人類航空史上最大、最重、最快的可變翼飛機——圖-160目前正在進行重大的航電設備和武器升級,俄羅斯甚至還有恢復生產該機的計劃。
人類航空史上最大、最重、最快的可變翼飛機——圖-160
自圖-160「海盜旗」轟炸機服役伊始,這種既有著優雅外形又具有令人恐懼的威懾能力的巨大白天鵝就成了蘇聯的驕傲,至今這個地位仍未被撼動。
儘管如此,圖-160機隊的規模仍然較小。喀山格飛機生產聯合體(KAPO,如今的哈薩克斯坦喀山飛機廠)在1984-2008年間僅製造了35架圖-160「海盜旗」,其中有三架是原型機。
根據第一階段削減戰略武器條約(START I)中俄羅斯提供的官方信息,到2009年,俄羅斯空軍保持13架能發射160枚Kh-55SM(AS-15B「肯特」)空射核彈頭巡航飛彈(ALCM)的圖-160。除此之外還有一架圖-160被改裝成測試平臺,並且在喀山廠一直輪換保持兩架圖-160進行機身和系統大修。
恩格斯空軍基地是圖-160的老巢,作戰機隊都駐紮在這裡
雖然「海盜旗」數量稀少,但圖-160機隊的整體作戰能力在過去一年隨著圖-160M升級型的交付有所增強。此外,「海盜旗」的進一步升級計劃也浮出水面,甚至出現了製造全新「海盜旗」的計劃。
研發歷史
1968年,圖波列夫設計局開始研製一種具有可變幾何外形(VG)機翼的新型重型超音速轟炸機。四年後,該機的初始設計方案送交蘇聯空軍高層審批。與新機配套的加力渦扇發動機在1977年開始研製。1974年6月2日,蘇聯部長會議通過了研製這種新型轟炸機的決議,該機將安裝4臺NK-32加力渦扇發動機。1976年,新機獲得了開始詳細設計的批准。
圖-160早期方案模型,還有著圖-22M3的影子
在後來的設計演進中,圖-160全盤接受了米亞西舍夫M-18方案的布局,奠定了今天的氣動外形
1/3比例的可變翼液壓機構研究模型
組裝中的第一架圖-160原型機70-01
第一架圖-160原型機70-01在1981年12月18日首飛
飛行中的70-01
機翼全後掠時,可以看到豎起的內側襟翼
安裝了全套航電設備的第二架原型機70-03於1984年10月6日首飛
第二架原型機70-03降落接地中
第一架圖-160原型機70-01在1981年12月18日首飛,機長是圖波列夫設計局的首席試飛員鮑裡斯·維爾梅伊。安裝了全套航電設備的第二架原型機70-03於1984年10月6日首飛。
由於受到美國羅克韋爾B-1B「槍騎兵」轟炸機在20世紀80年代中後期大規模進入美國空軍服役的刺激,「海盜旗」在國家聯合測試與評估試飛結束前就急匆匆進入蘇聯空軍遠程航空兵服役了。
蘇聯原計劃要為戰略轟炸機部隊購買多達100架圖-160轟炸機,這一數字與B-1B持平。但由於蘇聯崩潰,新成立的俄羅斯聯邦的國防預算被大幅削減,徹底打亂了採購過程。
1987年4月,首批兩架原本被用於試飛的圖-160裝備了駐普裡盧基(今烏克蘭境內)的第184重型轟炸機航空團,到當年年底,該團已經接收了10架「海盜旗」。在開始訓練飛行後的短短8個月,第一個「海盜旗」中隊就宣布形成戰鬥力。
B-1B轟炸機的前身B-1A在1974年下線
美國國防部當年繪製的圖-160想像圖
試飛中的第一架生產型圖-160,從一開始該機就使用了白色塗裝,為核戰爭做好了準備
普裡盧基基地第184重型轟炸機航空團嶄新的圖-160
設計特點
為了實現高升阻比,圖-160採用了細長的機身設計,然後把翼套和前緣邊條融入機身,形成一個扁平的升力體,並與下置的可變幾何外形機翼組成「整體氣動布局」。機身升力體產生的升力佔了總升力的很大一部分,機身的製造材料比例為20%鈦合金、58%鋁合金、15%高強度鋼和3%複合材料。
圖-160採用了細長的機身設計,然後把翼套和前緣邊條融入機身,形成一個扁平的升力體
半硬殼式機身可分成機鼻、前機身、中央機身和後機身段
當機翼完全後掠時,內側襟翼會旋轉豎起90度作為垂直氣動安定面使用
半硬殼式機身可分成機鼻、前機身、中央機身和後機身段。機鼻段容納了雷達、前起落架和四名機組的增壓駕駛艙;前機身段內布置了油箱和前彈艙;中央機身段內布置了主起落架艙和後彈艙,並連接四臺發動機艙;後機身段內安排了航電艙和油箱。
可變後掠翼分成固定的翼套和可動機翼兩部分,可動機翼部分略微下反,前緣有縫翼,後緣有三段雙位置襟翼、以及下偏副翼和4段擾流板。飛行員可以手動選擇三種後掠角:用於起降和低速飛行的20度最小後掠角,用於亞音速巡航的35度中等後掠角,用於超音速飛行的65度最大後掠角。當機翼完全後掠時,內側襟翼會旋轉豎起90度作為垂直氣動安定面使用,可以提高高速飛行時的方向穩定性。
大型平尾安裝在垂尾中段,可以同向偏轉提供俯仰控制,也可以差動偏轉提供高速滾轉控制(低速滾轉控制由副翼提供)。整個垂尾上半部分都是全動方向舵,用於偏航控制。
圖-160是蘇聯第一種配備4餘度電傳飛行控制系統的轟炸機,具功能有限的機械備份系統。圖-160也是蘇聯第一種採用戰鬥機式中央操縱杆的重型轟炸機,摒棄了傳統的操縱盤。
該機的4臺庫茲涅佐夫NK-32加力渦扇發動機安裝在兩個被後彈艙隔開的發動機艙中,每臺發動機艙都配備了的可調楔形進氣口。單臺發動機額定幹推力137千牛,最大加力推力245.18千牛,亞音速巡航時的額定推力是41.2千牛,涵道比1.36。
「海盜旗」的13個油箱可容納171噸航空煤油,油箱分布在機身、中央翼段和可動翼內。飛機風擋前的機鼻中央還有一個可收放空中加油探管。
所有武器都內置於機身的兩個串列彈艙內,每個彈艙長11.28米、寬1.99米,安裝一個MKU-6-5U六掛架旋轉發射單元,可掛載6枚Kh-55/Kh-555空射巡航飛彈。該機的標準載彈量為22.5噸,最大載彈量為40噸。
每臺發動機艙都配備了的可調楔形進氣口
NK-32加力渦扇發動機單臺發動機額定幹推力137千牛,最大加力推力245.18千牛
整個垂尾上半部分都是全動方向舵,用於偏航控制
飛機風擋前的機鼻中央還有一個可收放空中加油探管
每個彈艙長11.28米、寬1.99米,安裝一個MKU-6-5U六掛架旋轉發射單元
MKU-6-5U掛架
航電套件
圖-160採用4人制機組,包括坐在駕駛艙前排座椅的機長和副駕駛,以及坐在後排的領航員(負責控制進攻系統)和領航-操作員(負責控制自衛套件)。所有機組乘員都配備了紅星K-36LM零零彈射座椅。
該機機鼻大型尖錐整流罩內部安裝了一臺「奧布佐爾」-K導航/攻擊雷達,機鼻下方整流罩內安裝有OPB-15T「雷暴」光學轟炸瞄準具,可在低光照條件下操作。「奧布佐爾」-K雷達是圖-160導航/攻擊系統的核心,可以探測和跟蹤遠距離的海面和地面目標,並能在遠程任務中進行測繪修正,以更新飛機的導航系統。
圖-160也是蘇聯第一種採用戰鬥機式中央操縱杆的重型轟炸機,摒棄了傳統的操縱盤
坐在後排的領航員(負責控制進攻系統)和領航-操作員(負責控制自衛套件)
機鼻大型尖錐整流罩內部安裝了一臺「奧布佐爾」-K導航/攻擊雷達
機鼻下方整流罩內安裝有OPB-15T「雷暴」光學轟炸瞄準具
AV-1S天文導航系統
尾部的APP-50箔條/紅外幹擾彈發射器
「奧布佐爾」-K雷達具有抗幹擾操作模式,能同時提供4個地面或海上目標的精確位置數據,並能探測天氣變化。領航員可以選擇一個主要目標,並把其位置數據(基於目標方位和斜距)輸入導航系統。該雷達還具有敵我識別功能(IFF),這在探測海上目標時很有用。雷達提供了自動目標探測和跟蹤模式,據說在高空無線電地平線距離內能發現300公裡外的大型船舶。
圖-160的導航/攻擊套件還包括K-042K慣性導航和AV-1S天文導航系統,後者能實現以全自動導航模式在大洋上空遠程飛行,以及在北極圈極端維度內飛行。導航套件採用PA-3移動地圖來指示飛機當前位置。
該機的「章魚」瞄準系統負責在發射飛彈前把目標位置數據加載到Kh-55SM和Kh-555飛彈的控制系統中。這套武器控制系統採用12臺計算機來處理複雜的任務,在圖-160的整套航電中,有超過100臺獨立的計算機在飛行或地面維護時控制著各種操作。
「海盜旗」的「貝加爾湖」綜合自衛套件由專門的機組人員控制,其大部分組件安裝在後機身。俄羅斯沒有公開該系統的雷達告警接收機,目前已知該系統具有「火花」後嚮導彈逼近告警傳感器、主動雷達幹擾機和24單元APP-50箔條/紅外幹擾彈發射器。
武器
圖-160最初的主要武器是「彩虹」設計局研製的Kh-55(AS-15「肯特-A」)飛彈,這是一種亞音速地形跟蹤空射巡航飛彈,射程2500公裡,能安裝20萬噸當量的核彈頭,用於打擊已知坐標的戰略目標。Kh-55於20世紀70年代後半期開始研製,在1978年進行了首次試射,於1981年投產,兩年後進入蘇聯空軍服役。Kh-55SM(AS-15「肯特-B」)是Kh-55的增程型,兼容相同的六發旋轉發射架。該彈引入了保形油箱,射程增加到3000公裡,除此之外的戰鬥部和制導系統和Kh-55保持不變。
Kh-55與Kh-55SM巡航飛彈對比
Kh-55巡航飛彈結構圖
圖-160彈艙中的Kh-55
與圖-160一起展示的Kh-55SM巡航飛彈
正在發射Kh-55SM的圖-160
俄羅斯對敘利亞IS動武的電視畫面暴露了Kh-555的奇特外形
圖-160有限的武器庫中後來又增加了兩種新型空射巡航飛彈:「彩虹」設計局研製的Kh-555和Kh-101/Kh-102飛彈。Kh-555是kh-55的改進型,Kh-101/Kh-102則是俄羅斯的新一代超遠程空射巡航飛彈,具有隱身外形設計,尺寸和重量都超過了Kh-55和Kh-555。
Kh-101安裝常規戰鬥部,Kh-102則是核戰鬥部,單身後部安裝一臺渦扇發動機,在發射時從彈體後部下降到氣流中,這點與Kh-55和的Kh-555相同。Kh-101/Kh-102的航程為5500公裡,重2500千克,飛行高度30-6000米,最大速度970公裡/時,使用地形匹配(TERCOM)制導,輔以具有格洛納斯/GPS雙接收天線的慣性/衛星進行航路校正,飛行末段採用電視圖像匹配製導。俄羅斯資料說這種複合制導方式能達到3-5米圓概率誤差(精確度)。Kh-101/Kh-102飛彈在2004年首次試射,據報導在2013年開始服役,升級後的圖-160在彈艙內的兩個旋轉發射架上可掛載多達12枚這種飛彈。
圖-160向IS目標發射Kh-101巡航飛彈的電視畫面截圖
掛在圖-160旋轉掛架上的Kh-101
Kh-101飛彈的一些細節
更小更輕的Kh-555在1999年開始測試,該彈沿用了Kh-55的彈體,常規戰鬥部重364千克,頭部增加了邊條,射程可達2000公裡。Kh-555可安裝穿透或集束戰鬥部,後者配備有碎片/高爆或穿甲子彈藥。與Kh-55相比,Kh-555降低了雷達反射面積,並且和Kh-101一樣採用了更現代化的複合制導系統。
Kh-555的最後一次實彈驗收測試發生在2005年8月16日,那天,俄羅斯總統弗拉基米爾·普京坐在圖-160駕駛艙前排右座體驗了這次試射。這次飛行的機長是阿納託利·日哈列夫少將(現在已經是中將了,是俄羅斯空軍遠程航空兵司令),他駕駛飛機從莫斯科和奧列涅戈爾斯克附近的契卡洛夫斯克起飛,開始了這次持續5小時的任務。圖-160發射的兩枚Kh-555擊中了俄羅斯遠北領土沃爾庫塔附近奔巴靶場上的一個點目標。
「圖-160,哈拉紹!」
《空軍之翼》