B2的秘密
2003年1月17日 -
更新于2005年12月8日
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一段影片展示了B2的MHD系统在运行中的情况。
当需要保守秘密时，就必须格外警惕。有时，一些线索仍会不经意地泄露出来。在您的浏览器中输入：
http://www.is.northropgrumman.com/videos/b2_tx.wmv
您将可以观看一段时长1分16秒的可下载视频（1.9兆）。该视频展示了B2在飞行中拍摄的一系列画面，展示的是B2本身，而非高超音速轰炸机。
以下是关键短片片段：
B2在海面上方从亚音速过渡到跨音速时，MHD电离放电现象在水蒸气环境中移动。
该片段由克里斯托夫·塔迪单独截取并转换为动态GIF。
请注意，放电产生的光亮仅出现在飞机上部。
B2装备有利用周围空气流动作为MHD发电机的等离子体生成系统，即使在亚音速状态下，也能在机身周围形成等离子体。这种等离子体在白天不可见。正是这种等离子体使飞机具备隐身能力，通过吸收和散射雷达波。如果这个“演示用B2”不是真的，人们可能会产生疑问，因为据称它本应是不可探测的。在影片中，这个“最小化”的MHD系统被启动了。通常情况下，电火花不应被看见。但当飞机飞越海洋时，由于空气湿度饱和，它正处于跨音速飞行状态。下图展示的是跨音速状态下的机翼剖面。当接近音速时，机翼最厚部位附近会出现“可压缩性”现象（图中虚线标示区域）。
飞机在跨音速状态下的机翼与机身。
正是在这一区域，水蒸气发生凝结，通常只是短暂出现，因为飞机并不设计用于长时间以跨音速飞行——此时飞机本身也不稳定。当飞机突破音障时，它通常不会在此速度区间停留太久。减速时也是如此。下图是一张F-18在海面上空跨音速飞行的照片。此时出现了一片变化不定的云雾，显然呈白色，因为它正是……水蒸气。
F-18在高湿度空气中进行跨音速飞行。
（照片由J. Costagliola提供并转发）
其他关于同一现象的照片，由Gérard Chenu提供：
该链接指向一段视频，展示了飞机在跨音速状态下的飞行过程。这并非“疯狂飞机”，而只是流体力学中的经典现象：
http://www.incroyablement.com/images/videos/asf/avionfou.wmv
然而，在展示B2的影片中，我们看到的是完全不同的情况。请看下图：
电离放电完全覆盖了水蒸气凝结的跨音速区域。
请注意机翼上表面反射出的光亮。
第二张影片截图：水蒸气泡达到最大扩展状态。
电离放电同样达到最大扩展。
我们观察到了什么？在飞机上部，即MHD系统所在位置（主要位于发动机进气口和喷管出口处），水蒸气泡异常明亮。这是正常的。充满微小水滴的空气导电性更强，因此电离放电会向整个区域扩展。显然，该水蒸气泡发出光亮，这是由于气体分子在与自由电子碰撞后被激发，随后通过辐射方式退激发所导致的。这种发光现象在飞机下部非常微弱，甚至完全不可见。
美国空军是如何允许这类画面流出的？我们认为，是因为没人注意到。在正常条件下（即影片中其他所有画面），电离放电是不可见的。这次仅在极短时间内显现，是因为跨音速飞行导致的水蒸气凝结，突然提高了空气的导电性。这些画面被交给一家公司，其任务是制作一段超过一分钟的影片。当时，没有人特别关注这一短暂片段中水蒸气泡的异常颜色和亮度。只有专业人员才能察觉到这一异常。
教训：即使你竭尽全力隐藏事物，线索依然存在。
下图是同一现象的另一张照片，但MHD系统未开启：
B2在跨音速飞行时，周围出现水蒸气微滴形成的光晕
MHD系统未开启。（照片由J. Costagliola提供并转发）
另一张由Eric Dezoête提供的照片：
背景云层显示空气湿度很高
由读者Laurent Molieras发送，并在空军网站上发现：
一张奇怪的照片
我们再次看到飞机在跨音速飞行时，主翼附近形成水蒸气云的类似现象。读者提出了两个问题，我目前无法立即回答。
- 为什么这种现象没有同时出现在两架护航战斗机上？
- 为什么它只影响飞机上表面？
几点说明：飞机飞行在潮湿空气（海面上方）。我们知道，这种跨音速现象非常尖锐且短暂，对应的速度区间较窄。它反映了物体周围激波形成前的局部“可压缩性”现象。为了更完整，我们还应提及空气密度不仅压力变化，还可能变化（即“可压缩性”与“不可压缩性”）。我们也可以推测，三架飞机未必完全以相同速度飞行。B2可能正在“追上”两架护航机。但这种假设似乎不太可能。最后，B2比护航战斗机更粗壮，可能比其他两架飞机更早进入该现象状态。因此，水蒸气凝结现象可能在B2上先出现，而其他两架更细长的飞机尚未出现。此外，流体力学专家可能对“可压缩性导致凝结”现象有更深入理解，或许能解释为何该现象仅出现在上表面。尽管如此，仍有一些奇怪之处。让我们检查各飞机的姿态：
B2被描述为一种在音速下限附近飞行的飞机。在这种飞行状态下，它应以较小迎角飞行，参见Dezoëte提供的图片。但在此图中，其迎角似乎相对较大。如果它处于水平飞行状态，那么其速度明显低于跨音速。但并不能确定它就是水平飞行。它可能正处于跨音速爬升状态，飞行员刚刚拉杆。这一观察同样适用于后方第二架飞机，但不适用于第三架飞机……