| B-2 精神 | |
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| 2006 年 5 月，一架美国空军 B-2 Spirit 飞越太平洋 | |
| 角色 | 隐形 战略 重型轰炸机 |
| 民族血统 | 美国 |
| 制造商 | 诺斯罗普公司 诺斯罗普格鲁曼公司 |
| 第一次飞行 | 1989 年 7 月 17 日 |
| 介绍 | 1997年1月1日 |
| 地位 | 在役 |
| 主要用户 | 美国空军 |
| 出品 | 1987-2000 年 |
| 建造数量 | 21 [1] [2] |
该诺斯罗普（后来诺斯罗普·格鲁曼公司）B-2幽灵，也被称为隐形轰炸机，是美国的重型 战略轰炸机，具有低可探测隐身技术，用于穿透密集的防空防御。在冷战期间设计，它是一个飞翼设计，有两名机组人员。[1] [3]轰炸机是亚音速的，可以部署常规和热核武器，例如高达 80 磅的 500 磅级（230 公斤）Mk 82 JDAM GPS制导炸弹，或十六颗 2,400 磅（1,100 公斤）B83 核弹。B-2 是唯一公认的能够以隐身配置携带大型空对地 防区外武器的飞机。
卡特政府期间在“先进技术轰炸机”（ATB）项目下开始开发；它的预期性能是总统取消具有 2 马赫能力的B-1A 轰炸机的原因之一。ATB 项目在里根政府期间继续进行，但对其引入延迟的担忧导致 B-1 计划的恢复。程序成本在整个开发过程中都在上升。由诺斯罗普公司（后来的诺斯罗普格鲁曼公司）设计和制造，每架飞机的平均成本为 7.37 亿美元（1997 年美元）。[4]每架飞机的总采购成本平均为 9.29 亿美元，其中包括备件、设备、改造和软件支持。[4] 1997 年，包括开发、工程和测试在内的计划总成本平均为每架飞机 21.3 亿美元。[4]
由于其庞大的资本和运营成本，该项目在美国国会引起争议。对的缠绕向下的冷战在20世纪80年代后期部分大大降低了飞机，其目的是与苏联渗透的意图需要空域，攻击高价值目标。在 1980 年代后期和 1990 年代，国会将购买 132 架轰炸机的计划削减至 21 架。2008 年，一架 B-2在起飞后不久坠毁，但机组人员安全弹射。[5]截至 2018 年，有 20 架 B-2 在美国空军服役，计划将它们运行到 2032 年，届时诺斯罗普格鲁曼公司的 B-21 Raider将取代它。[6]
B-2 能够执行最远 50,000 英尺（15,000 米）的全海拔攻击任务，使用内部燃料的射程超过 6,000 海里（6,900 英里；11,000 公里）和超过 10,000 海里（12,000 英里；19,000 公里）公里）与一次空中加油。它于 1997 年投入使用，是继洛克希德 F-117 夜鹰攻击机之后第二架采用先进隐身技术的飞机。虽然 B-2 最初设计为主要用作核轰炸机，但在 1999年的科索沃战争中，B-2 首次用于空投常规非核弹药。后来它在伊拉克、阿富汗和利比亚服役。[7]
发展[编辑]
起源[编辑]
到 1970 年代中期，军用飞机设计师已经学会了一种避开导弹和拦截器的新方法，今天称为“隐身”。这个概念是建造一架飞机，其机身可以偏转或吸收雷达信号，因此几乎没有反射回雷达单元。具有雷达隐身特性的飞机几乎可以在不被发现的情况下飞行，并且只能受到不依赖雷达的武器和系统的攻击。尽管存在其他探测措施，例如人类观察、红外扫描仪、声学定位器，但它们相对较短的探测范围或不发达的技术使大多数飞机飞行时未被发现，或者至少未被跟踪，尤其是在夜间。[8]
1974 年，DARPA要求美国航空公司提供有关飞机的最大雷达截面的信息，该截面将保持雷达有效隐形。[9]最初，Northrop和McDonnell Douglas被选中进行进一步开发。洛克希德过经验在这一领域由于显影洛克希德A-12和SR-71，其中包括了一些隐蔽的特征，特别是它的倾斜的垂直稳定，使用中的关键位置的复合材料，和在整个表面光洁度radar-吸漆. 一个关键的改进是引入了计算机模型，用于预测平面的雷达反射，收集的数据推动了“多面”飞机的设计。第一个此类设计的开发始于 1975 年的“绝望钻石”，洛克希德公司为测试这一概念而制造的模型。[10]
到 1975 年夏天，DARPA 启动了实验生存性试验台 (XST) 项目，计划得到了很好的推进。诺斯罗普和洛克希德在第一轮测试中获得了合同。洛克希德公司于 1976 年 4 月获得了第二轮测试的唯一奖项，导致了Have Blue计划和最终的F-117隐形攻击机。[11]诺斯罗普还拥有一架机密技术演示飞机，即1979 年在51 区开发的默蓝。它开发了隐形技术、LO（低可观测性）、电传飞行、曲面、复合材料、电子情报 (ELINT) 和战场监视飞机实验 (BSAX)。“从该计划开发的隐形技术后来被纳入其他作战飞机设计，包括 B-2 隐形轰炸机”。[12]
ATB 程序[编辑]
到 1976 年，这些计划已经发展到远程战略隐形轰炸机似乎可行的地步。卡特总统在 1977 年意识到这些事态发展，这似乎是 B-1 被取消的主要原因之一。[13] 1978 年初进行了进一步的研究，此时 Have Blue 平台已经飞行并证明了这些概念。在1979 年的1980 年总统竞选活动中，罗纳德·里根( Ronald Reagan)一再表示卡特的防守薄弱，并以 B-1 为例。作为回应，卡特政府于 1980 年 8 月 22 日公开披露，美国国防部正在努力开发包括轰炸机在内的隐形飞机。[14]
先进技术轰炸机 (ATB) 计划于 1979 年开始。[15]黑色项目的全面发展紧随其后，并以代号“极光”获得资助。[16]在对这些公司的提案进行评估后，ATB 的竞争范围缩小到Northrop / Boeing和Lockheed / Rockwell团队，每个团队都收到一份研究合同以进行进一步的工作。[15]两支球队都使用了飞翼设计。[16]诺斯罗普的提案代号为“Senior Ice”，洛克希德的提案代号为“ Senior Peg ”。[17]诺斯罗普之前有开发YB-35和YB-49飞翼飞机的经验。[18]诺斯罗普的设计更大，而洛克希德的设计包括一个小尾巴。[16] 1979 年，设计师Hal Markarian绘制了飞机的草图，该草图与最终设计具有相当大的相似性。[19]空军原计划采购 165 架 ATB 轰炸机。[1]
诺斯罗普团队的 ATB 设计于 1981 年 10 月 20 日被选中而不是洛克希德/罗克韦尔的设计。[15] [20]诺斯罗普的设计获得了 B-2 的名称和“精神”的名称。轰炸机的设计在 1980 年代中期发生了变化，当时任务剖面从高空变为低空、地形跟随。重新设计使 B-2 的首飞推迟了两年，并使该项目的成本增加了约 10 亿美元。[14]到 1989 年，估计有 230 亿美元被秘密用于B-2 的研发。[21] 麻省理工学院的工程师和科学家在 1980 年代根据五年机密合同帮助评估了该飞机的任务有效性。[22]
保密和间谍活动[编辑]
在其设计和开发过程中，诺斯罗普 B-2 项目是一个“黑色”项目，要求所有项目人员在向公众披露之前获得秘密许可。[23]与洛克希德 F-117项目不同，后者也是一个黑色项目（在设计和开发时很少有人知道其存在的军事项目类型）美国联邦政府中有更多人了解 B-2，并且可以获得有关该项目的更多信息。在开发和服役期间，都付出了相当大的努力来维护 B-2 的设计和技术的安全性。大多数（如果不是全部）从事 B-2 工作的人员必须达到一定程度的特殊准入许可，并接受由空军特殊部门进行的广泛背景调查。[24]
在制造方面，收购了位于加利福尼亚州皮科里维拉的前福特汽车组装厂并对其进行了大量重建；工厂的员工发誓对他们的工作完全保密。为了避免怀疑的可能性，组件通常是通过幌子公司购买的，军事官员会不穿制服来访，工作人员经常接受测谎仪检查。到目前为止，政府问责办公室(GAO) 和几乎所有国会议员对有关该计划的几乎所有信息的访问都受到严格限制，直到 1980 年代中期。[25]Northrop（现在的 Northrop Grumman）是 B-2 的主要承包商；主要的分包商包括波音、休斯飞机（现为雷神）、通用电气和沃特飞机。[7]
1984年，诺斯罗普员工，托马斯·卡瓦诺涉嫌试图出售机密情报给苏联的联盟; 该信息来自诺斯罗普位于加利福尼亚州的 Pico Rivera 工厂。[26]卡瓦诺最终被判处终身监禁，并于 2001 年假释。
B-2轰炸机首次在公开显示在1988年11月22日美国空军42号工厂在加州Palmdale，在那里组装。这种观看受到严格限制，不允许客人看到 B-2 的后部。然而，《航空周刊》的编辑发现展示区上方没有空域限制，并拍摄了飞机当时秘密的后部[27] 的航拍照片，并抑制了发动机排气。[需要引用] B-2 (s/n 82-1066 / AV-1) 的首次公开飞行是在 1989 年 7 月 17 日从帕姆代尔飞往爱德华兹空军基地。[27]
2005 年 10 月，B-2 推进系统设计工程师Noshir Gowadia因向中国出售 B-2 相关机密信息而被捕。[28] Gowadia 因他的行为被定罪并被判处 32 年监禁。[29]
计划成本和采购[编辑]
1980 年代中期计划采购 132 架飞机，但后来减少到 75 架。[30]到 1990 年代初，苏联解体，有效地消除了精神号的主要冷战任务。在预算压力和国会反对下，乔治·HW·布什总统在 1992 年的国情咨文中宣布 B-2 的生产将限制在 20 架飞机。[31]然而，在 1996 年，克林顿政府虽然最初承诺停止生产 20 架轰炸机，但授权将第 21 架轰炸机（原型测试模型）转换为 Block 30 全面运行状态，成本接近 500 美元百万。[32]1995 年，诺斯罗普向美国空军提出建议，再建造 20 架飞机，每架飞机的飞行成本为 5.66 亿美元。[33]
该计划因其对美国纳税人的成本而成为公众争议的主题。1996年，总审计局披露（GAO）表示，美国空军的B-2轰炸机“将是迄今为止最昂贵的轰炸机上的每架飞机的基础上运作”，耗资超过三倍之多，B-1B（每年 960 万美元），是 B-52H（每年 680 万美元）的四倍多。1997 年 9 月，B-2 飞行每小时需要轮流维护 119 小时。B-52 和 B-1B 的可比维护需求分别为每小时飞行 53 小时和 60 小时。造成这一成本的一个关键原因是为轰炸机的 172 英尺 (52 m) 翼展提供足够大的空调机库，这是保持飞机的隐身性能所必需的，尤其是其“低可观察性”隐身蒙皮。[34] [35]每架飞机每月的维护成本约为 340 万美元。[36]1995 年 8 月 GAO 的一份报告披露 B-2 在大雨中无法运行，因为大雨可能会损坏飞机的隐形涂层，导致采购延迟，直到找到足够的保护涂层。此外，B-2 的地形跟踪/地形避让雷达难以区分雨水和其他障碍物，导致子系统在下雨时无法运行。[37]然而，随后在 1996 年 10 月的一份报告指出，空军在通过软件修复解决雷达问题方面取得了一些进展，并希望在 1997 年春季之前对这些修复进行测试。[38]
与该计划有关的“军事建设”总费用按 1997 年美元计算预计为 5.536 亿美元。仅以 154.8 亿美元的机队成本计算，每架 B-2 的采购成本按 1997 年美元计算为 7.37 亿美元。[4] GAO 报告中详述的每架飞机的采购成本，包括备件和软件支持，按 1997 年美元计算，每架飞机的采购成本为 9.29 亿美元。[4]
预计到 2004 年的计划总费用按 1997 年美元计算为 447.5 亿美元。这包括开发、采购、设施、施工和备件。每架飞机的总计划成本平均为 21.3 亿美元。[4] B-2 在 2010 年的运行成本可能高达每飞行小时 135,000 美元，大约是 B-52 和 B-1 的两倍。[39] [40]
反对派[编辑]
在考虑 1990 财政年度国防预算时，众议院军事委员会从 B-2研发预算中削减了 8 亿美元，同时推迟了结束该项目的动议。委员会和国会中的反对意见大多是广泛的和两党的，国会议员Ron Dellums (D-CA)、John Kasich (R-OH) 和John G. Rowland (R-CT) 也批准了结束该项目的动议参议院中的其他人，包括吉姆·埃克森(D-NE) 和约翰·麦凯恩(R-AZ) 也反对该项目。[41]尤其是 Dellums 和 Kasich，从 1989 年到 1990 年代初，他们一起将生产限制在 21 架飞机，并最终取得了成功。[42]
B-2 计划不断增加的成本和飞机躲避雷达探测能力存在缺陷的证据[41]是促使反对继续该计划的因素之一。在 1989 年规定的生产高峰期，计划要求每年在 1989 年花费 70 亿美元至 80 亿美元，委员会主席莱斯·阿斯平(D-WI) 表示“在财务上不会飞”。[43] 1990年，美国国防部指控诺斯罗普在飞行控制系统中使用了有缺陷的组件；还发现需要重新设计工作以降低因鸟类吸入而损坏发动机风扇叶片的风险。[44]
随着时间的推移，一些著名的国会议员开始反对该计划的扩大，包括后来的民主党总统候选人约翰克里，他在 1989 年、1991 年和 1992 年投票反对 B-2，而美国参议员则代表马萨诸塞州。到 1992 年，共和党总统乔治 HW 布什呼吁取消 B-2，并承诺在苏联解体后削减 30% 的军费开支。[45] 1995年十月，前美国空军参谋长，一般迈克瑞安，和参谋长联席会议前主席，秘书长约翰·沙利卡什维利，强烈建议反对国会采取行动为购买任何额外的 B-2 提供资金，认为这样做将需要对现有的常规和具有核能力的飞机进行不可接受的削减，[46]并且军方在支出有限的预算方面有更大的优先权. [47]
一些 B-2 支持者认为，再采购 20 架飞机会节省资金，因为 B-2 将能够深入渗透防空防御系统并使用低成本的短程攻击武器，而不是昂贵的防区外武器。然而，在 1995 年，国会预算办公室(CBO) 及其国家安全分析主任发现，在 1995 年的头两周内，增加的 B-2 将使消耗弹药的成本减少不到 20 亿美元。空军预测轰炸机将在冲突中做出最大贡献；CBO 预计增加 20 架 B-2 的生命周期成本为 268 亿美元（以 1995 年美元计）的一小部分。[48]
1997年，作为高级成员的的众议院军事委员会和国家安全委员会，国会议员罗恩·德勒姆斯（d-CA），轰炸机的长期对手，引五个独立的研究，并提出一项修正案，那年的国防授权法案将轰炸机的生产限制在现有的 21 架飞机上；修正案以微弱优势被否决。[49]尽管如此，国会并未批准为额外的 B-2 提供资金。
进一步发展[编辑]
许多升级包已应用于 B-2。2008年7月，B-2的机载计算架构进行了广泛的重新设计；它现在包含一个新的集成处理单元 (IPU)，通过新安装的光纤网络与整个飞机的系统进行通信；还开发了新版本的操作飞行程序软件，将旧代码从JOVIAL编程语言转换为标准C语言。[50] [51]武器控制系统也进行了更新，以便能够打击移动目标，例如地面车辆。[52]
2008 年 12 月 29 日，空军官员与诺斯罗普格鲁曼公司签订了一份价值 4.68 亿美元的合同，用于对 B-2 机队的雷达进行现代化改造。[53]由于美国商务部已将该无线电频谱出售给另一家运营商，因此需要更改雷达的频率。[54] 2009 年 7 月，据报道 B-2 成功通过了美国空军的一次重大审计。[55] 2010 年，空军研究实验室公开了一种新材料，用于受发动机排气影响的机翼后缘部分，取代现有的快速降解材料。[56]
2010 年 7 月，政治分析家丽贝卡·格兰特 (Rebecca Grant) 推测，当 B-2 无法可靠地穿透敌人的防御时，洛克希德·马丁公司的 F-35 闪电 II可能会承担其打击/拦截任务，携带B61 核弹作为战术轰炸机。[57]然而，在 2012 年 3 月，五角大楼宣布将开始一项耗资 20 亿美元、为期 10 年的 B-2 机队现代化改造计划。主要改进领域将是更换过时的航空电子设备和设备。[58]正如怀特曼空军基地的一名 B-2 指挥官在 2021 年 4 月所暗示的那样，持续的现代化努力可能一直在秘密进行，这可能表明其具有对抗威胁防空系统和飞机的进攻性武器能力。他说：
2011 年有报道称，五角大楼正在评估一种无人隐形轰炸机，称为“迷你 B-2”，作为在不久的将来的潜在替代品。[60] 2012年，空军参谋长诺顿施瓦茨将军表示，B-2 1980年代的隐身技术将使其在未来有争议的空域中的生存能力降低，因此尽管整体预算削减，美国空军仍将继续使用下一代轰炸机. [61]在 2012 年的预测中，估计下一代轰炸机的总成本为 550 亿美元。[62]
2013 年，美国空军签订了防御管理系统现代化计划，以更换天线系统和其他电子设备，以提高 B-2 的频率感知能力。[63]通用甚低频接收器升级将允许 B-2 使用与俄亥俄级潜艇相同的极低频传输，以便在移动用户目标系统部署之前继续执行核任务。[64] 2014年，美国空军概述了一系列升级，包括核作战、新的综合处理单元、携带巡航导弹的能力和威胁预警改进。[65]
1998 年，一个国会小组建议空军将资源从持续生产的 B-2 上重新集中，转而开始开发一种新的轰炸机，无论是新制造的还是 B-2 的改型。在 1999 年的轰炸机路线图中，空军回避了专家组的建议，认为其目前的轰炸机机队可以维持到 2030 年代。该服务认为，开发可以在 2013 年开始，及时更换老化的 B-2、B-1 和 B-52，大约在 2037 年左右。[66] [67]
尽管空军此前计划将 B-2 运营至 2058 年，但他们 2019 财年的预算将其退役时间提前至“不迟于 2032 年”。它还将 B-1 的退役时间推迟到 2036 年，同时将 B-52 的使用寿命延长至 2050 年代，因为后者的维护成本较低、常规有效载荷通用且能够携带核巡航导弹（B-1 是条约中的一项） - 禁止这样做）。提前退役 B-2 的决定是因为 20 架小型机队被认为每架飞机的成本太高而无法保留，随着B-21 Raider从中期开始的引入，其隐形轰炸机的地位被取代2020 年代。[6]
设计[编辑]
概述[编辑]
B-2 Spirit 的开发是为了接管美国空军的重要渗透任务，能够深入敌方领土部署可能包括核武器的军械。[68] B-2 是一种飞翼飞机，这意味着它没有机身或尾部。[68]与以前的轰炸机相比，它具有显着的优势，因为它融合了低可观测技术、高空气动力效率和大有效载荷。低可观察性在高空提供了更大的行动自由，从而增加了机载传感器的范围和视野。美国空军报告其射程约为 6,000海里（6,900 英里；11,000 公里）。[7] [69]在巡航高度，B-2每六小时加油一次，一次最多可加注50 短吨（45,000 公斤）燃油。[70]
B-2 的开发和建造需要开创性地使用计算机辅助设计和制造技术，因为其复杂的飞行特性和设计要求，以保持对多种探测手段的极低能见度。[68] [71] B-2 与早期的诺斯罗普飞机相似；在YB-35和YB-49被认为已经在发展，在20世纪50年代初被取消，这两个飞翼轰炸机，[72]据称出于政治原因。[73]相似之处就在于 B-2 和 YB-49 具有相同的翼展。[74] [75] YB-49 也有一个小的雷达截面. [76] [77]
大约 80 名飞行员驾驶 B-2。[70]每架飞机有两名机组人员，一名飞行员在左侧座位上，任务指挥官在右侧，[7]并在需要时提供第三名机组人员。[78]作为比较，B-1B 有 4 名机组人员，B-52 有 5 名机组人员。[7] B-2 高度自动化，与大多数两座飞机不同，一名机组人员可以睡在露营床上、使用厕所或准备热饭，而另一名机组人员则可以监控飞机。进行了广泛的睡眠周期和疲劳研究，以提高机组人员在长途飞行中的表现。[70] [79] [80]高级培训在美国空军武器学校。[81]
武器装备[编辑]
在设想的冷战情景中，B-2 将执行深入核打击任务，利用其隐身能力在整个任务中避免被发现和拦截。[82]有两个内部炸弹舱，弹药储存在一个旋转发射器或两个炸弹架上；与外部安装弹药相比，在内部装载武器装载导致雷达能见度更低。[83] [84] B-2 能够携带 40,000 磅（18,000 公斤）的弹药。[7]核弹包括B61和B83核弹；的AGM-129 ACM巡航导弹的目的还在于为B-2的平台上使用。[84] [85]
鉴于苏联解体，决定装备 B-2 以进行常规精确攻击以及核打击的战略作用。[82] [86] B-2 具有复杂的 GPS 辅助瞄准系统 (GATS)，该系统使用飞机的APQ-181 合成孔径雷达在部署GPS辅助炸弹 ( GAM )之前绘制目标，后来被取代该联合直接攻击弹药（JDAM）。在 B-2 的原始配置中，最多可以部署 16 个 GAM 或 JDAM；[87] 2004 年的一项升级计划将最大载弹量提高到 80 枚 JDAM。[88]
B-2 拥有多种常规武器，能够装备Mark 82和Mark 84 炸弹、CBU-87 复合效应弹药、GATOR 地雷和CBU-97 传感器引信武器。[89] 2009 年 7 月，诺斯罗普·格鲁曼公司 (Northrop Grumman) 报告说，B-2 与部署 30,000 磅（14,000 千克）大规模军械穿甲弹（MOP）所需的设备兼容，该穿甲弹旨在攻击加固掩体；B-2 的炸弹舱最多可以配备两个MOP，每个舱一个，[90] B-2 是截至 2012 年唯一与 MOP 兼容的平台。[58]截至 2011 年，AGM-158 JASSM 巡航导弹是一种即将部署在 B-2 和其他平台上的防区外弹药。[91]紧随其后的是远程防区外武器，这可能使 B-2 首次具备防区外核能力。[92]
航空电子设备和系统[编辑]
为了让 B-2 比以前的轰炸机更有效，它的设计中融入了许多先进和现代的航空电子系统；在转向常规战争任务后，这些已被修改和改进。一个系统是低拦截概率 AN/APQ-181多模雷达，一种集成地形跟随雷达和全球定位系统（GPS）制导的全数字导航系统，NAS-26天文惯性导航系统（第一这种系统在 Northrop SM-62 Snark巡航导弹上进行了测试）[93]和防御管理系统 (DMS)，以通知机组人员可能的威胁。[88]机载 DMS 能够自动评估已识别威胁和指示目标的检测能力。[94] DMS 将在 2021 年升级，以检测防空系统的雷达发射，以便在飞行中更改自动路由器的任务规划信息，以便它可以快速接收新数据以规划路线，从而最大限度地减少危险。[95]
出于安全和故障检测目的，机载测试系统与 B-2 上的大多数航空电子设备相连，以持续监控数千个组件和消耗品的性能和状态；它还为地勤人员提供任务后维修说明。[96] 2008 年，B-2 上的 136 [97] 台独立分布式计算机中的许多计算机，包括主飞行管理计算机，都被一个单一的集成系统所取代。[98]所述的航空电子设备是由13控制EMP抗性1750计算机的计算机，它们通过26相互连接MIL-STD-1553 B-总线; 其他系统元素通过光纤。[99]
除了定期软件升级和在整个机队中引入新的雷达吸收材料外，B-2 还对其航空电子设备和作战系统进行了几次重大升级。对于战场通信，Link-16和高频卫星链路均已安装，并已与各种新弹药兼容，并且 AN/APQ-181 雷达的工作频率已转移，以避免干扰其他运营商的设备。[88]升级后的雷达阵列被完全替换，使 AN/APQ-181 成为有源电子扫描阵列(AESA) 雷达。[100]由于 B-2 的复合结构，它需要保持 40 英里（64 公里）的距离雷雨天气，避免静电放电和雷击。[81]
飞行控制[编辑]
为了解决飞翼飞机固有的飞行不稳定性，B-2 使用复杂的四联计算机控制电传飞行控制系统，无需飞行员直接输入即可自动操纵飞行表面和设置，以保持飞机的稳定性。[101]飞行计算机通过皮托管接收有关外部条件的信息，例如飞机的当前空速和攻角，而不是传统的皮托管，这会削弱飞机的隐身能力。[102]飞行驱动系统包含液压和电动伺服驱动组件，其设计具有高水平的冗余和故障诊断能力。[103]
诺斯罗普研究了几种应用方向控制的方法，这些方法会尽可能少地侵犯飞机的雷达剖面，最终决定将分离式刹车舵和不同推力相结合。[94]发动机推力很早就成为 B-2 空气动力学设计过程的关键要素；推力不仅会影响阻力和升力，还会影响俯仰和滚动运动。[104]四对控制面位于机翼后缘；虽然大多数表面都用于整个飞机的飞行包线，但内部升降副翼通常仅在低速下使用，例如着陆。[105]为避免起飞期间潜在的接触损坏并提供机头向下俯仰姿态，所有升降副翼在起飞期间保持下垂，直到达到足够高的空速。[105]
隐身[编辑]
B-2 的低可观察性或“隐身”特性使复杂的防空防御系统能够不被发现地渗透，甚至可以攻击防御严密的目标。这种隐身来自减少的声学、红外、视觉和雷达特征（多光谱伪装）的组合，以逃避可用于检测和用于直接攻击飞机的各种检测系统。B-2的隐身可以减少需要提供空中掩护、压制敌人防空和电子对抗的支援飞机，使轰炸机成为“力量倍增器”。”。截至 2013 年 9 月，还没有在 B-2 上发射导弹的实例。[70]
为了降低白天飞行时的光学能见度，B-2 涂有抗反射涂料。[84]底部是黑色的，因为它在高海拔（50,000 英尺（15,000 米））飞行，在那个高度，深灰色的绘画很好地融入了天空。据推测，它有一个朝上的光传感器，可以提醒飞行员增加或降低高度以匹配天空的光照度变化。[106]最初的设计有用于抑制凝结尾迹的化学物质的罐，但在生产飞机中被一个凝结尾迹传感器取代，当机组人员应该改变高度时，它会提醒机组人员。[107]B-2 在 20 海里（23 英里；37 公里）或更短的距离内容易被目视拦截。[70] B-2 被存放在一个价值 500 万美元的专用空调机库中，以保持其隐形涂层。每隔七年，我们会用结晶小麦淀粉仔细去除这种涂层，以便检查 B-2 的表面是否有任何凹痕或划痕。[108]
雷达[编辑]
据报道，B-2 的雷达截面(RCS) 约为 0.1 m 2 (1.1 sq ft)。[109]轰炸机并不总是隐身飞行；当接近防空系统时，飞行员会“隐身”B-2，这种机动的细节是秘密的。这架飞机是隐形的，除了在炸弹舱打开时短暂地出现。B-2 干净、低阻力的飞翼配置不仅提供了卓越的航程，而且有利于减少其雷达剖面。[68] [110]飞翼设计最类似于所谓的无限平板（因为垂直控制面显着增加了 RCS），完美的隐形形状，因为它没有角度来反射雷达波（最初，诺斯罗普 ATB 概念的形状是平；它根据具体的军事要求逐渐增加体积）。[111]没有垂直表面来横向反射雷达，侧面雷达横截面也会减少。[112]在较低频段（S 或 L 频段）工作的雷达能够检测和跟踪某些具有多个控制面的隐形飞机，如鸭翼或垂直稳定器，其中频率波长可能超过某个阈值并引起共振影响。[113]
已经在英国皇家空军的Avro Vulcan战略轰炸机[114]和美国空军的F-117 Nighthawk 夜鹰上观察到由于外形原因导致 RCS 减少。F-117在 1970 年代初期的开发过程中（参见Lockheed Have Blue）使用平面（刻面技术）来控制雷达回波，该技术仅允许在简单的平面上模拟雷达反射；1980 年代计算的进步使得在更复杂的曲面上模拟雷达回波成为可能。[115] B-2 由许多弯曲和圆形的表面组成，穿过其暴露的机身，以偏转雷达波束。这种技术被称为连续曲率，由于计算流体动力学的进步而成为可能，并首先在诺斯罗普默蓝上进行了测试。[116] [117]
红外线[编辑]
一些分析家声称红外搜索和跟踪系统 (IRST) 可以部署在隐形飞机上，因为任何飞机表面都会因空气摩擦而升温，并且使用双通道 IRST 可以通过差异检测 CO2（4.3 µm 吸收最大值）比较低通道和高通道。[118] [119]
将发动机深埋在机身内部还可以最大限度地减少排气的热能见度或红外线特征。[84] [120]在发动机进气口处，来自主进气口下方边界层的冷空气进入机身（边界层吸入，首次在诺斯罗普 X-21上进行测试）并在喷嘴之前与热废气混合（类似于瑞安 AQM-91 萤火虫）。根据Stefan-Boltzmann 定律，这会导致更少的能量（热辐射在红外光谱中）被释放，从而减少了热特征。产生的较冷空气在由耐热碳纤维增强聚合物和钛合金元素组成的表面上传导，这些元素将空气横向分散，以加速其冷却。[99] B-2 没有加力燃烧室，因为热排气会增加红外信号；打破音障会产生明显的音爆以及飞机蒙皮的空气动力加热，这也会增加红外特征。
材料[编辑]
根据惠更斯-菲涅耳原理，即使是非常平坦的平板也会反射雷达波，尽管比信号以直角反弹时要少得多。通过使用各种雷达吸收材料(RAM) 来吸收和中和雷达波束，进一步减少了其雷达特征。B-2 的大部分部件由碳-石墨 复合材料制成，该材料比钢更坚固，比铝更轻，并能吸收大量雷达能量。[72]
B-2 以异常严格的工程公差组装以避免泄漏，因为它们可能会增加其雷达特征。[79]替代高频材料 (AHFM) 和自动化材料应用方法等创新也被纳入，以提高飞机的雷达吸收性能并减少维护要求。[84] [121] 2004 年初，诺斯罗普·格鲁曼公司开始将新开发的 AHFM 应用于 B-2 作战飞机。[122]为了保护其复杂的雷达吸收材料和涂层的操作完整性，每架 B-2 都被保存在一个气候控制机库（超大型可部署飞机机库系统）内，其大小足以容纳其 172 英尺（52 m）的翼展。[123]
庇护所系统[编辑]
B-2 由称为 B-2 庇护所系统 (B2SS) 的便携式环境控制机库提供支持。[124] [125]机库由美国太空框架制造商公司建造，每个成本约为 500 万美元。[125] 1998 年，当发现通过安徒生空军基地的B-2没有进行所需的气候控制环境维护操作时，出现了对专用机库的需求。[124] [125] 2003年，B2SS计划由埃格林空军基地的作战支援系统计划办公室管理。[124]众所周知，B2SS 机库已部署到海军支援设施 Diego Garcia和英国皇家空军费尔福德。[124] [125]
运营历史[编辑]
1990 年代[编辑]
所述第一操作的飞机，命名为密苏里精神即被送往怀特曼空军基地，密苏里州，其中该车队是基于，在12月17日1993年[126]的B-2 1 1997年1月达到初始作战能力（IOC）。[127] B-2 的仓库维护由美国空军承包商支持完成，并在廷克空军基地的俄克拉荷马市空中后勤中心进行管理。[7]最初设计用于运载核武器，现代用途已转向具有常规和核能力的灵活角色。[84]
B-2 的作战首秀是在 1999 年的科索沃战争期间。在美国参与战争的前八周内，它负责摧毁 33% 的选定塞尔维亚轰炸目标。[7]在这场战争中，六架 B-2 从他们位于密苏里的基地直飞南斯拉夫并返回，共计 30 小时。尽管轰炸机在北约总共 34,000 架次出动中占了 50 架次，但它们投下了所有炸弹的 11%。[128] B-2 是第一架在科索沃战斗中部署 GPS 卫星制导JDAM“智能炸弹”的飞机。[129] JDAM 和精确制导弹药的使用有效地取代了有争议的地毯式轰炸策略。，因为它在之前的冲突中造成了不分青红皂白的平民伤亡，例如 1991 年海湾战争，因此受到严厉批评。[130] 1999年5月7日，一架B-2向中国大使馆投掷了5枚JDAM，炸死了几名工作人员。[131]那时，B-2 已经在南斯拉夫投下了 500 枚炸弹。[132]
2000 年代[编辑]
B-2 在阿富汗服役，打击地面目标以支持持久自由行动。在空中加油支持下，B-2 执行了迄今为止最长的任务之一，从密苏里州的怀特曼空军基地到阿富汗再返回。[7]从 2003 年起，作为美国在该地区军事集结的一部分，B-2 将驻扎在中东。[133]
B-2 的战斗使用先于美国空军于 2003 年 12 月宣布“完全作战能力”。[7]五角大楼的 2003 年作战测试和评估年度报告指出，B-2 在 2003 财年的适用性仍然不足，主要是由于 B-2 的低可观察涂层的可维护性。评估还指出，防御性航空电子设备套件存在“弹出威胁”的缺点。[7] [134]
在伊拉克战争期间，B-2 在迪戈加西亚和一个未公开的“前沿作战地点”运营。伊拉克的其他出击也从怀特曼空军基地起飞。[7]截至 2013 年 9 月，最长的作战任务为 44.3 小时。[70] “前沿作战地点”先前已被指定为安德森空军基地在关岛和皇家空军费尔福德在英国，在那里新的气候控制机库已经建成。B-2 已经从怀特曼空军基地执行了 27 架次，从前沿作战地点执行了 22 架次，释放了超过 1,500,000 磅（680,000 公斤）的弹药，[7]包括2003年的583枚JDAM“智能炸弹”。[88]
2010 年代[编辑]
为了应对空军内部的组织问题和重大错误，[135] [136]所有 B-2 以及具有核能力的 B-52 和空军的洲际弹道导弹（ICBM）都被2010 年 2 月 1 日转移到新成立的空军全球打击司令部。[137] [138]
2011 年 3 月，B-2 成为第一架在奥德赛黎明行动中投入使用的美国飞机，联合国授权在利比亚禁飞区进行执法。三架 B-2 向利比亚机场投掷了 40 枚炸弹，以支持联合国禁飞区。[139] B-2从美国本土直接飞越大西洋飞往利比亚；在每次往返任务中，一架 B-2 由盟军加油机加油四次。[140] [141]
2011年8月，纽约人报告说，2011年5月美国特种作战突袭之前阿伯塔巴德，巴基斯坦是导致拉登的死亡，美国官员曾考虑由一个或多个B-2轰炸机作为一种替代的空袭; 由于使用地堡破坏炸弹对该地区的民用建筑造成损坏，空袭被拒绝。[142]也有人担心空袭会导致很难确定本拉登的遗体，因此很难确认他的死因。[143]
2013 年 3 月 28 日，两架 B-2 从密苏里州的怀特曼空军基地飞往韩国，往返飞行 13,000 英里（21,000 公里），向 Jik Do 靶场投放了假弹药。该任务是韩美年度军事演习的一部分，是 B-2 首次飞越朝鲜半岛。朝鲜和韩国之间的紧张局势很高；演习结束后，朝鲜抗议 B-2 的参与，并威胁对韩国和美国进行报复性核打击。[144] [145]
2017 年 1 月 18 日，两架 B-2 轰炸机袭击了利比亚苏尔特西南 19 英里（30 公里）处的 ISIS 训练营，杀死了大约 85 名武装分子。B-2 一起投下了 108 颗 500 磅（230 公斤）精确制导联合直接攻击弹药(JDAM) 炸弹。在这些袭击之后，一架MQ-9 Reaper无人机发射了地狱火导弹。每架 B-2 从密苏里州怀特曼空军基地执行一次 33 小时的往返飞行任务，在旅途中进行四到五次（账户不同）加油。[146] [147]
操作员[编辑]
美国空军（20 架现役飞机）
- 第 13 轰炸机中队2005 年至今
- 第 325 轰炸机中队 1998–2005
- 第 393 轰炸机中队1993 年–至今
- 第394战斗训练中队1996-2018
- 空战司令部
- 第 72 测试和评估中队（怀特曼空军基地，密苏里州）1998 年至今
- 第 325 武器中队– 怀特曼空军基地，密苏里州 2005 年至今
- 第 715 武器中队2003–2005
- 空军国民警卫队
- 第 131 轰炸联队（助理）——怀特曼空军基地，密苏里州 2009 年至今
- 第 412 测试联队-加利福尼亚州爱德华兹空军基地（拥有一架 B-2）
- 第 419 飞行试验中队1997 年至今
- 第 420 飞行试验中队1992–1997
- 空军系统司令部
- 第 6510 测试联队 – 爱德华兹空军基地，加利福尼亚 1989–1992
- 第6520飞行试验中队
事故[编辑]
2008年2月23日，B-2“AV-12”堪萨斯精神从起飞后不久坠毁在跑道上安德森空军基地在关岛。[148] 堪萨斯的精神已被操作的第393次炸弹中队，第509轰炸机联队，怀特曼空军基地，密苏里州，并已记录的5176飞行小时。两名机组人员安全地从飞机上弹出。飞机被毁，船体损失达 14 亿美元。[149] [150]事故发生后，空军取消了 B-2 机队的运行状态，直到 53 天后的 2008 年 4 月 15 日才清除机队的飞行状态。[151]后来确定坠机原因是飞机的端口传感器受潮空气数据校准期间的单位，这会扭曲发送到轰炸机空气数据系统的信息。结果，飞行控制计算机计算出不准确的空速和负迎角，导致飞机在起飞时向上俯仰 30 度。[152]这是 B-2 的第一次坠毁，也是 2021 年唯一的损失。
2010 年 2 月，另一起涉及 B-2 的严重事故发生在安德森空军基地。涉及的飞机是 AV-11 Spirit of Washington。这架飞机在地面上被大火严重损坏，并进行了18个月的维修，以使其能够飞回大陆进行更全面的维修。[153] [154] 华盛顿精神号在 2013 年 12 月被修复并重新投入使用。[155] [156]在事故发生时，美国空军没有接受过处理 B-2 排气管火灾的培训。[157]
2021 年 9 月 13 日至 14 日晚上，一架 B-2在其基地怀特曼空军基地紧急降落。飞机着陆并离开跑道进入草地并停在左侧。原因正在调查中。[158]
展出的飞机[编辑]
空军没有退役的 B-2 可供展出。B-2 在各种航展上定期出现在地面上。
B-2 试验品（s/n AT-1000）是两件没有发动机或静态测试仪器的试验品中的第二件，于 2004 年在俄亥俄州代顿附近的美国空军国家博物馆展出。[159]在机身发生故障之前，测试物品通过了所有结构测试要求。[159]博物馆的修复团队花了一年多的时间重新组装断裂的机身。显示机身被标记为类似于俄亥俄州精神(S/N 82-1070)，B-2 用于测试设计承受极热和极冷的能力。[159]该展览设有俄亥俄州的精神'的鼻子轮门，以其火与冰由进行温度测试的技术人员绘制并签名的艺术品。[159]修复后的测试飞机在博物馆的“冷战画廊”展出。[160]
规格 (B-2A Block 30) [编辑]
数据来自美国空军情况说明书，[7] Pace，[161] Spick [69]
一般特性
- 乘员： 2：飞行员（左座）和任务指挥官（右座）
- 长度： 69 英尺 0 英寸（21.0 米）
- 翼展： 172 英尺 0 英寸（52.4 米）
- 高度： 17 英尺 0 英寸（5.18 米）
- 机翼面积： 5140平方英尺（478米2）
- 空重： 158,000 磅（71,700 公斤）
- 毛重： 336,500 磅（152,200 公斤）
- 最大起飞重量： 376,000 磅（170,600 公斤）
- 燃料容量： 167,000 磅（75,750 公斤）
- 动力装置： 4 ×通用电气 F118 -GE-100 非加力涡轮风扇，每个推力为 17,300 lbf (77 kN)
表现
- 最大速度： 40,000 英尺（12,000 米）高度时 630 英里/小时（1,010 公里/小时，550 节）/海平面 0.95 马赫[161]
- 巡航速度： 40,000 英尺（12,000 米）高度时 560 英里/小时（900 公里/小时，487 节）
- 范围： 6,900 英里（11,000 公里，6,000 海里）
- 服务天花板： 50,000 英尺（15,200 米）
- 机翼载荷： 67.3 磅/平方英尺（329 千克/米2）
- 推力/重量： 0.205
武器
- 2 个用于军械和有效载荷的内部托架，官方限制为 40,000 磅（18,000 千克）；最大估计限制为 50,000 磅（23,000 公斤）[69]
个别飞机[编辑]
| 飞行器编号 | [165]座 | 美国空军 s/n | 正式名称 | 服役时间、状态 |
|---|---|---|---|---|
| AV-1 | 测试/30 | 82-1066 | 美国精神 | 2000 年 7 月 14 日 – 活跃[166] |
| AV-2 | 测试/30 | 82-1067 | 亚利桑那精神 | 1997 年 12 月 4 日 – 活跃 |
| AV-3 | 测试/30 | 82-1068 | 纽约精神 | 1997 年 10 月 10 日 – 活跃 |
| AV-4 | 测试/30 | 82-1069 | 印第安纳精神 | 1999 年 5 月 22 日 – 活跃 |
| AV-5 | 测试/20 | 82-1070 | 俄亥俄精神 | 1997 年 7 月 18 日 – 活跃 |
| AV-6 | 测试/30 | 82-1071 | 密西西比精神 | 1997 年 5 月 23 日 – 活跃 |
| AV-7 | 10 | 88-0328 | 德克萨斯精神 | 1994 年 8 月 21 日 – 活跃 |
| AV-8 | 10 | 88-0329 | 密苏里精神 | 1994 年 3 月 31 日 – 活跃 |
| AV-9 | 10 | 88-0330 | 加州精神 | 1994 年 8 月 17 日 – 活跃 |
| AV-10 | 10 | 88-0331 | 南卡罗来纳精神 | 1994 年 12 月 30 日 – 活跃 |
| AV-11 | 10 | 88-0332 | 华盛顿精神 | 1994 年 10 月 29 日 - 2010 年 2 月被火灾严重损坏，[153]修复[155] |
| AV-12 | 10 | 89-0127 | 堪萨斯精神 | 1995 年 2 月 17 日 – 2008 年 2 月 23 日，坠毁[148] |
| AV-13 | 10 | 89-0128 | 内布拉斯加州精神 | 1995 年 6 月 28 日 – 活跃 |
| AV-14 | 10 | 89-0129 | 格鲁吉亚精神 | 1995 年 11 月 14 日 – 活跃 |
| AV-15 | 10 | 90-0040 | 阿拉斯加精神 | 1996 年 1 月 24 日 – 活跃 |
| AV-16 | 10 | 90-0041 | 夏威夷精神 | 1996 年 1 月 10 日 – 活跃 |
| AV-17 | 20 | 92-0700 | 佛罗里达精神 | 1996 年 7 月 3 日 – 活跃 |
| AV-18 | 20 | 93-1085 | 俄克拉荷马精神 | 1996 年 5 月 15 日 – 活跃，飞行测试 |
| AV-19 | 20 | 93-1086 | 小鹰之魂 | 1996 年 8 月 30 日 – 活跃 |
| AV-20 | 30 | 93-1087 | 宾夕法尼亚精神 | 1997 年 8 月 5 日 – 活跃 |
| AV-21 | 30 | 93-1088 | 路易斯安那精神 | 1997 年 11 月 11 日 – 活跃 |
| AV-22 到 AV-165 | 取消 | |||
资料来源：B-2 Spirit (Pace), [167] Fas.org [168]
在媒体上的显着露面[编辑]
另见[编辑]
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