以我國航空技術水平能仿製圖160嗎?除了發動機,還有一大難點

2021-02-25 烏龍防務評論

戰略轟炸機是核大國特別是美俄空基核力量的主要投射平臺,「國之重器」不輕易示人。但歷史上,圖-160也曾旁落他國,遺留在烏克蘭普裡盧基空軍基地的蘇聯空軍遠程航空兵第184重型轟炸機團的圖-160多達19架,美國慫恿下,烏克蘭銷毀了10架(保留1架在博物館展出),為償還俄羅斯的天然氣債務,有8架圖-160被俄羅斯「搶救性」贖回。

圖片:圖-160雄姿

在2000年前後,俄遠程航空兵陣中另一戰略轟炸機——圖-22M3「逆火」,也和我國聯繫在一起,不斷有引進的消息,相比「海盜旗」,「逆火」數量較多,敏感性也要小很多,比起當時我們擁有的老式轟-6平臺,「逆火」是超音速戰略轟炸機,除了航程偏低,平臺性能的確更優異。

圖片:起飛時的圖-160

不論是「海盜旗」還是「逆火」,都是變後掠翼氣動布局的。戰鬥機、戰鬥轟炸機和轟炸機使用這種氣動布局,在上世紀60年代達到頂峰,這種氣動布局通過改變機翼後掠角,來取得飛行速度、航程和機動性的平衡,而1981年首飛、1987年裝備的圖-160,是最後一種、也是迄今最大的變後掠翼軍用飛機。

圖片:最大後掠角時,翼刀豎起

變後掠翼技術的巔峰,是美國的格魯曼F-14「雄貓」艦載戰鬥機。它的機翼和飛控計算機交聯,根據最大飛行速度自動改變後掠角,飛行員也可人工幹預,而圖-160雖然採用了當時很先進的四餘度電傳飛控系統,但變後掠翼和圖-22M3類似,後掠角在20°(起降)、35°(巡航)和65°(最大後掠角,超音速飛行)三個角度上切換。

圖片:雄貓的變後掠翼為自動控制

為了降低變後掠翼的結構重量,圖-160長達12.4米、寬2.1米的中部翼盒居然不計成本用鈦合金製造,需要真空進行電子束焊接,讓製造它的喀山「戈爾布諾夫」飛機製造廠費勁了腦筋,俄方資料指出,啟動真空焊接裝置需要耗掉喀山市一半的電量,「戈爾布諾夫」廠只能半夜開工。

圖片:圖-160的中部鈦合金翼盒是變後掠翼主要承力結構

變後掠翼雖然提高了戰機的飛行包線範圍,但翼套和活動外翼之間依靠複雜的轉向機構驅動,結構複雜、重量代價大等問題始終困擾飛機設計者,所以在上世紀70-80年代,翼身融合體和靜不安定布局的第三代戰鬥機出現後,大大拓展了飛機在低速和高速之間的飛行包線範圍,就拋棄了這一過時的技術。

圖片:狂風也採用變後掠翼

我國歷史上曾經由洪都飛機製造公司,在已故的陸孝彭院士牽頭下,以取代強-5的強-6殲擊轟炸機為背景,攻關過變後掠翼技術,強-6在上世紀70年代末上馬,曾是第一種採用電傳飛控的國產殲擊機,和從埃及渠道獲得樣機的米格-23相比,強-6採用了機腹進氣,沒有照搬「鞭撻者」的氣動布局,還計劃採用首臺國產大推力渦扇發動機——渦扇-6。

圖片:航空畫家白瑋根據風洞模型復原的強-6

可偏偏在吃透米格-23上關鍵的變後掠翼技術上,洪都遇到了巨大的困難。相關資料指出,曾率領團隊「魔改」殲-6發展出強-5,研發當時世界上最小的超音速殲擊機——殲-12的陸院士,研發強-6的變後掠翼系統時,始終無法解決超重12%的技術難關,而渦扇-6性能也不過關,直接導致強-6性能不達標,美好的藍圖無法變成現實,最終被一飛院/西飛氣動布局更保守,但卻有成熟的英制斯貝MK202渦扇發動機的殲轟-7取代。

圖片:這架米格-23保存在航博

話說回來,除了變後掠翼之外,圖-160採用的4臺庫茲涅佐夫NK321大推力渦扇發動機,或許也會成為仿製圖-160的另一難點,這種三轉子大推力渦扇發動機,單臺不加力推力高達14噸,加力推力為25噸,我國尚無同級別的小涵道比渦扇。

圖片:NK-321

當然這是由於圖-160最大起飛重量高達275噸,遠超216噸的B-1B「槍騎兵」,後者採用的通用電氣F101,加力推力為14噸,和渦扇-10B「太行」差不多,也是地地道道的親戚,F101衍生出的民用大喊道比商用渦扇CFM56,被認為是「太行」核心機原型,如果我們仿製一款圖-160SE或者「青春版海盜旗」,用4臺「太行」也是可以的。

圖片:B-1B上的F101

當然,這一切也只是說說而已,變後掠翼在遠程戰略轟炸機上已是明日黃花,升阻比極高的飛翼布局,或者BWB翼身融合布局,才是國產隱形戰略轟炸機可能的技術方向。

而在此之前,把圖-16改到Z或許更加現實。

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