美国B-21轰炸机项目基本成形

战略前沿技术

前沿君微信：tech99999 手机：18501361766

来源：航空简报

作者：康国卫

据airforcemag网站2019年12月刊文，经过4年的发展，美国空军开始披露更多关于B-21轰炸机的信息。第一架B-21“突袭者”轰炸机将在诺斯罗普·格鲁曼公司位于加州棕榈谷的工厂进行组装，并可能在20个月内向公众展示，几个月后进行首次飞行。美国空军还计划在其下一个预算提案中，将飞机购买量从100架增加到150架或更多。过去四年高度保密的B-21照片，正开始成为人们关注的焦点。文章主要内容如下：

一是关于B-21首飞时间问题

美国空军高层领导人开始更加公开地谈论B-21，负责轰炸机开发工作的空军快速能力办公室(Air Force Rapid Capability Office)负责人兰德尔·沃尔登(Randall G.Walden)在10月份表示，B-21轰炸机的1号试验机已经在诺斯罗普·格鲁曼棕榈谷工厂开始建造，像机翼这样的主要结构件正被引入装配线，但现阶段的时间表仍不明确。空军副参谋长斯蒂芬·威尔逊上将正在为B-21的首飞倒计时，他预计这架飞机将于2021年12月首飞。沃尔登认为2021年12月首飞是目标，但还不能确定，因为B-21的“复杂性”包括集成问题、地面测试甚至天气都可能影响首次飞行。沃尔登断言空军将在棕榈谷进行公开展示，就像1988年的B-2轰炸机首次亮相一样。B-2从首次亮相到首次飞行花了9个月的时间，空军官员预计，B-21在从棕榈谷到附近的爱德华兹空军基地的首次飞行之前，飞行前的评估期要短得多。

二是关于B-21采购数量问题

美国空军最初的B-21合同计划要求“80至100架”飞机，但美国空军领导人在过去两年一直宣称需要“至少100架”飞机。在今年9月召开的空军协会航空航天和网络会议上，美国空军参谋长戴维·戈德费恩将军表示，他与多份第三方报告中表达的观点“100%一致”，即100架B-21太少。他承认B-21的开发周期无法加快，但他希望购买100架以上的B-21，并比目前计划的购买速度更快。

美国空军副部长马修·多诺万在10月份接受《空军杂志》(airforcemag)采访时，阐述了“我们需要的空军”背后的数学原理，该分析要求增加7个轰炸机中队，以满足在太平洋战区和其他地方进行远程力量投射的需要。多诺万指出，一个轰炸机中队大约有8架飞机，因此空军的分析显示，还需要大约56架轰炸机。但他也引用了美国空军协会米切尔航空航天研究所的一项分析，该分析得出结论称，美国空军至少需要174架B -21，戈德费恩将军对此表示同意。

美国空军全球打击司令部计划在2031年左右退役62架B-1轰炸机和20架B-2轰炸机。按照每年15架B-21的生产速度，空军在那时将拥有100架新型轰炸机。

与此同时，在今年8月的棕榈谷(Palmsdale)庆祝B-2诞生30周年的活动上，诺斯罗普·格鲁曼表示，该公司在加州的员工人数已从2.4万人增至约2.8万人。航空航天系统部门总裁表示一直在大规模招聘人员，同时翻新和扩建棕榈谷(Palmsdale)的设施，其中包括搬迁RQ-4“全球鹰”和MQ-4“人鱼海神”无人机的生产业务，为B-21生产做好充分准备。

三是关于B-21采购成本问题

诺斯罗普·格鲁曼的工程和制造研发合同(包括前五架飞机)代表着235亿美元的投资。沃尔登在2016年表示，100架B-21的生产合同可能价值550亿美元，不包括B-21“系统簇”中的其他不明项目。

空军还没有宣布B-21的原始成本目标和成本上限有任何偏差。以2010年美元为基准，该公司在合同授予仪式上表示，预计每架飞机的价格为5.11亿美元，上限不超过5.5亿美元。按2019年美元计算，这两项支出将分别为5.53亿美元和6.517亿美元。不过，这两个数字都是在购买100架飞机的基础上计算出来的，更大的产量可以降低单位成本。

空军领导人曾多次表示，B-21项目是空军中运行最好的项目之一，达到了成本和进度方面的指标。沃尔登说，唯一可能大幅提高飞机价格的是性能要求的重大变化。

四是关于B-21测试及部署问题

空军重新启动了爱德华兹的第420飞行测试中队，即测试B-2的部队来测试B-21。爱德华兹的卫星图像显示了南方基地地区的一些新建筑，其中包括一座约220平方英尺的建筑-大约是容纳1架B-2轰炸机所需的大小。空军还将B-1和B-52测试活动迁至远离南方基地的地方。沃尔登告诉空军杂志，B-21项目没有利用缩比验证机(subscale demonstrator)来验证其气动布局，尽管他之前描述对轰炸机进行了风洞测试，但他拒绝提供更多细节。

美国空军今年早些时候宣布，第一个B-21中队的“首选地点”将是位于南达科他州拉皮德市的埃尔斯沃斯空军基地。现在，埃尔斯沃斯空军基地已成为B-1B基地，军方官员表示，埃尔斯沃斯很可能会从B-1“过渡”到B-21，而不是同时操作两型轰炸机。接下来将是密苏里州的怀特曼空军基地，该基地是唯一的B-2作战基地，以及德州的戴斯空军基地，后者经营B-1。前空军部长希瑟·威尔逊今年早些时候说，“如果你现在是轰炸机基地，你将来也会是轰炸机基地。”在佐治亚州罗宾斯空军基地和犹他州希尔空军基地的协助下，俄克拉何马州的廷克空军基地将成为B-21的仓库。二级仓库将负责重建组件和零部件，以及组件和零部件测试。

五是关于B-21技术设计特点

气动布局：一些空军官员和国会议员发表了评论，暗示他们对B-21采取的“先飞后买”的做法感到满意。在选择诺斯罗普·格鲁曼公司作为B-21承包商时，空军基于该公司的“其他项目”，判断其具备完成该项目的能力，可能包括高空情报、监视和侦察飞机RQ-180，该型机可能类似于B-21的飞翼布局平面(cranked-kiteplanform)。B-21的形状与B-2的最初平面图形状相同，表明该飞机在高空隐身方面进行了优化。B-2的调整要求在该项目的早期进行了更改，以使该飞机在低空穿透飞行中具有更高的刚性和易操作性。B-2的形状被改变为现在我们熟悉B-2机身尾部后缘的“锯齿状”，但这是一项耗资数十亿美元和数年时间的设计修改。空军发布的唯一的B-21概念图显示其飞翼布局形状未作修改，这表明美国空军不会让B-21进行超低空飞行。

隐身性：时任美国会众议院武装力量委员会海上力量与兵力投射小组委员会主席的众议员罗布·威特曼提到，2018年3月“导管承包商”与发动机制造商普惠公司(Pratt & Whitney)之间发生纠纷，普惠公司的工程师试图“更换一些整流罩”，但这可能会影响低可探测特性(low-observable characteristics)。概念图显示的B-21机身上部的倾斜进气口直而窄，为保持隐身性能，发动机风扇叶片必须隐藏在机身内，管道内衬有雷达吸收材料，以减少飞机的雷达横截面。威特曼强调，B-21采用“在流线型方面非常不同寻常的设计”，这表明隐身和推力之间的权衡正在讨论中，包括尾气排放及影响B-21机翼的“障碍”。沃尔登表示这些问题已经解决。快速能力办公室获得了“来自实际实验室测试的数据”，确定了解决方案，并且组件测试正在以“适当的速度”推进。B-21项目使用模型来测试组件的适合度。空军官员将B-21描述为“极低可探测性”(extremely low-observable)的设计，而不是“非常低可探测性”(very low-observable)的F-22和F-35。

动力装置：美国空军还没有说B-21是否将由两个或四个引擎提供动力，但航空航天分析人士的共识是，这架飞机可能使用普惠的F135发动机，该发动机也装备F-35战斗机。两台F135发动机可以产生5.6万磅(25401千克)的(非加力)推力，但需要比B-2上4台通用电气的F118发动机更大的孔径，这四台发动机合在一起产生约6.8万磅(30844千克)的推力。

武器：B-21比B-2略小，有效载荷约为3万磅(13608千克)，仅够携带一枚GBU-57重型钻侵彻弹(Massive Ordnance Penetrator )，这是空军库存中最大的炸弹。

六是分包商及飞机制造问题

只有7家B-21分包商被指定为，其中之一ORBITAL ATK在2018年被诺斯罗普·格鲁曼公司收购。其他承包商有:位于新罕布什尔州纳舒厄的BAE系统公司、GKN航空航天公司、圣路易斯、华盛顿州塞德罗-伍利的Janicki Industries公司、艾奥瓦州锡达拉皮兹的罗克韦尔·柯林斯、还有堪萨斯州威奇托市的SpiritAeroSystems,Inc.。根据6月份宣布的联合技术公司和雷神公司之间的业务“对等合并”计划，罗克韦尔·柯林斯公司将成为雷神技术公司的一部分。B-21比先进的数字工程方法更早，美国空军采采购主管威尔·罗珀将其视为新型“数字世纪系列”战斗机背后的使能技术，该系列战斗机要求飞机迅速发展。预计B-21和下一代空中优势(NGAD)计划之间将“共享”技术，这一结果在罗珀选择前B-21项目经理戴尔·怀特上校领导下一代空中优势计划(NGAD)后变得更有可能。

七是关于B-21载核问题

B-21从一开始就被描述为“可选的载人”飞机，这意味着它可以在有机组人员或没有机组人员的情况下飞行，但关于这方面的内容军方领导已经一年多没有讨论过。B-21将具备执行核任务的能力，并将获得携带B61核重力弹和目前正在研发的远程防区外(LRSO)核巡航导弹的认证，上述武器也将配装在B-52上。远程防区外巡航导弹(LRSO)的常规型号也可能正在研发中。

今年10月份多诺万曾告诉空军杂志，空军可能再次试图让国防部为B-21以及陆基战略威慑计划(取代民兵洲际弹道导弹)及远程防区外核巡航导弹(LRSO)在空军常规国防预算之外的核项目单独提供资金。海军为哥伦比亚级潜射弹道导弹潜艇赢得了类似的地位，理由是这一安排保留了潜艇工业基地；相比之下，空军“三位一体”核力量种的两支核力量没有这样的特殊待遇的。空军可能会发现高优先级的项目被“三位一体”核力量现代化部分的费用挤占。从战斗机到加油机，再到太空和网络，改造核企业以及所有其他现代化挑战都超出了空军的预期预算。

一网打尽系列文章，请回复以下关键词查看：
创新发展：习近平 \| 创新中国 \| 创新创业 \| 科技体制改革 \| 科技创新政策 \| 协同创新 \| 科研管理 \| 成果转化 \| 新科技革命 \| 基础研究 \| 产学研 \| 供给侧
热点专题：军民融合 \| 民参军 \| 工业4.0 \| 商业航天 \| 智库 \| 国家重点研发计划 \| 基金 \| 装备采办 \| 博士 \| 摩尔定律 \| 诺贝尔奖 \| 国家实验室 \| 国防工业 \| 十三五 \| 创新教育 \| 军工百强 \| 试验鉴定 \| 影响因子 \| 双一流 \| 净评估
预见未来：预见2016 \|预见2020 \| 预见2025 \| 预见2030 \| 预见2035 \| 预见2045 \| 预见2050
前沿科技：颠覆性技术 \| 生物 \| 仿生 \| 脑科学 \| 精准医学 \| 基因 \| 基因编辑 \| 虚拟现实 \| 增强现实 \| 纳米 \| 人工智能 \| 机器人 \| 3D打印 \| 4D打印 \| 太赫兹 \| 云计算 \| 物联网 \| 互联网+ \| 大数据 \| 石墨烯 \| 能源 \| 电池 \| 量子 \| 超材料 \| 超级计算机 \| 卫星 \| 北斗 \| 智能制造 \| 不依赖GPS导航 \| 通信 \| 5G \| MIT技术评论 \| 航空发动机 \| 可穿戴 \| 氮化镓 \| 隐身 \| 半导体 \| 脑机接口 \| 传感器
先进武器：中国武器 \| 无人机 \| 轰炸机 \| 预警机 \| 运输机 \| 直升机 \| 战斗机 \| 六代机 \| 网络武器 \| 激光武器 \| 电磁炮 \| 高超声速武器 \| 反无人机 \| 防空反导 \| 潜航器
未来战争：未来战争 \| 抵消战略 \| 水下战 \| 网络空间战 \| 分布式杀伤 \| 无人机蜂群 \| 太空战 \| 反卫星
领先国家：美国 \| 俄罗斯 \| 英国 \| 德国 \| 法国 \| 日本 \| 以色列 \| 印度
前沿机构：战略能力办公室 \| DARPA \| 快响小组 \| Gartner \| 硅谷 \| 谷歌 \| 华为 \| 阿里 \| 俄先期研究基金会 \| 军工百强
前沿人物：钱学森 \| 马斯克 \| 凯文凯利 \| 任正非 \| 马云 \| 奥巴马 \| 特朗普
专家专栏：黄志澄 \| 许得君 \| 施一公 \| 王喜文 \| 贺飞 \| 李萍 \| 刘锋 \| 王煜全 \| 易本胜 \| 李德毅 \| 游光荣 \| 刘亚威 \| 赵文银 \| 廖孟豪 \| 谭铁牛 \| 于川信 \| 邬贺铨
全文收录：2017文章全收录 \| 2016文章全收录 \| 2015文章全收录 \| 2014文章全收录
其他主题系列陆续整理中，敬请期待……

一网打尽系列文章，请回复以下关键词查看：
创新发展：习近平 \| 创新中国 \| 创新创业 \| 科技体制改革 \| 科技创新政策 \| 协同创新 \| 科研管理 \| 成果转化 \| 新科技革命 \| 基础研究 \| 产学研 \| 供给侧
热点专题：军民融合 \| 民参军 \| 工业4.0 \| 商业航天 \| 智库 \| 国家重点研发计划 \| 基金 \| 装备采办 \| 博士 \| 摩尔定律 \| 诺贝尔奖 \| 国家实验室 \| 国防工业 \| 十三五 \| 创新教育 \| 军工百强 \| 试验鉴定 \| 影响因子 \| 双一流 \| 净评估
预见未来：预见2016 \|预见2020 \| 预见2025 \| 预见2030 \| 预见2035 \| 预见2045 \| 预见2050
前沿科技：颠覆性技术 \| 生物 \| 仿生 \| 脑科学 \| 精准医学 \| 基因 \| 基因编辑 \| 虚拟现实 \| 增强现实 \| 纳米 \| 人工智能 \| 机器人 \| 3D打印 \| 4D打印 \| 太赫兹 \| 云计算 \| 物联网 \| 互联网+ \| 大数据 \| 石墨烯 \| 能源 \| 电池 \| 量子 \| 超材料 \| 超级计算机 \| 卫星 \| 北斗 \| 智能制造 \| 不依赖GPS导航 \| 通信 \| 5G \| MIT技术评论 \| 航空发动机 \| 可穿戴 \| 氮化镓 \| 隐身 \| 半导体 \| 脑机接口 \| 传感器
先进武器：中国武器 \| 无人机 \| 轰炸机 \| 预警机 \| 运输机 \| 直升机 \| 战斗机 \| 六代机 \| 网络武器 \| 激光武器 \| 电磁炮 \| 高超声速武器 \| 反无人机 \| 防空反导 \| 潜航器
未来战争：未来战争 \| 抵消战略 \| 水下战 \| 网络空间战 \| 分布式杀伤 \| 无人机蜂群 \| 太空战 \| 反卫星
领先国家：美国 \| 俄罗斯 \| 英国 \| 德国 \| 法国 \| 日本 \| 以色列 \| 印度
前沿机构：战略能力办公室 \| DARPA \| 快响小组 \| Gartner \| 硅谷 \| 谷歌 \| 华为 \| 阿里 \| 俄先期研究基金会 \| 军工百强
前沿人物：钱学森 \| 马斯克 \| 凯文凯利 \| 任正非 \| 马云 \| 奥巴马 \| 特朗普
专家专栏：黄志澄 \| 许得君 \| 施一公 \| 王喜文 \| 贺飞 \| 李萍 \| 刘锋 \| 王煜全 \| 易本胜 \| 李德毅 \| 游光荣 \| 刘亚威 \| 赵文银 \| 廖孟豪 \| 谭铁牛 \| 于川信 \| 邬贺铨
全文收录：2017文章全收录 \| 2016文章全收录 \| 2015文章全收录 \| 2014文章全收录
其他主题系列陆续整理中，敬请期待……