图160战略轰炸机:苏联航空工业的巅峰之作

人类航空史上最大、最重、最快的可变翼飞机——图-160目前正在进行重大的航电设备和武器升级,俄罗斯甚至还有恢复生产该机的计划。

图160

自图-160“海盗旗”轰炸机服役伊始,这种既有着优雅外形又具有令人恐惧的威慑能力的巨大白天鹅就成了苏联的骄傲,至今这个地位仍未被撼动。

尽管如此,图-160机队的规模仍然较小。喀山格飞机生产联合体(KAPO,如今的哈萨克斯坦喀山飞机厂)在1984-2008年间仅制造了35架图-160“海盗旗”,其中有三架是原型机。

根据第一阶段削减战略武器条约(START I)中俄罗斯提供的官方信息,到2009年,俄罗斯空军保持13架能发射160枚Kh-55SM(AS-15B“肯特”)空射核弹头巡航导弹(ALCM)的图-160。除此之外还有一架图-160被改装成测试平台,并且在喀山厂一直轮换保持两架图-160进行机身和系统大修。

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恩格斯空军基地是图-160的老巢,作战机队都驻扎在这里

虽然“海盗旗”数量稀少,但图-160机队的整体作战能力在过去一年随着图-160M升级型的交付有所增强。此外,“海盗旗”的进一步升级计划也浮出水面,甚至出现了制造全新“海盗旗”的计划。

研发历史

1968年,图波列夫设计局开始研制一种具有可变几何外形(VG)机翼的新型重型超音速轰炸机。四年后,该机的初始设计方案送交苏联空军高层审批。与新机配套的加力涡扇发动机在1977年开始研制。1974年6月2日,苏联部长会议通过了研制这种新型轰炸机的决议,该机将安装4台NK-32加力涡扇发动机。1976年,新机获得了开始详细设计的批准。

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图-160早期方案模型,还有着图-22M3的影子

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在后来的设计演进中,图-160全盘接受了米亚西舍夫M-18方案的布局,奠定了今天的气动外形

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1/3比例的可变翼液压机构研究模型

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组装中的第一架图-160原型机70-01

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第一架图-160原型机70-01在1981年12月18日首飞

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飞行中的70-01

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机翼全后掠时,可以看到竖起的内侧襟翼

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安装了全套航电设备的第二架原型机70-03于1984年10月6日首飞

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第二架原型机70-03降落接地中

第一架图-160原型机70-01在1981年12月18日首飞,机长是图波列夫设计局的首席试飞员鲍里斯·维尔梅伊。安装了全套航电设备的第二架原型机70-03于1984年10月6日首飞。

由于受到美国罗克韦尔B-1B“枪骑兵”轰炸机在20世纪80年代中后期大规模进入美国空军服役的刺激,“海盗旗”在国家联合测试与评估试飞结束前就急匆匆进入苏联空军远程航空兵服役了。

苏联原计划要为战略轰炸机部队购买多达100架图-160轰炸机,这一数字与B-1B持平。但由于苏联崩溃,新成立的俄罗斯联邦的国防预算被大幅削减,彻底打乱了采购过程。

1987年4月,首批两架原本被用于试飞的图-160装备了驻普里卢基(今乌克兰境内)的第184重型轰炸机航空团,到当年年底,该团已经接收了10架“海盗旗”。在开始训练飞行后的短短8个月,第一个“海盗旗”中队就宣布形成战斗力。

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B-1B轰炸机的前身B-1A在1974年下线

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美国国防部当年绘制的图-160想象图

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试飞中的第一架生产型图-160,从一开始该机就使用了白色涂装,为核战争做好了准备

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普里卢基基地第184重型轰炸机航空团崭新的图-160

设计特点

为了实现高升阻比,图-160采用了细长的机身设计,然后把翼套和前缘边条融入机身,形成一个扁平的升力体,并与下置的可变几何外形机翼组成“整体气动布局”。机身升力体产生的升力占了总升力的很大一部分,机身的制造材料比例为20%钛合金、58%铝合金、15%高强度钢和3%复合材料。

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图-160采用了细长的机身设计,然后把翼套和前缘边条融入机身,形成一个扁平的升力体

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半硬壳式机身可分成机鼻、前机身、中央机身和后机身段

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当机翼完全后掠时,内侧襟翼会旋转竖起90度作为垂直气动安定面使用

半硬壳式机身可分成机鼻、前机身、中央机身和后机身段。机鼻段容纳了雷达、前起落架和四名机组的增压驾驶舱;前机身段内布置了油箱和前弹舱;中央机身段内布置了主起落架舱和后弹舱,并连接四台发动机舱;后机身段内安排了航电舱和油箱。

可变后掠翼分成固定的翼套和可动机翼两部分,可动机翼部分略微下反,前缘有缝翼,后缘有三段双位置襟翼、以及下偏副翼和4段扰流板。飞行员可以手动选择三种后掠角:用于起降和低速飞行的20度最小后掠角,用于亚音速巡航的35度中等后掠角,用于超音速飞行的65度最大后掠角。当机翼完全后掠时,内侧襟翼会旋转竖起90度作为垂直气动安定面使用,可以提高高速飞行时的方向稳定性。

大型平尾安装在垂尾中段,可以同向偏转提供俯仰控制,也可以差动偏转提供高速滚转控制(低速滚转控制由副翼提供)。整个垂尾上半部分都是全动方向舵,用于偏航控制。

图-160是苏联第一种配备4余度电传飞行控制系统的轰炸机,具功能有限的机械备份系统。图-160也是苏联第一种采用战斗机式中央操纵杆的重型轰炸机,摒弃了传统的操纵盘。

该机的4台库兹涅佐夫NK-32加力涡扇发动机安装在两个被后弹舱隔开的发动机舱中,每台发动机舱都配备了的可调楔形进气口。单台发动机额定干推力137千牛,最大加力推力245.18千牛,亚音速巡航时的额定推力是41.2千牛,涵道比1.36。

“海盗旗”的13个油箱可容纳171吨航空煤油,油箱分布在机身、中央翼段和可动翼内。飞机风挡前的机鼻中央还有一个可收放空中加油探管。

所有武器都内置于机身的两个串列弹舱内,每个弹舱长11.28米、宽1.99米,安装一个MKU-6-5U六挂架旋转发射单元,可挂载6枚Kh-55/Kh-555空射巡航导弹。该机的标准载弹量为22.5吨,最大载弹量为40吨。

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每台发动机舱都配备了的可调楔形进气口

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NK-32加力涡扇发动机单台发动机额定干推力137千牛,最大加力推力245.18千牛

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整个垂尾上半部分都是全动方向舵,用于偏航控制

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飞机风挡前的机鼻中央还有一个可收放空中加油探管

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每个弹舱长11.28米、宽1.99米,安装一个MKU-6-5U六挂架旋转发射单元

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MKU-6-5U挂架

航电套件

图-160采用4人制机组,包括坐在驾驶舱前排座椅的机长和副驾驶,以及坐在后排的领航员(负责控制进攻系统)和领航-操作员(负责控制自卫套件)。所有机组乘员都配备了红星K-36LM零零弹射座椅。

该机机鼻大型尖锥整流罩内部安装了一台“奥布佐尔”-K导航/攻击雷达,机鼻下方整流罩内安装有OPB-15T“雷暴”光学轰炸瞄准具,可在低光照条件下操作。“奥布佐尔”-K雷达是图-160导航/攻击系统的核心,可以探测和跟踪远距离的海面和地面目标,并能在远程任务中进行测绘修正,以更新飞机的导航系统。

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图-160也是苏联第一种采用战斗机式中央操纵杆的重型轰炸机,摒弃了传统的操纵盘

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坐在后排的领航员(负责控制进攻系统)和领航-操作员(负责控制自卫套件)

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机鼻大型尖锥整流罩内部安装了一台“奥布佐尔”-K导航/攻击雷达

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机鼻下方整流罩内安装有OPB-15T“雷暴”光学轰炸瞄准具

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AV-1S天文导航系统

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尾部的APP-50箔条/红外干扰弹发射器

“奥布佐尔”-K雷达具有抗干扰操作模式,能同时提供4个地面或海上目标的精确位置数据,并能探测天气变化。领航员可以选择一个主要目标,并把其位置数据(基于目标方位和斜距)输入导航系统。该雷达还具有敌我识别功能(IFF),这在探测海上目标时很有用。雷达提供了自动目标探测和跟踪模式,据说在高空无线电地平线距离内能发现300公里外的大型船舶。

图-160的导航/攻击套件还包括K-042K惯性导航和AV-1S天文导航系统,后者能实现以全自动导航模式在大洋上空远程飞行,以及在北极圈极端维度内飞行。导航套件采用PA-3移动地图来指示飞机当前位置。

该机的“章鱼”瞄准系统负责在发射导弹前把目标位置数据加载到Kh-55SM和Kh-555导弹的控制系统中。这套武器控制系统采用12台计算机来处理复杂的任务,在图-160的整套航电中,有超过100台独立的计算机在飞行或地面维护时控制着各种操作。

“海盗旗”的“贝加尔湖”综合自卫套件由专门的机组人员控制,其大部分组件安装在后机身。俄罗斯没有公开该系统的雷达告警接收机,目前已知该系统具有“火花”后向导弹逼近告警传感器、主动雷达干扰机和24单元APP-50箔条/红外干扰弹发射器。

武器

图-160最初的主要武器是“彩虹”设计局研制的Kh-55(AS-15“肯特-A”)导弹,这是一种亚音速地形跟踪空射巡航导弹,射程2500公里,能安装20万吨当量的核弹头,用于打击已知坐标的战略目标。Kh-55于20世纪70年代后半期开始研制,在1978年进行了首次试射,于1981年投产,两年后进入苏联空军服役。Kh-55SM(AS-15“肯特-B”)是Kh-55的增程型,兼容相同的六发旋转发射架。该弹引入了保形油箱,射程增加到3000公里,除此之外的战斗部和制导系统和Kh-55保持不变。

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Kh-55与Kh-55SM巡航导弹对比

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Kh-55巡航导弹结构图

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图-160弹舱中的Kh-55

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与图-160一起展示的Kh-55SM巡航导弹

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正在发射Kh-55SM的图-160

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俄罗斯对叙利亚IS动武的电视画面暴露了Kh-555的奇特外形

图-160有限的武器库中后来又增加了两种新型空射巡航导弹:“彩虹”设计局研制的Kh-555和Kh-101/Kh-102导弹。Kh-555是kh-55的改进型,Kh-101/Kh-102则是俄罗斯的新一代超远程空射巡航导弹,具有隐身外形设计,尺寸和重量都超过了Kh-55和Kh-555。

Kh-101安装常规战斗部,Kh-102则是核战斗部,单身后部安装一台涡扇发动机,在发射时从弹体后部下降到气流中,这点与Kh-55和的Kh-555相同。Kh-101/Kh-102的航程为5500公里,重2500千克,飞行高度30-6000米,最大速度970公里/时,使用地形匹配(TERCOM)制导,辅以具有格洛纳斯/GPS双接收天线的惯性/卫星进行航路校正,飞行末段采用电视图像匹配制导。俄罗斯资料说这种复合制导方式能达到3-5米圆概率误差(精确度)。Kh-101/Kh-102导弹在2004年首次试射,据报道在2013年开始服役,升级后的图-160在弹舱内的两个旋转发射架上可挂载多达12枚这种导弹。

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图-160向IS目标发射Kh-101巡航导弹的电视画面截图

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挂在图-160旋转挂架上的Kh-101

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Kh-101导弹的一些细节

更小更轻的Kh-555在1999年开始测试,该弹沿用了Kh-55的弹体,常规战斗部重364千克,头部增加了边条,射程可达2000公里。Kh-555可安装穿透或集束战斗部,后者配备有碎片/高爆或穿甲子弹药。与Kh-55相比,Kh-555降低了雷达反射面积,并且和Kh-101一样采用了更现代化的复合制导系统。

Kh-555的最后一次实弹验收测试发生在2005年8月16日,那天,俄罗斯总统弗拉基米尔·普京坐在图-160驾驶舱前排右座体验了这次试射。这次飞行的机长是阿纳托利·日哈列夫少将(现在已经是中将了,是俄罗斯空军远程航空兵司令),他驾驶飞机从莫斯科和奥列涅戈尔斯克附近的契卡洛夫斯克起飞,开始了这次持续5小时的任务。图-160发射的两枚Kh-555击中了俄罗斯远北领土沃尔库塔附近奔巴靶场上的一个点目标。

图160:苏联航空工业的巅峰之作

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“图-160,哈拉绍!”

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