Tu-160有三個特別吸引大家的地方,巨大、高速、可變後掠翼。這三個特點結合幾乎純白的機身也就成了讓無數軍迷心馳神往的「白天鵝」。
但畢竟這是一型三十年前的巨型轟炸機。我們來解構一下,看看如果我們要製作這麼一架飛機需要哪些技術門檻。
首先是巨大,Tu-160是目前世界上最大的一型轟炸機,它的長度達到了54.1米,空重就已經是118噸,最大起飛重量是276噸。
如果單說數字大家可能會比較模糊,和Tu-160外觀十分相像的轟炸機B-1B在正常的時候起飛重量為148噸,用Tu-160的最大起飛重量和空重做一個減法,你就會發現,Tu-160的載彈量和燃油量比一架B-1B的重量還要高。
巨大首先要面臨的是一個結構性問題,必須使用高強度材料才可以支撐這架飛機在高速飛行的時候不被自身的結構強度所拖累。
大家有的時候可以看到Tu-160的結構圖,大體上是這個樣子:
但很少會看到Tu-160的骨架圖,目前最精準的一個是下面這張:
整個的Tu-160用了大量高強度的鈦合金骨架,以當時的技術,這骨架以及飛機的翼匣都是以鈦合金在真空下焊接成型,ELU-45焊機消耗能量巨大,雖然不像是傳說中並不會真的消耗半個喀山城的能量,但也達到了相當客觀的能耗水平。
所帶來的結果就是Tu-160中最大的尺寸達到12.4米長,2.1米寬的鉸鏈節部件可以在一次焊接內完成,同時滿足1毫米的焊接精度。這個部分是目前世界上最大的一個鈦合金單體部件,同時也是Tu-160最關鍵的承重結構。
我們能不能做呢?理論上能,我們軍工製造工藝中突破了大尺寸3D鈦合金列印技術。
現在我們的第四代3D鈦合金列印技術已經做到了世界最大,當然了和Tu-160上面12米的巨型構件相比,我們的3米半長的零件還是很小,不過對於雷射3D列印技術來說,擴大尺寸並不會收到太大的限制。理論上我們是可以製造比Tu-160更大尺寸規模的鈦合金部件的。
所以尺寸難關我們是可以跨過的。
其次速度,也就是發動機的能力,在Tu-160上面有四臺尺寸巨大的NK-32發動機。
這是世界上迄今為止最大最強的軍用噴氣式發動機,每臺發動機可以提供137千牛的巡航推力以及最大245千牛的加力推力。雖然指標很高,但是我們如果注意到這臺發動機的尺寸就會發現這臺發動機就是「大」而已,長度6米,直徑1.46米,乾重量達到3.4噸,而真正的推重比只有7.35。其實發動機的水平並不高,只是秉承了戰鬥民族用大尺寸大重量來彌補設計上不足的一貫做法,並不是十分先進的噴氣發動機。
這點我們是可以攻關的。例如現在的國產發動機:
如果採用犧牲一定的發動機推重比,將發動機直接放大是可以做到NK32的水平的,推力問題其實我們也可以解決掉。
最後就是可變翼結構了。Tu-160的設計其實是有一段很長時間的演進過程的。可變後掠翼的設計也是在向性能指標做出的一個妥協。
最早的蘇聯遠程轟炸機計劃中是蘇霍伊進行的早期設計。
到T-4MS的時候由於一些運作原因轉到了圖波列夫設計局。後來T-4MS也就被認為是俄羅斯接替Tu-160的「下一代」遠程轟炸機了,其實T-4MS要遠比Tu-160要老得多。
可變後掠翼技術實際上並不難,更多的是由於推力的不足要在低空低速的時候加大展弦比提高升力的一個妥協方案。
在當年可以說是用來彌補動力不足飛機又重的一個解決方案。但到了現在,可變翼雖然很帥氣但已經都被扔到故紙堆裡面不再採用了。原因也很簡單,在發動機推力不斷上升的今天,為了可變翼所付出的結構重量並不能抵償它們所帶來的好處。
我們如果硬著頭皮非得造一架可變翼大型轟炸機也是可以做得出來的,但並沒有什麼真正的用處。
不過,T-4MS的結構是可以有很大參考性的。
嚴格意義上說T-4MS也是飛翼布局,可以最大限度地提供載彈量和載油量,同時可以設置巨大的內部彈倉。這個彈倉就比Tu-160要更加巨大。
可以做什麼?我們一直有一個夢想,就是通過大型轟炸機在空中發射彈道飛彈。
不論是從突防能力還是射程上來看,空射彈道飛彈都比普通的巡航飛彈有著巨大的先天優勢。
這是一個以後大型轟炸機的發展方向。
如果採用類似於T-4ms的長飛翼布局是更容易達成這個方向的。所以說,Tu-160我們可以仿製,但是現在看沒有太大的意義。更需要採用的思路還是要想想未來20年轟炸機的作戰方式和50年前是不是一樣的。
當然了,雖然話這麼說,但是Tu-160上還有很多迷一樣的設計,現在我們都很難參透。例如他垂尾吧,大家見過這樣的嗎?
其實Tu-160還有一個全動式垂尾。