前哨站|美军B-21研发速度创纪录 “轰炸机之王”花落谁家
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前哨站|美军B-21研发速度创纪录 “轰炸机之王”花落谁家

前哨站|美军B-21研发速度创纪录 “轰炸机之王”花落谁家

文|凤凰网军事特约作者 艾彦

核心提要:

1.B-21是最受关注的美军新型装备,它与B-2在技术与作战构想上有直接的继承关系。这使B-21成为三十年来研发进度最快的美军大型战机。

2.未来B-21的作战方式仍将以突破对手防空体系后进行精确轰炸为主,用于攻击时间敏感性目标。

3.高超音速武器的发展,拓宽了未来轰炸机发展的方向,而这一点正是B-21难以兼顾的方向。能否适应这一趋势,是决定新型战略轰炸机强弱的关键。

美国东部时间2022年12月2日,美国空军新一代隐形战略轰炸机B-21在诺斯罗普·格鲁曼公司设立于加利福尼亚州帕姆代尔的工厂亮相。这一天,距离美国的上一型战略轰炸机—B-2“幽灵”的发布已经过去了34年,而距离美国上一型作战飞机F-35的发布会也已经过去了16年。而更值得注意的是,从2014年项目立项至今,B-21的研发只走过了短短八年,是近三十年来美军研发速度最快的一种作战飞机。

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B-21的发布会是美国军工界近年来最受关注的新型号发布,这不仅是因为它自身的一系列技术特性,更是因为这种轰炸机将肩负起的未来空中战略打击任务。与目前美军列装的三种“冷战轰炸机”相比,B-21自项目提出以来,便完全基于美国对后冷战时代军事战略的构想。同时这种轰炸机在项目执行中,也面对了近十年来一系列巨大技术挑战,反映出美军对未来空天技术发展的认识。

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B-21作为未来两种先进战略轰炸机之一的身份,恐怕是引发中国军事爱好者普遍关注的关键原因。在未来战略、技术与作战条件下,未来轰炸机会是什么样子、具备哪些能力、承担何种任务,也将是今天的《前哨站》所要讨论的内容。

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“突袭者”亮相

B-21也是美国空军正式列装的第十四种战略轰炸机。此前的2020年1月31日,美国空军和诺格公司就已经公布了该型轰炸机的外观概念图。这张概念图显示出,这是一种与B-2“幽灵”有着相近技术特征的飞翼式隐形战略轰炸机。

2020年1月31日,美军公布的B-21概念图,显示出起落架结构,但隐去了进气道结构

2020年1月31日,美军公布的B-21概念图,显示出起落架结构,但隐去了进气道结构

但考虑到1988年B-2举行发布会之前,美国军方就曾长期误导世人对新一代轰炸机的认知,“突袭者”正式亮相之前,其外形与技术特征仍存在相当悬念。

B-2亮相前,美国方面通过模型“不慎泄露”出的B-2外形图

B-2亮相前,美国方面通过模型“不慎泄露”出的B-2外形图

12月2日的发布会公布的B-21实机,与之前公布的概念图大体一致,其气动外形与B-2“幽灵”高度接近,为无垂尾的全飞翼构型,但飞翼后缘设计更为简约,这意味着气动控制技术更为发达。B-21的发动机进气口取消了锯齿结构,面积远小于“幽灵”。从翼身结构看,B-21保持了与B-2相近的弹舱结构与尺寸,这也意味着该机不具备使用美军正在研发的几型空射高超音速导弹的能力,可能仍将以精确制导炸弹作为主要打击武器。

此前拍摄并于发布会后公布的B-21出厂照片,可以看到发动机进气口无锯齿结构

此前拍摄并于发布会后公布的B-21出厂照片,可以看到发动机进气口无锯齿结构

以上特性意味着,B-21仍将是一种执行穿透式打击任务的战略轰炸机。穿透式打击,指的是,轰炸机将突破对方的防空体系,在距离目标较近的空域,实施精确轰炸。这种轰炸的好处是能够对时敏性目标进行及时的打击,比如对方的机动弹道导弹系统、地面部队的行军纵队,甚至舰艇编队。但这种打击方式也意味着要面临巨大的防空威胁,如果不能压制或规避敌方防空系统,就可能遭遇巨大损失。与此相对的另一种打击方式,则是利用远程高速武器进行防区外的精确打击,如“战神”、俄军的图-95、美军的B-52等轰炸机都不具备足够的突防能力,所以主要以远程巡航导弹作为主要打击手段,因为巡航导弹速度缓慢,难以打击时敏性目标,所以防区外打击武器也正在朝着高超音速方向发展。比如第十四届珠海航展上展示的“战神”轰炸机外挂弹就体现了这样的思路。

第十四届珠海航展上挂载某型号空射导弹出场的“战神”轰炸机

第十四届珠海航展上挂载某型号空射导弹出场的“战神”轰炸机

事实上,与B-21有着技术继承关系的B-2轰炸机,也正是一种贯彻穿透式打击思路的轰炸机。1979年,美国卡特政府正式启动“先进技术轰炸机”(ATB)项目,就提出了极为严苛的电子隐形标准。其目标即在于穿透当时恐怖的苏联国土防空系统,进入西伯利亚腹地猎杀机动战略导弹发射车,以摧毁苏联的核反击能力。

在核战条件下,B61与B83型核弹是B-2A轰炸机的主要武器

在核战条件下,B61与B83型核弹是B-2A轰炸机的主要武器

关于B-21的这一定位,我们也可以从它的命名中看到端倪。“突袭者”的名称来自于第二次世界大战中的杜立特突袭东京的壮举,当时美军在珍珠港事件后,以16架B-25中型轰炸机从“大黄蜂”号航母上,对东京进行了单程突击。

詹姆斯·杜立特驾驶B-25轰炸机从“大黄蜂”号上起飞突袭东京

詹姆斯·杜立特驾驶B-25轰炸机从“大黄蜂”号上起飞突袭东京

在2016年9月19日,B-21轰炸机的命名仪式上,参与杜立特突袭东京行动的80名美军空勤人员中的最后一名幸存者理查德·科尔被邀请到现场出席活动。

美国空军对穿透式打击能力的执着,意味着其至少有两种强烈需求:

美国空军对穿透式打击能力的执着,意味着其至少有两种强烈需求:

其一,在与有核国家的核战场景下,美国空军战略轰炸机部队仍将承担摧毁敌方地面核反击能力的任务,也即猎杀敌方的机动弹道导弹发射车,这要求轰炸机能够在敌方防空圈内进行长时间的巡逻飞行。这种任务能力对依赖地面机动发射平台作为主要核反击手段的国家而言,威胁较大。(事实上,只有俄罗斯和西欧各国是以战略核潜艇作为主要核反击手段的)

因为隐形能力强悍,B-2A经常单机执行打击任务

因为隐形能力强悍,B-2A经常单机执行打击任务

其二,在不对称条件下的局部战争中,美国空军仍将以轰炸机部队承担战场支援任务,B-2与B-21都具备快速投掷数十枚卫星制导炸弹或上百枚SDB炸弹的能力,这种突然而集中的空中打击,将对地面作战形成决定性影响。

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无论这两种场景出现的可能性如何,都是美国空军能够促动国会批准相关巨额预算的关键理由。所以,在2010年前后,美军开始炒热全球快速打击能力后,“远程打击轰炸机”(LRS-B)也作为实现这一能力的关键项目被启动,最终发展为B-21型轰炸机,并成为这一系列项目中进度最快的一个。甚至可以说,在冷战后美军的装备研发史上,B-21的开发速度也是创纪录的。

2014年美军提出的“远程打击轰炸机”概念的想象图

2014年美军提出的“远程打击轰炸机”概念的想象图

目前,诺格公司的加利福尼亚州帕姆代尔第42工厂中已经有6架B-21正在组装,而这次亮相的B-21则是首批完成总装的两架之一。根据此前美军公布的几个节点,首批B-21的生产与总装周期约为一年,由此可知,诺格在目前条件下的年产能至少也是6架。而在九十年代初,21架B-2型轰炸机的交装周期为13年(1987-2000年),平均每年约1.5架,从这一速度上,我们也可以看到,美军目前对B-21需求的强烈度。此外,这种速度反差也体现出美军对B-2A项目教训的吸取,因为不断裁减的采购数量和缓慢的采购速度,B-2A型轰炸机的单机采购成本高达20亿美元以上。而美军目前则希望通过优化采购流程,增加采购数量,将B-21的单机平均成本控制在5.5亿美元以下。

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美军计划在未来采购至少100架B-21,优先替换B-1B与B-2A型轰炸机,而更为老迈的B-52机队反而要排在后面,这也体现出“穿透式打击能力”对战机性能的严苛需求。B-52、图-95与轰-6这些诞生自上世纪五十年代的轰炸机,通过挂载新型巡航导弹或高超音速导弹,即便在服役五六十年后仍能承担起防区外精确打击任务,而立足穿透式打击能力的轰炸机则必将在不断加码的防空威胁下,更快地被踢出任务一线。为此,美军在B-21的研发中,高度强调轰炸机自身的平台特性,希望通过电子信息系统的快速升级,实现平台任务能力的长寿化。但B-21仍有极大可能继承B-2A型的另一致命缺陷。

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美军隐形战略轰炸机的最大缺陷

美军隐形战略轰炸机的最大缺陷,并不是技术上的,而基于作战层面。无尾纯飞翼构型是目前航空技术条件下唯一可以满足穿透式任务的构型。这一点在国内军事爱好者对未来轰炸机构想中,也体现得非常明显。在技术上无可厚非,而仅凭借几个机翼后缘的锯齿襟翼就实现对方向稳定性的控制,则展现出极高的气动控制设计水平。

全飞翼构型飞机只能通过襟翼差动调整方向

全飞翼构型飞机只能通过襟翼差动调整方向

B-2A型轰炸机具备迄今为止最全面的隐形设计。即便B-21的开发时间晚了近30年,仍没有改动其基本设计。但严苛的雷达隐形需求,以及巨型飞翼构型对机库等飞行保障设施要求极为特殊(飞翼是罕见的宽度远大于机体长度的飞行器),使该类飞机的维护与保障工作非常复杂。

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当今世界上,仅有密苏里州的怀特曼空军基地和关岛的安德森空军基地具备针对该类轰炸机的完善保障能力。在进入新世纪以后,美国开发了针对该型轰炸机的简易式保养机库,单价500万美元,虽然只能解决一般作战保障和低强度的故障排除,但终归能让让这种轰炸机在更多基地进行短暂驻留。目前,美军部署B-2简易式保养机库的仅有迪戈加西亚岛和英国的费尔福德基地。

B-2 Shelter Systems是一种专门为B-2设计的蚌壳式临时机库,该机海外部署主要使用这种设施

B-2 Shelter Systems是一种专门为B-2设计的蚌壳式临时机库,该机海外部署主要使用这种设施

运转基地的匮乏,意味着,B-2型轰炸机在美军对亚欧大陆的历次空袭作战,均要通过耗时漫长的越洋飞行完成。该机的机体内燃料虽然可以保证11000千米的航程,但为保证航线设计需求与安全往返,往往需要在执行任务期间进行3-5次空中加油。

进行空中加油的B-2型轰炸机

进行空中加油的B-2型轰炸机

B-2A型轰炸机的首次执行战斗任务,就是在1999年的科索沃战争中,这也是该型轰炸机在国人之中口碑臭名昭著的原因之一,当地时间1999年5月7日,正是一架B-2A型轰炸机在贝尔格莱德上空投下了5枚JDAM炸弹,击中了该城中的中国大使馆,造成邵云环、许杏虎、朱颖等三位中方记者身亡。在整个科索沃战争期间,共有6架B-2A参战,全部从怀特曼空军基地出动,每次空袭耗时30个小时。B-2一共执行了50架次的空袭任务,只占北约参战战机34000个空袭架次之中的1.5%,但摧毁目标的数量却达到了北约确认摧毁目标总数的33%。展现了极强的打击能力,也从另一面显示出美方在炸馆事件后狡辩的卑劣。

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2001年“9·11”事件后,B-2A先后又参与阿富汗战争、伊拉克战争,还曾干涉利比亚、叙利亚内战。其中在阿富汗战争中,从怀特曼基地起飞的B-2A往往需要飞行近40个小时,其中最长的一次任务更是高达44.3小时,这也是航空史上单次空袭任务飞行时间最长的一次,这次任务中,执飞的“美国精神”号飞机单程即进行了5次空中加油,在阿富汗上空巡航2小时,投掷了16枚2000磅重的JDAM炸弹。

B-2A史上最长空袭任务示意图

B-2A史上最长空袭任务示意图

动辄30-40小时的单次任务周期,会极大地限制该类飞机的任务弹性。而且,对于只有两名机组成员的B-2A与B-21来说,漫长的越洋飞行和多次空中加油都极为消耗精力,在过去三十年中,美国的所有对手几乎都没有完善的防空体系,此类轰炸机的任务风险尚在可承受范围内。但一名飞行员与一名电子战人员的成员组模式,在高风险条件下就可能会变得非常危险。

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“终极轰炸机”花落谁家?

通过对B-21外形和发展历程的分析,我们可以判断出,在未来轰炸机的发展路线上,美军已经选定了以穿透式打击能力为主的方向。这一方向,受美军在核战与常规战争条件下的任务需求影响,也是对既有技术的路径依赖。

而空射高超音速武器的出现,则带来了另一种技术思路。打击速度的提升,意味着对时敏性目标的打击范围扩大。如此次俄乌冲突中,俄军的图-95型轰炸机挂载Kh-55型巡航导弹,可以从距离乌克兰上千公里外的里海上空安全发动打击,但导弹的飞行时长近两个小时,加上火控系统的限制,导致这种打击只能针对静态目标展开。但如果俄军的侦察与火力控制能力可以满足需求,轰炸机加挂最高速度为6.0-8.0马赫的高超音速武器,即便载机仍在俄罗斯境内的安全区飞行,仍具备对野战状态下的时敏目标发起精确打击的能力。这一思路目前仍然停留在理论上,但终究提供了一种解决战略打击能力的新方向。

缺乏真正的穿透式打击能力,也是俄罗斯空天军在此次俄乌冲突中暴露的最严重问题之一,俄罗斯大量装备的第二代战略轰炸机如图-160与图-22M都是冷战中期试图利用速度进行突防的机型,这一思路早已在防空系统的发展中被抛弃,所以这些昂贵的超音速轰炸机也只能与老迈的图-95一起承担类似的“巡航导弹载机”的任务。

看似威武,实则无奈的图-160“转行”导弹载机

看似威武,实则无奈的图-160“转行”导弹载机

因此,在俄乌冲突中,并不是乌军太分散以至于空中打击没效果,而是俄军根本不具备有效的穿透式打击能力,以至于零敲碎打式的空袭效益极低。而穿透式打击在常规作战条件下最优先打击的野战目标,正是令俄军最头疼的“海玛斯”等远程野战火力。在海湾战争中,美军的F-15E战斗轰炸机就是在“野鼬鼠”战机的支援下,在伊军纵深长时间巡逻以猎杀“飞毛腿”导弹发射车和“蛙”式远程火箭炮,并成功地抑制了伊军远程火力。

在现代战争条件下,穿透式打击能力仍然是空中优势的关键组成部分,这一点在美军的选择中已经明显地反映出来。未来轰炸机的发展中,或多或少都要兼顾这方面的能力。高超音速武器的应用则是有着巨大空间的发展方向,这一方向也正是B-21的设计中未曾兼顾的方向。虽然B-21凭借成熟的技术储备抢先亮相,但“未来轰炸机之王”的角逐仍未尘埃落定。

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