美公开B-21最新信息,装两台F135发动机,载弹量超13吨

在开始研发4年之后,美国空军最近透露了有关B-21轰炸机的更多信息。据最新一期《空军杂志》报道,B-21的总装备量或许将由目前计划的100架,增加到150架。很可能使用两台F135发动机,而且将达到“极低可探测性”的隐身水平。

这篇题为《“突袭者”初露锋芒》(The Raider Takes Shape)的文章称,首架B-21“突袭者”轰炸机将在诺斯罗普·格鲁曼公司位于加利福尼亚的帕姆代尔(Palmdale)工厂制造,并有可能在20个月内公开下线,那之后几个月进行首飞。空军还计划在其下一个年度预算提案中,将购买数量从100架增加到150架甚至更多。过去四年来高度机密的B-21开始引起关注。

B-21艺术图,不过《空军杂志》认为B-21不会进行低空飞行。

招兵买马准备组装

美国空军高官开始更加公开地谈论B-21。负责轰炸机研发工作的空军快速反应能力办公室负责人兰德尔·G. 沃尔登(Randall G. Walden)在10月表示:“我们事实上已经准备好开始制造零件。”诺斯罗普·格鲁曼公司的帕姆代尔工厂已经开工。沃尔登说:“我们确实在那里有一架飞机。” “那是我们的一号试验机。我们确实正在致力于建造生产线。”机翼等主要结构正被放到入装配线。当谈到B-21“突袭者”时,美国空军表示不会“藏着掖着”。新的轰炸机将公开亮相。沃尔登表示,空军不会试图简单地“隐瞒”,并承诺会像1988年的B-2一样,在帕姆代尔公开展示。但是B-2从公开展示到部队首次飞行用了9个月的时间,空军官员预计在从帕姆代尔到附近的加利福尼亚爱德华兹空军基地的第一次飞行要短得多。沃尔登说,在那之后,美国空军将“开始公开”有关B-21的性能。

空军副参谋长史蒂芬·W·威尔逊将军表示,他正在计算B-21首次飞行的时间,预计将在2021年12月进行。尽管那仍然是目标,但他说:“我不会赌那个日期。”他强调了B-21的“复杂性”。他说,系统整合、地面测试甚至天气都可能影响首飞。

8月份在帕姆代尔工场庆祝B-2首飞30周年的活动中,诺斯罗普·格鲁曼公司表示,其在加利福尼亚的工厂已从24,000名员工增加到大约28,000名员工。航空航天系统部门总裁Janis G. Pamiljans说:“我们一直在疯狂招聘。”与此同时,在翻新和扩建帕姆代尔设施,包括搬迁RQ-4和MQ-4的生产活动。

需求增至150架,单价6亿美元左右

诺斯罗普的工程制造和开发合同(包括前5架飞机)得到了235亿美元的投资。沃尔登在2016年表示,采购100架飞机的合同可能价值550亿美元,这还不包括将使B-21更有效的“系统家族”中其他未确定的计划。

B-21与B-2俯视图对比,B-21构型和B-2的早期构型相似。

空军最初的B-21合同计划要求采购“80至100”架飞机,但美国空军高层在过去两年中一直在兜售“至少100架”飞机的理论。空军协会于9月份举行的的航空航天与网络研讨会上,美国空军参谋长戴维·戈德芬(David L. Goldfein)表示,他百分之百地同意很多第三方报告中关于“100架太少”的观点。尽管他承认B-21的开发周期无法加快,但他说他想购买超过100架飞机,并且购买速度要比目前计划的要快。

空军副部长马修·多诺万(Matthew P. Donovan)在10月接受《空军杂志》采访时表示,他认为要再增加7个轰炸机中队,这是太平洋战区和其他地区进行远程力量投射所必须的。多诺万指出:“一个轰炸机中队大约有8架飞机,”因此,空军的分析表明,还需要再增加56架轰炸机。多诺万说:“我认为……您将会在2020年预算需求中看到我们在轰炸机总数中增加了一些数字”。但他还引用了空军协会米切尔航空航天研究所的一项分析,该分析得出的结论是空军至少需要174架B-21轰炸机,并指出戈德芬“同意哪一点”。

空军尚未宣布与B-21的原始成本目标和最高成本有多大偏差。以2010年的美元价格计算,该公司在合同授予时预计,每架飞机的价格为5.11亿美元,最高价格为5.5亿美元。而以2019年的美元价值计算,分别为5.53亿美元和6.517亿美元。不过,这两个数字都是根据购买100架飞机计算得出的,更大的生产量可能会降低单位成本。空军领导人多次表示,B-21计划是空军中运行最好的计划之一,其成本和进度都达到了标准。沃尔登说,唯一可以大幅度提高飞机价格的是对性能要求的重大改变。

美国空军的全球打击司令部计划在2031年左右退役62架B-1和20架B-2轰炸机。如果每年生产15架B-21轰炸机,将使空军在那个时期拥有100架新轰炸机。空军重新启动了位于爱德华兹(Edwards)的第420飞行测试中队(该部队曾对B-2进行了测试),以使B-21计划步入正轨。

没使用亚尺寸验证机,全靠其他项目经验

沃尔登告诉《空军杂志》,B-21项目并未利用亚尺寸验证机来证明飞机的空气动力学特性,尽管他此前曾描述过轰炸机的风洞测试。他说:“你总是在寻找降低风险的机会,”但非全尺寸的飞机并不属于这种努力的一部分。他拒绝提供更多细节。

有意思的是,之前许多空军官员和国会议员发表了评论,暗示他们对B-21采取“先飞后买”的方法感到满意。在选择诺斯罗普·格鲁曼公司作为B-21承包商时,空军根据该公司的“其他项目”确认该公司具备完成该项目的能力。其中可能包括据说是RQ-180的高空情报、监视、侦察机。该机可能类似于B-21的双后掠风筝构型(看空天注:既cranked kite,但是文章中的B-21和RQ-180实际上都是单后掠飞翼布局)

文章将B-21的布局称为Cranked Kite 也就是双后掠风筝构型,但实际上B-21是典型的飞翼布局。或许作者把 Cranked Kite构型理解错了。

B-21的外形与B-2的初始俯视图几乎完全相同,表明飞机针对高空的隐身进行了优化。B-2的需求在计划的早期进行了更改,以使飞机在低空穿透飞行中具有更高的刚度并更易于操作。B-2的形状改为现在熟悉的“锯齿”尾形。一项设计修订需要数十亿美元和数年的时间。

进气与排气系统遇到挑战

B-21的发展并非没有挑战。时任众议院武装部队委员会海上力量与投送力量小组委员会负责人、众议员罗布·威特曼于2018年3月引述了进气道承包商与发动机制造商普·惠公司之间的纠纷。威特曼表示,普惠公司的工程师试图“改变一些整流罩”,但这可能会影响隐身性能。

艺术图表明,B-21在机身上部具有非常直且狭窄的带有一定角度的进气口。为了保持隐身性,必须将发动机风扇叶片隐藏在机身内部,并在进气道内衬雷达吸收材料,以减小飞机的雷达散射截面积。

B-21与B-2的数据对比。

威特曼说,B-21在气流方面采用了“非常、非常不同的设计”,这表明在隐形和推力之间进行权衡是经过仔细考虑的。与此同时,其他承包商担心排气系统。威特曼还列举了影响B-21机翼的“多个困难”,但并未详细解释。

几个月后,沃尔登说这些问题已经解决。他说:“复杂的武器系统,尤其是发动机集成”具有挑战性。“在制造任何东西之前,您必须确保(发动机)喷管的尺寸合适。” 应急反应能力办公室获得了“来自实验室的实际测试”,并确定了解决方案。

威特曼还指出,B-21计划创造了一种不飞行的“铁鸟”形式,以测试部件的装配。这种利用模型的方式是飞机发展的一个通用步骤。同时,空军官员将B-21描述为“极低可探测性”(“extremely low-observable” design)设计,而不是描述F-22和F-35“非常低可探测性”(“very low-observable”)。

装两台发动机,载弹量超过13吨

空军没有透露B-21是否将由2或4台发动机提供动力,但航空航天分析师的共识是,这架飞机可能使用普·惠公司的F135发动机,该发动机也装备了F-35战斗机。两台F135可以产生5.6万磅(25.4吨)的非加力推力,但这比B-2中的4台通用电气F118发动机需要更的安装空间直径更大,后者的总推力为6.8万磅(30.84吨)。此外,B-21的尺寸比B-2的要小一些,有效载荷约为3万磅(约13吨),能够搭载一枚GBU-57巨型钻地弹,这是空军库存中最大的炸弹。

B-21从一开始就被描述为“可选有人驾驶”飞机,这意味着它可以在有或没有机组人员的情况下飞行,但是空军领导者一年多来都没有讨论过该计划的有人驾驶还是无人驾驶问题。该飞机将具有执行核任务的能力,并且将获得正在开发的B61核重力炸弹和远程防区外(LRSO)导弹的认证。后者还将安装在B-52上。LRSO的常规版本也可能正在开发中。

现在是轰炸机基地,未来也是

空军今年早些时候宣布,第一个B-21中队的“首选地点”将是在南达科他州拉皮德城的埃尔斯沃思空军基地,这里现在是B-1B基地,空军官员说,埃尔斯沃思很可能从B-1“过渡”到B-21,而不是同时装备两种轰炸机。接下来是密苏里州唯一的B-2作战基地,怀特曼空军基地,和运营B-1的德克萨斯州Dyess空军基地。

前空军部长希瑟·威尔逊(Heather Wilson)今年早些时候曾表示:“如果你现在是轰炸机基地,那么将来你未来还将是轰炸机基地。”俄克拉荷马州廷克空军基地将成为B-21的维修基地,并由乔治亚州罗宾斯空军基地和犹他州希尔空军基地协助。二级维修站将负责部件修复,以及零备件测试。

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