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美國空軍期待B-21與B-52CERP轟炸機“搭班作戰”
送交者: 力挽狂瀾 2022年03月29日18:25:12 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  【知遠導讀】戰略轟炸機是美國戰略核力量的重要組成部分,也是美國“三位一體”核打擊力量之一。美軍的轟炸機編隊是目前世界上最為強大的戰略空中力量,無論是作戰性能還是數量都占據領先優勢。未來,美國將依靠計劃在21世紀20年代中期開始部署的B-21“突襲者”和經過反覆改裝變身為B-52 CERP的兩型轟炸機,令其“搭班子作戰”,維持美軍“全球到達”、“全球作戰”的作戰構想。

  篇幅所限,推送部分為節選。

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  軍用飛機的使用壽命並不確定。美國空軍服役時間較長的“老將”B-52亞聲速轟炸機目前仍在現役,而服役時間比B-52短的B-2型隱身轟炸機和B-1B型超聲速轟炸機將要退出現役。當然,B-52也要對發動機和雷達進行現代化改裝。本文主要介紹B-21轟炸機的最新情況與B-52的CERP改進情況。

  B-21是美國空軍用於替代B-1B和B-2的轟炸機,如果美國空軍部長肯德爾所說的“正在製造5架B-21型轟炸機”是準確消息,那麼除了2架EMD試驗機之外,應該還有3架B-21正在製造。肯德爾並沒有提及它們是飛行試驗機還是用於進行強度測試等的地面試驗機。關於B-21型轟炸機的採購經費直到最近都一直被作為“機密情報”處理,目前還不知道美國空軍是在什麼時間訂購了幾架。順帶一提的是,在飛機的實用化方面,地面試驗機發揮着不亞於飛行試驗機的作用。

  目前,美國空軍已經決定批量生產100架B-21型轟炸機,但希望增產到150架或200架的呼聲也很強烈。100架該型轟炸機將從2026年或2027年開始,分別在南達科他州厄爾斯沃斯空軍基地的28BW(第28轟炸機聯隊)、得克薩斯州戴斯空軍基地的7BW(第7轟炸機聯隊)、密蘇里州霍瓦特曼空軍基地的519BW(第519轟炸機聯隊)進行部署。其中,第7轟炸機聯隊和第28轟炸機聯隊目前部署有62架B-1B“槍騎兵”轟炸機,第519轟炸機聯隊部署有20架B-2“幽靈”,美國空軍將用100架B-21型轟炸機替代上述62架B-1B和20架B-2。

  美國空軍目前共有76架B-52H“同溫層堡壘”(Stratofortress)轟炸機,其中現役配備58架,預備役配備18架。美國空軍計劃通過CERP(換裝民用發動機計劃)延長B-52型轟炸機的使用壽命,與B-21型轟炸機配合運用。空軍中主張將B-21的採購數量增加到145架,再加上75架B-52。但是,需要220架轟炸機戰鬥力的意見也根深蒂固。如果這一意見得以實現,則今後還需要B-52 CERP改裝機的替代機,有觀點認為包括這部分替代機在內,美國空軍今後可能採購200架以上的B-21。

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  從B-2到B-21的傳承與變化

  關於目前所掌握的有關B-21的信息,在相關預算方面,下文以表格的形式介紹這4年的研究開發經費和採購經費變化情況,單位是“億美元”。但是,採購經費到近年為止都一直被作為機密信息處理,直到2021年度才終於公開了1億800萬美元這一數字。

  表1.2019年度至2022年度B-21型轟炸機研究開發經費與採購經費情況

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  諾斯羅普·格魯曼公司在開發B-21時的目標是縮短實用化之前的時間,雖說是從“白紙”開始進行研發,但B-2的痕跡隨處可見。前段時間,美國空軍在明確B-21的部署基地時,公開了該型機的起飛場景和倉庫內B-21的新圖像,其背景包含了部署基地。在該圖像中受到關注的是機首的形狀,尖端像鳥喙一樣延長,這一點與B-2相同,但變得更長,這是為了使來自斜下方的雷達波無法探測到駕駛艙。

  在隱身形狀上,駕駛艙正是成為雷達波反射“元兇”的巨大“漏洞”,如何彌補它成為設計的關鍵。B-21的駕駛艙風擋成為一體,沒有框棱,側窗細長,視野寬闊。必須與非隱身戰機會合進行空中加油時,是隱身戰機位置暴露的最危險時刻,周圍的警戒必不可少。因此,此時飛行員的眼睛作為優秀的傳感器是最可靠的。

  進氣口的形狀也與B-2有很大的不同,從正面只能看到扁平的三角形孔。為了遮掩發動機的前風扇,管道彎彎曲曲,但能否確保足夠的吸氣,還需要花時間在電腦輔助設計製造和風洞試驗方面解決問題。

  B-21另外一處與B-2有很大不同的是主翼後緣,與有4處鋸齒部分的“WW”形狀的B-2相比,B-21是單純的“W”形。B-2尾端的三角形部分是GLAS(突然暴風負荷減輕裝置),俗稱“海狸尾”(Beaver tail),在進行超低空攻擊時可以像鳥的尾羽那樣,有消除亂氣流產生影響的效果。但是,從一開始就只設想在高空運用的B-21不需要這種構造,因而與B-2的初期設計方案一樣,變成了簡單的主翼形狀。當然,B-21將後掠翼/前進角設計成與主翼前緣的後掠翼相同,將大幅反射電波的“凸起”所產生的角度設計為一個方向,這一點與B-2相同。

  廉頗老矣:B-52的改裝

  從“四發”到“八發”方案

  在開始研究新一代轟炸機時,美國空軍設想的替代對象是老化的B-52H和B-1B,服役後與B-2隱身轟炸機組合運用。但是,現在美國空軍的目標是令145架B-21與75架B-52兩種新舊轟炸機組合運用。當時雖然也設想到讓B-52通過改裝發動機繼續服役的可能性,但該機型在B-1B、B-2退役之後仍能完整地保留下來,這實在超出了筆者的想象。

  當然,現在的B-52H很難就這樣未經改進就繼續服役下去。B-52H在1960年訂購了62架,1961年訂購了40架,共計102架。截至2020財年末(2020年9月30日),TAI(飛機持有總數)有76架,平均機齡為58.8年,之後又過了1年多,平均機齡已經非常接近60年。

  B-52H是B-52系列轟炸機的最新版本,是在主翼下方4個發動機掛架上分別並列安裝2台普拉特·惠特尼TF33-P-3渦輪風扇(推力17000磅)的8發機型。雖說是渦輪風扇機,但卻是初期的低旁路比發動機,耗油效率比渦輪噴氣機多少要好一些。由於發動機老舊的緣故,維修成本很高,所以美國空軍很早就計劃對該型機的發動機進行換裝。

  1996年,作為B-52型轟炸機機體製造商的波音公司提出了更換成4台波音757-200客機上搭載的勞斯萊斯RB211-535E1渦輪風扇(43100磅)的計劃。同時,波音公司計劃將駕駛艙也更換為波音757的EFIS(電子飛行儀表系統),謀求實現數字化。當時,美國空軍有94架B-52H型飛機處於現役狀態,但空軍並沒有期待通過更換發動機改裝而得到改善耗油量和削減保養成本的效果,最終在沒有得到許可的情況下就沒了下文。

  本來大家都認為B-52H型轟炸機將會就這樣逐漸退出現役,但2001年美軍在阿富汗開始實施“持久自由行動”作戰,發現重型轟炸機在地區衝突中對近距離航空支援也起到了作用。B-52H型機也搭載了瞄準吊艙,向塔利班和基地組織的陣地上投下激光制導炸彈等,發揮了重要作用。正因為有了這一功績,通過改裝發動機繼續長期運用B-52H型機的構想再次浮出水面。在這個階段,發動機製造商提出了8發提案,與其勉強使用4台大型發動機,不如搭載用於商業噴氣式飛機的中型渦輪風扇發動機來代替。

  在搭載8台發動機的情況下,發動機掛架和燃料管道可以直接使用,B-52型機標誌性特徵的駕駛艙8根油門操縱杆也被保留下來。當然,儀表類是數字化的,如果像波音公司的方案那樣從民用飛機上轉用過來,則只需要最低限度的經費即可。幾經周折,換裝成民用發動機的CERP計劃在2018年被正式批准。2019年,換裝發動機的候選方案集中到3家公司(通用電氣公司、普拉特·惠特尼、勞斯萊斯)提交的4種方案。

  首先是通用電氣公司提交的方案,提議換裝為在龐巴迪宇航集團 CRJ系列和巴西航空工業公司 E系列等支線飛機中經常使用的CF/TF34系列的最新型CF/TF34-10(20360磅)發動機,該公司同時還提交了換裝成其改進型TechXPassport(18900磅)的方案。普拉特·惠特尼公司提交的是換裝“灣流G600”飛機使用的PW815(16011磅),勞斯萊斯公司也提出了換裝“灣流G650”型機使用的BR725(17000磅)發動機方案。

  BR700系列被美國空軍用作以龐巴迪“全球6000”為基礎的E-11ABCAN(戰場航空通信節點)飛機,以及“灣流G550”型飛機的軍用型C-37A的發動機,並被賦予了“F130”的制式名稱。毫無疑問,從美國空軍的實際採用成果來看,BR725發動機比競爭對手更有利。2019年9月24日,美國空軍決定採用BR725規格的F130型發動機,並以26億432萬9361美元(約合2895億日元)訂購了76架B-52轟炸機的608台發動機以及備用發動機和零部件。

  發動機的製造在位於印第安納州印第安納波利斯的勞斯萊斯北美洲公司工廠進行,將一直持續到2038年9月。初期費用是ID/IQ(不定期交付/不確定數量)的6年間共5億90萬美元,在18個月內交付第一台發動機。美國空軍計劃以2架B-52H為原型機進行改裝,並於2025年底接收改裝後的飛機。如果試驗結果良好,2028年末將向部隊交付用於作戰任務的改裝機。

  另外,美國空軍計劃在2035年之前完成所有76架該型機的改裝。在預算方面,2019年度支出5970萬美元,2020年度支出1億7540萬美元,2021年度支出2億7300萬美元,在完成發動機選定的2022年度則申請大幅增加到4億8410萬美元。

  在開始發動機改裝計劃之初,改裝機被非正式地稱為“B-52J”。在美軍陸、海、空3個軍種通用的機體命名法中,末尾的系列字母不使用容易與數字混淆的“I”和“O”,所以B-52H之後是“B-52J”。最終成為“J”型的可能性很高,現在的正式名稱是“B-52 CERP”。

  換裝AESA雷達

  美國空軍考慮除CERP之外還進行若干改裝,將B-52型轟炸機的使用壽命大幅延長到2050年代,也有觀點認為部分機體的服役時間可能會超過2061年這一百年節點。雖然討論這些我們自己或許看不到的將來話題沒什麼太大意義,但是由於改裝發動機的製造將一直持續到2038年,在2050年代之前實際運用還是比較現實的。同時還需要推進除改裝發動機以外的其他零部件改裝。

  截至目前,美國空軍與CERP同時推進雷達、導航、通信設備等10種改裝計劃。因為無法全部進行介紹,所以本文首先從中列出一些重要的改裝項目。

  ·RMP(雷達現代化計劃)

  ·轟炸機TDL(戰術數據鏈)

  ·AEHF(新型毫米波)衛星集成

  ·VLF/LF(超長波/長波)通信現代化

  ·新型瞄準吊艙顯示器

  ·GPS-IU(接口單元)

  ·加密現代化

  ·Quadcrew(“5人制”機組乘員改為“4人制”機組乘員)

  ·系統改進

  ·低成本改裝

  其中最重要的改裝項目是RMP(雷達現代化計劃),雖然在上世紀80年代已經進行了改進,但是APQ-166型戰略雷達是60年前的技術,需要換裝為最新型的AESA(主動電子掃描陣列)雷達。各製造商都提出了戰鬥機用火控雷達的派生型雷達方案,但最終被選定的是諾斯羅普·格魯曼公司的APG-83SABR(可擴展敏捷波束雷達),該公司還曾提交過用於B-52H和B-1B型轟炸機的SABR-GS(可擴展敏捷波束雷達——全球打擊型)雷達方案。

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  新、老轟炸機“搭班子”

  B-52型轟炸機在進行了換裝發動機和雷達等各種改裝後,今後也許將繼續服役30年。該型機通過IWBU(內置武器升級)的改裝,將MIL-STD-1760數字武器接口連接到旋轉發射裝置的MAU-12/A彈射掛架上,使其能夠運用精確制導武器。雖然將其稱為改進型CRL(未來武器使用的通用旋轉發射裝置),但是增加了能夠運用的武器種類,也更易於應對今後開發的新型武器裝備。

  在S-400地對空導彈及其衍生型導彈或者蘇-57、殲-20等隱身戰鬥機成為轟炸機新威脅的情況下,美國空軍將運用B-21型轟炸機實施高空進攻,運用B-52 CERP型轟炸機從地對空導彈射程外實施防區外遠程攻擊的雙層作戰。關於B-21型轟炸機的有效載荷和武器艙尺寸等還沒有對外公布,不過考慮到要在機艙內搭載下一代空射巡航導彈和雷聲公司的AGM-181 LRSO(遠程防區外武器),自然就能估算出該型機的大小。雖說機體本身比B-2小了一圈,但其武器艙的尺寸應該並沒有太大的差別。


  B-2可以搭載世界上最大的航空炸彈——3萬磅級的GBU-57/BMOP(巨型鑽地炸彈),B-21應該也繼承了這種能力,預計也能夠搭載剛剛開始進行試驗的5000磅級GBU-72/B鑽地炸彈。B-21搭載已經開始在B-52H的主翼下進行飛行試驗的“乘波者”(waverider)高超聲速導彈AGM-183AARRW的能力也令人關注。

  除此之外,還可設想B-21能夠運用B61-12核炸彈、AGM-158DJASSM-XR(“聯合空地防區外導彈-超遠程”版本)、AGM-88GAARGM-ER(“增程型先進反輻射導彈”)等新型武器。

  相對於只製造了21架的B-2,B-21預計將製造其5-10倍的數量,除美國本土的3個空軍基地外,還有可能半常駐關島的安德森空軍基地、印度洋的迪戈加西亞環礁、卡塔爾的烏代德基地、英國的費爾福德基地等。如果B-52 CERP能夠從2025年開始運用,B-21從2026年開始運用,則對於美國空軍的“全球打擊”能力來說會是一個很大的轉折點。為此,兩型轟炸機的首次飛行值得期待。


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