论文部分内容阅读
战略轰炸机是一个国家综合国力的体现，是大国“三位一体”核打击力量的重要组成部分。为确保空中优势，进一步强化空中打击力量，美国在身陷严重经济危机的情况下，其研制下一代远程轰炸机的脚步从未停止。美国空军2016年2月26日发布了新一代战略轰炸机外形图片，并命名为B-21。因此，B-21战略轰炸机是美国空军未来的绝对优先项目，也是美军实践“全球公域介入与机动联合” 概念（JAM-GC）的关键作战装备。B-21战略轰炸机的发展会不会重蹈B-2战略轰炸机之路？如何进行克服？未来如何进行作战运用呢？下面，我们对以上问题进行深入探讨。
美国军事战略调整
当前，美国军事智囊提出全球公域介入与机动联合概念，采取“第三次抵消”方法，确保美军向全球敏感地区投送军事力量能力，维持军事优势，夺取和保持空中、海上、空间和网络空间领域的主动权。从美国本土出发，北线阿拉斯加到日本横田基地的距离在5600千米以上，中线圣迭戈一瓦胡岛一日本冲绳超过11000千米。无论从美国本土还是从波斯湾，调动援兵和后勤物资需要数周时间，要跨越太平洋或印度洋，干预亚太事务的主要障碍是距离。美军所谓的全球公域介入与机动联合概念就是企图利用技术优势，弥补地理距离的劣势，突出把远程打击系统看成全球公域介入和机动联合的中心手段。
美国历来重视战略轰炸机的研制和使用，经过改进的B-52H、B-1B、 B-2战略轰炸机作战表现并不尽如人意，美国空军正在制订淘汰计划，加紧发展替换用的新型轰炸机。美国研发新型战略轰炸机，需要考虑的主要因素有四：“亚太再平衡”战略对轰炸机部队提出的要求；美国防部《国防战略指南》赋予美军的关键使命任务，轰炸机所应发挥的作用；潜在对手带来的“反介入/区域拒止”（A2/AD）挑战，以及战略轰炸机在“反介入/区域拒止”环境中的运用；轰炸机在核威慑行动中的作用。
B-2战略轰炸机的“短板”与B-21战略轰炸机技的“优长”
电子系统
2012年，美军花了接近12亿美元升级了B-2战略轰炸机的雷达火控和座舱显示设备、通信系统，但并没有对B-2战略轰炸机的雷达等重要航电设备进行全面升级换代。例如，B-2战略轰炸机原有雷达的频率与许多商用通信设备的频率相近，敌方可利用这个弱点攻击。另外，B-2战略轰炸机的信息获取能力和电子防御能力较差，机载雷达在云中很难辨别山区的轮廓，需要提高主动反侦察能力和在飞行中实时搜集敌方情报的能力。另外，还需要提高实时的目标定位能力，以便提高对地面移动目标的精确打击能力。
B-21战略轰炸机极为重视电子战能力，将安装与相控阵雷达相配套的电子战系统，通过电子欺骗和扰乱对方来提升自身的安全。B-21战略轰炸机的核心航电系统是基于F-35战斗机的“宝石柱”综合处理系统，并采用以光纤为传输介质的数据总线，可实现操控智能化、功能集成化和设备信息化。在没有伴随支援的情况下，既能够通过数据链与太空卫星建立稳定的信息传输获取支援，也能够利用机上设备实施侦察探侧与电子对抗，独立执行远距离、大纵深和高强度的战略打击任务。B-21战略轰炸机驾驶舱的显示与控制系统是采用视窗系统（Windows）的个人计算机。B-21战略轰炸机采用了一种类似于鼠标的跟踪球指示控制装置（CCD）替代了以往的操纵杆或侧杆控制器，其上有指尖可触击的按键。飞行员可以借助CCD和屏幕上的下拉/弹出菜单，方便地显示所选的信息，如飞机周围的态势感知信息和飞机系统的信息等。正、副驾驶员各自配备一个CCD，借助 CCD旁边的键盘，可以随时将飞机操纵模式切换到人工模式。从布局上看，B-21战略轰炸机驾驶舱像是B-1B驾驶舱和B-2战略轰炸机驾驶舱的组合型，位于正、副驾驶员前面的两台15厘米x 20厘米的液晶主飞行显示器显示飞行控制和导航/通信信息，中央控制台上方有两台共用液晶显示器，一个显示发动机参数、系统状态和防撞提示，另一个显示飞行计划、垂直导航和远距导航信息。
动力系统
B-2战略轰炸机使用的F118-GE-100发动机只能代表美国20世纪80年代的技术水平，其推力大小和燃油效率满足不了远程轰炸机的机动需求。实际上，B-2战略轰炸机选择F118发动机的主要原因，是为了不破坏飞翼布局的整体外形，只能选择体积紧凑、发动机直径和长度都很小的型号。
在动力方面，B-21可能采用普惠公司的PW9000涡扇发动机。该发动机是在F135的基础上采用最新的商用技术研制。与B-2战略轰炸机的F118发动机相比，PW9000涡扇发动机具备更高的涵道比、更加强大的推力、更好的经济性，为达成飞机机动能力打下了坚实基础。另有人推测，B-21战略轰炸机的推进系统也可能采用变循环发动机。与固定循环、低涵道比技术相比，变循环发动机在巡航时的效率可提高20%，重量减轻30%。此外，变循环发动机还采用主动进气道控制，采取注入高压空气的方式来稳定进气道激波，可使发动机在接近于理想效率的状态下运转，不用在进气道性能上留有余量以求稳定。
隐身设计
B-2战略轰炸机的隐身设计在当年是难以兼顾维护性等其他方面要求的，这种缺陷在早期非常突出。特别是达到5层以上的复合隐身涂层，并不耐气流冲蚀和雨点的撞击，每次飞行任务完成后，高速气流都会对机体表层造成磨损。尤其是在最初批次的B-2战略轰炸机上，用于掩盖蒙皮接缝和舱盖的密封条可靠性相当低，在潮湿条件下特别容易出问题，如产生黏性、裂纹、剥落。B-2战略轰炸机的维护需要进入机身，技师们不得不破坏飞机的隐身外层。单为在飞机表面替换一个面板就需要花30小时进行费劲的修补和复位。一些重点部位往往又必须采用多层密封，而只要一层出现问题，全部密封材料都须重新密封，以至于有些地方的密封条一旦失效需要数天的时间进行修复。直到后续批次更换涂层材料以后，才将维护时间压缩到几十小时以内。在试验中发现，B-2战略轰炸机对俄罗斯雷达的某个波段达不到隐身要求。经改造后，由于机体表面的雷达吸波涂层在潮湿空气环境下易被侵蚀而失去隐身效果，仍很容易被高空预警机发现。 B-21战略轰炸机外形和结构设计新颖，像一块巨型冲浪板或一枚沿纵向切开的子弹头，采用飞翼布局加机背进气道，机头、机身和机翼浑然一体。其最大好处是尽可能减少空气阻力，同时获得较为可观的升力，便于飞行员轻松操控飞机。该机的发动机、油箱及武器挂架均安装在机体内，既可避免被地面雷达捕捉到，又可减少自身的红外信息特征，有很好的隐身效果。根据设计要求，B-21战略轰炸机采用的接近于零的雷达反射面积、能使红外制导导弹失效的闪烁蒙皮以及足以瞒过人眼的主动式伪装，可使其在雷达、红外以及可见光等各种波长范围内具有隐身能力。针对B-2战略轰炸机隐身维护方面出现的问题，B-21战略轰炸机采取了以下措施进行改进：尽量减少飞机表面零部件数目，尽可能采用大尺寸整体结构，在简化维护工作同时，还可以避免过多接头缝隙和台阶减小对雷达波的反射；飞机所使用的隐身材料具有耐久性和易维护性，机体表面平滑干净，不设置舱门和口盖，所需保障设备减至最少；大部分子系统的拆装可以通过机体下表面的舱门和口盖来进行，广泛采用快速可达式口盖，口盖采用密封材料黏结密封。
研制和维护成本
B-2战略轰炸机研发周期长，研发投入大，单机出厂价高达10.2亿美元，采购单价更是高达26亿美元，致使最终仅生产了21架，而不是计划中的132架。B-2战略轰炸机高昂的造价、复杂的维护和保养要求，一架单机相当于一些小国一年的军费开支总额，使得美国之外的任何国家对其望而却步。即使在美国，B-2战略轰炸机的生产线也已经关闭，为B-2战略轰炸机提供配件供应商中的90%已将生产线换作他用。B-2战略轰炸机的维护既需要大批的高素质专业技术人员，也需要大量的高技术硬件设备（如保持恒温、恒湿的机库等），每飞行小时的维护时间为132小时。由于缺乏充足的配件和完善的维护设备，B-2战略轰炸机飞行结束后的技术维护和再次升空的技术准备只能在常驻航空基地进行，因此很少在海外基地部署。由于维护保养难，B-2战略轰炸机一直维持较低的战备执勤率，平时只有约三分之一处于战备状态。2008年2月23日，一架B-2战略轰炸机在关岛美军基地坠毁。调查报告显示，该机24个外部传感器中有3个受潮，导致飞行控制计算机错误计算了起飞所需飞行速度和迎角。飞行员无法正确控制飞机起飞只得应急弹射逃生，最终造成飞机坠毁。
按照合同规定，诺格公司将制造5架B-21战略轰炸机用于试飞，然后小批量试产19～21架，随后进入稳定量产，总的产量控制在100架左右。目前预计B-21战略轰炸机项目总成本超过800亿美元，2016—2025年间的开支为417亿美元。美国国防部计划以不超过5亿美元的单机价格采购下一代轰炸机。空军将尽最大努力防止对新轰炸机提出过高的指标和要求，以免重蹈B-2战略轰炸机项目的覆辙。美国华盛顿战略与预算评估中心高级研究员马克·甘晶格对新型轰炸机航程、载荷和成本的最佳平衡点进行了评估。用航程和载荷推算出飞机尺寸和发动机数量，继而推算单机成本，将一个载弹量18144千克（40000磅）的轰炸机方案同一个载弹量9072千克（20000磅）的轰炸机方案进行了对比。大载弹量方案装4台发动机，将花费440亿美元用于研制和采购装备数量为50架；小载弹量方案装2台发动机将花费460亿美元用于研制和采购，但装备数量可达到100架。由此他指出，较小轰炸机/较大机队规模是较理想的方案。这种方案对作战损失的容限更大，而且大大增加了空军在战争刚开始几小时内出动轰炸机和打击目标的数量。这一结果正是空军想要的，空军参谋长施瓦茨和空军部长詹姆斯均建议保持100架新型轰炸机的机队规模。
探测系统
B-21战略轰炸机计划使用AN/APQ-181相控阵雷达，具有频谱窄、信号不易被截收的优点。内装有2片雷达天线阵列，特点是不需要外加旋转或摇摆式天线，只通过信号阵位的改变和组合，就可对不同角度和不同方位进行扫描。工作频率在12GHz～18GHz，旁波瓣极小，抗电子干扰的能力很强。工作模式有21种，其中最为突出的是合成孔径雷达工作模式和反合成孔径雷达工作模式。前者主要用于扫描陆地地貌，可清晰地获取161千米距离内地表的雷达扫描图像，供飞机对地面目标轰炸时使用；后者则主要用于识别和捕捉海上目标，最远有效距离可达128千米。AN/APQ-181型雷达能承受核冲击波带来的电磁尖峰干扰及载机着陆时的振动；具有空地测距和地面测绘能力，在超低空飞行时能够向驾驶员提供地形测绘，自动进行地形跟随、地形回避及威胁回避；能自动地呈现给飞行员带有指示距离和速度符号的威胁目标。B-2机战略轰炸机的机械式扫描雷达则不具备以上能力。
武器系统
B-21战略轰炸机将配有一个旋转发射台和一个新型弹架。旋转发射台是一个类似于弹药库的旋转装置，内装有许多“轮盘”用来转动发射弹药。旋转发射台和飞机之间有一个电子接口，用于飞行员控制发射。新型弹架可挂载火箭推力钻地弹。此外，B-21还将装备防卫型大功率激光器，以及控制可规避雷达的飞行控制系统和数据链。以此推断，B-21战略轰炸机将可利用激光武器来拦截来袭的导弹和敌机，利用火箭推力钻地弹来打击地下目标。军事评论家普遍认为，为了节约开支，B-21战略轰炸机与B-2战略轰炸机相比，体积较小，携带的武器也更少，可能无法挂载巨型钻地弹。美国空军实验室正在研发一种火箭推力钻地弹，体积远小于巨型钻地弹，但对地下目标来说仍然有同样的杀伤力。有的分析认为，B-21战略轰炸机有效载荷应该在6.5～14.0吨之间，可以携带多达80枚联合直接攻击弹药（JDAM）。B-21战略轰炸机投弹方式独具特色，由于其弹舱位于两台发动机之间的机体后中部，所以该机只能从尾部投掷炸弹，将炸弹或导弹沿着机尾轨道弹射出去，而常见的轰炸机则是直接进行水平投弹或向前方发射导弹。 未来作战运用
执行对地打击任
B-21战略轰炸机根据不同的作战任务需要配置以下不同弹药。AGM-154联合防区外武器，射程75千米，是惯性加全球定位制导的集束炸弹，用于实施防区外攻击；JDAM，射程10千米，惯性加全球定位制导，是一种高精度、全天候、全自动的对地攻击常规弹药，命中精度为13米，而且威力大。另外，B-21战略轰炸机可挂载研制中的卫星制导火箭推力钻地弹，射程10千米，命中精度6米，专门用于攻击敌军地下坚固目标。根据美国总统的授权，B-21轰炸机执行战略核打击任务时，可携带 B61型核炸弹（爆炸当量10万～50万吨）或B-83型核炸弹（爆炸当量100万～200万吨）。还将分别挂载AGM-158联合攻击导弹和“快鹰”空射巡航导弹，射程达1300千米，是美空军射程最远的巡航导弹。
根据诺格公司的报告，以台湾海峡冲突为作战背景，美军一次出击投放1256枚JDAM炸弹计算，需要516架作战飞机，包括从航母起飞200架F-35，从关岛和澳大利亚各起飞150架F-35，另外还有16架B-2战略轰炸机，保障兵力为289架空中加油机。这意味着F-35从关岛起飞，一架空中加油机只能保障4枚精确制导炸弹的投放，从澳大利亚起飞这个数字则降低到2枚。如果采用B-21战略轰炸机，以该机可以投掷14枚精确制导炸弹计算（B-2战略轰炸机是16枚），动用的兵力为48架，一次出击投放同样数量的精确制导炸弹，只需要260架飞机（100架从航母起飞的F-35，64架从关岛起飞，16架B-2战略轰炸机和48架-21战略轰炸机从澳大利亚起飞），支援的空中加油机则下降到113架。这样就意味着可以有340架左右的F-35飞机参加到制空争夺当中，更重要的是可以减少100多架空中加油机的部署，其对美军作战效能的提升非常可观。
执行多样化任务
B-21战略轰炸机巨大的天线和强大的电磁功率非常适合用于电子战。巨大的天线不仅适合用于侦听、定向，还可以用于电磁压制，效果比只有较小天线的专用系统还要好。这样的电子战能力可以全面压制敌方的机载和防空雷达，以及雷达制导的空空导弹和防空导弹，有效地将自卫电子战和进攻性电子战融合于一身。更进一步，还可以搭载微波武器，直接摧毁敌方的雷达和电子系统。更加科幻的能力则是用强大的定向电磁能量强力向敌方网络的薄弱节点注入信息，扰乱甚至瘫痪敌方的C4ISR或者电网、铁路、水厂、炼油厂、城市交通控制等民用关键设施。B-21战略轰炸机利用“宝石柱”综合处理系统强大的处理能力，不但可以完成传统轰炸机的核打击和常规精确打击任务，远期目标要求能够完成传统ISR飞机，如E-3预警机、E-8地面目标监视飞机和P-8海上巡逻机等担负的功能。
实施非对称威慑
随着美国战略力量的延伸，不仅突防打击平台将发挥日益重要的作用，而且可以执行核任务的飞机携带常规武器后，也非常适合威慑具有有限核武器的潜在对手。在这种情况下，一种新的轰炸机和更低当量但是更加准确的武器相结合，可以构成对敌方最有效、最可靠的威慑力量。B-21战略轰炸机可以用于在和平时期、危机期间或者冲突之中发出适时的威慑信号。轰炸机可以进入戒备状态，从它们在美国大陆的基地部署到海外地区，或者用来执行高调的非作战任务。例如，在2013年初，华盛顿政府派出两架B-2战略轰炸机到朝鲜半岛执行训练任务，以回应朝鲜对韩国和美国的核威胁，这是旨在展示美国保卫条约盟友的决心的一项措施；又如前期，B-52轰炸机来南海炫耀武力。另外，进攻性的轰炸机也具有重要的附加功能，可以迫使对手向价格昂贵但相对不具威胁性的防空系统投资，以保护自己的领土，尤其是进攻方拥有突防性武器和防区外武器时。
美国军事战略调整
当前，美国军事智囊提出全球公域介入与机动联合概念，采取“第三次抵消”方法，确保美军向全球敏感地区投送军事力量能力，维持军事优势，夺取和保持空中、海上、空间和网络空间领域的主动权。从美国本土出发，北线阿拉斯加到日本横田基地的距离在5600千米以上，中线圣迭戈一瓦胡岛一日本冲绳超过11000千米。无论从美国本土还是从波斯湾，调动援兵和后勤物资需要数周时间，要跨越太平洋或印度洋，干预亚太事务的主要障碍是距离。美军所谓的全球公域介入与机动联合概念就是企图利用技术优势，弥补地理距离的劣势，突出把远程打击系统看成全球公域介入和机动联合的中心手段。
美国历来重视战略轰炸机的研制和使用，经过改进的B-52H、B-1B、 B-2战略轰炸机作战表现并不尽如人意，美国空军正在制订淘汰计划，加紧发展替换用的新型轰炸机。美国研发新型战略轰炸机，需要考虑的主要因素有四：“亚太再平衡”战略对轰炸机部队提出的要求；美国防部《国防战略指南》赋予美军的关键使命任务，轰炸机所应发挥的作用；潜在对手带来的“反介入/区域拒止”（A2/AD）挑战，以及战略轰炸机在“反介入/区域拒止”环境中的运用；轰炸机在核威慑行动中的作用。
B-2战略轰炸机的“短板”与B-21战略轰炸机技的“优长”
电子系统
2012年，美军花了接近12亿美元升级了B-2战略轰炸机的雷达火控和座舱显示设备、通信系统，但并没有对B-2战略轰炸机的雷达等重要航电设备进行全面升级换代。例如，B-2战略轰炸机原有雷达的频率与许多商用通信设备的频率相近，敌方可利用这个弱点攻击。另外，B-2战略轰炸机的信息获取能力和电子防御能力较差，机载雷达在云中很难辨别山区的轮廓，需要提高主动反侦察能力和在飞行中实时搜集敌方情报的能力。另外，还需要提高实时的目标定位能力，以便提高对地面移动目标的精确打击能力。
B-21战略轰炸机极为重视电子战能力，将安装与相控阵雷达相配套的电子战系统，通过电子欺骗和扰乱对方来提升自身的安全。B-21战略轰炸机的核心航电系统是基于F-35战斗机的“宝石柱”综合处理系统，并采用以光纤为传输介质的数据总线，可实现操控智能化、功能集成化和设备信息化。在没有伴随支援的情况下，既能够通过数据链与太空卫星建立稳定的信息传输获取支援，也能够利用机上设备实施侦察探侧与电子对抗，独立执行远距离、大纵深和高强度的战略打击任务。B-21战略轰炸机驾驶舱的显示与控制系统是采用视窗系统（Windows）的个人计算机。B-21战略轰炸机采用了一种类似于鼠标的跟踪球指示控制装置（CCD）替代了以往的操纵杆或侧杆控制器，其上有指尖可触击的按键。飞行员可以借助CCD和屏幕上的下拉/弹出菜单，方便地显示所选的信息，如飞机周围的态势感知信息和飞机系统的信息等。正、副驾驶员各自配备一个CCD，借助 CCD旁边的键盘，可以随时将飞机操纵模式切换到人工模式。从布局上看，B-21战略轰炸机驾驶舱像是B-1B驾驶舱和B-2战略轰炸机驾驶舱的组合型，位于正、副驾驶员前面的两台15厘米x 20厘米的液晶主飞行显示器显示飞行控制和导航/通信信息，中央控制台上方有两台共用液晶显示器，一个显示发动机参数、系统状态和防撞提示，另一个显示飞行计划、垂直导航和远距导航信息。
动力系统
B-2战略轰炸机使用的F118-GE-100发动机只能代表美国20世纪80年代的技术水平，其推力大小和燃油效率满足不了远程轰炸机的机动需求。实际上，B-2战略轰炸机选择F118发动机的主要原因，是为了不破坏飞翼布局的整体外形，只能选择体积紧凑、发动机直径和长度都很小的型号。
在动力方面，B-21可能采用普惠公司的PW9000涡扇发动机。该发动机是在F135的基础上采用最新的商用技术研制。与B-2战略轰炸机的F118发动机相比，PW9000涡扇发动机具备更高的涵道比、更加强大的推力、更好的经济性，为达成飞机机动能力打下了坚实基础。另有人推测，B-21战略轰炸机的推进系统也可能采用变循环发动机。与固定循环、低涵道比技术相比，变循环发动机在巡航时的效率可提高20%，重量减轻30%。此外，变循环发动机还采用主动进气道控制，采取注入高压空气的方式来稳定进气道激波，可使发动机在接近于理想效率的状态下运转，不用在进气道性能上留有余量以求稳定。
隐身设计
B-2战略轰炸机的隐身设计在当年是难以兼顾维护性等其他方面要求的，这种缺陷在早期非常突出。特别是达到5层以上的复合隐身涂层，并不耐气流冲蚀和雨点的撞击，每次飞行任务完成后，高速气流都会对机体表层造成磨损。尤其是在最初批次的B-2战略轰炸机上，用于掩盖蒙皮接缝和舱盖的密封条可靠性相当低，在潮湿条件下特别容易出问题，如产生黏性、裂纹、剥落。B-2战略轰炸机的维护需要进入机身，技师们不得不破坏飞机的隐身外层。单为在飞机表面替换一个面板就需要花30小时进行费劲的修补和复位。一些重点部位往往又必须采用多层密封，而只要一层出现问题，全部密封材料都须重新密封，以至于有些地方的密封条一旦失效需要数天的时间进行修复。直到后续批次更换涂层材料以后，才将维护时间压缩到几十小时以内。在试验中发现，B-2战略轰炸机对俄罗斯雷达的某个波段达不到隐身要求。经改造后，由于机体表面的雷达吸波涂层在潮湿空气环境下易被侵蚀而失去隐身效果，仍很容易被高空预警机发现。 B-21战略轰炸机外形和结构设计新颖，像一块巨型冲浪板或一枚沿纵向切开的子弹头，采用飞翼布局加机背进气道，机头、机身和机翼浑然一体。其最大好处是尽可能减少空气阻力，同时获得较为可观的升力，便于飞行员轻松操控飞机。该机的发动机、油箱及武器挂架均安装在机体内，既可避免被地面雷达捕捉到，又可减少自身的红外信息特征，有很好的隐身效果。根据设计要求，B-21战略轰炸机采用的接近于零的雷达反射面积、能使红外制导导弹失效的闪烁蒙皮以及足以瞒过人眼的主动式伪装，可使其在雷达、红外以及可见光等各种波长范围内具有隐身能力。针对B-2战略轰炸机隐身维护方面出现的问题，B-21战略轰炸机采取了以下措施进行改进：尽量减少飞机表面零部件数目，尽可能采用大尺寸整体结构，在简化维护工作同时，还可以避免过多接头缝隙和台阶减小对雷达波的反射；飞机所使用的隐身材料具有耐久性和易维护性，机体表面平滑干净，不设置舱门和口盖，所需保障设备减至最少；大部分子系统的拆装可以通过机体下表面的舱门和口盖来进行，广泛采用快速可达式口盖，口盖采用密封材料黏结密封。
研制和维护成本
B-2战略轰炸机研发周期长，研发投入大，单机出厂价高达10.2亿美元，采购单价更是高达26亿美元，致使最终仅生产了21架，而不是计划中的132架。B-2战略轰炸机高昂的造价、复杂的维护和保养要求，一架单机相当于一些小国一年的军费开支总额，使得美国之外的任何国家对其望而却步。即使在美国，B-2战略轰炸机的生产线也已经关闭，为B-2战略轰炸机提供配件供应商中的90%已将生产线换作他用。B-2战略轰炸机的维护既需要大批的高素质专业技术人员，也需要大量的高技术硬件设备（如保持恒温、恒湿的机库等），每飞行小时的维护时间为132小时。由于缺乏充足的配件和完善的维护设备，B-2战略轰炸机飞行结束后的技术维护和再次升空的技术准备只能在常驻航空基地进行，因此很少在海外基地部署。由于维护保养难，B-2战略轰炸机一直维持较低的战备执勤率，平时只有约三分之一处于战备状态。2008年2月23日，一架B-2战略轰炸机在关岛美军基地坠毁。调查报告显示，该机24个外部传感器中有3个受潮，导致飞行控制计算机错误计算了起飞所需飞行速度和迎角。飞行员无法正确控制飞机起飞只得应急弹射逃生，最终造成飞机坠毁。
按照合同规定，诺格公司将制造5架B-21战略轰炸机用于试飞，然后小批量试产19～21架，随后进入稳定量产，总的产量控制在100架左右。目前预计B-21战略轰炸机项目总成本超过800亿美元，2016—2025年间的开支为417亿美元。美国国防部计划以不超过5亿美元的单机价格采购下一代轰炸机。空军将尽最大努力防止对新轰炸机提出过高的指标和要求，以免重蹈B-2战略轰炸机项目的覆辙。美国华盛顿战略与预算评估中心高级研究员马克·甘晶格对新型轰炸机航程、载荷和成本的最佳平衡点进行了评估。用航程和载荷推算出飞机尺寸和发动机数量，继而推算单机成本，将一个载弹量18144千克（40000磅）的轰炸机方案同一个载弹量9072千克（20000磅）的轰炸机方案进行了对比。大载弹量方案装4台发动机，将花费440亿美元用于研制和采购装备数量为50架；小载弹量方案装2台发动机将花费460亿美元用于研制和采购，但装备数量可达到100架。由此他指出，较小轰炸机/较大机队规模是较理想的方案。这种方案对作战损失的容限更大，而且大大增加了空军在战争刚开始几小时内出动轰炸机和打击目标的数量。这一结果正是空军想要的，空军参谋长施瓦茨和空军部长詹姆斯均建议保持100架新型轰炸机的机队规模。
探测系统
B-21战略轰炸机计划使用AN/APQ-181相控阵雷达，具有频谱窄、信号不易被截收的优点。内装有2片雷达天线阵列，特点是不需要外加旋转或摇摆式天线，只通过信号阵位的改变和组合，就可对不同角度和不同方位进行扫描。工作频率在12GHz～18GHz，旁波瓣极小，抗电子干扰的能力很强。工作模式有21种，其中最为突出的是合成孔径雷达工作模式和反合成孔径雷达工作模式。前者主要用于扫描陆地地貌，可清晰地获取161千米距离内地表的雷达扫描图像，供飞机对地面目标轰炸时使用；后者则主要用于识别和捕捉海上目标，最远有效距离可达128千米。AN/APQ-181型雷达能承受核冲击波带来的电磁尖峰干扰及载机着陆时的振动；具有空地测距和地面测绘能力，在超低空飞行时能够向驾驶员提供地形测绘，自动进行地形跟随、地形回避及威胁回避；能自动地呈现给飞行员带有指示距离和速度符号的威胁目标。B-2机战略轰炸机的机械式扫描雷达则不具备以上能力。
武器系统
B-21战略轰炸机将配有一个旋转发射台和一个新型弹架。旋转发射台是一个类似于弹药库的旋转装置，内装有许多“轮盘”用来转动发射弹药。旋转发射台和飞机之间有一个电子接口，用于飞行员控制发射。新型弹架可挂载火箭推力钻地弹。此外，B-21还将装备防卫型大功率激光器，以及控制可规避雷达的飞行控制系统和数据链。以此推断，B-21战略轰炸机将可利用激光武器来拦截来袭的导弹和敌机，利用火箭推力钻地弹来打击地下目标。军事评论家普遍认为，为了节约开支，B-21战略轰炸机与B-2战略轰炸机相比，体积较小，携带的武器也更少，可能无法挂载巨型钻地弹。美国空军实验室正在研发一种火箭推力钻地弹，体积远小于巨型钻地弹，但对地下目标来说仍然有同样的杀伤力。有的分析认为，B-21战略轰炸机有效载荷应该在6.5～14.0吨之间，可以携带多达80枚联合直接攻击弹药（JDAM）。B-21战略轰炸机投弹方式独具特色，由于其弹舱位于两台发动机之间的机体后中部，所以该机只能从尾部投掷炸弹，将炸弹或导弹沿着机尾轨道弹射出去，而常见的轰炸机则是直接进行水平投弹或向前方发射导弹。 未来作战运用
执行对地打击任
B-21战略轰炸机根据不同的作战任务需要配置以下不同弹药。AGM-154联合防区外武器，射程75千米，是惯性加全球定位制导的集束炸弹，用于实施防区外攻击；JDAM，射程10千米，惯性加全球定位制导，是一种高精度、全天候、全自动的对地攻击常规弹药，命中精度为13米，而且威力大。另外，B-21战略轰炸机可挂载研制中的卫星制导火箭推力钻地弹，射程10千米，命中精度6米，专门用于攻击敌军地下坚固目标。根据美国总统的授权，B-21轰炸机执行战略核打击任务时，可携带 B61型核炸弹（爆炸当量10万～50万吨）或B-83型核炸弹（爆炸当量100万～200万吨）。还将分别挂载AGM-158联合攻击导弹和“快鹰”空射巡航导弹，射程达1300千米，是美空军射程最远的巡航导弹。
根据诺格公司的报告，以台湾海峡冲突为作战背景，美军一次出击投放1256枚JDAM炸弹计算，需要516架作战飞机，包括从航母起飞200架F-35，从关岛和澳大利亚各起飞150架F-35，另外还有16架B-2战略轰炸机，保障兵力为289架空中加油机。这意味着F-35从关岛起飞，一架空中加油机只能保障4枚精确制导炸弹的投放，从澳大利亚起飞这个数字则降低到2枚。如果采用B-21战略轰炸机，以该机可以投掷14枚精确制导炸弹计算（B-2战略轰炸机是16枚），动用的兵力为48架，一次出击投放同样数量的精确制导炸弹，只需要260架飞机（100架从航母起飞的F-35，64架从关岛起飞，16架B-2战略轰炸机和48架-21战略轰炸机从澳大利亚起飞），支援的空中加油机则下降到113架。这样就意味着可以有340架左右的F-35飞机参加到制空争夺当中，更重要的是可以减少100多架空中加油机的部署，其对美军作战效能的提升非常可观。
执行多样化任务
B-21战略轰炸机巨大的天线和强大的电磁功率非常适合用于电子战。巨大的天线不仅适合用于侦听、定向，还可以用于电磁压制，效果比只有较小天线的专用系统还要好。这样的电子战能力可以全面压制敌方的机载和防空雷达，以及雷达制导的空空导弹和防空导弹，有效地将自卫电子战和进攻性电子战融合于一身。更进一步，还可以搭载微波武器，直接摧毁敌方的雷达和电子系统。更加科幻的能力则是用强大的定向电磁能量强力向敌方网络的薄弱节点注入信息，扰乱甚至瘫痪敌方的C4ISR或者电网、铁路、水厂、炼油厂、城市交通控制等民用关键设施。B-21战略轰炸机利用“宝石柱”综合处理系统强大的处理能力，不但可以完成传统轰炸机的核打击和常规精确打击任务，远期目标要求能够完成传统ISR飞机，如E-3预警机、E-8地面目标监视飞机和P-8海上巡逻机等担负的功能。
实施非对称威慑
随着美国战略力量的延伸，不仅突防打击平台将发挥日益重要的作用，而且可以执行核任务的飞机携带常规武器后，也非常适合威慑具有有限核武器的潜在对手。在这种情况下，一种新的轰炸机和更低当量但是更加准确的武器相结合，可以构成对敌方最有效、最可靠的威慑力量。B-21战略轰炸机可以用于在和平时期、危机期间或者冲突之中发出适时的威慑信号。轰炸机可以进入戒备状态，从它们在美国大陆的基地部署到海外地区，或者用来执行高调的非作战任务。例如，在2013年初，华盛顿政府派出两架B-2战略轰炸机到朝鲜半岛执行训练任务，以回应朝鲜对韩国和美国的核威胁，这是旨在展示美国保卫条约盟友的决心的一项措施；又如前期，B-52轰炸机来南海炫耀武力。另外，进攻性的轰炸机也具有重要的附加功能，可以迫使对手向价格昂贵但相对不具威胁性的防空系统投资，以保护自己的领土，尤其是进攻方拥有突防性武器和防区外武器时。