1月28日,據國外媒體透露,美國新一代戰略轟炸機經過多年的徘徊後,2015年已經被正式命名為B-21,目前正在緊張的型號研發當中。無獨有偶的是,俄羅斯空軍也啟動了新一代戰略轟炸機——PAK-DA的研製工作。據來自俄羅斯方面的信息稱,2013年,俄政府已正式批准了方案設計計劃和戰技指標,2015轉入了型號研製工作,預計在2025年實現飛機首飛。從目前透露的設計方案上看,美國的B-21外形類似於B-2隱形轟炸機的縮小版本,為雙發飛翼布局,最大載彈量由B-2的22.6噸降為10噸左右,但為了滿足美國戰略空軍從本土起飛、向全球任何地區投送空中打擊的能力的需要,最大載油量卻沒有縮減很多,航程雖不如B-2的18000公里,但至少也有10000公里。由於美國戰略空軍的B-52,B-1B等戰略轟炸機已嚴重老化,其中最長的服役時間已超過60年,美軍急需一種新型戰略轟炸機將這些老舊轟炸機進行替換。
由於其更換的數量較為龐大,而B-2隱形轟炸機過於昂貴的採購維護價格,即使是財大氣粗的美軍也承受不起,因此特地決定重新研製一種新型轟炸機,但單機價格必須限制在5.5億美元以內。這也符合美國人在冷戰結束後,認為美軍現役的裝備已遙遙領先於對手,新研發的裝備特別強調經濟可承受性有關,例如F22,F35兩種戰機的研發採購計劃就是典型的代表,而B-21可以說是“轟炸機版本的F-35”。俄羅斯的現役轟炸機突出超音速能力,但在隱形性能方面與美國差距巨大,因此在新一代戰略轟炸機研製中更強調單機隱身突防能力。由於沒有遍布世界的軍事基地,其更強調遠程轟炸能力。PAK-DA轟炸機最大起飛重量可達180噸,最大航程為12500公里,最大載彈量為30噸,據稱同樣是四發飛翼布局,可被稱為俄羅斯版本的“B-2斯基”。
另據美國媒體報道,推測中國也在同時研發兩種新一代轟炸機,其中一種就是採用四發飛翼布局的遠程戰略轟炸機,美方認為其被命名為“轟-20”,其最大航程可達到18000至24000公里,研製成功後將是世界上起飛重量最大的飛翼布局飛機,預計將在今年進行首次試飛。在新一代轟炸機動力裝置的選擇上,美方據稱採用了普·惠公司(P&W)研製的F-135發動機無加力改型,每台最大推力為12500至13500公斤。F-135渦扇發動機是F-35戰鬥機的首選動力,目前技術已經比較成熟,該型發動機推重比已超過10,推力大、耗油率低,由於B-21轟炸機最大起飛重量較小,即使採用兩台125千牛級的發動機,轟炸機推重比也可達到0.3以上,足以滿足要求。
如果美方在研的變循環自適應渦扇發動機取得重大進展,也不排除後續應用的可能。有資料稱,普惠公司在F-135基礎上研製的變循環發動機耗油率甚至還可以降低30%,使飛機的作戰半徑再增加25%至30%,續航時間延長30%至40%,從而可以更好地滿足B-21轟炸機進一步提高航程的要求。俄羅斯由於近年經濟持續低迷,因此PAK-DA轟炸機的發動機很可能採用NK-32
發動機的改進型。NK-32發動機是前蘇聯庫茲涅佐夫發動機設計局於1977年開始研製的王牌動力,該發動機採用三轉子布局,為滿足當時圖-160遠程戰略轟炸機、圖-22M3中程戰略轟炸機超音速巡航突防需要,是當時世界上研製的推力最大的軍用加力渦扇發動機。為PAK-DA轟炸機研製的NK-32渦扇發動機不加力改型每台最大推力為12.5噸左右,大量採用了雷達和紅外隱身技術。
最新消息稱,由於俄羅斯政府決定恢復生產圖-160戰略轟炸機,PAK-DA轟炸機的研製計劃有可能推遲,或將研發一種大型隱身飛翼無人機代替其執行常規戰術轟炸任務。我國研製生產的轟-6中程戰略轟炸機原最大航程為6000公里,最新研製改型轟6-K轟炸機將原來的渦噴-8型發動機更換為渦扇-18/D30KP-2發動機後,巡航耗油率由0.952公斤/(公斤力·小時)降至0.705公斤/(公斤力·小時),降幅高達26.5%,飛機的航程也大幅增加。儘管現在也可以採用空中加油的方式來增加轟炸機的航程和作戰半徑,但我國的戰略環境和地理位置決定了轟炸機本身需要具備比美、俄兩國更大的航程和作戰半徑,因此發動機的耗油率越低越好
。我國的下一代轟炸機發動機耗油率必須由渦扇-18發動機的0.70級降低到0.60級,才有可能進一步提高轟炸機的航程和作戰半徑。
目前世界上應用最廣泛的大型民航商用發動機——CFM-56渦扇發動機的最新改型耗油率不超過0.57公斤/(公斤力·小時),經過努力我國新一代轟炸機發動機降低耗油率15%完全有可能做到
。我國新一代遠程轟炸機發動機的隱身性能和抗電磁干擾能力是在研新一代飛機發動機中技術指標最高的。為了提高下一代轟炸機的隱形性能,各國紛紛採用S形進氣道、S形噴管,進氣口隱身格柵來最大幅度的減少推進系統的雷達和紅外信號特徵,我國為殲-20研製的太行改,渦扇-15發動機都大量採用了各種隱身技術,新一代轟炸機發動機更沒有理由不大量採用。同時由於飛翼造型的轟炸機不追求超音速能力,航空發動機沒有加力燃燒室,雷達和紅外信號特徵以及發動機的尾跡都會明顯減小,較大程度地減輕飛機隱身設計的壓力。
同時核常兼備是我國下一代轟炸機的必備能力,因此對核和常規電磁脈衝干擾能力提出了更高要求,發動機的FADEC數字控制系統必須做到抗微波炸彈和空中核爆所產生的強電磁干擾能力,用以確保飛機在戰時惡劣電磁環境下安全飛行。由於飛翼布局的轟炸機取消了平尾和垂尾,使得轟炸機在遭受強氣流擾動時航跡跟蹤和穩定性控制十分困難,美國也是研製了幾十年才攻克了這一難題,我國的新一代轟炸機為提高飛翼飛機的操縱性有可能引入推力矢量技術,
來提高其機動性和生存能力。隨着我國殲-10B”推力矢量技術演示驗證”項目成功完成了實機飛/發一體化試飛驗證、大迎角包線擴展試飛驗證,並在2018年珠海航展上進行了公開飛行表演展示,這也標誌着我國繼俄羅斯、美國之後,成為世界上第三個成功掌握推力矢量技術的國家,新型轟炸機發動機採用推力矢量技術也將在不久的將來逐步實現。