美B2隐轰重要设备停产后,要学中国搞逆向工程

据美国“The Drive”网站的“Warzone”板块报道,美国空军近日在政府采购网站上挂出了一则招标公告,标题是“B-2 Load Heat Exchanger Reverse Engineering Effort”也就是所谓的“B-2负载式换热器逆向工程”。根据招标采购书的基本要求,美国空军希望能有机构接下这则为B-2隐身战略轰炸机更换热交换器的合同,并根据需要对现有的热交换器进行逆向设计,以使其能够符合现有B-2型战略轰炸机上配备的相应分系统设备的技术要求。

虽然好好的一份招标文件在美国空军那帮子官僚手中又被弄得诘屈聱牙,但大伊万总体上浏览了一遍之后,咱觉得这事儿完全没必要弄得这么弯弯绕,一言以蔽之就行了:现役的B-2型隐身轰炸机有个重要的部件,美国国内没有企业能造了,而如果没这么一个部件,B-2隐身轰炸机就要趴窝,所以现在咱们得赶紧找一个企业,不管你是重新研发还是山寨,反正在有实物对照的情况下,赶快把这样一个重要的分系统部件给咱们弄出来。

听到这么一个消息,估计大多数读者要么觉得不可思议,要么就该开了大招放群嘲了,觉得“不可思议”的理由很简单:一是觉得以美国这航空航天工业的技术实力,啥部件也不至于这么金贵,能大批量生产F-22和F-35战机的美国怎么连这么小一个“负载式换热器”都搞不定了?二是觉得这个“负载式换热器”到底是何方神圣,怎么缺了它,这B-2型隐身战略轰炸机就要趴窝了?

而放群嘲的理由那就更简单了,毕竟在不少人的印象里,“逆向工程”这都算高大上的说法了,要是说得难听点就是对着实物把它仿制出来,属于“皮尺部”的本行。要再说得难听点,“逆向工程”这四个字,怎么看都属于上世纪九十年代到本世纪初的中国军工,现在居然落到了美帝头上,未免违和。

那么,这回美国空军给B-2型隐身战略轰炸机“逆向”的“负载式热交换器”,到底是个什么金贵的玩意儿、在B-2型战略轰炸机上到底起到啥作用、以及最关键的美国怎么现在连个“负载式换热器”都研发不出来了?

“负载式热交换器”是什么设备?

咱们先说第一个问题好了,“负载式换热器”(这个名称其实有点奇怪)看着复杂,其实就是一种热交换装置,原理非常简单,可以被当做是咱们平时看到的家用太阳能热水器的一种反演。家用太阳能热水器、电热水器等一般是利用紫铜管等易导热材料,将进入加热管道的自来水加热到沸水的水平,而后再通过下行的排水管道连接到家用的自来水管道,供大家洗漱使用。说白了,换热器就是利用流体介质、将系统的一部分热量从这里传递到那里的玩意儿,当然了由于它的传热功能是有特定的传递方向、而不是直接散逸到空气或者放出来使用的,故而被比较严格地定义为“换热器”,而不是如同电脑风扇一样的散热装置。

而咱们提到的、在飞机上使用的换热器,其原理跟家用太阳能热水器或电热水器一样的东西也差不多了,其中也就包括了使用换热装置用来加热飞机水箱、用来给飞机上的乘客洗脸刷牙之类的功能。但是,飞机上的换热器更为重要的还有如下两个功能:

一是用来给飞机的空调系统降温,咱们都知道,目前大都数民航飞机的空调,其实都是直接从发动机压气机引气、经过复杂的管路引到飞机客舱内部的,这也是为何一些民航客机在启动发动机的时候进入客舱的空气总是一股航空煤油味的主要因素。而由于从航空发动机压气机中引出的空气温度实在太高,这时候就需要机身腹部安装的换热器加入“帮忙”,利用流体介质将这一部分高温空气中的热量带走、将其冷却到空调系统所能接受的程度,再通过空调管道引入到客机座舱,用来给座舱增温降温。

第二个功能,也是最重要的功能,则是给飞机的航空电子系统降温,咱们都知道,伴随着现代飞机信息化、智能化程度的逐渐提升,无论是军用飞机还是民用飞机,其机载航空电子系统都有了巨大的进步,体积、重量、功率、复杂程度相比以前也有了巨大的提高。相应的,整套系统的发热量比以前也提升了不少,以诸如有源相控阵雷达这样的“发热大户”而言,单靠冷空气强制冷却(也就是风冷),已经很难满足雷达系统的散热需要,故而现代的相控阵雷达一般采用的都是热交换器冷却系统,通过冷却液的热交换流动去带走雷达设备的热量,从而确保航空电子系统组件维持在正常的工作温度。

“负载式热交换器”起到什么作用?

在搞清楚了飞机“热交换器”到底是个什么东西、在飞机上到底有什么用后,估计不少读者更要“切”了:什么换热器,不就是飞机上空调系统和航电冷却系统的组成部分吗?连这都搞不定,还“隐身轰炸机”呢?其实事情根本没有这么简单,要大伊万来说,这回B-2型战略轰炸机搞不定的这个“换热器”,也许的确包含了飞机上空调系统与航电冷却系统的部分功能,但更大的用途,大伊万认为它应当是B-2轰炸机热量管理系统的主要部分。

咱们都知道,B-2型隐身战略轰炸机作为美国空军上世纪八十年代几乎倾尽全力研发出来的、具备极强的低可探测性能的“大杀器”,其在隐身性能方面几乎做到了“不惜一切代价”、玩命往上堆成本的程度。以B-2隐身战略轰炸机装备部队后的低可探测性测试来看,为了测试B-2在进行三级维护(厂修)后雷达反射截面积的实际变化情况,美军专门改造了一架携带有精密雷达与电视摄像机的航空测量飞机,在空中使用雷达对B-2隐身轰炸机进行实际测试,确保一点一点地找出B-2型飞机上对雷达反射面积有影响的细节或瑕疵,在落地后进行进一步调校,调校完毕后再重测。正因为这种在飞机的低可探测性能上不惜工本、几乎是做到了极致的“赛道级维护”,造就了B-2隐身战略轰炸机一直以来几乎无法被探测的赫赫威名,当然,这成本也是天价。

而B-2隐身轰炸机的“热量管理系统”,是一个长期以来没有多少报道、也算是一直停留在“传说”里的、但是能够极大地提高B-2隐身轰炸机低可探测性能的机载分系统。毕竟咱们都知道,一架飞机在飞行时,除了能够被发射雷达波的主动雷达探测系统截获,还可以因为机身与大气的摩擦生热、发动机尾部喷口的热尾流与尾焰等,被以红外探测系统为代表的被动探测系统(或者叫光电雷达)截获,最典型的代表就是俄苏-27S型战斗机上列装的OEPS-27型光电探测系统等。而一直以来,据说美军的B-2隐身轰炸机、包括F-22隐身战斗机,为了将自己的雷达、红外隐身性能“做到极致”,在机体上设计了一套极其先进的热量管理装置。这套装置的主要原理,据说就是在机体表面、主要热量产生的位置敷设微型歧管,并在机体内部设计统一的换热器,将外部产生的热量通过换热装置导向特定的方向,以减少整架飞机的热辐射信号。

之前大伊万曾经隐约听说过,说F-22型战斗机的热交换装置采用乙二醇作为冷却液,整套系统重量极大,对于战机的空重、起飞重量有巨大的负面影响,但对于战机的隐身性能也同样意义重大。现在来看,大伊万认为,让B-2隐身轰炸机“犯难”的这套同样使用了乙二醇冷却液的换热器,搞不好就是传说中的“热量管理系统”的组成部分,这也是为何美军急着一定要把它“逆向工程”出来的主要因素,毕竟,如果没有这套系统,B-2型隐身战略轰炸机那极致的隐身性能,怕是要受到影响,这飞机不趴窝才怪呢。

美国为什么要重新“逆向研发”?

说到这里,相信大多数读者又要说“我勒个去”了,一方面可能是为了美国人搞出来的这些黑科技,另一方面则可能是又要开始习惯性地批判美国国内存在的产业空心化问题了。可要大伊万来说吧:

首先,这个可能运用在F-22与B-2轰炸机上的热量管理系统,目前确实没有实锤证实,美国人也没承认过,大伊万也是记得在多年前看过一些相应的描述资料,这下才给“呼应上了”,当然对于咱们来说,美国没有这套黑科技那当然更好了。

其次,大伊万也并不认为缺失的这套换热器,就能和美国国内的产业空心化挂上钩去,或者说这事儿与其赖“产业空心化”,不如说是美国航空工业独特的生产模式导致的。咱们之前科普过,由于美国航空工业的飞机型号多,装备数量大,故而在飞机批产中,采取的是“快速生产、迅速停产并拆毁生产线、转产下一型号”的策略。

B-2型战略轰炸机也一样,对于中国航空工业与中国军迷来说耳熟能详的“生产线不能断、维持最低限度生产”对于美国航空工业来说,完全没那回事,预定订货数量生产完了就拆生产线,因为一方面后面还有更多的型号急等着要批产、另一方面根据资本主义商业逻辑保留生产线明显投入大于产出不利于商业利润。这种生产模式搁在冷战时期问题不大,因为诸多的型号几乎是排着队上生产线,但是搁在冷战结束后,战机研发步伐放慢,批产速度也变慢,显然就不管用了。

实际上美国航空工业因为“转不过思路”已经吃了好几次亏了,最大的亏就是F-22型战斗机批产又停产,停产完了拆生产线,结果现在发现想复产根本拾不起来了。现在来看,B-2隐身战略轰炸机又栽到了这样一个坑里,再考虑到资本主义商业逻辑,在可预计的将来,估计美国空军还有更多的机型会继续栽到这样一个坑里,就让我们继续拭目以待好了。

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