低速突防不是没有,但这么做显然白天生存率不高,只适合夜间出动,这就不符合主战兵器全天候全天时出动的要求。其次,哪怕夜间出动也不行。1963年6月19~20日,国民党空军P2V-7型侦寨机1架窜入大陆进行电子侦察骚扰,驻南昌地区空军副大队长王文礼驾歼-5甲型飞机起飞击落敌机,机上14人毙命。这就是夜间击落低空低速突防飞机的典型案例,还是空情保障很不完善、歼击机很差的情况。
而美国空军要求比较奇特,B-1B作为轰炸机结构强度、刚度都不及战斗机,超低空突防飞行,必然会对飞机寿命有非常大的影响。
毛子空军就没这幺蛾子事情,他们的图22M、图160都只是要求超音速飞行,没要求超低空高亚音速突防,所以这两种飞机仍然维持现有规模。
图:B-1B一直被要求低空、超低空突防飞行。
图:慢一点的固定后掠翼,其实毛子已经试过了,就是图22M之前的图22呀。当时的情况就是嫌既飞得不够快,又飞得不够远(航程主要是涡喷发动机的锅)。
但技术的发展,现在情况又有不同了。现在开发的作战飞机必须都是隐身飞机,搞一款固定后掠翼的中程隐身轰炸机,最大飞行速度M1.6左右,最大航程1万公里,这在技术可行的方案,就看战术上是否需要。
例如,美国空军不是在搞“快速前沿部署”么?计划让F-22、b-1b等战斗机从腹地机场出发,在前沿海岛机场落地加油,再起飞对我方发动攻击。这战术的关键是,空中加油机也随行在前沿机场落地,对战斗机、轰炸机进行热机加油(不关发动机)。
那我们就搞一款中程超音速隐身轰炸机呗,兼备发射远程空空导弹的能力。在第一岛链附近巡逻待机,未来的同步轨道光学侦察卫星、天波雷达进行信息支援。这战斗轰炸机就准备猎杀美军这些飞向前沿基地的空中加油机、非隐身的B-52轰炸机。
图:网友设想可超音速飞行、采用固定翼的隐身轰炸机。
问:堂主吉祥如意!如果没有1919年的彩虹行动,德国一战失败以后交给英国人的军舰被英国封存,或者军舰没交给协约国,只是被拆除舰炮与鱼雷管由德国封存。那么到1939年二战爆发,这些舰船对英/德还有没有利用价值,作用能有多大,有多少改进潜力?
改进是很大的事情,比起新造其实也差不多了。
图:一战结束后,根据停战协定,德国公海舰队遭到扣押。1918年11月21日,74艘德国战舰在协约国舰队的押解下,驶入斯卡帕湾。1919年6月21日,英国舰队离开斯卡帕湾出海训练。10:30,全体德国军舰收到旗舰“埃姆登”号巡洋舰发出的信号——彩虹。军官下令升起被禁止的舰队旗、战旗和Z信号旗,打开通海阀门和水密舱门。海军史上最壮烈的自沉行动历时约6个小时,52艘军舰沉入了海底,包括11艘战列舰中的10艘和所有5艘战列巡洋舰,沉没军舰吨位为被扣押舰队总吨位的95%。
声望号第二次改造就是1936年9月到1939年2月的事情,两年六个月时间,德国人要改造也少不了什么时间。而俾斯麦是36年7月开工,40年8月完成,也就四年一个月,有这么多船台和工人去改造老船,那干嘛不直接造新的?虽然新的数量少点,但是本身设计更新更合理,战力也强得多。
图:声望号1916年9月完工,1923年5月进行第一次现代化改装,1936年9月—1939年2月进行第二次现代化改装,舰桥全部拆除重建,动力系统换装新型锅炉和汽轮机,副炮全部拆除安装新型高平两用炮,加装各型高射炮及新型雷达。
一战老船基本上是煤-油混烧锅炉,而且往往是十几个到几十个小锅炉,涡轮机也是直结式的,也就是大直径低转速涡轮机直接驱动螺旋桨。这样锅炉效率很低,发动机也工作在很差的工况,航程都很惨烈。声望改造前18节只能跑4000海里,改造后5700海里,这还是防雷结构等增重增阻的情况下实现的,一战老船不大动干戈升级动力系统,那航速航程就惨烈了……所以这钱和时间省不掉。
图:相同的是金刚级,1913年完工,1923-1931年第一次改装,1933-1936年第二次改装,。更换了新型蒸汽轮机,舰艉加长7.4米;彻底改建前桅楼形成日军战列舰所特有的塔式舰桥,扩建后部舰桥;主炮最大仰角提高到43度,同时增强防空火力。刚服役时最高航速27.5节,续航力8000海里/14节;二次改装后最高航速30.3节,续航力1万海里/18节。
而老船水平防护薄弱等问题还是没救的,条约时期各国改造战列舰很卖力,那是因为条约时期不能造新船,不得不浪费钱改造老船。德国条约期连改船都不允许,那也就根本没这个不得不改的苦衷了。等到重振军备了,造新船都来不及……
至于给英国人也一样,自己的老船不少都没来得及改,何况德国的小砸炮船?没有15寸炮,英国人看它们一眼就算我输了。
图:1935年英国阅舰式。华盛顿海军军备条约规定:未规定予以保留的签约各国的主力舰,无论是否建成,均需废弃;签约各国需放弃各自的主力舰建造计划,不能建造或获得新的主力舰;本条约指名规定废弃的主力舰,不得改装为其它形式的作战舰船。在这种限制下,改装老舰是提高主力舰队战斗力的唯一途径。一战后英国主力舰队齐全,这么多老舰要忙着退役,封存德国人军舰的需求很低,更可能直接转手卖掉,比如南美那些国家和土耳其这种。
问:请问堂主,对空导弹如果只强调迎头攻击能力,降低对飞行速度的要求,以此大幅度降低其成本,是否可行?毕竟大多数情况下,拦截弹飞行方向都是与来袭目标的飞行方向相反,只要地面/机载雷达实现大致目标位置锁定,弹载图像传感器实现目标精确锁定,应该就能实现迎头攻击,从而不必强调飞行速度。
这个啊,就像踢球或者打篮球过人一样,双方是在对抗之中的,带球方是速度快更容易过人,还是速度慢容易过人?
导弹速度快的话,面对目标的机动和应变,自己能做的变化也多。而且速度快反应时间短,目标闪躲的反应也跟不上,就像欧文那一套花哨的组合拳刷刷刷看起来灵活无比,但是你看他过人还不如罗斯猛嘛。
图:看电影很容易被误导,认为空战就是双方飞行员热血互冲,双方头冲头相互开火,谁先打中谁赢,谁先躲闪谁输。到了空空导弹时代,也不过是开火距离增大。
踢馆:我们可否搞一款隐身超音速轰炸机玩截击,猎杀美军空中加油机?
点击播放 GIF 1.4M
图:实际上有效的攻击大多是隐蔽发起,攻击方位在敌机侧后方,哪怕从正前方来也要绕到侧后方去,所以导弹与目标必然存在速度差,而不是双方速度相加接近。这个差越小,导弹的有效攻击范围就越小,也越不容易命中。
而且导弹用的是速燃的固体火箭发动机,实际上只有发射后几秒到十几秒是有动力的,也就是在有动力的时候把速度加到最大,然后发动机就关机,飞机就靠这点时间存下来的动能继续飞,之后逼近目标的过程实际上是在逐渐减速的。速度慢了的话,那到末端速度就更慢,机动性就更差,那就啥都打不中了……
图:哪怕是导弹防御这种确实在大方向上是迎头拦截的任务,为了降低与目标的相对速度,方便导引头识别跟踪目标,也是要做侧前方拦截。而且很明显,防御系统拦截范围越大,越不可能位于目标正前方,所以客观上也必须侧前方拦截。这时候拦截弹与目标的相对角变化极快,因此需要很强的末端机动性以实施拦截。对目标的弹道预测精度是有限的,不可能完全准确,不然载人飞行空间对接也就没那么难了。
未来要降低成本缩减体积,靠的是提高精度和末端控制能力,用直接力控制的办法精确命中,这样可以省掉战斗部,从而降低整体重量,至于速度只会比现在还快。
图:彭礼忠甩开导弹瞬间。敌机发现被攻击后会迅速躲闪,这对导弹的末端存速要求很高,直接力控制就是为了在较低速度下也能有很强控制能力,从而提高命中率。
所谓直接力控制,现在的办法就是在弹体上装一圈微型火箭发动机,PAC-3等导弹上都有。
图:PAC-3导弹,头部程亮、布满圆孔的金属环就是微型火箭发动机所在。
问:堂主能说说AW-169嘛,为啥说他是最先进的双发中型直升机?
谁谁谁最强/最先进/最受欢迎,加上一堆限制性标准,这怎么感觉是数码圈KOL的风气传播到军圈了?人吹XXXX有饭吃,在军圈这么吹没意义嘛,韦斯特兰又不给钱。
图:AW-169最大起飞重量4.8吨,采用2台惠普PW210A发动机,最多可载11人,升限4060米,航程816公里,续航时间4小时20分。2019年我国买了两架用于极地考察。
双发中型直升机这标准就很搞笑,到底啥标准是双发中型?4.8吨的AW169是中型,那6.4吨的AW139是不是,8.3吨的AW189是不是?这几个是亲兄弟,技术用的都是一样的,怎么分高下?或者开除6吨级的中籍,8.3吨的踢到重型去,你也配叫中型?这就跟键政圈一样了。
图:AW189最大起飞重量8.6吨,配有两台GE CT7-2E1涡轴发动机,客舱最多可搭乘20人,满载最大巡航速度287公里/小时,最大燃油2吨,最大航程超1000公里。
直升机还是看需求,看用户需要哪个吨级的,各个吨级之间都有很明确的市场细分,争来争去有啥用么……对载重要求不高的用169,要求高点用139,再高点用189,都不行那NH-90\S-92\EH-101总有个适合的。
图:直升机型号特别多,因为直升机军民通用,而民用市场对性价比要求很高,不同用途细分市场下性价比最高的机型自然不同,于是各家都搭配出不同的机型。军用机型才会追求整齐划一,反正他不追求性价比。
回头来说,这些工业品在技术水平差不多的情况下,就是谁最后出来谁更先进了,其他厂商没有这个级别的新直升机,189自然就先进,因为4吨级直升机在军用已经非常衰微了。而民用直升机的买主们一般还买不起这么贵的,绝大部分都是小家伙,所以这个细分市场也不太会有人再来打擂台,自然就先进了。
图:AW-189的驾驶舱。它满足最新的美国联邦航空管理局和欧洲航空安全局安全标准,同时具备50分钟主减速器干运转能力,能保证完成搜救和海上石油作业的安全要求。同类的S-92比他早了约十年,自然没有这么先进。
问:据说经改进,F-14D的使用成本与维护时间已经接近F/A-18A/B,比F/A-18C/D还差点,美国为何不将F-14D进一步改进为双重任务舰载机,而要花冤枉钱几乎是重新研制出了F/A-18E/F,这与大改F-14D花的钱也差不多了吧?
没钱……可以拿来升级的就那么点,再改就得买新的了。
80年代生产的F-15C可以坚持到现在,甚至还能再坚持几年,但是你看看同时期生产的F/A-18坚持了多久?都是十几年到二十年时间,不是封存就是报废了。F/A-18A/B因为很快被F/A-18C/D取代封存了,所以前些年甚至反而被拖出来代替寿命到期的C/D。
图:2011年美国海军舰载机更换计划图。之所以F-18ABCD列在一起说,就是因为F-18CD在伊拉克和阿富汗战争中大量损耗,导致已经退役的F-18AB被重新拉出来服役。
这是舰载机特性决定的,拦阻着舰那就是相当于可控坠机,对飞机结构要求很高,而且每次起降还会严重消耗寿命。所以同样服役周期,损耗比空军飞机大得多;而且同样机况空军还能用得很欢实,海军就只能退役了。
图:每次降落都要这么砸在甲板上,对机体机构都是残忍折磨。
F-14产量最大的是A型,买了555架,1978年就已经交付完成,88到90年交付了38架新的F-14B,90年开始交付了37架F-14D。也就是说到1998年,全部的F-14里面只有70几架是低于20岁的,20岁的舰载机那是真没法用了……
图:制造中的F-14A。F-14D更换了发动机和电子设备,升级已有的F-14A不难,但是如果不全面更换机体结构受力部件,那飞机残存寿命并不会有大幅提高,于是就不值得。而如果更换的话,花的钱还不如买新飞机。
而且91财年,F-14D单价是7190万,当时计划F-22采购价格也就这么点,美元贬值十几年后达超级大黄蜂也就六千多万,穷啊……
图:90年代美国海军舰载机更换,被认真考虑的也就是F-22和F-18E这两个,F-14D根本排不上号。真要追求性能去大改F-14买新机,还不如让F-22上舰呢。
问:有人说苏-27和F-14A都是截击机底子,追求的是长航程、大载弹量和快速截击能力,包括速度和先进的航电、空空导弹,机动性自然弱于为了机动性而保持中型机体形的F-15,这种说法是对是错?
不要说中型机,现在堂主因为与人战斗太多,看见这词脑仁就疼。
F-15那是正儿八经的重型机,无论尺寸还是重量都是,他所谓比较小一点,那是早期结构强度和寿命指标比较低,加上F-100发动机早期拼命减重省下来了,所以比起发动机巨大的苏-27和F-14A看起来小点,尤其是F-14A要求舰载的增重不算吗?
图:F-15的舰载型F-15N估计将比美国空军的 F-15A 增重1043千克。海军对F-15N不能挂载和发射 AIM-54A远程空空导弹感到不满,如要增加这项能力,F-15N还需进一步增重。F-14如果不用变后掠翼,再取消其它上舰加固,重量可以从19吨减到16吨以下,和F-15E也差不多。
图:要是F-15(右上)算中型机体型,那其他中型机算什么呢,谁大谁小是一目了然的事情。F-15只是尽量控制体型以减重,但与中型机的差异仍然非常明显。你说F-14和苏-27侧重航程、航电等要求是对的,在一定技术条件下这也确实会影响飞机机动性。
下面主要说下中型机这事。
后面F-15结构强度加上去了,再加上换了新的更可靠的发动机,实际上重量都奔着16吨去了,挂了保形油箱还更重,尤其是在F-15E上保形油箱完全成了标配。到F-15K这种亚型,用F-110发动机,那重量跟苏-27和F-14没啥区别了。
图:战斗机重量和体型与机动性没有直接关系,F-22的重量和体型比EF2000、阵风都大得多,但是谁的机动性最好呢?这是毫无疑问的事情。著名的“中型机”歼8II那比绝大部分“重型机”尺寸都大了
两者的区别是作战区域的不同,把美国空军放在太平洋和北冰洋战场,那一样得采用后掠翼设计,而苏-27交给前线航空兵那也不会搞那大展弦比后掠翼(这样不就是米格-29吗?)
要按照这个分法,追求航程的F-35咋是“中型机”,追求机动性的F-22反而是“重型机”?有的人完全不考虑战场环境变化,强行套所谓中型重型,肯定是不对的?
图:这方面有个例子,YF-23机长20.6米,比F-15和F-22长了约2米,但是它的机动性也能满足美国空军ATF项目的要求,无疑比F-15也好得多。
迷你踢馆
问:据说抗日战争时期,复装子弹的弹头有用铜元制造的?一个铜元切两半,围成锥形,焊接、打磨、灌铅。有没有这方面详细一点的资料?
子弹的被甲是用铜质毛坯冲压出来的,没有标准铜料就用铜元冲压拉倒了。
问:堂主,我国有类似精确射手的战斗编制吗,是否有必要研发一款精准射击手的步枪?谢谢。
88霰的枪手,不就是精确射手吗?
图:88式狙击步枪最大有效射程800米,这个距离比专业狙击手应有的作战范围小得多,也就是精确射手级别。
问:堂主,为何歼教5当年一口气生产了一千多架,比战斗型号都多,就那么点飞机犯得上搞这么多同型教练机吗?
因为当年我们没有中级教练机,飞行员飞完初教六直接就上歼教5。
问:看各种军宣视频,发现无论是火箭炮还是火炮,陆军在打击完成后,总是喜欢派遣无人机去看一眼毁伤效果。那些无人机看起来既不隐身飞的贼慢,感觉就是单管防空炮甚至高射机枪就能打下来。这种探测是不是没有什么意义,对付正常的军队估摸都飞不到目标上空吧。
二战时期德国炮兵校射飞机是FW-189,速度只有300多,美国人更惨,单发的L5小教练机做校正……
因为这些飞机往往就是在自己阵地上空甚至阵地纵深飞,根本打不到。
图:FW-189。当时火炮射程不过20公里左右,打击的目标距离前线不过几公里到十几公里,这些飞机在4、5公里高度飞,就足以看到弹着区。现在的炮侦无人机也不是中空大摇大摆的过去,走低空超低空时还是很容易摸过去的。
问:堂主,基洛级和039潜艇上面都有一道脊背隆起,甚至单壳的达拉级还有,而其他国家潜艇都没这种设计,能说说这种凸起的脊背有啥作用吗?
图:德国209、海豚、212和214结构示意图,脊背方便布置一些管线和设备。
图:212是脊背过渡圆滑,所以不易被发现,但并不是没有。
图:这是基洛级脊背里安装的东西。
问:帅堂好!最近看很多关于狙击步枪的文章和图片,发现很多狙击步枪的枪管都在外部开槽,以减轻重量,那么在造枪管的时候直接减小外径不行吗?为什么要造个粗的,然后再挖掉一部分,不是额外增加了成本吗?
因为需要比较大的直径才能确保足够的刚度,狙击步枪要求精度,对枪管的刚度就有更高要求。
但是直径太大的话又太笨重,就必须削了。就像你看钢架建筑,为什么都是工字形,而不是做成实心的一根棍子?都是一样的原理。
图:加强筋一体化结构刚度更高。
问:堂主救命,最近央视13台有一个20姬做翻滚掉高的片段看了没,然后一大群自媒体又说发动机云云。我想问下,这个是掉高还是技术动作?八一飞行队集体翻滚,苏-30对P-8滚筒飞行不是要命吗?我谁都不信,就信你
滚转就是减速机动,减速机动不能减速掉能量,我要你何用?
有些人是为了黑而黑,有些人是能量机动是啥意思根本没看懂。能量机动理论说的是快速改变能量状态,快速增加和快速减少都是快速,好飞机就是嗖的一下从高速减到低速,然后再从低速加到高速,变化越剧烈性能越好。突然减速能让敌机超前,FW190打喷火就是这么玩的。
图:在这个过程中,谁减速快,谁就能让敌机冲到前面,从而获得开火机会。
问:今天讲到了子弹的外弹道系数,我记得以前韩国开发出一种弹头尾部带环的5.56弹,环脱落后露出细长的尾巴。这种弹是不是系数更好点?生产难度大吗?
这个其实类似于一战时期出现的船尾弹,通过子弹尾部收缩来降低阻力,但是这样的设计导致枪管烧蚀严重,所以不追求极限射程(4000米步枪齐射,怕了吧?)以后,在普通步枪子弹里面基本消失,而狙击步枪的专用弹现在也把这设计捡回来了。韩国人这个设计就是又要低阻力又要长寿命,奈何这分离成功率就是大问题了。
版权声明:本文系腾讯军事微信公众号《讲武堂》独家稿件,禁止商业转载,欢迎朋友圈分享。
免责声明:本文来自腾讯新闻客户端自媒体,不代表腾讯新闻、腾讯网的观点和立场。
前往TMGM