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20分钟就能拜访美国,优雅的“白天鹅”——图
发布日期:2020-09-06

2020年2月7日俄罗斯公开了其最新一代战略轰炸机图-160M2首飞的画面,俄罗斯方面表示将于2027年前至少装备10架图-160M2,届时俄罗斯的图-160机队将可能达到30架。这意味着这款俄罗斯性能最强大的战略轰炸机将进一步得到扩充,加强俄罗斯的战略威慑和战略打击力量。说起俄罗斯的图-160轰炸机,其优雅的造型使它获得了白天鹅的美誉。图-160强大的作战能力和性能也成了俄罗斯战略威慑和战略打击的一张王牌,并与图-95、图-22M一起组成了俄罗斯战略轰炸机的“三剑客”。

20分钟就能拜访美国,优雅的“白天鹅”——图160战略轰炸机

图-160M2预计将在2027年交付俄军使用

图-160轰炸机是苏联时代研制服役的最后一款战略轰炸机,也是苏联时代性能最强大的战略轰炸机。该机一经面世就成为冷战对抗中的一张王牌,西方国家一度非常忌惮,即便是苏联解体后,西方也是欲除之后快。图-160是目前世界上除B-2隐身轰炸机以外,作战性能最好的轰炸机,苏联解体后俄罗斯虽然实力大幅度下滑,但依然在努力保持着图-160的队伍和战力。现阶段大约有16架图-160在俄军中服役,尽管图-160的数量并不算多,但它依旧是俄罗斯最信赖也是最具威慑力的空中打击平台,是俄罗斯空基核力量的重要组成部分之一。在很多俄罗斯人心中,图-160不仅是一款战略轰炸机,更是民族尊严的象征。

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图-160被认为是俄罗斯力量的象征

“白天鹅”的起源

图-160轰炸机起源于苏联在战略轰炸机领域追赶美国的决心。在冷战时期,战略轰炸机可携带核弹头或常规弹头的空对面导弹,在战略打击能力和战略威慑能力方面上了一个新的台阶。超音速轰炸机在战略打击和战略威慑层面都具有很大作用,因而谁拥有了最先进的战略轰炸机,谁就能占据战略优势。正因为如此,美苏两国在战略轰炸机领域开始了一轮又一轮的较量。上世纪50-60年代,美国凭借着强大的国力和航空技术水平,相继推出了B-47“同温层喷气”战略轰炸机和B-52“同温层堡垒”战略轰炸机,B-47是世界上第一款喷气式战略轰炸机,而B-52的作战能力要进一步超越B-47。此外,还有世界上第一款超音速轰炸机B-58“盗贼”。而苏联在此时也针锋相对的推出了图-95“熊”式战略轰炸机、米亚-4“野牛”战略轰炸机、图-22“眼罩”超音速轰炸机,以及图-16“獾”中程轰炸机。不过,由于苏联早期航空技术比较薄弱,始终处于追赶者的地步。

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美国B-52战略轰炸机

 

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为对抗美国B-52,研制的图-95-战略轰炸机

为了扭转这一不利局面,苏联于50年代末至60年代初启动了新型轰炸机的研发计划,志在研发性能超越美国的超音速战略轰炸机。当时该计划的代表作为M-50和T-4两款超音速轰炸机,由于当时的苏联在航空技术和制造工艺水平上难以支撑这两款性能指标很高的轰炸机,导致苏联即使倾全国之力也难以达到满意的状态。最终,M-50和T-4相继被苏联军方放弃,为苏联在战略轰炸机领域留下了不小的遗憾。不过,苏联也由此积累了很多宝贵的经验,为它们开发的技术也在后面的战机上得到了应用。随着崇尚导弹万能论的赫鲁晓夫在1965年下台,苏联军方又开始将新型战略轰炸机提上了议程。同样在1965年,美国开始了先进有人驾驶轰炸机(AMSA)项目,再加上已经展开的XB-70“女武神”超音速战略轰炸机计划,苏联无疑又处在了落后的位置。

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有143吨黄金之称的T-4战略轰炸机

方案之争

1967年苏联正式下达了新型战略轰炸机招标计划,要求新型轰炸机具备海平面高度下1.1万至1.3万公里的航程,亚音速和高空条件下1.6万至1.8万公里的航程,1.8万米的高度下最大巡航速度为3200至3500公里/小时,并可携带核导弹和常规导弹和炸弹。这样的技术指标可以说非常高,即便放在今天也没有几个国家可以做得到。在当时共有三家设计局提出了方案参与招标,即苏霍伊设计局的T-4M和T-4MS,米亚西舍夫设计局的M-20,以及图波列夫设计局的160M。苏霍伊设计局的T-4M方案吸取了T-4三角翼的设计缺陷,三角翼虽然可以提供良好的超音速性能,但在亚音速时阻力增加,不利于巡航。苏霍伊设计局将三角翼改为采用变后掠翼以此来改善亚音速巡航时的问题,提升航程。T-4M采用了4台雷宾斯克RD36-41发动机,最大飞行速度3200公里/小时,高空超音速航程为7000公里,高空亚音速航程为10000公里。为了提高飞机航程,苏霍伊设计局又对T-4M进行了修改,推出了T-4M方案。该方案采用了飞镖式机身,当机翼全后掠时,飞机整体变为一个三角形,这使得其在1.1万米高度亚音速巡航时的航程达到了1.4万公里。

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苏霍伊设计局的T-4MS设计方案

米亚西舍夫设计局提出了M-20方案,也是采用了可变后掠翼技术,共有5个子方案。其中经过反复的论证和修改,M-20VI方案采用了常规布局加变后掠翼,4台发动机以短舱的形式放置在机翼下方,这个设计已经和后来的图-160与美国的AMSA非常相似了。而图波列夫设计的160M方案,则采用三角翼设计,并借鉴了图-144超音速客机的一些设计,将发动机与机身和机翼融合设计,以此来提高升阻比,提高飞机在超音速和高亚音速的飞行性能。不过图波列夫认为当时苏联军方设定的技术指标太高并不可行,他认为3马赫的飞机在设计和制造上的风险太大,与其性能收益不成正比,为此他将160M的最大速度限制在了2.3马赫,以降低成本和风险。

1972年,苏联军方对三个设计局的方案进行评估,三家设计局的方案都没有达到苏联军方的设计指标,最后勉强选择了苏霍伊设计局的T-4MS方案。后来苏联军方采纳了图波列夫的建议,降低了设计指标,将轰炸机的最大速度调整为2.3马赫。此时,由于苏霍伊设计局接到了战术战斗机的设计任务,同时又由于T-4的失败,导致苏霍伊设计局退出了轰炸机竞标,只剩下图波列夫设计局和米业西舍夫设计局一较高下。

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米亚西舍夫设计局的M-20VI方案

 

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图波列夫设计局的160M方案

针对苏联军方提出的指标,新型轰炸机要求既具备优异的高空高速性能,又要具备良好的低空突防能力。这就使得飞机在高空高速和低空高速方面都具有良好的性能,同时还要兼顾速度与航程。而这对于飞机的设计要求完全相反,如果采用三角翼设计虽然在跨音速时阻力增加变得平缓,很容易飞出超音速,但在亚音速区诱导阻力大,升力增加小。而要想在亚音速区获得较大的升力,最好的办法是采用大展弦比的机翼。在当时的技术条件下,选用可变后掠翼设计无疑是最好的选择。可变后掠翼可在一定程度内改变机翼的平面形状,以适应飞机在不同飞行速度下的性能要求,保证飞机具备最好的机翼后掠角配置,获得最好的飞行性能。此外,可变后掠翼在超音速状态下的航程与三角翼基本一致,但在亚音速阶段可变后掠翼的航程比三角翼要增加35%-45%。

三角翼对于起降条件要求也比较高,对于国土广袤的苏联来说,可变后掠翼对于机场要求较低也是非常大的优势。虽然可变后掠翼存在结构复杂、死重大和造价高的问题,但与飞行性能的提升相比还是最合适的结构设计。正因为如此,苏联军方认为图波列夫的160M方案在低空方面性能难以满足需要,将其淘汰。而米亚西舍夫设计局则在M-20VI方案的基础上进行修改推出了M-18方案,该方案被苏联军方选中成为了最后的赢家。

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米亚西舍夫的M-18方案获得了最后的胜利

看到这里可能会有个疑问,为什么米亚西舍夫的方案赢了,但最后却发展成了图波列夫的图-160呢?其实,米亚西舍夫设计局虽然赢了竞标,但由于此前M-50失败时,设计局遭到了裁撤,技术力量损失惨重,难以独立完成新轰炸机的设计任务。而图波列夫设计局长期从事轰炸机研究,技术力量积累深厚,和苏联军方的关系密切,深受信任。于是,在1973年图波列夫设计局奉命接管了M-18方案,并在此基础上发展出了后来的图-160,而米亚西舍夫则转向了航天工程的研制工作。

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图波列夫设计局对于苏联轰炸机发展有着非常关键的作用

性能特点

图-160采用了翼身融合和可变后掠翼设计,机腹设有弹舱,四台发动机两两成对安装在机翼下方两个独立的发动机舱内。机尾采用了十字型尾翼的设计,垂尾比较强壮,整体外形显得比较优雅漂亮。图-160在设计时为了降低机身阻力并减小雷达截面,整体机身的截面设计的尽可能小,而且没有设计武器外挂点,采用了全弹舱挂载的设计。图160的可变后掠翼设计可以手动控制机翼在3个后掠角(20度、35度和65度)进行切换,其中20度后掠角用于起飞和降落阶段,35度后掠角用于高亚音速空中巡航,65度用于超音速飞行。由于可变后掠翼设计需要安装活动节和机轴组件,由其带来的就是结构重量的增加。为了降低结构承重,苏联航空工业部门还特意成立了冶金技术项目组,专门研究图-160机翼承重和活动部分的材料技术问题,并且发明了新型合金材料和钛合金真空焊接技术,使得图-160的可变后掠翼技术得以在显著提高飞行性能的同时降低了结构的重要。

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图-160采用了可变后掠翼技术,达到了速度和航程的平衡

图-160采用了当时苏联最先进的电子设备和航电技术,机头雷达罩内安装有导航攻击雷达和地形规避雷达。导航攻击雷达主要用于对地攻击、空中目标探测和地形探测。地形规避雷达主要用于低空飞行时的地形匹配和地形跟踪,保障低空飞行的安全。机头内部还安装有轰炸瞄准系统以及惯性导航系统,可以为轰炸作战提供辅助导引和控制。

图-160在机尾位置还安装有贝克尔自卫防御系统,该系统由雷达告警接收机、电子对抗系统和干扰发射系统组成,此外还安装有三联装50毫米APP-50红外/金属箔条干扰器,以提高自卫能力。图-160的驾驶舱设计也比较整洁,大量使用成熟的仪表设计,使得机组成员很容易掌握和使用。同时,为了缓解长途飞行的疲劳,图-160上还设计有休息室、厕所和食物加热设备。机组成员由两名飞行员、一名通讯系统和自卫系统操作员、一名导航系统和武器系统操作员组成。该机整体的自动化控制水平较高,有利于机组成员长时间执行任务。

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图-160轰炸机的驾驶室设计比较简洁

图-160原计划使用图-22M3使用的NK-25发动机,NK-25发动机最大加力推力达到了245千牛,基本满足了图-160的动力系统要求,但由于该发动机油耗过高,使得其难以满足图-160的航程需要。图波列夫便一边用NK-25完成图-160的原型机生产和首飞,一边希望库兹涅佐夫设计局尽快解决发动机的问题。库兹涅佐夫设计局在NK-25的基础上研制了更先进的NK-32发动机,在不改变推力的情况下降低了油耗。随后又改进出了NK-321发动机,并应用在了图-160上。NK-321发动机重3.4吨,单台最大推力137.3千牛,加力推力245千牛,推重比为7.35。推力强大的同时亚音速状态油耗下降为0.72千克/千牛/小时,超音速状态油耗下降为1.7千克/千牛/小时。图-160采用了4台带加力燃烧室的NK-321三转子涡轮风扇发动机,发动机进气道为楔形可调式进气道,发动机间的机身设有内部弹舱。

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图-160使用的NK-321三转子涡轮风扇发动机

图-160在机腹部分设计有两个弹舱,其武器系统可以携带Kh-15短程空地导弹、Kh-55巡航导弹在内的多种常规导弹和核导弹,以及常规炸弹等。图-160起初原计划携带Kh-45重型空对地导弹执行作战任务,该导弹最初是为T-4轰炸机研发的,长10.8米,重4.5吨,由钛合金制造,采用中继惯性制导加末端主动雷达制导的复合制导方式,最大射程600公里,最大速度5-7马赫。不过随着1977年苏联获悉美国的AGM-86巡航导弹计划后,苏军发现AGM-86弹头虽然只重1.2吨,却有3000公里的射程,而且体积小,可大量携带。相比于长度10米射程600公里的Kh-45导弹,AGM-86的打击能力增强了近10倍。为此Kh-45导弹被放弃,改为使用Kh-55巡航导弹和Kh-15导弹。

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AGM-86巡航导弹是美军第三代空地巡航导弹

由于图-160的弹舱是按照Kh-45导弹尺寸设计的,所以可以容纳数量较多的弹Kh-15和Kh-55导弹。其两个内部弹舱各有一个MKU6-5U挂架,每个挂架可以携带6枚kH-55或12枚Kh-15导弹,一次出动最多可携带12枚Kh-55或24枚Kh-15导弹,可以说具备非常强大的打击能力。

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KH-55巡航导弹

 

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KH-15空地导弹

1981年12月18日首架图-160原型机首飞成功,这一天正好是时任苏共中央总书记勃列日涅夫75岁生日前的一天,图波列夫用这种方式也是回报了苏联高层对于自己的信任。随后,第一架生产型的图-160于1986年8月15日进行首飞,并于1987年4月交付苏联空军,1987年5月图-160正式进入苏军服役。图-160比起其他苏联轰炸机都要大得多,该机空重110吨,最大起飞重量275吨,最大载弹量40吨。在9吨载弹量情况下,具有1.4万-1.6万公里的航程。在2000公里高度的超音速飞行或50-200米的低空高亚音速飞行时具备1.2万-1.3万公里的航程,高空最大速度可达2300-2500公里/小时,低空最大速度可达1000公里/小时,最大实用升限达2万米。如此强悍的性能使得图-160成为了当时苏联空军最令人生畏的武器。

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图-160于1981年完成首飞,1987年交付苏联空军

优势与不足

图-160凭借其出色的性能和优雅漂亮的造型,在当时的苏军中获得了广泛好感,并在1989年-1990年间创造了44项世界航空记录。图160这款苏联手中优雅的白天鹅也是西方的心头大患。1981年11月25日,图-160的第一架原型机正准备进行第二次滑行实验时,一架客机正在缓缓地降落,一名乘客拿出相机对着窗外这架造型优雅的飞机拍摄了一张照片。随后西方就获知了这款新型轰炸机的存在,并将其取绰号为“海盗旗”。西方对于这款战机非常忌惮,因为该机的外形与美国的B-1B轰炸机非常相似,而且整体尺寸要大于B-1B。按照西方的估计,图-160尺寸表明其作战能力要远超B-1B。

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美军B-1b战略轰炸机

西方的估计的确没有错,图-160的研制就是对标美国的B-1B轰炸机,本着苏联秉承的人无我有,人有我强的风格,图-160在作战能力上的确要强于B-1B的前身AMSA项目。图-160的机体尺寸要比B-1B大20%。图160的机翼面积为370平方米,与B-1B相比要大一倍,而且它采用了翼身融合技术,具备了优异的空气动力学性能。图-160装备的NK-321发动机的最大加力推力比B-1B装备的F101-GE-102发动机大65%。得益于发动机性能的强劲,图-160的最大速度为2.05马赫,而B-1B仅为1.2马赫。它的最大载弹量也远大于B-1B的22吨。图-160在航程上也具有优势,可载148吨燃油,而B-1B仅可以携带87吨,所以在航程上B-1B也不是图-160的对手。因此,作为一款对标B-1B的轰炸机,图-160显然非常成功,在性能上比起B-1B要具有一定的优势。不过,B-1B也有自己的独到之处,它采用了固定式亚音速进气道,具有结构简单、雷达反射面积小的特点。同时与图-160只能使用内部弹舱不同,B-1B可以外挂武器和吊舱,机翼后掠角的控制系统也要强于图-160。

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图-160(左)在尺寸和性能上要强于B-1B(右)

图-160虽然性能强劲,不过也并非完美无缺。首先该机的电子设备比较落后,在1990年美国国防部长卡卢奇参观图-160后,就对其座舱内的传统仪表和电子设备印象深刻。与西方相比,图-160依旧使用大量的传统仪表,再加上苏联电子工业与西方存在差距,这些显然限制了图-160性能的发挥。不过对于图-160上使用大量成熟设备,苏联人有着自己的想法。他们认为苏联其他型号的轰炸机也都使用这些仪表,飞行员换装起来会减少很多适应问题。而且当时苏联已经大厦将倾,换装先进设备无疑需要大量的成本,苏军考虑等日后经济允许再更换也不迟,只不过这一等就等了十多年。

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图-160还是依靠大量的传统仪表获取各种信息

其次,图-160的人机界面并不友好,座舱设备对于飞行员的安全性和舒适性都有着不小的挑战。其座椅使用的是战斗机座椅,长时间飞行不太舒适。弹射救生系统操作比较繁琐,需要先调整好位置才能弹射,影响弹射效率和成功率。早期生产型甚至座舱没有增压设备,机组成员必须穿抗荷服带氧气面罩,座舱内的噪音很大,必须带耳麦才能进行沟通。针对这些问题,后期生产的图-160有针对性的进行了改善,使得机内环境和人机功效好了很多。

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图-160的战斗机座椅长时间飞行并不太舒适

同时,图-160的维护工作也比较繁琐复杂,准备一次飞行需要15-20辆可发电的特种车辆。这么多车辆汇集在一起,产生的噪音和浓烟令地勤人员焦头烂额。而且过于复杂的保养维护方式也限制了图-160的机动部署,如果想要调动图-160,就必须先把一整套维护设备进行转运,提高了维护成本。图-160由于发动机位置较低,对于机场跑道要求较高,为防止吸入异物,地勤人员还要使用特制的清洁车辆以保持跑道的整洁。不过,如此复杂的维护方式,在苏联军方眼里却是被认为是必须的,理由是为了提高战场生存能力,维护设备必须要可以移动。

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图-160的维护工作比较繁琐

此外,由于图-160作为一款非常强大的超音速战略轰炸机,其设计定位要求是在全球范围内的核战争中,执行核打击和核威慑任务。因此,对于图-160的空中核打击能力非常看重,并没有考虑常规打击的需要。这与美国的B-1B存在一定的区别。美国强调轰炸机既要具备核打击能力也要具备常规作战能力,像B-58那种核打击轰炸机早早便退役,而B-52却能经久不衰就是最好的例子。而苏军更强调与美国的毁灭性核大战,再加上对外干涉的规模较小,对常规打击能力不够重视,这也造成了图-160在常规打击能力上存在不足。由于美军轰炸机在伊拉克战争和科索沃战争中的表现出色,俄罗斯才开始将常规精确制导武器与战略轰炸机进行整合,使图-160具备使用kh-55巡航导弹执行常规打击的能力。

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KH-55起初主要是搭载核弹头进行作战的

后记

总体来看,虽然图-160存在一些问题,但毕竟作为一款战略轰炸机,其强大性能和作战能力使其成为了当时苏/俄最强大的轰炸机。苏联军方原计划装备100架图-160,至苏联解体前一共生产了35架图-160,绝大多数都部署在了乌克兰。随着苏联的轰然倒塌,乌克兰和俄罗斯就这些白天鹅的归属问题展开了拉锯式的谈判。受限于经济问题,以及以美国为首的西方连哄带骗的忽悠,乌克兰最终拆解了10架图-160,1架留在了博物馆,8架则当作天然气的补偿给了俄罗斯。而俄罗斯装备的16架图-160,也由于经济问题长期处于半封存状态,直到普京上台后才有所改善。

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乌克兰绝大部分的图-160都遭到了拆解

2007年俄总统普京宣布恢复战略轰炸机巡航,图-160才开始活跃起来,频繁出现在北约和美国的家门口,重现起冷战时期的猫鼠游戏。图-160也经常利用自己出色的加速性能调戏一下西方的拦截战机。随着战争模式的发展,图-160的航电系统已经处于落后的境地,而俄罗斯也在积极恢复图-160的生产能力,并对其进行改进以适应新时期的作战特点。

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图-160将长期作为俄罗斯重要的空中远程打击平台

为此,俄罗斯推出了图-160M2轰炸机,尽管目前还是使用苏联时期的配件完成生产,但对于航电系统、发动机和武器系统等方面做了大量的升级和改进,图-160M2将具备使用新型高亚音速和高超音速导弹的能力。同时,全新制造图-160的计划也在进行中。对于目前国家经济实力和军事实力都处于下滑状态的俄罗斯来说,图-160是保证其空中战略威慑和战略打击力量存在的关键所在。图-160凭借强大的远程打击能力,在未来相当长的一段时间内依旧是俄罗斯重要的空中远程打击平台,也是俄罗斯绝不会放弃的一张底牌。正如普京所说“抗议一百次,也不如战略轰炸机的翅膀扇动一次”,在下一代隐身轰炸机PAK-DA出现前,图-160这只优雅而致命的白天鹅就是俄罗斯最倚仗的空中作战平台。

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