美國新隱形轟炸機B-21就緒 隱形力更勝F-22還可無人飛行

國際軍事

美國空軍的下一代遠程隱形轟炸機B-21正在邁向目標服役的進度,下一個重要里程碑將為首次飛行,預計2020年代中期以後B-21將投入作戰,以壓制來自中國、俄羅斯、北韓、伊朗等國家的威脅。

美國空軍計劃購買至少100架B-21轟炸機,費用為每架6.41億美元,B-21將取代可攜帶常規或核武器的B-2 轟炸機和可攜帶常規武器的B-1B Lancer(槍騎兵)轟炸機。從長遠來看,這將為空軍提供更多的遠程核武平台。

B-21轟炸機可執行遠程洲際任務

Military.com網站報導,空軍負責採購的中將班奇(Arthur Bunch)上周告訴國會,新型隱形轟炸機將取代舊型隱形轟炸機,預計將在2025年投入作戰。

B-21首次飛行時間預計在2021年。一旦可用,原型飛機將從加州的愛德華茲(Edwards)空軍基地飛行至奧克拉荷馬州的Tinker空軍基,B-21轟炸機第一支中隊可望在2025年成立。

B-21「突擊者」轟炸機是一架能夠攜帶核武器或常規武器的重型戰略轟炸機,B-21的機翼設計與舊款B-2非常相似,B-21的飛行距離是經過分類的,但應該可以通過油箱支援以中國和俄羅斯為目標的洲際任務,也能夠遠程飛行。

《國家利益》網站報導,鑑於俄羅斯和中國新建的攻擊系統正在全球快速現代化,尤其是俄羅斯製造的S-300、S-400、S-500防空武器,能夠利用數位技術將「節點」相互聯網,以便在大面積空中傳遞追踪和定位數據,面對這些威脅,美國空軍正在積極追求新一代隱形技術。

美空軍秘密完成B-21的關鍵設計審查

今年早些時候,美國空軍秘密完成了下一代B-21「突擊者」轟炸機的重大技術「關鍵設計審查」 ,這次審查是正式建造飛機之前的關鍵步驟,評估新型轟炸機的設計規格、技術計劃、計算能力、武器整合,服務開發商稱該平台將把隱形技術本身推向嶄新、前所未有的複雜技術。

B-21的設計能夠適應最先進和隱身特性,其中包括隱形塗層和配置,強調雷達截面積(radar cross section)減少的無尾設計,熱信號抑制技術,避開低頻區域的「監視」雷達,也能避開高頻「接合雷達」。

米切爾研究所(Mitchell Institute)的一篇報告指出「隱形的必要性」,為空軍高級軍官提供細節,說明B-21將推進隱形技術。據開發商說,它能夠隨時在世界各地「掌握瞄準的目標」。

「美國正在開發第四代隱形飛機,和B-21設計團隊相比,F-117和B-2的計算能力相形見絀。」Mitchell研究所的報告稱。

隱形技術的演變

所謂隱形戰機的工程原理,是設計一種避免敵方雷達系統偵測到外部輪廓和熱量特徵的戰機,這種戰機沒有明確的輪廓邊緣、明顯的熱量排放,也沒有懸掛在掛架上的武器或其他易於偵測的特徵,

這意味著雷達難以接收返回的電磁信號,因此不能夠識別接近的轟炸機。由於電力的光速是已知的,也可以確定電磁信號的行進時間,因此,電腦算法能夠確定敵方物體的精確距離。

然而,說到隱形飛機時,就不存在返回信號,或者與實際飛機的信號完全不同,例如,隱形飛機會以鳥類或昆蟲的形狀出現在敵方雷達上。

因為前線防空的威脅範圍越來越大,並且體認到隱形飛機確實比最初出現時更加脆弱,空軍開發人員更是將匿蹤能力看作包含各種關鍵參數的東西。

這不僅包括隱身配置、抑制紅外線和雷達迴避材料,還包括電子戰「干擾」防禦等其他重要因素,也在惡劣天氣條件下飛行,以降低聲音特徵,並與其他不太隱蔽的飛機同時進行攻擊,引起敵方防空系統的注意。

基於這些因素,空軍開發人員經常將隱形配置本身稱為擊破現代防空所需的「一支箭」。
「把隱形飛機與傳統飛機結合欺敵、壓制防空系統、電子干擾系統,這會使敵人的防禦問題大量複雜化」該報告寫道。

B-21使用新型匿蹤技術:「寬帶隱身」

該報告解釋說,新型隱形技術試圖超越先進的多頻防空系統,必須利用一種稱為「寬帶隱身」(broadband stealth)的特性。

B-21的設計具有「寬帶隱身」功能,強調減少雷達截面積的無尾設計,可以避開低頻區域「監視」雷達,也能避開高頻「接合雷達」的多波段雷達。

「美國空軍發布的B-21圖像描繪一種特別設計:不使用垂直尾翼飛行控制表面,類似以前的B-2轟炸機,只要沒有垂直表面,就不能從側面反射信號給雷達。新型轟炸機也有一個RCS(雷達截面),不僅可以減少前後端的信號返回,還可以從側面減少信號的返回,因此,想從任何角度偵測轟炸機,都是一項高度挑戰,」米切爾研究所寫道。

不過,F-22和F-35之類的隱形戰鬥機具有完全不同的配置,這些戰機依賴一些垂直飛行控制表面,如尾翼和機翼。由於具有戰鬥機配置,更容易受到低頻監視雷達的影響,F-35或F-22要如何完全擊退敵軍,將取決於其速度、機動性和空對空攻擊系統。因為戰鬥機需要尾翼、機翼和其他必要的結構來執行功能,這些戰機本身隱蔽性就比高空轟炸機差。

F-22和F-35隱形戰機易受低頻雷達影響

「更新型的紅外線(IR)或減少熱量排放與發動機、排氣裝置有關聯,內部配置的發動機與飛機頂部的排氣管相結合,可以大幅降低飛機的熱量排放,例如當前B-2的結構。使用排氣系統中的混合技術,可以進一步冷卻發動機產生的熱氣。」該報告指出。

先進電腦模擬領域的科技進步,為開發人員在設計新型轟炸機方面,提供了前所未有的優勢。

「目前,模擬戰機設計和各種雷達威脅之間交互作用,變得更加準確和現實,在實際構建或測試任何硬體之前,模擬的過程可以進一步完善隱形設計解決方案,」文章寫道。

「這架新型轟炸機的設計將產生全球影響力,部分原因在於配備大量的遠程武器。B-21可攜帶現有武器、核彈、新興及未來的武器。」空軍官員解釋說。