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图-95(Tu-95) 战略轰炸机 发展历程

飞机型号: 
图-95
飞机类别: 
轰炸机
国  别: 
俄国

图-95(Tu-95) 战略轰炸机 发展历程

图-95(Tu-95) 战略轰炸机 发展历程

图-95 tu-95 战略轰炸机

研制背景

政治因素

二战结束后,苏联的军事力量空前膨胀,其意识形态和世界观开始对其它国家产生影响。1947年,美国国务院政策委员会主席凯南首先提出了对苏联进行“冷战”,采取“包围遏制”的政策,主张在苏联可能危害西方国家利益的任何地方,坚决与之对抗。在这个背景下,美国总统杜鲁门确定这个政策为美国军事战略,即“遏制战略”。其主要内容是以原子弹为平衡手段,遏制可能发生的相互攻击。

为了对付美国的“遏制战略”,苏联立即有针对性地提出了“积极防御战略”,其主要内容是:筹建华沙条约组织,从政治上、军事上拉拢控制东欧国家,以巩固在第二次世界大战取得的成果;增加防御力量,大力发展重工 业和国防工业,往东欧及东北亚派驻大量军队;加紧研制核武器,打破美国的核垄断。

美国对苏联的强硬态度源于它拥有原子弹。在冷战的初期阶段,拥有原子弹投掷能力的轰炸机是美国主要的战略核打击力量。美国除了拥有大量的B-29轰炸机,还在研制超大型的B-36轰炸机,同时美国也在研制喷气式轰炸机,在空军飞机发展中把战略轰炸机放在首位。在上世纪4、50年代,原子弹的体积和重量都相当大,必须利用大型轰炸机才能挂载。由于喷气式轰炸机的技术尚未成熟,螺旋桨轰炸机仍在这一时期担负着重要的核打击任务。苏联经过卫国战争的惨痛教训,认为落后的武器无法保证国家的安全,而它在二战中研制的新式武器又加速了德国法西斯的灭亡。苏联此时对于新武器的研发比以往任何时候都要重视的多。在二战末期的雅尔塔会议上,罗斯福轻描淡写地透露自己的新式武器一一原子弹,斯大林不动声色,回国后立即命令科学家加紧研制这种威力无穷的武器。1949年8月爆炸了苏联第一颗原子弹。苏联研制核武器的成功直接 导致了它战略轰炸机的研制,曾经被称为重型轰炸机的图-4(B-29)在二战后降格为中型轰炸机。图-4无法对美国本土发起核打击,而美国海外基地多,即使像B-29这样的“中型”轰炸机也可以从各个方向对苏联进行核轰炸。

图-4 轰炸机 Tu-4

图-4 轰炸机 Tu-4

技术条件

图-95的历史可以追溯到1945年,美国陆军航空队的一架B-29轰炸机在空袭日本时受到严重损坏而降落在苏联国土,飞行员被送回了美国,而B-29轰炸机却被留在了苏联。苏联获得这个大馅饼后,图波列夫设计局和斯维德索夫(Shvetsov)设计局立即派遣大量工程技术人员来拆解B-29,对飞机每个部件进行分析记录。

在1945年前,苏联的轰炸机研制一直处在非常困难的时期,战前唯一一种设计的4发轰炸机是TB—7(即ANT-41),后改称彼-8,这种飞机在技术上较为落后,无法跟美国的B-29相比。二战结束后,苏联空军需要一种能投掷早期核武器(当时的原子弹体枳庞大,重量至少有几吨)的轰炸机,直接仿制B-29不仅可以节省研制时间,而且还可以学习到美国的先进技术。

测绘仿制B-29的图-4“公牛”干1947年首飞,1949年开始枇量生产,共生产1200架。苏联工程技术人员成功地复制出了机体、动力装置、机载设备,甚至是遥控炮塔的火控系统。B-29和图-4的最大区别是后者安装的是23毫米机炮,而B-29安装的是12.7毫米机枪。

图-4轰炸机的研制成功使得苏联具备了核武器投掷能力,战略打击能力有了脱胎换骨的变化。美国此时已经研制了性能更好的B-50、B-36和B-47以应对苏联战略打击能力的提升。显然,仿制B-29只是权宜之计,只能部分解决苏联航空兵远程作战的困难,图-4轰炸机在图-16出现以前都是苏联重要的轰炸力量。图波列夫设计局在仿制B-29的过程中积累了许多经验,美国的设计成果使苏联少走了不少弯路。我们知道,二战的爆发大大促进了美国航空工业的发展,而美国的电子和发动机技术正式苏联所缺的。战前,苏联受到西方的技术封锁,获取西方科学技术的渠道少,无法与西方进行正常的技术交流。

B-47 同温层喷气 轰炸机

美国 B-47 同温层喷气 轰炸机

第二次世界大战爆发后,苏联和西方国家由干共同的利益关系走到了一起,在苏联受到德国进攻而节节败退时,西方向苏联提供了大量的军事援助,军事援助中不仅包括军事物资,也包括军事技术。在二战结束后,苏联的战利品中最重要的要数占领德国时掳走的德国技术人员及硬件设施,这些来自德国的技术为苏联航空工业日后的发展起到了十分关键的作用。

在所有掳获的设备中,发动机对苏联日后的航空工业发展起到了至关重要的作用。容克斯飞机公司是德国最著名的飞机制造公司,这家公司同时也生产飞机发动机。二战后期,该公司开始研制喷气式发动机,世界上最早投人实战的喷气战斗机Me-262采用的就是容克斯发动机公司研制的Jumo004B喷气发动机。苏联率先攻人德国后将容克斯公司的生产设备及发动机等全部掳走,苏联第一代喷气式飞机“雅克”-15采用的RD-10A就是Jumo004B发动机的仿制品。巴伐利亚发动机公司(即现在的宝马公司)下属飞机制造厂在二战中也生产发动机,而且在二战后期研制出了比Jumo004B椎力更大的喷气发动机:BMW-003。该款发动机也被苏联带走,苏联“米格”-9装备的RD-20发动机就是BMW-003的仿制品。而本文中图-95轰炸机所采用的NK-12M涡轮螺旋桨发动机的原型就是容克斯公司生产的Jumo012发动机。正是它加快了图-95的诞生,造就了图-95的辉煌。

发动机问题的解决使得苏联有能力研制更大更先进,速度更快的飞机,二次大战锻炼起来的苏联飞机设计人员,在充分吸取和消化西方先进技术的基础上开始独立研制具有世界先进水平的战斗机、轰炸机等各种飞机。冷战对抗的迫切需求使得苏联把任何到手的技术都不遗余力地投人武器研制中去,有了仿制美国B-29的经验,有了先进的发动机,苏联开始考虑延伸苏联空军的打击范围以对抗美国的轰炸机群。

上个世纪40年代末期,由于喷气式发动机技术日渐成熟,苏联也要求为空军研制喷气式轰炸机,图波列夫设计局的图-16率先研制成功,这种新型喷气式轰炸机代表着当时苏联的喷气式轰炸机的最高成就。图-16于1952年研制成功,1953年开始批量生产。装备部队后迅速取代了图-4轰炸机。与此同时,世界其它各国也在研制喷气式轰炸机,其中英国表现的最为突出,1947年同时研制出3种轰炸机,这就是后来有名的三“V”轰炸机。为了能对美国本土发动核打击,苏联急需一种远程轰炸机。1948〜1949年间,在研制喷气式轰炸机的同时,苏联政府要求研制一种新型战略轰炸机,要求航程超过12000千米。图波列夫总设计师对喷气发动机能否使飞机的航程达到空军要求十分怀疑,认为以螺旋桨为动力的飞机可以达到空军对速度和航程的要求。同时,美国的B-36正在艰难地研制之中,美国空军数次要求取消B-36项目。但是,早期的喷气发动机耗油率非常高,在追求速度的同时,航程必然要受到影响。就当时的技术基础来看,采用螺旋桨发动机的飞机除了速度提升很困难,但在其它方面的性能基本可以达到空军要求。如加大机冀面积可以使飞机的升限超过当时的喷气式战斗机,使之无法有效地实施拦截。在当时的技术条件下,只有螺旋桨飞机可以达到各自的空军大部分要求,研制的风险小,周期也短得多。不过不论是美国空军还是苏联空军都并不排斥喷气式轰炸机,B-47和图-16的研制成功就是证明。

图波列夫设计局早期的方案是放大图-4的尺寸,这就是图-80和图-85轰炸机方案,这两款轰炸机仍然延用了玻璃罩机头,但驾驶舱突出机身,飞行员视野大大改善。但这种改进方案连设计局自己也不满意,而技术的进步最终迫使他放弃这2种落后的机型,因此图-80和图-85都没有投产。后来图波列夫设计局把主要精力放在采用喷气式发动机和涡轮螺旋桨发动机的轰炸机上,这就是后来的图-16和图-95轰炸机。

图-95轰炸机研制过程

图-95的研制可追溯到上世纪50年代早期,当时苏联已经开始生产图-4中程轰炸机。当一个型号的轰炸机开始投产后,通常就要进行下一代轰炸机的研制,而图-95轰炸机的研制并不仅仅是这个原因。图波列夫设计局在早些时候曾考虑过几个方案,包括在图-4的基础上进行改进或者全新设计一架飞机。这些方案的原型机在1949-1951年间进行了研制或测试,测试的结论是以螺旋桨为动力的轰炸机在执行洲际任务时,有些性能不能让人满意。1951年3月,图波列夫设计局开始了采用喷气发动机的T-4远程轰炸机的研制工作,但是图波列夫并不赞同这个喷气动力方案,他认为,T-4轰炸机上计划安装的AM-3涡轮喷气发动机耗油率太高,无法使飞机航程达到10000千米以上。作为备选方案,设计局向空军提交了一个安装4台涡轮螺旋桨发动机的方案,这个方案的轰炸机航程可达到13000千米,在10000米高度下的速度将超过800千米/小时,方案编号为95。

方案95的机翼设计吸取了图波列夫设计局和苏联中央流体力学研究中心(TsAG1)在设计图-16机翼时的经验,采用后掠角为35°的后掠翼布局,这样轰炸机的内部弹舱就可以设计在机翼中心抗扭盒后面,即飞机的重心处。机翼采用悬臂式中单翼结构,安装了4台NK-12BM发动机,采用4叶对转螺旋桨,发动机整流罩一直延伸到机翼后缘外。机身为圆柱形,机头直径大,向后直径依次减小。

飞机研制中最大的困难就是发动机的问题,图波列夫设计局对不同型号的方案进行过研究,最后选定4台涡桨发动机,单台功率为10000轴马力。在上世纪40年代后期,世界上功率最大的涡桨发动机是BK-2,它的功率为4800轴马力。在50年代早期,苏联库兹涅佐夫设计局(OKB-276)的总设计师N·A·库兹涅佐夫研制了TV-2和2TV-2F发动机,2TV-2F为增压式涡桨发动机,功率为6250轴马力。图波列夫设计局设计方案95轰炸机就选中了OKB276设计局的TV-12发动机,它的动力足够带动方案95这种大型轰炸机。

苏联政府审查了图波列夫的方案后干1951年7月正式同意研制方案95轰炸机,先生产2架原型机,1架安装8台TV-2F发动机,每2架发动机共用一个齿轮箱和一个整流罩,一个在机翼前缘,一个在机翼后缘,因此也可以称是4台2TV-2F发动机。另1架安装4台TV-12发动机。N·I•巴兹恩科夫(N·t·Bazenkov)为随后的图-95轰炸机的总设计师,这位总设计师干1975年去世后,N·V·科萨诺夫(N.V.Kursanov)随后接替了总设计师的位置,上世纪80年代后期,D·A·安东诺夫(D.A.Antoncw)成为这个项目的总设计师。

1952年,安装了4台2TV-2F涡桨发动机的第一架原型机方案95/1开始在图波列夫设计局第156工厂生产,这架原型机于1952年11月12日首飞,但是,在1953年5月11日,这架飞机在第17次飞行中因发动机着火而坠毁。第二架原型机是方案95/2,它安装的是4台TV-12涡桨发动机。这架飞机在1954年6月生产完毕,随后进行了地面测试,1955年2月16日这架原型机进行了首飞。测试期间,方案95/2在5吨载荷情况下航程达到15000千米,速度为993千米/小时,巡航高度为11300米。这些性能数据都超过了空军早期的技术要求(空军又修改了技术要求,速度和升限有所提高,主要针对的是喷气式轰炸机),因此,1956年1月,苏联政府正式确定该方案飞机投产,编号改为图-95。

图-95的机身结构在许多方面与B-29十分相似,如机翼前部为增压舱段,机翼穿过机身中段,由干机翼采用后掠翼,飞机的重心在翼根后缘附近,因此,此处设计为内部弹舱。机身后部跟B-29的类似,除机炮舱外,没有什么变化,垂直尾翼下方为机炮手舱,即尾炮塔。水平尾翼比机身略高,目的就是便于在机尾安排炮塔。图-95的遥控炮塔系统跟图-4的一样,背部和腹部各有一个炮塔,分别有2门NR-23机炮。

机头的玻璃罩内为导航及投弹手舱,后面就是正副飞行员驾驶舱,飞机的控制系统有两个。前舱段机组乘员为飞行员、任务指挥官或政治委员(上世纪50〜60年代这很正常,因为飞机上有核武器,克格勃人员经常随机同行,他的位置在飞行员后面,高度略高)、机炮手等。炸弹舱在翼根后面,它可以同时挂载几件高当量核武器。图-95飞机上没有象美国B-36或其它大型轰炸机具有的增压式前后舱通道,它的前后舱通道非常简单,使用很不方便。从图-4开始,苏联轰炸机就保留这种通道,在远程飞行时这个装置还是非常有用的。

图-95的动力系统为库兹涅佐夫设计局研制的NK-12涡轮螺旋桨发动机,每台功率为12000轴马力,涡轮机驱动2副反转的AV-60螺旋桨,这种发动机显示出了苏联人的简单粗犷的设计风格。图-95的俯冲速度为0.87马赫,达到这个速度时,螺旋桨首先达到超音速,桨叶尖开始失速,飞机速度无法再提升。在巡航速度下,这种发动机使得图-95的载荷和航程比当时的喷气式飞机更优秀。在1955年时,图-95的速度和作战半径可以有效地防止大部分西方全天候截击机的拦截。

但是,NK-12发动机这种配置会产生很髙的噪音,当飞机的巡航速度达到750千米/小时,此时螺旋桨已经先达到超音速,其产生噪音相当惊人。这种声波产生的震动毫无疑问会诱发电子设备故障。巨大的螺旋桨还是一个大的雷达反射源,它不仅可以增加飞机被探测的距离,还会泄露飞机的身份,敌人可以根据雷达波信号判断是什么轰炸机。

图-95首次公开露面是1955年在土希诺航展上,当时西方根据图-95采用的是螺旋桨发动机认为图-95性能不可能太好。当时,苏联和美国的第一代超音速战斗机均开始服役,因此,西方喜欢根据是否采用喷气发动机来评判飞机的优劣,尤其是美国在XF-84H和XF-88B上进行了螺旋桨为动力的超音速飞机试验,他们发现在接近音速时,螺旋桨会首先失速,飞机的性能会急剧下降。螺旋桨发动机确实无法跟喷气发动机相比,尤其是当时的高空高速理论开始逐渐形成,喷气式发动机可以使飞机飞得更高,速度更快。作为轰炸机死对头的截击机速度和升限也在不断提高。很显然,美国对螺旋桨作动力的图-95非常不看好。西方第一份关于图-95的报告称,图-95的最大速度不可能超过644千米/小时,航程最大为12555千米。但当图-114(在图-95基础上改进的一种民用客机,它的机身直径比图-95要大得多)出现后,西方情报部门开始重新审视图-95的性能数据,西方根据图-114的数据推测图-95的最大速度为740千米/小时,最大航程为9658千米。但是,在1960年4月,图-114D创造了速度和载重的世界纪录,速度为877千米/小时,航程为8048千米,这说明图-95速度可能更快。

1975年,西方推测图-95的数据改为最大航程为12555千米,而近来有资料称,在11350千克的载荷下,图-95的航程可达到14808千米。苏联方面称图-95在7620米高空的最大平飞速度可达925千米/小时;在12496米高空速度为837千米/小时;巡航速度为711千米/小时。图-95的作战半径为6398千米(11350千克载荷),一次空中加油后的作战半径为8297千米。后期型号换装了功率更大的发动机,性能更好。西方由过去的贬低不知不觉中又开始毫无根据地夸大其辞,有资料称,由于NK-12M发动机采用了可变桨距设计,图-95的加速性能超过了同时代的截击机,截击机必须打幵加力才能追上。但这种说法不可信。有照片显示,“狂风”战斗机在打开一个发动机加力的情况上追上了图-95轰炸机。尽管上述情况并不可信,也足以说明图-95的优异性能,这跟NK-12M发动机是分不开的。

图-95在1955年进入苏联远程航空兵后还经常使用图-20这个编号,从苏联轰炸编号顺序看,也应该是图-20,但不知为什么这次直接以方案95的编号来作为服役编号。图-95在1955年苏联飞行日那天进行了飞行表演,当时,西方分析家还不知道它是和米亚舍夫设计局的米亚-4竞争苏联远程轰炸的项目。苏联军方很明显看中了图-95的航程和载重情况,这些性能在当时非常重要,而“米亚”-4由于航程达不到要求,苏联空军一般只作为加油机来使用。

在图-95的基础上还派生出了图-126“苔藓”预警机。1971年印巴战争期间,1架图-126被部署到印度,这架飞机主要为印度空军在孟加拉国上空与巴基斯坦空军作战提供帮助。但是图-126飞机上的“平板”早期预警雷达在陆地上空的下视性能非常差,这也许就是为什么苏联并没有大量生产该机的原因。

冷战时期,苏联官方很少给飞机起绰号,但飞行员倒是常给飞机起些形象的绰号。我们所知道的苏联飞机绰号都是北约按一定的规律起的,比如战斗机的绰号以“F”字母幵头,轰炸机的以“B”字母开头,由于这个命名规则的局限,有的战斗机或轰炸机绰号十分离奇。但是,北约给图-95轰炸机起的“熊”这个绰号却非常形象,描绘出了图-95又大又重的外观特点。而且西方原以为图-95也跟熊一样动作笨拙,但后来实际情况完全相反。西方经常用“熊”来称呼图-95也影响到了苏联军队,图-95第一次在巴黎航展上出现时,一位西方记者问图-95的飞行员飞机的绰号是什么,这位飞行员回答,是'熊”,没有其它的。事实上,苏联人很喜欢“熊”这个绰号。

 

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