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美國B-2轟炸機重要設備停產後 要學中國搞"逆向工程"
送交者: 嵐少爺 2021年03月10日18:32:08 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  據美國“The Drive”網站的“Warzone”板塊報道,美國空軍近日在政府採購網站上掛出了一則招標公告,標題是“B-2 Load Heat Exchanger Reverse Engineering Effort”也就是所謂的“B-2負載式換熱器逆向工程”。根據招標採購書的基本要求,美國空軍希望能有機構接下這則為B-2隱身戰略轟炸機更換熱交換器的合同,並根據需要對現有的熱交換器進行逆向設計,以使其能夠符合現有B-2型戰略轟炸機上配備的相應分系統設備的技術要求。

  雖然好好的一份招標文件在美國空軍那幫子官僚手中又被弄得詰屈聱牙,但大伊萬總體上瀏覽了一遍之後,咱覺得這事兒完全沒必要弄得這麼彎彎繞,一言以蔽之就行了:現役的B-2型隱身轟炸機有個重要的部件,美國國內沒有企業能造了,而如果沒這麼一個部件,B-2隱身轟炸機就要趴窩,所以現在咱們得趕緊找一個企業,不管你是重新研發還是山寨,反正在有實物對照的情況下,趕快把這樣一個重要的分系統部件給咱們弄出來。

  聽到這麼一個消息,估計大多數讀者要麼覺得不可思議,要麼就該開了大招放群嘲了,覺得“不可思議”的理由很簡單:一是覺得以美國這航空航天工業的技術實力,啥部件也不至於這麼金貴,能大批量生產F-22和F-35戰機的美國怎麼連這麼小一個“負載式換熱器”都搞不定了?二是覺得這個“負載式換熱器”到底是何方神聖,怎麼缺了它,這B-2型隱身戰略轟炸機就要趴窩了?

  而放群嘲的理由那就更簡單了,畢竟在不少人的印象里,“逆向工程”這都算高大上的說法了,要是說得難聽點就是對着實物把它仿製出來,屬於“皮尺部”的本行。要再說得難聽點,“逆向工程”這四個字,怎麼看都屬於上世紀九十年代到本世紀初的中國軍工,現在居然落到了美帝頭上,未免違和。

  那麼,這回美國空軍給B-2型隱身戰略轟炸機“逆向”的“負載式熱交換器”,到底是個什麼金貴的玩意兒、在B-2型戰略轟炸機上到底起到啥作用、以及最關鍵的美國怎麼現在連個“負載式換熱器”都研發不出來了?

  “負載式熱交換器”是什麼設備?

  咱們先說第一個問題好了,“負載式換熱器”(這個名稱其實有點奇怪)看着複雜,其實就是一種熱交換裝置,原理非常簡單,可以被當做是咱們平時看到的家用太陽能熱水器的一種反演。家用太陽能熱水器、電熱水器等一般是利用紫銅管等易導熱材料,將進入加熱管道的自來水加熱到沸水的水平,而後再通過下行的排水管道連接到家用的自來水管道,供大家洗漱使用。說白了,換熱器就是利用流體介質、將系統的一部分熱量從這裡傳遞到那裡的玩意兒,當然了由於它的傳熱功能是有特定的傳遞方向、而不是直接散逸到空氣或者放出來使用的,故而被比較嚴格地定義為“換熱器”,而不是如同電腦風扇一樣的散熱裝置。

  而咱們提到的、在飛機上使用的換熱器,其原理跟家用太陽能熱水器或電熱水器一樣的東西也差不多了,其中也就包括了使用換熱裝置用來加熱飛機水箱、用來給飛機上的乘客洗臉刷牙之類的功能。但是,飛機上的換熱器更為重要的還有如下兩個功能:

  一是用來給飛機的空調系統降溫,咱們都知道,目前大都數民航飛機的空調,其實都是直接從發動機壓氣機引氣、經過複雜的管路引到飛機客艙內部的,這也是為何一些民航客機在啟動發動機的時候進入客艙的空氣總是一股航空煤油味的主要因素。而由於從航空發動機壓氣機中引出的空氣溫度實在太高,這時候就需要機身腹部安裝的換熱器加入“幫忙”,利用流體介質將這一部分高溫空氣中的熱量帶走、將其冷卻到空調系統所能接受的程度,再通過空調管道引入到客機座艙,用來給座艙增溫降溫。

  第二個功能,也是最重要的功能,則是給飛機的航空電子系統降溫,咱們都知道,伴隨着現代飛機信息化、智能化程度的逐漸提升,無論是軍用飛機還是民用飛機,其機載航空電子系統都有了巨大的進步,體積、重量、功率、複雜程度相比以前也有了巨大的提高。相應的,整套系統的發熱量比以前也提升了不少,以諸如有源相控陣雷達這樣的“發熱大戶”而言,單靠冷空氣強製冷卻(也就是風冷),已經很難滿足雷達系統的散熱需要,故而現代的相控陣雷達一般採用的都是熱交換器冷卻系統,通過冷卻液的熱交換流動去帶走雷達設備的熱量,從而確保航空電子系統組件維持在正常的工作溫度。

  “負載式熱交換器”起到什麼作用?

  在搞清楚了飛機“熱交換器”到底是個什麼東西、在飛機上到底有什麼用後,估計不少讀者更要“切”了:什麼換熱器,不就是飛機上空調系統和航電冷卻系統的組成部分嗎?連這都搞不定,還“隱身轟炸機”呢?其實事情根本沒有這麼簡單,要大伊萬來說,這回B-2型戰略轟炸機搞不定的這個“換熱器”,也許的確包含了飛機上空調系統與航電冷卻系統的部分功能,但更大的用途,大伊萬認為它應當是B-2轟炸機熱量管理系統的主要部分。

  咱們都知道,B-2型隱身戰略轟炸機作為美國空軍上世紀八十年代幾乎傾盡全力研發出來的、具備極強的低可探測性能的“大殺器”,其在隱身性能方面幾乎做到了“不惜一切代價”、玩命往上堆成本的程度。以B-2隱身戰略轟炸機裝備部隊後的低可探測性測試來看,為了測試B-2在進行三級維護(廠修)後雷達反射截面積的實際變化情況,美軍專門改造了一架攜帶有精密雷達與電視攝像機的航空測量飛機,在空中使用雷達對B-2隱身轟炸機進行實際測試,確保一點一點地找出B-2型飛機上對雷達反射面積有影響的細節或瑕疵,在落地後進行進一步調校,調校完畢後再重測。正因為這種在飛機的低可探測性能上不惜工本、幾乎是做到了極致的“賽道級維護”,造就了B-2隱身戰略轟炸機一直以來幾乎無法被探測的赫赫威名,當然,這成本也是天價。

  而B-2隱身轟炸機的“熱量管理系統”,是一個長期以來沒有多少報道、也算是一直停留在“傳說”里的、但是能夠極大地提高B-2隱身轟炸機低可探測性能的機載分系統。畢竟咱們都知道,一架飛機在飛行時,除了能夠被發射雷達波的主動雷達探測系統截獲,還可以因為機身與大氣的摩擦生熱、發動機尾部噴口的熱尾流與尾焰等,被以紅外探測系統為代表的被動探測系統(或者叫光電雷達)截獲,最典型的代表就是俄蘇-27S型戰鬥機上列裝的OEPS-27型光電探測系統等。而一直以來,據說美軍的B-2隱身轟炸機、包括F-22隱身戰鬥機,為了將自己的雷達、紅外隱身性能“做到極致”,在機體上設計了一套極其先進的熱量管理裝置。這套裝置的主要原理,據說就是在機體表面、主要熱量產生的位置敷設微型歧管,並在機體內部設計統一的換熱器,將外部產生的熱量通過換熱裝置導向特定的方向,以減少整架飛機的熱輻射信號。

  之前大伊萬曾經隱約聽說過,說F-22型戰鬥機的熱交換裝置採用乙二醇作為冷卻液,整套系統重量極大,對於戰機的空重、起飛重量有巨大的負面影響,但對於戰機的隱身性能也同樣意義重大。現在來看,大伊萬認為,讓B-2隱身轟炸機“犯難”的這套同樣使用了乙二醇冷卻液的換熱器,搞不好就是傳說中的“熱量管理系統”的組成部分,這也是為何美軍急着一定要把它“逆向工程”出來的主要因素,畢竟,如果沒有這套系統,B-2型隱身戰略轟炸機那極致的隱身性能,怕是要受到影響,這飛機不趴窩才怪呢。

  美國為什麼要重新“逆向研發”?

  說到這裡,相信大多數讀者又要說“我勒個去”了,一方面可能是為了美國人搞出來的這些黑科技,另一方面則可能是又要開始習慣性地批判美國國內存在的產業空心化問題了。可要大伊萬來說吧:

  首先,這個可能運用在F-22與B-2轟炸機上的熱量管理系統,目前確實沒有實錘證實,美國人也沒承認過,大伊萬也是記得在多年前看過一些相應的描述資料,這下才給“呼應上了”,當然對於咱們來說,美國沒有這套黑科技那當然更好了。

  其次,大伊萬也並不認為缺失的這套換熱器,就能和美國國內的產業空心化掛上鈎去,或者說這事兒與其賴“產業空心化”,不如說是美國航空工業獨特的生產模式導致的。咱們之前科普過,由於美國航空工業的飛機型號多,裝備數量大,故而在飛機批產中,採取的是“快速生產、迅速停產並拆毀生產線、轉產下一型號”的策略。

  B-2型戰略轟炸機也一樣,對於中國航空工業與中國軍迷來說耳熟能詳的“生產線不能斷、維持最低限度生產”對於美國航空工業來說,完全沒那回事,預定訂貨數量生產完了就拆生產線,因為一方面後面還有更多的型號急等着要批產、另一方面根據資本主義商業邏輯保留生產線明顯投入大於產出不利於商業利潤。這種生產模式擱在冷戰時期問題不大,因為諸多的型號幾乎是排着隊上生產線,但是擱在冷戰結束後,戰機研發步伐放慢,批產速度也變慢,顯然就不管用了。

  實際上美國航空工業因為“轉不過思路”已經吃了好幾次虧了,最大的虧就是F-22型戰鬥機批產又停產,停產完了拆生產線,結果現在發現想復產根本拾不起來了。現在來看,B-2隱身戰略轟炸機又栽到了這樣一個坑裡,再考慮到資本主義商業邏輯,在可預計的將來,估計美國空軍還有更多的機型會繼續栽到這樣一個坑裡,就讓我們繼續拭目以待好了。


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