B-2的详细介绍

2012-09-21 15:23  字号:T | T

  简介

  B-2“幽灵”(英语:Spirit)是目前世界上唯一的隐身战略轰炸机,由麻省理工学院和诺斯洛普·格鲁门公司在1980年代一起为美国空军研制生产。

  1997年,首批六架B-2轰炸机正式服役,而至今一共只生产21架。每架B-2造价为24亿美元,若以重量计,B-2的重量单位价格比黄金还要贵两至三倍(最初装备时)。

  1999年,在北约对南联盟的军事行动中,美军多架B-2轰炸机由美国本土直飞塞国,期间共投下600多枚联合直接攻击弹药(JDAM),是空战中隐身性与准确性的一大革命。在2003年的演习中,一架B-2轰炸机一次投下80枚重达500磅(230千克)的JDAM,显示出先进的“精确饱和攻击”能力。

  B-2“幽灵”(Spirit)是目前世界上最先进的战略轰炸机,也是唯一的大型隐身飞机。其隐身性能可与小型的F-117隐身攻击机相比,而作战能力却与庞大的B-1B轰炸机类似。目前B-2只有B-2A型

  研发历史

  B-2隐身轰炸机的研制工作开始于1978年,1989年确定的采购计划包括1架原型机和132架作战型飞机(其中5架是由原型机改装的)。总费用达600亿美元(1989年币值),平均每架20亿美元。建造B—2A轰炸机的最初构想始于1975年。当时,美国国防部所属的“先进计划局”出笼了一个代号为“哈维”的项目,落实到空军,就派生出了XST(实验、隐身、战斗)计划。在这一计划中,将隐身技术运用到飞机上的设想被首次提出。富有研制军用飞机经验的洛克希德公司捷足先登,率先获得了军方的研制合同,并很快拿出两架全尺寸XST样机,初步证明隐身技术在飞机上加以应用具有可行性。

  1977年,“冷战”仍酣。为了能隐秘突入苏联领空,寻找并摧毁苏军的机动型洲际弹道核导弹发射架和纵深内的其它重要战略目标,美国空军提出要制造一种新型战略轰炸机,要求它能够避开对方严密的对空雷达探测网,潜入敌方纵深,以80%的成功率完成任务。为此,空军拟定出了“军刀穿透者”计划,把隐身技术的应用列入了具体议事日程。由于洛克希德公司不久前提交的样机受到好评,空军便将生产F—117A隐身战斗机的合同交给了这家公司。随着隐身战斗机的投产,美国国防部和国会要人也开始接受了“隐身轰炸机”这一概念,并于1979正式批准了空军提出的研制这种飞机的申请报告。次年,美国空军就研制“先进战略突防飞机(ASPA)”并进行了公开招标,诺斯罗普公司提出的方案得到了首肯。随后,美国空军把该机的研制项目正式定名为“先进技术轰炸机(ATB)”,这就是日后大名鼎鼎地B—2隐身战略轰炸机的最初名称。

  在80年代的最初几年中,B—2的设计经历了几次大的更改。比如,在1984年,就对飞机主翼的设计进行了重大改动,因为空军不仅要求飞机能从高空突入,而且还要能超低空突防,从而带来了提高飞机升力、增强机械结构强度、进一步降低其雷达反射截面积等一系列问题,使飞机的设计历经数年才得以定型。

  1988年4月20日,美国空军首次展示了一幅B—2飞机的手绘外形彩图,世界为之一震,航空界人士和众多的军用飞机爱好者无不对其独特的外形而啧啧称奇。同年11月22日,编号为AV—1的B—2原型轰炸机终于“千呼万唤始出来”,一时成为美国公众争相一睹的怪物,世界各国的军事刊物也争相对它加以报道。但此后,B—2再次销声匿迹长达数年。这期间,它经历了军方进行的多次秘密试飞和严格检验,生产厂家不得不根据空军方面提出的种种意见和各种苛刻要求不断进行设计修改。在历时整整5年之后, 1993年12月17日,美国空军终于推出了第一架B—2A型飞机。

  1997年4月2日,首批6架B—2A隐身轰炸机正式在美国空军服役,另外15架也将按计划陆续交付部队使用。

  高度机密

  B-2是美国的极密武器系统。自从二战期间发展原子弹的曼哈顿计划以来,再也没有哪一种武器系统像B-2那样被置于如此严密的保护下。

  早在1980年9月,美国空军要求洛克希德与诺斯罗普公司对先进技术隐身轰炸机(ATB)计划,就性能、成本、后勤支援、项目管理与保安等五个方面提出建议书。洛克希德公司方案的绝密代号为SeniorPeg(老假腿人),诺期罗普公司方案的绝密代号为Senior lce(老钻石)。1981年10月20日诺斯罗普公词获得此项合同,同时将绝密代号改为Senior CJ,这是为了纪念不久前死予癌症的负责隐身飞机的美国空军副部长CJ凯利。主要的转包商有波音公司负责钛合金的飞翼后中段,外机翼,燃油系统,武器发射系统与起落架,为此波音公司雇用了-万名职工。LTV公司负责飞翼中段,铝与钛合金结构及复合材料结构,为此雇用4000人。

  通用电气公司提供了推力为84.5千牛(19000磅)的F119-GE-110涡轮风扇发动机。诺期罗普公司的12000名职工负责制造前中段与驾驶舱及总装配。

  1982年4月8日,诺斯罗普公司买厂了洛杉矶郊区的毕柯莱佛拉(Pico Rivera)地区福特汽车公司的-座闲置的厂房、将其改装成无窗户的严格保密的工厂。整个公司处于军队与保安人员的24小时监视之下,而用于B2飞机的保卫措施的计划支出竟高达20亿美元。例如,为了防止前苏联潜艇潜入加利福尼亚海边而用电子技术侦破B-2计划的计算机软件系统,毕柯莱佛拉的CAD/CAM(计算机辅助设计/辅助制造)终端装置所在的房间,都采用电磁波也无法穿透的特制金属板包围起来。另外,每台计算机都装有特制的罩套以防未经批准的人员看到讨算机上的信息。千百名关键岗位上的工人必需经过测慌器的测试以防止间谍与吸毒者混入。对高级管理人员要求更严,只有极少数人知道计划的全部细节。诺斯罗普公司的一位副总裁,在被批准介入B-2计划之前,有关方面迫使他的加拿大籍夫人改变国籍变成美国公民。为了对毕柯菜佛拉进行更好的保密工作,在别的地区还设立了假公司,用以接受从转包商运来的部件,并在深夜用无标记的卡车转运到毕柯莱佛拉。空军官员一律要换穿便服才能访问毕柯莱佛拉。而在国会中-共只有8名议员知道此事。

  实战应用

  1997年6月12日,在新墨西哥州白沙导弹靶场进行的作战试验期间,B-2轰炸机在一次试验中投放了16颗JDAM制导炸弹。16颗炸弹各自瞄准目标群。目标群包括位于2个地区内的8个目标,2颗JDAM炸弹攻击一个目标。B-2隐身轰炸机的综合作战效能高,利用自身能隐形的特点,在执行作战任务时通常不需要护航和压制对方防空系统的支援飞机。美国空军估计,若使用非隐身战斗飞机执行由两架B-2轰炸机完成的任务,则需要32架F-16战斗机以及为其护航的16架F-15、若干架压制对方防空系统的EF-111与EA-6B和15架KC-135加油机。

  动力装置:四台通用电气公司的F118-GE-110无加力式涡扇发动机,单台最大推力84.5千牛。成对地装在武器舱的外侧与机翼结构之间,氯氟硫酸被喷混在尾气中,以消除发动机的目视尾迹。

  在1999年3月24日北约在对南联盟空袭中,首次动用了B-2战略轰炸机,使这种飞机第一次用于实战。

  2008年2月23日,一架美军B-2战略轰炸机在关岛空军基地内坠毁。目前还有20架。B-2轰炸机的单价高达22.2亿美元,是世界上迄今为止最昂贵的飞机。

  设计结构

  B-2轰炸机采用翼身融合、无尾翼的飞翼构形,机翼前缘交接于机头处,机翼后缘呈锯齿形。机身机翼大量采用石墨/碳纤维复合材料、蜂窝状结构,表面有吸波涂层,发动机的喷口置于机翼上方。这种独特的外形设计和材料,能有效地躲避雷达的探测,达到良好的隐形效果。B-2轰炸机有三种作战任务:一是不被发现地深入敌方腹地,高精度地投放炸弹或发射导弹,使武器系统具有最高效率;二是探测、发现并摧毁移动目标;三是建立威慑力量。美国空军扬言,B-2轰炸机能在接到命令后数小时内由美国本土起飞,攻击世界上任何地区的目标。

  相关数据

  机长:21.03米

  机高:5.18米

  翼展:52.43米

  机翼后掠角:33度

  空重:45360-49900千克

  最大武器载荷:18144千克

  最大机内燃油量:81650-90720千克

  正常起飞重量:152635千克

  最大起飞重量:170550千克

  巡航速度:高亚音速,小于331m/s;0.8马赫(12200m)

  进场速度:259千米/小时

  实用升限:15240米

  航程:不加油10400km,空中加油一次大于18520千米

  翼负荷:329千克/平方米

  推重比:0.205

  武器装备

  两个武器舱可装波音公司的旋转导弹发射架,总共可带16枚AGM-129先进巡航导弹或16枚B61/B83核炸弹、80枚227千克的Mk82炸弹、16枚联合直接攻击武器、16枚908千克的Mk84炸弹、36枚M117燃烧弹、36枚CBU-87/89/97/98集束炸弹等。

  隐身性能

  B—2A集各种高精尖技术于一体,更因隐身性能出众,被行家们誉为“本世纪军用航空器发展史上的一个里程碑”。据报道,B—52轰炸机的雷达反射截面为100平方米,米格—29为25平方米,B—1B为不足1平方米,而B—2A只有不到0.1平方米,仅仅相当于天空中的一只飞鸟的雷达反射截面,这就使一般雷达很难发现它。那么,这种隐身之术从何而来呢?

  B—2的隐身性能首先来自它的外形。B—2A的整体外形光滑圆顺,毫无“折皱”,不易反射雷达波。驾驶舱呈圆弧状,照射到这里的雷达波会绕舱体外形“爬行”,而不会被反射回去。密封式玻璃舱罩呈一个斜面,而且所有玻璃在制造时掺有金属粉末,使雷达波无法穿透舱体,造成漫反射。机翼后掠33度,使从上、下方向入射的雷达波无法反射或折射回雷达所在方向。机翼前缘的包覆物后部,有不规则的蜂巢式空穴,可以吸收雷达波。机翼后半部两个W型,可使来自飞机后方的探测雷达波无法反射回去。而且B—2A无垂直尾翼,这就大大减少了飞机整体的雷达反射截面。机体下方没有设置武器舱或武器挂架,连发动机舱和起落架舱也全部埋入到了平滑的机翼之下,从而避免了雷达波的反射。B—2飞机的整个机身,除主梁和发动机机舱使用的是钛复合材料外,其它部分均由碳纤维和石墨等复合材料构成,不易反射雷达波。并且,这些不同的复合材料部件不是靠铆钉拼合,而是经高压压铸而成。另外,机翼的前缘还全部包覆上了一层特制的吸波材料(RAM)。位于机翼前部、内装雷达扫瞄天线阵列的两个方形突出部件,也采用了特殊的吸波材料。此外,B—2A的整个机体都喷涂上了特制的吸波油漆,这在很大程度上降低了敌方探测雷达的回波。

  为了隐身的需要,B—2A飞机的发动机进气口被放置到了机翼的上方,呈S状,可让入射进来的探测雷达彼经多次折射后,自然衰减,无法反射回去。发动机的喷嘴则深置于机翼之内,也成蜂巢状,使雷达波能进不能出。此外,发动机构件内还装有气流混合器,它能将流经机翼表面的冷空气导入发动机中,持续降低发动机室外层的温度。喷嘴部分呈宽扁状,使人在飞机的后方无法看到喷口。特别是由于采用了喷口温度调节技术,喷嘴部分的红外暴露信号大为减少,飞机的隐身性能大为增强。

  机载系统

  主要机载设备:休斯公司的AN/APQ-181低可截获性J波段攻击雷达(具有地形跟随着回避等21种使用模态),带GPS辅助功能的瞄准系统,TCN-250塔康系统,VIR-130A自动着陆系统,AN/APR-50雷达告警接收机以及ZSR-63防御辅助设备等。B—2A飞机上有许多先进的机载电子系统,如侦测、导航、瞄准、电子对抗等系统,它们各司其职,功能不凡。就侦测雷达系统而言,它对飞机通常起到“眼睛”的作用。B—2A上使用的是AN/APQ—181型雷达,为休斯公司制造,具有频谱较窄,信号不易被敌截收的优点。这种电子扫瞄式的相控阵雷达系统,内有2片雷达天线阵列,特点是不需外加旋转或摇摆式天线,只通过信号阵位的改变和组合,就可对不同角度和不同方位进行扫瞄。它的工作频率在12—18GHZ,旁波瓣极小,抗电子干扰的能力很强。工作模式共有21种,其中最为突出的是合成孔径雷达工作模式和反合成孔径雷达模式。前者主要用于扫瞄陆地地貌,可清晰地获取161公里距离内地表的雷达扫瞄图像,供飞机对地面目标轰炸时使用;后者则主要用于识别和捕捉海上目标,最远有效距离可达128公里。另外,这些工作模式还可让B—2A轰炸机使用地形匹配和地形规避技术,使其能贴地低空突入敌方空域去执行轰炸任务。B—2A上还配有先进的NSS导航系统。该系统内安装有两种导航设备,一种是惯性导航单元,一种是NAS—27型天文导航单元。它们可分别为B—2A提供先进的自动导航和最常用的星座对位导航方式,双重确保飞行安全。

  机上的目标瞄准系统采用的是全球定位辅助瞄准系统,它可将选定的目标锁定并放大4倍,极大地方便了机组人员对目标的识别和瞄准,从而大大提高了炸弹的命中精度。据美方透露,借助这种定位辅助瞄准系统,炸弹击中目标的误差通常小于6米。

  B—2A还带有型号为APQ—50型的电子对抗系统。该系统既可为飞机提供雷达预警,又能迅速侦悉敌方雷达所处的方位坐标。飞机上的ZSR—62型主动式电子对抗系统能够快速、主动地对敌进行干扰和压制。

  飞机上还有一些其它电子系统,比如,通信管理系统和驾驶舱内的各种显示系统,它们能够将所有传感器获取的信息及图像汇合并显示出来,供机组人员判断处理情况、与地面相关部门联络时使用。两名机组成员的座位前面,各设有4个15.2厘米大小的全彩色多功能显示屏,使情况显示一目了然。

  载弹能力

  武器装备

  40,000 磅(18,000 千克):以堆栈式炸弹挂架携带Mk82 500磅低阻力通用炸弹(总携带数为 80 枚)

  27,000 磅(12,000 千克):以堆栈式炸弹挂架携带750磅等级集束炸弹(总携带数为 36 枚)

  16具旋转投射挂架(Rotary Launcher Assembly, RLA):可携带2,000磅等级武器(如Mk84 2,000磅低阻力通用炸弹、GBU-31联合直接攻击弹药(Joint Direct Attack Munition, JDAM))或B-61及B-83核弹。

  经过航电与装备性能提升后的B-2A可以携带AGM-154联合距外武器(Joint Standoff Weapon, JSOW)和GBU-28 5,000磅雷射导引炸弹;此外,也可以携带AGM-158联合空对地距外导弹(Joint Air-to-Surface Standoff Missile, JASSM)。

  美国空军曾根据海湾战争的实战情况,对B—2A的轰炸能力做过推算。以美军对伊拉克目标执行轰炸任务时常用的“攻击特遣队”为例,它通常由16架携带精确制导炸弹的攻击机、16架护航的战斗机、4架伴随电子干扰机、8架用于压制地面防空炮火的对地攻击机和7架KC—135加油机编成。这49架飞机的轰炸效果,用8架F—117A加上2架KC—135加油机就可达到。如果换用B—2A,从印度洋上的迪戈加西亚基地起飞,无需空中加油,仅要2架飞机、4名机组人员即可。未来,随着美军联合直接攻击弹药武器系统逐步装备部队,B—2A飞机可能也将携带这一武器。那时,B—2A只需从远距离上发射这种武器后,就可返航,或执行下一项任务,因为JDAM武器自身带最后的炸机在美国,B—2似乎永远是传媒关注的焦点。曾几何时,记者们对它大肆宣扬,冠之以“终极武器”的美名;近年来又对其口诛笔伐,称之为“昂贵的高技术玩具”。然而,不论是好是歹,一个不可否认的事实是:B—2A虽好,但价格不菲。

  1978年,当制造厂商赢得研制B—2的合同时,生产132架飞机的报价是366亿美元。到了1984年,厂家总报价抬至425亿美元,这迫使美国空军不得不减少定购数量。1987年,美国空军决定只购买75架,但仍将要付出350亿美元的款项。

  1993年,当美国国会确定只采购20架B—2A时,空军预付的研制费和厂家的开工制造费已高达444亿美元。如此一来,即使扣除研制费用,每架飞机的造价也合8.4亿美元之巨。1995年,根据最后的合同规定,厂家以每年3架的生产速度制造出20架B—2A,每架飞机约合6亿美元。即使如此,如果加上研制费用,购买一架B—2A的费用将超过20亿美元!

  使B—2费用昂贵的另一个重要原因是维护保养上的困难。几年前,B—2A刚刚装备部队时,养护任务基本上都是由各大公司的技术人员完成的,每飞行1小时的维护时间为132小时。每次飞行任务完成后,高速气流都会对机体表层造成磨损。为了确保飞机的隐身性能不致下降,每次飞行后,技术人员都要用一种类似喷漆的方法对B—2A表层的雷达吸波材料进行整修,而新喷的吸波材料只有在一定的温度、湿度下才能干燥固化。由于缺乏充足的配件和完善的维护设备,B—2A一直无法在海外基地部署,这对于以全球部署作战的美国军队来说,这是一个无法忍受的缺憾。尽管B—2A装备部队以来,美军曾多次在海外使用武力,但B—2A一直没有出现在战场。

  高昂的造价、复杂的维护和保养使美国之外的任何国家都不会对之发生兴趣。 即使美国, B—2的生产线也已经关闭,为B—2提供配件的4000余家供应商中的90%也已将生产线改作它用;就连装备B—2的美国空军第509轰炸机联队的指挥官托马斯·戈士林准将也不得不承认:在未来20年内不会再有B—3或B—4。或许30年后,人们才会发现,B—2只是轰炸机发展史上灿烂的一抹余晖。

  动力装置

  4台通用电气公司的F118-GE-100无加力涡扇发动机,单台推力84.5千牛(8620公斤),进气道为S形,V形尾喷管在机翼后缘的上部,这均是为隐身而采取的特殊构形。

  成对地装在武器舱的外侧与机翼结构之间,氯氟硫酸被喷混在尾气中,以消除发动机的目视尾迹。

  实战表现

  B-2自服役以后参加了三次战争。1999年3月24日,2架B-2从怀特曼空军基地起飞,经过30小时连续飞行、两次空中加油后,向南联盟的目标投放了32枚908公斤联合直接攻击弹药,这是B-2轰炸机的首次参加实战。在整个科索沃战争中,6架B-2共飞行了45个架次,对南联盟的重要目标投放了656枚联合直接攻击弹药,B-2的飞行出动不到战争中飞机总出动量的1%,投弹量却达到总投弹量的11%。摧毁了南联盟近33%的目标。在阿富汗战争中,在战争的头3天里,共6架B-2从本土起飞,经太平洋、东南亚和印度洋,对阿富汗实施空袭后再到迪岛降落,创造了连续作战飞行44小时新纪录,并投掷了96枚联合直接攻击弹药。

  在伊拉克战争中,B-2型机共出动49架次。其中,27架次以本土怀特曼为起降基地,飞越大西洋航线,实施远程奔袭,飞行时间约35小时。另外22架次是以一个前沿基地为起降基地,对伊拉克的指挥、控制、通信等设施进行了精确的打击。

  B-2建造列表

  呼号机尾号命名备注

  AV-182-1066美利坚幽灵号服役中

  AV-282-1067亚利桑那幽灵号服役中

  AV-382-1068纽约幽灵号服役中

  AV-482-1069印第安那幽灵号服役中

  AV-582-1070俄亥俄幽灵号服役中

  AV-682-1071密西西比幽灵号服役中

  AV-788-0328得克萨斯幽灵号服役中

  AV-888-0329密苏里幽灵号服役中

  AV-988-0330加利福尼亚幽灵号服役中

  AV-1088-0331南卡幽灵号服役中

  AV-1188-0332华盛顿幽灵号服役中

  AV-1289-0127堪萨斯幽灵号2008年2月23日失事坠毁

  AV-1389-0128内布拉斯加幽灵号服役中

  AV-1489-0129乔治亚幽灵号服役中

  AV-1590-0040阿拉斯加幽灵号服役中

  AV-1690-0041夏威夷幽灵号服役中

  AV-1792-0700佛罗里达幽灵号服役中

  AV-1893-1085奥克拉荷马幽灵号服役中

  AV-1993-1086小鹰幽灵号服役中

  AV-2093-1087宾夕法尼亚幽灵号服役中

  AV-2193-1088路易斯安纳幽灵号服役中

  AV-22–AV-165 取消建造

  失事坠毁

  2008年2月23日,一架编号89-0127(命名为堪萨斯幽灵号)在美军关岛安德森空军基地起飞时坠毁,机上两名飞行员平安获救。调查显示B-2轰炸机在起飞前,24个传感器之中的三个传感器被水汽损伤,测得错误的大气资讯,导致飞控电脑错误计算起飞所需的飞行速度和上升角度。尽管机上两名飞行员试图修改错误资讯,但并不成功,飞机随即冲向地面爆炸起火。

  其他飞翼型战机

  每当我们看到B-2时,无不被它那奇特的飞翼布局外观所震撼。近年来,飞翼气动布局更是频频出现在无人作战飞行器(UCAV)上。那么,除了B-2,还有哪些战机采用飞翼布局呢?

  1.Go-229 世界上首款飞翼布局战机,早在20世纪三四十年代就由纳粹德国研制。有人甚至称其为B-2的前身。该机目前仅存1架。

  2.YB-49 美国二战时为对付德国研制的“超级轰炸机”。

  (此时期研制飞翼战机的主要目的并不是隐身,而是成本低,装卸方便等。)

  3.A-12 A-12“复仇者”是美国海军在20世纪80年代提出的的“先进战术攻击机”(ATA)计划的原型机,是美国80年代提出的八大新技术军机计划之一。但成果不理想,该项目于1991年下马。该机被F/A-18E/F替代。

  4.F-117A 世界上第一款真正的隐身战斗机。(实际上是攻击机)

  5.神经元无人机 法国发展的无人战斗机,该项目仍在筹划之中。

  6.英国“雷神”无人战斗机 英国研发中的最新无人机,此机具备隐身功能与自动防卫能力,可做跨越洲际飞行。

  7.X-45 美国的无人机。

  8.X-47B 美国无人轰炸机。

  9.X-48 美国的无人机

  9.战鹰无人攻击机 中国研制中的无人机。

  10.RQ-170“哨兵”侦察机 美国无人侦察机。

  电影角色

  在电影《独立日》中,第95分钟,有5架B-2奉命前往休士顿,其中有1架向在休士顿的外星飞船发射了1 枚核弹。

  1996年美国电影“断箭”中以B-2和其飞行员作为题材 。

  “双面女间谍”电视系列剧中出现B-2搭载突击队在空中登上客机情节。

  电影恐惧的总和中出现两架B-2准备对俄罗斯进行轰炸。

  B-2部署列表

  第509轰炸大队(509th Bomb Wing),怀特曼空军基地(密苏里州) 第13轰炸中队(13th Bomb Squadron)

  第393轰炸中队(393d Bomb Squadron)

  第394训练中队(394th Combat Training Squadron)

  第53轰炸大队(53d Wing),廷德尔空军基地(名义编制) 第72实验飞行中队(72d Test and Evaluation Squadron),怀特曼空军基地(密苏里州)

  第57轰炸大队(57th Wing),内利斯空军基地(名义编制) 第325武器中队(325th Weapons Squadron),怀特曼空军基地(密苏里州)

  第715武器中队(715th Weapons Squadron)(解散)

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