迷雾中的B-21（上）: 从2到21

3月3日，美国《空军杂志》 道第1架B-21完成基本组装后已经转移到加州帕姆代尔空军42号工厂的校验厂房中，接下来将进行负载测试以确保机体结构的设计建造达到要求。完成之后会举行官方的下线仪式，再安装发动机，测试动力和液压系统，进行地面低速滑行和高速滑行试验。该机尚未命名也没有被赋予编号，但将承担首飞任务，飞往35公里外的爱德华兹空军基地；随后的第二架则用于静力测试。

B-21被美国空军称赞为“模范”工程，虽然受到疫情影响首飞时间从去年底推迟到今年中期，但自2015年项目启动以来进展相当顺利。目前生产线上还有5架B-21处于不同组装阶段，在吸取了第1架飞机的建造经验后效率提高了很多，没有出现F-111、F-14、F-15、F-35以及B-1、B-2等诸多战机研发过程中严重超支、延期或者部分推倒重新设计的情况。这意味着B-21在EMD工程与制造研发阶段所需的全部机体都已经开工，和B-2同时期的建造数量相同。

B-21的高效开发得益于美国空军对数字技术的重视，利用基于模型的系统工程和开放式任务系统架构，很多子系统的控制软件和硬件在首飞之前已经使用其它平台进行测试并完成系统集成，降低了技术风险。

B-21是当前美国空军的二号工程，排在更前面的是替代“民兵”弹道导弹的新一代陆基战略导弹系统。这两者因为优先级最高，保密性也最严格，外界对B-21的具体参数和机载系统几乎一无所知，只能通过极少数官方图片、说明和一些间接的证据去按图索骥。这篇文章中我们也要抽丝剥茧看看深藏在迷雾中的B-21到底会是什么样的轰炸机。

从NGB、LRS-B到B-21

【 NGB 】

诺格研制的B-2在1997年1月1日达到初始作战能力（IOC），同年12月最后一架B-2交付美国空军。而5年半后的2003年6月，简氏防务周刊就 道美国国防部和空军正准备研发一个全新的远程打击系统，它并不一定是一种飞机，也可能是超高速武器等其它形态。2004-2006年间，美国空军空战司令部研究了替代现役3型轰炸机的各种方案，目标是到2018年实现NGB下一代轰炸机的完整作战能力。

> 现役三驾马车：B-1、B-2、B-52

2006年的QDR四年防务审查确认空军将发展一种新型远程精确打击能力。空战司令部副司令戴维·克雷少将总结新型轰炸机将“穿透并持续存在”，即具备高度隐身性，可以在高威胁战场上空徘徊数小时并在目标出现时做出及时反应。要在十年左右的时间内研制出一款全新的战略轰炸机时间非常紧迫，空军计划先采购基础型号，然后再逐步升级其作战能力。

> 2006年洛马臭鼬工厂的NGB方案之一，采用可变后掠翼和变循环发动机

> 2006年洛马的无人超音速NGB方案，重量68吨，载弹量5.4吨，2马赫时作战半径1800公里

当时就有呼声要求研制无人高超音速轰炸机，各大航空巨头也进行了相当多的研究，但空军高层在2007年表示现有航空技术只能支持亚音速有人驾驶飞机，这也是满足2018年空军对航程和载弹量需求的最佳形式。因此NGB也被非官方地称为2018轰炸机，它将作为一个过渡机型，直到更先进的2037轰炸机（1999年规划的短命型号）服役。

2008年初波音、洛马和诺格正式参与竞标。洛马手中最成熟的方案就是从F-22演化而来的FB-22（上图背景板中也有），在多次迭代扩大机体和机翼后，双座的FB-22可携带30枚SDB小直径炸弹或内置2.2吨级的GBU-28炸弹，挂载能力是F-22的5倍。因为不需要超音速机动性，二元矢量尾喷管被取消，但保持了F-22的部分空战能力。

诺格获得一份价值20亿美元的“受限项目” – 也被称为黑色计划，研制一架验证机并在2010年首飞。另一个鲜为人知的方案是从落选的F-23发展而成的FB-23，机身延长到30米，串列双座，采用两台内埋的F-135或F-136发动机，最高速度可达到2.4马赫，甚至比F-23还飞得快。

波音拿出的是B-1R方案（罗克韦尔于1996年被波音收购），采用隐身性能更好的V型垂尾，换装F-22的F-119发动机，极速达到2马赫。增加了外部硬挂点，除了轰炸任务外还可以当作武库机发射大量AIM-120空对空导弹。

波音和洛马除了各自的方案，还组建了一个联合团队，波音为主承包商占60%的份额，洛马占40%，研制内容中包括先进传感器、基于 络的作战管理系统、虚拟作战仿真系统。

2009年4月，时任国防部长盖茨宣布因为技术、预算和核武器条约的原因推迟新一代轰炸机项目，不再寻求2018年入役。空军参谋长诺顿·施瓦茨上将宣称2010财年预算的重点是“远程打击项目”而不是NGB，当年6月波音、洛马和诺格的NGB团队都接到通知终止项目。

【 LRS-B 】

2010年6月空军宣布正在规划一个LRS远程打击“家族” ，核心是研发多用途战略轰炸机（兼顾侦察和情 能力），其它选项还包括配备常规弹头的战略导弹、空射/海基巡航导弹等其它平台。空军特别强调在轰炸机的研制生产过程中不能重蹈B-2的覆辙，必须具备可负担性。该机将具备核打击能力，但在老式核轰炸机退役之前不会获得核能力认证，同时也保留可切换的无人驾驶能力。

2011年1月当时负责采购的国防部副部长阿什顿·卡特指出新轰炸机的研发将采用经过验证的成熟技术和子系统，包括发动机和雷达，以确保按期完成计划并能够生产足够的数量。这期间美军高层仍然在争论是否应该采用无人驾驶技术。参联会副主席卡特怀特陆战队上将就建议采购具备核攻击能力的大型无人机，空军专家则认为纯无人驾驶轰炸机缺乏飞行员的感知能力，在数据链中断时相当脆弱。

2011年3月，美国空军决定采购80到100架新机，其中一项需求是可以携带GBU-57 MOP巨型钻地弹一级（14吨）的重型弹药攻击地下加固目标。除了执行战略轰炸、战术轰炸和快速全球打击任务，还应具备地面侦察和电子战攻击能力。当年5月，空军新轰炸机项目办公室成立，该项目被称为LRS-B远程打击轰炸机，之所以B前面加了破折号是因为空军同时还在考虑发展其它远程打击系统或者辅助支持系统（比如先进传感器和通信系统）。

> B-2投掷GBU-57 MOP

NGB和LRS-B的区别在于：NGB更强大也更昂贵，因为它被要求几乎独立地作战，也就是要具备自主侦察/防御能力，而LRS-B将得到现役空军作战平台的 络化支援，降低自身在情 、电子战等方面的要求。

美国空军将LRS-B列为最高优先级，因为预计到2020年代中国将具备对抗B-2隐身技术的能力，在该项目上投入了空军总预算的2%，而维持现有轰炸机队的资金也只有3%。空军预计分摊研发费用后的单价为10亿美元，制造成本控制在5.5亿。

2013年10月，波音和洛马再次组成团队参与LRS-B项目竞标，波音仍然是主承包商。2014年1月，诺格也宣布将投资于新型轰炸机研发所需的隐身、任务管理和自动控制技术。

> 诺格的早期方案之一

同时五角大楼确认将放弃为F-35添加核攻击能力的计划，为LRS-B项目让路。2010年曾规划以F-35代替F-16的核/常兼备对地攻击能力，国会预算办公室测算升级F-35的核打击能力将耗资3.5亿美元，这笔资金被转给LRS-B。80到100架的采购数量是基于开支方面的不确定性，而不是空军的最低数量需求。

2014年7月9日，美国空军发布了完整的RFP需求意见书，两个团队开始竞标。LRS-B将用于替换整个B-52机队、部分B-1并作为B-2的补充。“国防新闻” 站采访了接触过该项目的消息人士，基于5.5亿的成本单价（2010年币值）分析，LRS-B的尺寸可能仅有B-2的一半，采用两台F-135级别的发动机。

两个竞标团队都提出了成熟的方案，进行了模型风洞测试，但没有建造验证机。双方的设计差异很大，发动机、航电、通信等子系统的分包商也各不相同。

> 诺格的LRS-B设想图（没找到波音-洛马的方案图）

LRS-B计划对美国军用航空业意义重大，5大军工巨头中的3家参与了竞标（剩下两家是雷锡昂和通用动力）。在2030年代开始的第6代战斗机项目（以及其后的下下代轰炸机计划）之前美国空军不再有别的主力作战飞机项目，这十余年间LRS-B的竞标失败者可能被迫彻底退出军用航空工业，诺格输了将无法保留轰炸机制造的基础设施，而波音目前已经没剩下多少军机业务了。

2015年10月27日，诺格获胜被授予研发合同，初始价值214亿美元。选择诺格的最大因素还是价格，为此当年11月波音和洛马向政府问责局提出抗议。3个月后政府问责局否决了这项抗议，诺格得以恢复项目进程，波音和洛马随后放弃了法律诉讼。2017年国会预算办公室估计项目总费用高达970亿美元，其中690亿为研发费用。

2016年2月，空军将LRS-B正式命名为B-21，随后在全空军现役、退役军人及家属范围举行了内部绰号征集活动，总共4600份来稿五花八门无奇不有，既有“美国复仇”、“摇摆妖精”，也有“掩盖9/11”甚至“ISIS”。呼声最高的几个名字包括“地平线”、“李梅”、“解放者II”、“米切尔II”、“突袭者”、“夜煞”、“掠夺者”、“暗影要塞”、“宙斯II”、“女武神”，可以看到不少怀旧之词。最终空军选择了“突袭者”，以纪念美国轰炸机部队历史上最著名的杜立特突袭东京行动（不知日本人今后在本土见到B-21会作何感想）。

B-21的采购策略与众不同，该项目由空军快速作战能力办公室（RCO）管理，和一般重点工程相比项目办公室的人数非常精简。B-21没有常规意义上的原型机，直接开始低速率生产，分为5个批次共21架，其中包括2-3架测试机。空军的最低采购量是100架，计划采购175-200架，按年产量5架的速率将持续生产到2030年代末。

从渲染图看B-21的演进

美国空军从未公布过B-21的三面图和任何尺寸数据，因此官方发布的少数渲染图就成了观察其外型的唯一途径，不过空军强调图中可能包含一些不准确之处（甚至可能是故意的模糊处理以避免泄密）。

2016年1月美国空军首次公开B-21计划时第1次发布了艺术渲染图。

根据这张图，半官方的《空军杂志》（由美国空军学会主办）在一张关岛安德森机场B-2实景照片旁边添加了插画师Mike Tsukamoto用电脑绘制的B-21俯视图进行对比。

> 下面这张是原图

同时《空军杂志》还制作了一份比较详细的信息图，披露了一些信息：

我把B-21和B-2的俯视图进行对比，除了整体飞翼布局和机翼后掠角相同外，可以看到以下5个设计上的差异：

1. 驾驶舱后移，和机头的距离拉大了

2. 进气道简化，前缘从B-2复杂的W型改为斜切的梯形

3. 尾喷管不再向前缩进，直接布置在机翼后缘，宽度是B-2的两倍，更接近于F-117的口风琴式，增大冷空气混合面积后红外特征更小（做这个效果图时尚未确定2台还是4台发动机）

4. 后机身呈现蜂腰状，最窄处靠近机尾，而B-2的机身要宽得多，最窄处在进气道两侧

5. 气动构型上最大的变化是将飞翼后缘的双W型简化为单W型，恢复到B-2早期方案的状态

6. 保留了海狸尾，但尺寸缩小了一半

2020年1月第2次发布的三张渲染图背景分别是南达科他州埃斯沃斯基地、德州戴斯基地和密苏里州怀特曼基地，它们分别是目前B-1和B-2的主基地，也将是今后B-21依次部署的基地。

> 2020年1月的3张渲染图

因为能够提供最极端且多样性的环境条件，三个基地中最北的埃斯沃斯基地被选中测试B-21环境保护型机棚的原型，2021年2月完成搭建，今后数年内将搜集环境数据为最终设计提供支持。虽然主要维护工作仍然将在室内机库进行，但B-21在设计之初就考虑到在起飞线进行日常维护的能力，以提高任务弹性。

将戴斯基地机库图调亮后可以发现另外一些和B-2不同的设计之处：

7. B-21飞翼的尖端呈扁平状；B-2机头以“鹰嘴”形状著称，非常厚实，弧度很大

8. 驾驶舱风挡为2片，单片面积很大；B-2为尺寸较小的4片

9. 进气道整流罩呈扁平状，隆起幅度很小，进气道做了内埋处理正面几乎不可见，按美国空军的说法2018年进气道进行了重新设计，以解决进气道尺寸和发动机进气量匹配的问题；B-2的进气道形如一个小机身，隆起幅度很大

10. B-21的飞翼相对厚度较薄，以前缘为界上表面厚度非常小（B-2机翼上下表面厚度几乎相同），也没有采用B-2著名的“牙签”式变截面前缘

11. 主起落架舱门带双锯齿和炸弹舱门类似；而B-2的主起落架舱门呈切角的梯形

12. 单排并列双轮的主起落架，B-2为双排四轮，显示B-21的起飞重量较轻，据 道B-21的载弹量约为B-2的1/2 – 2/3

13. 翼身过渡曲线很明显，机体下半部厚度很大；B-2的翼身过渡比较平缓

14. 前起落架位置更靠后，舱门同为单片式但向右开启；B-2则随起落架支柱向前开启，起降时阻力更大

2021年6月，美国空军发布了第3张渲染图，背景是加州爱德华兹基地，隶属该基地的第420飞行测试中队于2019年10月4日重新组建，它将负责B-21的所有地面和飞行测试，这里也就是B-21出厂首飞后的第一个家。

15. 座舱风挡改为4片，但侧面两片的形状相当怪异，为狭长的平行四边形向后上方倾斜（具体后面再分析）

16. 机腹隆起程度很高，一直延伸到尾部，B-21采用单弹舱，而B-2是并列的双弹舱

17. 两者的头尾仿佛对调了一下，B-21的尾部厚实得像个船底，B-2的尾部则是扁平的海狸尾状

根据这一系列对比来推测一下差异背后的原因：

外界对新渲染图上驾驶舱侧风挡的形状感到比较困惑，从未在其它飞机上见过这种形态，和上一个版本大面积的弧形风挡相比增加了边框，每侧多出4个折角对隐身应该是不利的，还增加了制造难度，为什么这样处理没有定论。

比较一下B-2、第2批渲染图（驾驶舱里居然做了飞行员）和第3张渲染图的驾驶舱特写，我特意放了一个F-16飞行员模型进去，模拟位置、坐姿和视野。

如果是正常的垂直坐姿，新版舷窗对飞行员的视野将带来很大限制，而后半部分面积都浪费了。于是我开了个比较大的脑洞，B-21的飞行员会不会像F-16一样是半躺着的，这才符合这个斜条侧窗的位置和形状，令视野最大化。这样的坐姿有什么好处呢，我猜想除了能提高舒适性、减缓远程飞行的疲劳，还暗示了B-21能飞出更高G数的过载？这是要做轰炸机中的战斗机吗？

从B-2到B-21，美国隐身轰炸机完成了瘦身、降价、增产、提高可靠性和可维护性、具备多任务能力的转变，基本解决了B-2研发生产过程中的缺陷，将显著增强战略轰炸机部队和整个空军的作战能力。