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2022年12月,B-21轰炸机首次亮相时,美空军精心限制了亮相角度,只对外界展示了该机的前向外形,留下了许多关于轰炸机外形与相关设备的问题。在大家猜测了近1年后,终于可以根据2023年11月的地面滑行测试与首飞透露出的图像,使一些猜测得到明确的验证。

11月10日黎明时分,B-21轰炸机从42号工厂起飞,几乎能够从垂直角度拍摄该机底部,清晰地显示了B-21的一些特征。该架B-21原型机在西北方向绕圈飞行了约140分钟,随后降落在爱德华兹空军基地。(译者注:关于首飞的飞行时间,还有其他不同说法。11月10日,美《空军和太空军杂志》网站刊发《新型B-21轰炸机首飞》报道,表示经空军发言人证实,B-21原型机于当地时间早上7点左右起飞,8点30分左右降落在爱德华兹空军基地,飞行时间应为90分钟左右。同一个信源对首飞时间的描述,前后报道出现了较大差异,此处可能为笔误,实际飞行时间为90分钟)需要说明的是,美空军官方尚未公布任何有关B-21地面滑行测试与首飞的照片,所有流出的图像视频均是由民间摄影师在加利福尼亚州帕姆代尔美空军42号工厂附近拍摄的。诺格公司就在此地进行B-21轰炸机的制造工作。

整体外形B-21实机照片表明,早期美空军发布的一系列艺术概念图并非是一种欺骗战术,而是现实外形。B-21轰炸机的外形基于B-2A设计,该机俯视图中,后缘为简单的W型飞翼,没有B-2A上的锯齿状尾翼。B-2A在设计之初其实也采取了类似当下B-21的平面形状,但在上世纪80年代中期,美空军增加了一项要求,即B-2A应具备持续低空飞行、地形跟随飞行的能力,迫使B-2A更改了设计,增加了额外的尾部面积和控制面。重新设计工作耗资数十亿美元,B-2A的研制时间也因此增加了数年。

B-21较为简单的W型后缘表明,该机只会在更高的高度飞行。该机的后掠角也与B-2A相似。B-21中心区域“钻石”般的凸起让人联想到了上世纪80年代最早的隐身外形理念。B-2A采用了深灰色涂装,在夜间很难通过视觉辨别,B-21采用浅灰色涂装,表明该机是一架昼间轰炸机。

绰号B-21首飞原型机的前起落架舱门上刻有“地狱犬”的文字与剪影,这是神话中一只守卫冥界大门的三头犬。而由20架飞机组成B-2A(译者注:原文此处为B-21,应为笔误)机队,每架飞机外号都带有美国各州的名称(译者注:是在州名基础上加上“幽灵”/Spirit,组成每架机的名字)。

外形尺寸根据首飞中伴飞的F-16战斗机的相对尺寸和整体形状,B-21的翼展约为140英尺(42.672米),较B-2A的172英尺(52.426米)更小,但比前期预估的更大一些。B-21的机长约为55英尺(16.764米),而B-2A的机长为69英尺(21.031米)。美空军多次表示,B-21将比B-2A略小,载弹量也更少一些。

机尾B-21的尾喷口呈圆齿状,类似于B-2A的进气口,与B-2A简单凹槽状的尾喷口有很大不同。B-21尾喷口处的后缘为黑色,表明进行了某种防热处理。与B-2A不同的是,B-21的中间尾部是固定的,没有B-2A上的“海狸尾”结构。“海狸尾”为一种铰接式控制面,正式名称为“阵风载荷减缓系统”(Gust-Load Alleviation System),旨在帮助飞机在核攻击即将到来前快速在跑道上起飞。但B-2A的飞行员表示,“海狸尾”的功能并没有发挥作用,实际上被“关闭了”,此种结构在B-21上被取消也是理所应当。

辅助进气口B-21的上表面有两扇较大的三角形舱门,两侧发动机舱上方各有一扇,在地面运行、起飞和着陆期间打开,旨在为发动机提供更多空气。事实上,对称位置的2个辅助进气口表明,该机只有两个发动机。B-2A上有4个类似的外形特征,其发动机相应有4个。

弹舱B-21可能有3个弹舱。中间部分的接缝显示了中央主弹舱的清晰轮廓,以及两侧发动机检修舱门的接缝轮廓。在主弹舱和发动机检修舱门之间,两侧各有一个细长的舱门,可能为额外的弹舱。B-21至少能携带3种特定武器,包括B61-12核航弹、“防区内攻击武器”(SiAW)以及AGM-181“远程防区外”(LRSO)核巡航导弹。这些神秘的弹舱可能为了携带“防区内攻击武器”用以摧毁敌方防空系统。更小、更细长的舱门可能能够更快地打开和关闭,在接近敌方地面雷达时增强隐身性。

密封接缝尽管B-21项目官员表示,B-21将摒弃其他隐身飞机(如B-2A、F-22和F-117)上使用的“胶带、填缝剂和油性腻子”接缝密封技术,但可看到B-21底部的弹舱与发动机检修舱接缝处仍显现出了一些不均匀的轮廓,特别是在角落区域,表明以上技术可能还未被完全淘汰。该机上表面如玻璃般光滑,但在底面很难看到大面积的相同情况。该机龙骨前方的孔洞似乎也有使用胶带或填缝剂处理接缝的痕迹。此种方法虽然有效,但接缝密封技术在早期的隐身飞机上非常耗时,使得每单位飞行小时需要进行维护的时间急剧上升。相关专家将这种技术称之为“艺术成分多于科学成分”,质疑其在战时条件下的可重复性和实用性。

控制面在B-21的机翼后缘,共有8个控制面。与B-2A 一样,控制面可以偏转以保持飞行稳定性,也可以充当方向舵的角色。而在常规布局的飞机上,通常由垂尾主要提供飞行稳定性。控制面的偏转由飞控计算机控制,每秒内进行多次运算以保持飞机稳定。

较大的机翼油箱B-21的机翼厚度在首飞的阳光下较为引人注目。机翼中部的隆起较为明显,表明油箱也较大,几乎可以抵达翼尖部分。

雷达孔径在B-2A上,龙骨前缘的清晰轮廓显示了该机的雷达安装位置。但B-21上可见的接缝让人怀疑它是否有类似的设备,或者类似大小的设备。或许这意味着相应开口与飞机的外模线是一体的,雷达只能从内部安装。再或者,雷达就是被密封起来的,此种情况较为可能。近年来,雷达收发组件的可靠性非常之高,雷达从故障到性能退化平均时间很长,这表明着雷达在许多收发组件失效的情况下仍能较好地工作。这也将意味着B-21将主要依赖机载雷达,因为该机一直被认为是包括其他飞机和卫星在内的“系统簇”的一部分。

角反射器主起落架内侧的2根可伸缩杆可能为角反射器,用以防止在帕姆代尔地区(现在在爱德华兹空军基地)的敌方间谍测量飞机的雷达截面积。飞机从帕姆代尔地区起飞爬升时,并未收起起落架,可能也是出于同样的考虑。B-21翼尖区域有可伸缩的着陆灯,在人口稠密地区飞行时也可以用以提高雷达截面积。

测试设备除飞机机头左侧前伸的空速管外,B-21还在后部使用电缆拖拽了一个空气数据测试尾锥。

在B-21首飞后不久,美空军部长弗兰克·肯德尔表示,“这是一个重要的里程碑”,他对该计划“相当乐观”。2023年11月13日,在美智库新美国安全中心的网络直播中,肯德尔表示,所有项目最终都会遇到问题,所以他一直拒绝对项目发表乐观的报告,无论这些项目做得有多好。但对于B-21,“我可以说,谨慎乐观是有道理的”“飞行测试还有很长的路要走,但显然,我们随后将开启持续生产并使其发挥作用”“我们仍有需要解决的问题,我希望我们可以做到”。