01-15 09:39
2021年，大家最大的期待之一，就是轰20能够公开亮相。虽然1月11日它并未如约而至，但相信在今年内，该来的一定会来。而对于轰20的外形，外界有很多想象。普遍的观点认为，它类似B2和B21，但不会完全模仿两者的气动布局，而是有自己的创新。

轰20可能不是这样的

对于轰20外形的创新点，网上曾有一种设想，采用变体尾翼，即在轰20的尾部配备两片舵面。当舵面放平时，可以充当主翼的一部分，追求隐身最大化。当舵面旋转时，可以充当水平尾翼，追求升力的最大化。而当舵面竖起时，则又可以充当V型尾翼，追求飞机操控和航向稳定的最大化，实在是天才设计。

尾翼平放状态

尾翼竖起状态
尾翼旋转状态

对于这样的天才设计，开始大家以为是网友的空想，但是就在最近，《空气动力学报》发表了一篇名为《一种变体尾翼的气动-隐身特性研究》的文章，对这种变体尾翼进行了详细的阐述，并且还申请了技术专利，这足以说明它的官方背景，轰20还真有可能采用类似的设计。

《空气动力学报》的文章

官方的设计

在《空气动力学报》的文章中，提到“以马赫数0.9、迎角0度为例，尾翼打开45度后，偏航力矩系数对侧滑角导数值从-0.0001增大至0.0004，航向稳定性明显得到改善；马赫数0.9和2.0时，尾翼上反打开45度后，焦点分别后移1.0%和前移5.3%平均气动弦长”。注意，这里提到“马赫数2.0”，也就是说这种飞翼飞行器可能真的具备超音速飞行能力，而且还是较高的马赫数，这与之前外界对轰20的猜测不谋而合。

此前外界的猜测

在大家的印象中，飞行器一旦采用飞翼布局，似乎就和超音速说拜拜了，无论是B2、B21，还是X47B、RQ170都是如此。不过，它们为了追求较好的升力，采用的都是大展弦比飞翼布局，如果改成小展弦设计，辅以强劲的发动机，还是可以实现超音速飞行，甚至是超音速巡航的。

小展弦比飞翼是可以超音速的

还有一种大展弦比设计

不过，飞翼设计本来就存在航向稳定性缺失、航向操纵效能不足等先天缺点，进入超音速飞行之后，这些缺点将会进一步放大。为解决这些问题，航空工程师们也想过了很多办法，比如推力矢量发动机和新流动控制技术，以及开裂式方向舵、嵌入面等阻力式舵面。但发动机推力矢量会降低推力，导致动力不足，而开裂式方向舵和嵌入面存在展向安装要求、需预偏角度等问题，也不容易实现，反而是看起来更科幻的变体尾翼，具有一定的工程基础。

变体尾翼设计很天才

不过如果轰20采用变体尾翼，当尾翼上反时，会不会大幅增加飞机的雷达反射截面，适得其反呢？实际上，的确存在这个问题，通过微波暗室试验证明，尾翼上反45度后，在X~Ku波段隐身能力减弱，HH极化周向角65度附近峰值范围变宽约4度~6度，且尾翼打开后VV极化时，在整个周向角范围内，RCS峰值除了90度附近外，多出了30度、65度和150度方向，比水平尾翼时RCS高出约5 dBsm，可见尾翼打开会显著降低了全机RCS特性。

当时测试出来的隐身性能的波动数据

但是，轰20在大部分飞行阶段，变体尾翼是放平的，以保持最低的RCS反射值，此时它的隐身性能和B2、B21没有太大的区别。真正需要变体尾翼竖起的时候，是在起降阶段，此时无需考虑敌方的雷达探测。而在超音速飞行阶段，由于气动的加热，此时飞机的红外特征将明显高于雷达特征，竖起变体尾翼，会增加雷达反射面积，但不会致命。真正要做的，是考虑如何降低飞机的红外反射特征。

变体尾翼是这样变的

当然，此前网友设想的变体尾翼的第三种状态，即旋转状态，充当水平尾翼，似乎有点“画蛇添足”。一方面，目前的地球科技，还没有合适的材料能够制造出如此强度的转动轴，另一方面，水平尾翼在飞翼上的实现，相对简单，B2和B21都有常规的襟翼，能够控制飞机的仰俯，轰20照此设计就可以了。

正在微波暗室测试的变体尾翼飞行器

值得一提的是，根据《空气动力学报》的文字介绍，有关变体尾翼的这篇文章，早在2018年9月28日就已经收稿了，可以判断提出这种设计的时间更早，似乎与轰20的研制进度不谋而合。也许等到轰20真正掀开幕布的时候，我们会看到理论变成显示那一刻的智慧闪光，我们非常期待。

变体尾翼轰20想象图