图波列夫轰炸机家族(图波列夫三大轰炸机工程)
图波列夫轰炸机家族(图波列夫三大轰炸机工程)尽管缺少超音速战机研制经验,但在大趋势面前图波列夫设计局表现还算淡定,有条不紊推出三款工程方案。包括98工程(战术攻击机/轰炸机)、103/105工程(中程轰炸机)、108工程(洲际轰炸机),这三款机型定位清晰,从小到大、从近到远成体系推出可见图氏长远规划。当然这些战机的推出目的之一就是替代图-16,要知道此时的图-16、图-95还在研制中,苏联面对美国压力反应神速——落后就意味着挨打。B-58“盗贼”超音速轰炸机米亚-4战略轰炸机1956年,美国B-58“盗贼”超音速轰炸机实现首飞,号称比战斗机跑的还快。实际上三角翼布局让它看起来更像战斗机而非轰炸机,最大飞行速度可以达到2马赫,绝对是美国集大成之作。配套了先进航电设备以及先进技术,基本代表了当时全球航空工业最高水准,对此时刻保持关注的苏联立刻感受到巨大压力,毕竟原有防空或截击系统很难拦截这种超音速机型。冷战期间,美苏一向奉行势力均衡乃至
冷战初始,上世纪50年代美苏两国为获得相对压倒性优势,从经济、军事各方面展开全面竞争。此时的航空领域正发生着巨大变革,二战后期螺旋桨式机型已经慢慢淘汰,亚音速喷气式机型也在过渡中,真正引发两国关注的是象征未来趋势走向的超音速机型,特别是能起到决定作用的战略轰炸机。
我们先梳理美苏两国战后都发展了哪些大型轰炸机,首先美国凭借二战后期B-29横扫日本,通过战略轰炸直接促成了日本无条件投降、二战结束。随后借鉴德国航空成果,在不到十年间推出B-47、B-52、B-58等喷气式轰炸机,让人不免感叹科技才是第一生产力。有压力才有动力,苏联方面不甘示弱,从仿制B-29的图-4起家,短时间内打造出图-16、米亚-4、M-50以及图-22等大量机型。
你来我往好不热闹,虽然战前苏联航空工业还落后于美国,但是抓住时代发展趋势同样薅了一把德国航空成果,大家基本进入同一起跑线。
B-47轰炸机
米亚-4战略轰炸机
1956年,美国B-58“盗贼”超音速轰炸机实现首飞,号称比战斗机跑的还快。实际上三角翼布局让它看起来更像战斗机而非轰炸机,最大飞行速度可以达到2马赫,绝对是美国集大成之作。配套了先进航电设备以及先进技术,基本代表了当时全球航空工业最高水准,对此时刻保持关注的苏联立刻感受到巨大压力,毕竟原有防空或截击系统很难拦截这种超音速机型。
冷战期间,美苏一向奉行势力均衡乃至短期超越原则。因此早在1952年,当获悉美国开始研制XB-58之后,苏联就开始了新一代超音速轰炸机研制以实现反超。这个任务经多轮对比最后交给图波列夫设计局承担(米亚西舍夫设计局的M-50表现也很积极),虽然已经有图-16、图-95高亚音速大型轰炸机研制经验(在研),不过图氏对于喷气式发动机高油耗一直持不看好观点,他认为在航程上喷气式很难实现动辄几千公里的战略需求。
B-58“盗贼”超音速轰炸机
尽管缺少超音速战机研制经验,但在大趋势面前图波列夫设计局表现还算淡定,有条不紊推出三款工程方案。包括98工程(战术攻击机/轰炸机)、103/105工程(中程轰炸机)、108工程(洲际轰炸机),这三款机型定位清晰,从小到大、从近到远成体系推出可见图氏长远规划。当然这些战机的推出目的之一就是替代图-16,要知道此时的图-16、图-95还在研制中,苏联面对美国压力反应神速——落后就意味着挨打。
98工程,成型版本就是图-98“背鳍”超音速轰炸机,研制之初给出的性能指标如下:最大载弹量4吨,作战半径大于1500千米。当然更重要的是必须具备超音速突防能力,而实现超音速飞行核心还是发动机,正常飞行达到音速时,空气中压力波无法顺利推开前方空气。就像层层抛物线波纹重叠在一起,随着空气密度急剧增加形成激波造成更强大阻力——音障。
音障
一切阻力在足够强大的动力面前都要让步,1952年,留里卡推出TR-7单轴涡喷发动机(AL-7)。推力6500千克,加力推力9000千克,先用伊尔-54进行了测试,最大飞行速度达到1.15马赫。有了实践基础,重新推出AL-7F改进型号,开始配套图-98超音速轰炸机。
AL-7发动机
当然,机体大小及重量图-98都更大,安装了两台推力增强的AL-7F发动机。气动布局方面还算常规,两台发动机安装在尾部从后面看很正常,只不过进气道设计相当有个性。两个椭圆形进气口安装在座舱后方背部两侧,空气从进气口通过机翼根部流向机身后方发动机舱室,机头尖锥状玻璃座舱配套领航员,后方座舱是飞行员和雷达操作员。
图-98“背鳍”超音速轰炸机
这是一款新老结合产品,有着老式轰炸机标配:机头右侧一门AM-23航炮(备弹50发),机尾两门AM-23航炮。也有着现代战机的最新装备,采用了KT-1火箭弹射座椅,呈串列方式分布在机身中轴比图-16考虑更加周全。另外,垂尾上方还安装了一个后视雷达(机炮遥控射击使用),以及配套K-80中距空空导弹(编号R-4),有点B-58即视感。
图-98三视图
图-98有两个版本,改进型机翼前缘更尖锐,垂尾尺寸变大后掠程度更高。垂尾后视雷达取消,相对应的机炮也取消,这些都是为适应时代发展需要(空空导弹对决),超音速飞行下其实机炮意义不大。
图-98两型对比图
1955年,图-98首飞成功,虽然空中操控性能表现优异,但是油耗高作战半径达不到设计要求。随后试飞表现相对中规中距,虽然没能入役,但作为技术先行者通过各种测试为后续超音速轰炸机打下坚实基础。而且它的故事并没有结束,最后熔合了105工程方案,成为很专业的大型截击机——图-128“大提琴手”。
由于飞机过于笨重并不具备格斗能力,而且性能一般机组视野也很差,在服役期间唯一的任务就是游荡在西伯利亚荒原。发现远道而来的美国轰炸机,进入有效射程迎头齐射所携带四枚R-4空空导弹,然后掉头全速逃离。
图-128“大提琴手”
105工程,成型版本就是图-22“眼罩”超音速轰炸机,在此之前还有个103工程,其实就是图-16改型。通过增加发动机来实现动力提升,在图-16翼根处换装4台VD-5/VD-7涡喷发动机,目前没有照片可以参考米亚-4布局(文章开头有)。
1954年,在103工程基础外再次衍生了105工程方案,机体采用跨音速面积率设计,机翼也调整为55度大后掠角。为发挥两台VD-5F最大功效,将发动机安装到垂直尾翼两侧短舱,这种布局在单发失效的情况下偏航力矩很小更利于飞行安全。不过离地面太高也造成日常维护保养不便,地勤碰到这种机型肯定出口成“章”,105工程实际上就是来自图-98的技术借鉴,再加上103工程的结合体。
105工程方案其实很多,主要都集中在翼形以及发动机吊舱调整,给大家几个主要变化版本分享。
105工程方案
1958年6月,105工程原型机成功,测试过程发现超音速飞行能力不足,着陆距离太长需要对现有机场进行改造(成本高)。不过一切为了超音速都值得,接下来图波列夫进行了改进,105A工程换装推力更大的VD-7M发动机。另外机翼更薄、采用后收式起落架、机翼后缘起落架舱也进行修形,让飞行更加快速。
图-22原型机(内部编号图-105)
105A工程
为保证万无一失,另外还有一个备份方案——106工程方案。换装了NK-6发动机,最大飞行速度可以达到2马赫,这个方案最后衍生出变后掠翼的图-22M“逆火”超音速轰炸机,和105工程的图-22“眼罩”成了兄弟。
106工程方案
优化过的T-145工程方案,带可变后掠翼设计,最终版本就是图-22M“逆火”超音速轰炸机。
T-145工程(图-22M)
1958年9月7日,105A工程原型机实现首飞,有了前面这些经验积累这次试飞相当成功。一切性能都达到军方要求然后在同年底就投入量产。比较有意思的是采用三人机组,配套K-22弹射座椅,由于超音速飞行弹射逃生制约条件多,所以K-22是下射式弹射方式风险很高。
三人机组
最大起飞重量92吨、最大飞行速度1.42马赫、实用升限13300米、最大航程4900千米。
图-22“眼罩”超音速轰炸机
108工程,虽然有过这么一款“洲际轰炸机”研制方案,但实际上未没有打造成功。照片目前没找到,大体上它就是一款三角翼布局战机,可以用红色“女武神”,苏联T-4超音速远程战略轰炸机代替示范。
美国在B-58成功之后,又开始了更先进的XB-70“女武神”超音速远程战略轰炸机研制,飞行测试中甚至达到最大3马赫的速度,以及21500米的高度。这款最大起飞重量250吨,约11吨载弹量以及8000公里以上航程,可以跨洋轰炸的大飞机,令苏联相当警觉对应也推出系列机型,其中就包括图波列夫的T-4。
跨洋打击
苏联航空工业各大设计局拿出自己的方案供选择,雅科夫列夫设计局最先被淘汰,确实已经没落只能接垂直起降飞机和教练机。其他包括下图所列几款,左上角雅科夫列夫、右上角波列夫、下方苏霍伊,为了实现超音速飞行大家都有一个特点长机身 三角翼。
左上雅科夫列夫、右上图波列夫、下图苏霍伊
图波列夫同样有多款方案,不过最终成品是T-4超音速远程轰炸机,基本性能大致如下。最大起飞重量125吨、最大飞行速度3200千米/小时(巡航3000千米/小时),实用升限20000-24000米、最大航程7000千米,携带2枚空对地导弹。性能看起来不错,不过和超快的速度相比造价也很惊人,有着“143吨黄金”称号,意思是基本等同于T-4最大起飞重量。
T-4轰炸机三视图
T-4超音速战略轰炸机
苏联在上世纪50-60年代航空工业发展迅猛,对标美国总能拿出相似或超越版本,就上面提到的图-22M“逆火”更是一度成为美国航母噩梦。不过随着庞大帝国的远去,这些巨无霸们也慢慢离开视线,实际上除了这三款工程方案还有更多不为人知的机型从未露面。