航母的终结者：苏联三倍音速轰炸机“100”号

航母的终结者：苏联三倍音速轰炸机“100”号 [转贴 2005-10-31 14:46:46 ] 发表者: lg2005

在上世纪60~70年代，苏联的苏霍伊飞机设计局曾研制出一种在当时极为先进的远程战略轰炸机T-4，并且进行了多次试飞，该机虽因种种原因未能投入成批生产，但该机在研制过程中所采用的新技术和新材料都对苏联，乃至俄罗斯军用飞机的发展产生了重大影响，其中包括世界闻名的苏-27飞机。 　　在俄罗斯喀山飞机制造厂的历史上，人们无法找到关于T-4型“100”号轰炸机的只言片语。但有消息称，正是在喀山飞机厂，曾计划制造250架该型机，车间已经做好了生产准备。航空史学家至今都在争论，这一规划为何半途而废：资金?技术原因?竞争者之间的相互倾轧?近期，人们又开始谈论这一话题。 　　在50年代末至60年代初，在远程航空兵领域，赌注不仅下在武器的威力上，也下在超音速上，因为超音速是成功完成任务的必要条件。在此方面，美国人旗开得胜，在60年代中期制造了此类飞机，如战略侦察机SR-71和轰炸机B-70，都达到了3倍音速。B-70型轰炸机更引人注目，因为正是该型机成为苏联设计师力争赶超的飞机。 　　“航母的终结者” 　　苏联领导人赫鲁晓夫当时决定放弃战略轰炸机，全力发展导弹武器，但又不想直接与图波列夫发生冲突，因为他的设计局从1958年便开始设计远程轰炸机图-135，也曾计划在喀山进行成批生产。赫鲁晓夫选择了另一条道路。1961年秋，苏联航空工业部向图波列夫设计局、苏霍伊设计局和雅克夫列夫设计局下达了竞标研制超音速轰炸机的任务，以便能够在敌防空区外摧毁航母。飞机的作战半径规定为2000公里，再加上1500公里的导弹射程，飞机最大速度为3200公里/小时。 　　图波列夫提出的方案为图-135，苏霍伊为T-4，雅克夫列夫为雅克-33。1962年7月，在科技委员会总结会上，图-135型机受到批评，于是，图波列夫给自己的设计局下令准备符合招标条件的另一个方案，即图-125。但在第二次委员会会议上，这一方案也被排除了。同时，“名落孙山”的还有雅克-33型机。最终选定的是T-4型机，该机将具有更大的作战效能，气动结构更为合理。在最后一次会议上，备受委屈的图波列夫表示：“苏霍伊是我的学生，我了解他，他不会胜任这一课题的。”苏霍伊当时的回答是：“安德列·尼古拉耶维奇(图波列夫)，正是因为我是您的学生，我才会胜任这一课题。” 　　神秘的“100”号 　　T-4的代号是保密的，人们通常都称其为“100号产品”，这主要是因为该飞机的重量为100吨。设计协调工作落在主设计师切尔尼亚科夫身上。飞机的最初外形准备于1961年12月，而设计和制造过程持续了近9年时间。这一期限之所以如此之长，主要缘于在苏联的航空制造业，还有许多新问题没有得到解决，该飞机是完完全全的新飞机。通常来讲，在设计一种飞机时，都在结构中大量使用已经检验过的组件、仪表和方法。苏联航空制造业为“100”号制造了新型耐热合金，非金属材料，橡胶、塑料，它们都应抗受3000公里/小时的巡航速度和300度的温度。也研制出新型热稳定燃油。机载设备的高度自动化使机组成员只有两人，即飞行员和领航-操作员。同时，还专门为T-4型机研制了超音速巡航导弹。该机首次放弃了传统的驾驶舱安装玻璃的方式，在进行巡航飞行时机头部分向上抬起，进行仪表驾驶飞行。 　　苏霍伊设计局从1968年开始制造试验飞机。1971年12月30日，首架原型机制造完毕。1972年8月22日，首席飞行员伊柳申和领航员阿尔费罗夫完成了首次40分钟的飞行。伊柳申回忆道：“它是非常可控和稳定的飞机。100吨的飞机像歼击机一般轻盈。一切都不可思议地正常。”在1973年8月6日进行的第9次试验飞行中，该机突破了音障，达到了1.3马赫数(M=1.3)。最后一次飞行是在1974年1月22日进行的。该机总飞行时间达10小时20分钟。T-4飞机首飞成功后，苏霍伊设计局曾计划制造多架试验机，以便进行各种试验，其中“101”号用于研究飞机在最大飞行速度条件下的安定性、操纵性，以及其它试验；“102”号用于航空设备的研究；“103”号则用于试验机载武器，主要是空对空导弹的试验；“105”号用于进行航空电子设备的研究与发展；而“106”号则用作侦察武器系统的试验。 　　举世无双的飞机 　　T-4飞机为双三角机翼无水平尾翼结构，机头下垂，可保证良好的视界。在较小的稳定系数(亚音速时为2%，超音速时为3-5%)时，为保持平衡而使用了鸭式前翼，减少了平衡的质量损失，增加了7%的飞行距离，降低了对操纵机构的传动力矩。在飞行过程中，相互抽吸燃油以相应改变飞机的重心，以此来保证飞行的低稳定系数。垂直尾翼保证方向的最小稳定系数，电子遥控操纵系统则保证飞机的稳定和操纵性能，襟翼负责飞机的纵向和侧向操纵。 　　T-4飞机的全部制造已实现了自动化。96%的焊接作业是自动完成的。材料的利用效率比以往的任何飞机都高出很多，这是因为采用了预先焊接在一起的角材和板材，几乎没有任何废料。尽管在制造“100”号时使用了钛而不是用极易加工的铝合金，但其劳动强度仍然很低，同时，在试验过程中合金材料也得到不断改进。“100”号机翼很整洁，没有边条翼，这可以减小气流的阻力。 　　飞机使用的是雷宾发动机制造设计局(主设计师为科列索夫)的RD-36-41型涡轮喷气发动机。这是苏联刚刚研制出来的新型发动机，单台推力达16000千克力，并且先在图-16轰炸机上进行了新型发动机的试验，后来该发动机也用在图-144超音速客机上。全部4台发动机被配置在机腹下的发动机吊舱上，每边各一对。发动机供气系统是混合压力进气道，配有可根据M数和进气道压力变化进行调节的程序控制系统。为研制动力装置还制造了带VD-19发动机的模型和带79R发动机的动力装置模型，并在试验台上进行了一系列的研究工作。 　　该机使用新型燃油系统，以及专门为T-4飞机而研制的RG-1型热稳定燃油。为防止因加油而造成油箱爆炸，首次使用了液态氮中性气体系统，同时也考虑到了燃油的应急排出和波纹型输油管高温移动接合等问题，而发动机的供油控制由自动化电子遥控系统完成。 　　飞机操纵系统和其它系统的供油是使用新型耐高温液体的双通路液压系统。在系统中的压力首次达到了280个大气压。钢管是用VNS-2型材料焊接的。在液压系统中使用高压可减少增压器的重量，减小其尺寸。苏-27飞机上液压系统的压力与T-4飞机上的相同。取得重大突破的还有使用多路备份飞机操纵系统的自动化系统，还首次在T-4飞机的整流设备上安装了稳频交流电电源系统和直流电备份系统。 　　T-4飞机配置了数套无线电设备：建立于天体惯性系统基础上且具有图板显示器和多功能操纵台的导航设备；使用具有较远发现和侦察距离前视雷达的瞄准设备，包括光学、红外线、无线电技术传感器和首次使用的侧视雷达。机载设备控制的配套性及自动化程度相当高，机组乘员仅有2人，即驾驶员和领航员兼操作员便可完成所有的任务。此外，设计局还专门为T-4飞机而研制了使用火药发动机的高性能的“空-地”导弹，该导弹使用末段寻的引导头、反跳式航迹，航程增加。 　　由于有较快的速度并由此而产生的飞机结构加热到300℃，当时决定不安装座舱盖。座舱只剩下一个向上的圆形舱盖口，在第一架飞机上的舱口盖上装有潜望镜，飞行员可利用它进行起飞和着陆。在其它阶段都是进行仪表飞行，因为飞机的驾驶和操纵极为简单，具有很好的稳定性。重心调节系统通过按一定的程序相互抽吸和配置燃油来调节飞行中的重心。 　　此外还设计使用了新型封闭式空气调节蒸发系统，它使用燃油作为初级冷却剂，在密封舱和设备舱中形成必需的温度条件。在着陆系统结构中还采用了许多非传统性的新技术工艺：作动筒将主起落架旋转并向后方收起；有反过载阀门的双室式减震器；双重充气装置；前起落架转向摇控装置等。T-4飞机的一体化机载系统使它能够自动通报目标情况，并且在不进入敌方防空区的条件下摧毁目标，这也证明了这一飞机的战役战略优势。T-4飞机飞行速度极快，这也迫使对方花费大量的财力用于发展防空兵器及组织要地的防空体系。 　　T-4飞机翼展22米，机身长44.5米，高度11.2米，机翼面积295.7平方米，发动机型号为RD36-41型，共4台，单台发动机推力16000千克力，飞机空重55600千克，正常起飞重量114000千克，最大起飞重量135000千克，载油量57000公斤，最大速度3200公里/小时，巡航速度3000公里/小时，实用升限20000-24000米，航程7000公里，起飞滑跑距离950-1050米，着陆滑跑距离850-900米，武器为2枚KH-45型“空-地”导弹，乘员为2人(驾驶员和领航员)。 　　“俄罗斯怪物”之死 　　起初，苏联的国防工业体系和航空工业部都为T-4飞机大唱颂歌，将其研制工作定为优先保障项目。在当时的五年计划(1970-1975年)中，空军计划在喀山飞机制造厂制造250架T-4飞机。曾有一次，航空兵主帅库塔霍夫视察飞机并从座舱中出来后高喊到：“这是真正的俄罗斯怪物！”俄罗斯院士斯维舍夫称它为“划时代的工程”。但是，图波列夫仍有许多支持者，在航空界占据着举足轻重的地位。航空工业部长一直为图波列夫设计局的利益而奔走，他直接了当地对苏霍伊说了一句成语：“摩尔人效劳已毕，该让他走了”，也就是我们汉语里的“兔死狗烹”。他还说：“这一课题我们将给图波列夫。”图波列夫也给苏霍伊打来电话：“帕沙(苏霍伊的小名)，这不是你的课题。”同时，在70年代中期，确实也不需要这种飞机。能够完成这些任务的是并不复杂的飞机图-22M，是图-22型机的改进型。在T-4型机项目冻结之前，图-22型机已花费13亿卢布。虽然图波列夫许诺两年改进完毕，实际上却用了7年时间。此外，在设计T-4时，空军中央科研所也做出了预测：在欧洲战区潜在之敌现有的防空水平情况下，在100架攻击飞机中，能够完成任务而返回的将只有20-25架。 　　空军为回应美国的B-1型机规划，需要的不是中型，而是战略轰炸机，它可摧毁美国领土上的目标。关于图-22M型机的决定也封杀了“100”号，而苏共中央和部长会议1975年12月19日关于集中人力财力制造图-160的决议更将“100”号判处了死刑，而“100”号原本应该成为苏联航空发展史上的重大突破。 　　专门研制“轻型”飞机的苏霍伊设计局曾经研制出独一无二的T-4轰炸机，使用钛钢结构本可使苏联超音速航空得到进一步的发展。虽然这一计划中途夭折，但用于制造飞机的资金并没有白花，在该机上取得成功的很多技术成果、设想都在后几代的飞行器上得到应用，如苏-27、苏-24飞机等，其中苏-27飞机上的电子遥控自动化系统就源于“100”号。如果没有在“100”号上成功试验了钛合金材料，那么“暴风雪”号航天飞机也不可能顺利地飞上太空。 　　首架飞机共进行了10次飞行，飞行了10小时20分钟。试飞员伊柳申后来说道：“没有人对所发生的一切做出解释。第二架样机已经准备进行飞行，正在准备第三架。但这两架飞机都被销毁，化成了废铁。”T-4型机的最后一次飞行完成于1974年1月22日。现在，这架飞机静静地停放在莫斯科郊外莫尼诺的航空博物馆内。人们在看到它时，都会对制造出如此强大而美丽飞机的功臣肃然起敬。