轰6改进狂想
2017-04-19卢志鎏高卓
卢志鎏+高卓
夕阳归来。作为中国空军目前最新型的轰炸机,轰6K是否后继有人?未来是否会在此基础上发展出8挂架、甚至10挂架的超级“战神”,也许只有官方揭秘的那天才见答案。
自1959年首批2架图-16飞机进入中国服役以来,图-16/轰6这一中程轰炸机家族已经在中国的天空飞翔了半个多世纪。作为原型的图-16早在二十余年前从俄军中全面退役,而根据其仿制而来的轰6系列轰炸机却还在中国航空兵部队中继续发挥着极其重要的作用,并不断发展出新的型号。
作为我国目前所掌握唯一的中远程中型轰炸机平台,已经历过多次升级改进的轰6还要在军中作为主力轰炸机继续服役一段时间。随着战争形态以及我国所面临的国际形势、周边环境的不断变化,轰6是否还有继续提升性能的可能?本文从多角度分析图-16/轰6平台依然存在的改进空间,对轰6系列未来可能出现的改型做一些畅想。
轰6早期型号梳理
分析之前,我们先从轰6基本型梳理一下轰6系列在过去50余年中的发展路线以及各个型号的特点,以便对于轰6系列的改进思路有更加清晰地认识。
轰6基本型是按照苏联方面提供的图-16资料、设备进行仿制生产的,只在一些小细节上做了调整,如将气动面上的一些木制构件更换为金属构件。轰6系列的第一种改进型号为轰6甲,相对基本型,主要针对核武器吊装与投放进行了必要的改装,弹舱改为保温舱,增加了加温系统、测温系统、保险栓悬挂梁,重新铺设正常、应急、超应急投弹系统和座舱避光帘等。首批2架由苏联进口的图-16改装而来,直到1980年完全国产的轰6甲才正式定型投产。轰6的第二种改型为轰6C,该型号换装了中国自行研制、具有当时(20世纪70年代)水平的二型自动领航轰炸系统,简称“二代领航”系统。从第14批第一架起将机翼普通翼尖改装为低阻翼尖,改善气动外形,减小巡航阻力,提高升阻比,降低巡航油耗,使飞机航程较原来增大350千米,达到了原装图-16的水平。
随着我国导弹技术的不断发展,海军提出在轰6基础上研制空舰导弹载机,也就是轰6D。轰6D在原有基础上,左右机翼下各增加一具导弹挂架,可各挂1枚“鹰击”6空舰导弹,并对机翼结构进行加强。机头下方安装了245雷达天线整流罩,机内增加导弹加温供气系统、驱动245雷达天线运动的液压系统和相关通气冷却系统。机内还增装了自动导航系统和导弹火控系统。由于增加新设备较多,机内设备布置做了调整,仪表板和供电线路重新进行了设计,取消了特种弹投放系统。
20世纪90年代初,通过为轰6C换装轰6D的机翼、取消下炮塔、加装箔条/红外诱饵投放器、GPS接收天线以及雷达告警设备,改进出了轰6E。同期,通过对已经装备部队的轰6C加装了惯导/GPS/多普勒组合系统以及改进的领航轰炸计算机、领航仪等设备,又改装出了轰6F。这两型也是轰6系列中最后两种不具备发射导弹以及投放精确制导武器的型号。
2000年后,空军和海军航空兵均装备了轰6系列的最新改型。空军所装备的型号是轰6H,该型号在之前的改进型基础上针对挂载空地导弹加装了对地火控雷达,导弹载机数据链等设备。海军航空兵所装备的轰6G则是在轰6D基础上升级了火控系统,增加了挂载能力以及精确制导武器的使用能力。
轰6系列目前装备部队的最新型号是2015年9月3日抗日战争胜利70周年阅兵上亮相的轰6K,该型号是轰6系列所有改型中变化最大的。其主要改进是换装了涡扇发动机,并对前机身进行了大量修改,加强了机翼结构,换装了全新的航电与火控系统,使轰6K具备了携带6枚空射巡航导弹对数千千米外的目标进行精确打击的能力。
梳理后可以看出,轰6系列在近50年的不断发展中,各个改型在改进上大多是为所要搭载的机载武器服务,改装加装相关的设备,并对结构进行一定的修改以适应机载武器需求。对于整体气动布局以及结构都没有做过大的调整,也就是说在这方面还有很大的潜力可挖。那么作为轰6的原型机,图-16这个平台究竟还有多少潜力呢?
图-16改进狂想
在航空工业发展一日千里的上世纪50年代,图-16服役之后不久,能夠超声速飞行的图-22轰炸机就研制成功。这使得图-16系列被认为已经没必要进行过多改进,发展潜力实际上被人为抑制了一段时间。就连我国在1959年与苏联谈判进口米格-21或更新型飞机时,也曾提出图-16飞机性能落后,希望苏联能提供更新型的轰炸机(图-22)的要求。
但在实际使用中,苏联军队又发现,作为超声速大型飞机的早期尝试,布局稍显稚嫩的图-22在载荷航程性能上相比图-16的提高并不明显,特别是其外挂弹药后,和图-16一样无法超声速飞行,而且其操纵性和可靠性也明显不如后者。因此图-22仅生产了300余架就停产了,和生产了2000架以上的图-16完全无法相比。
所以在真正能够取代的图-16的图-22M出现前,苏联仍然投入了一定精力对图-16进行改进,主要分为照相/电子侦察、伴随/区域电子干扰和反舰导弹载机三大系列。在苏联航母服役前,这些可靠耐用的图-16改型和海军型图-95系列一度成为了红海军航空兵在大洋之上的唯一象征,它们既是重要的ISR(情报、监视、侦察)平台,也是可靠的辅助打击手段,在冷战中期的红海军反航母作战体系中起到了举足轻重的作用。
另外图-16还有一个发展成客机的小分支,最早是简单放大机身直径的图-104,有图-104A/B/D/V,等多种型号,随着机身的延长并配合不断改进的发动机,载客量从早期的50人增加到85~100人。20世纪60年代后还发展出了缩小版、改用涡扇发动机、适合支线航线的图-124,以及重大调整气动布局、改用尾吊发动机和T形尾翼的图-134。中国在早期发展喷气式客机的探索中,也曾进行过对轰6发展民航机可行性的探讨。以上说明,图-16的改进潜力还是较为可观的。
中国航空工业历史上不乏对引进型号改进发展的例子,但目前为止被认为“彻底吃透”的型号还不多,其中最为突出的代表就是仿制米格-21的歼7家族,其“吃透”的标志就是从和米格-21F-13丝毫不差的歼7基本型发展到气动布局重大调整,采用双三角翼翼形的歼7E/G型。而从和米格-21几乎同期引进的轰6甲发展到今天的轰6K,发展程度却仅和从歼7基本型到上世纪80年代的歼7M/P相当——航电设备有了显著升级,增加外挂点后武器携带能力也大幅增强,但气动布局和内部结构的改进幅度还很小。
首先,轰6的主体结构相对于原型图-16基本没有很大的改动,还是上世纪五六十年代的水平,轰6K也仅仅是在前机身上部分应用了一些20世纪90年代的技术。如果能够参照先进大型民用飞机的设计经验,在机体结构上广泛应用新设计、新材料、新工艺,减少结构重量与所占空间,就能为其他系统留出更多的重量与空间。
轰6K虽然通过换装涡轮风扇发动机提升了推力增加了载弹量,但是由于弹舱设计没有变化,导致其在执行常规轰炸任务时的载弹量较之前使用涡轮喷气发动机的同系列其他型号没有显著提升。其原因就是弹舱内部结构设计陈旧,挂点挂架安排不合理,无法充分利用弹舱空间,翼下挂架不具备复合挂弹能力。
这一问题在B-52上曾经出现过,作为战略轰炸机的B-52在服役之初以投放核弹为主要任务,因此对于弹舱空间利用率并不敏感。越战爆发后,美军开始利用B-52机群对北越进行战略轰炸,这类任务需要B-52挂载较多数量的中小口径炸弹,此时B-52弹舱容积利用率低、外挂架挂弹数量少的问题便暴露出来。
为提升B-52机群的常规炸弹携带能力,美军对B-52F和B-52D分别实施了“南湾”(South Bay)以及“大肚”(Big Belly)计划,为这两个型号加装了重型挂弹适配器(HSAB),将B-52D弹舱内的箱形炸弹架更换成高密度炸弹架(HDM),使B-52成为了名副其实的“炸弹列车”。这些改进使得美军的B-52在执行防区外长时间待机,随时准备打击战区内时敏目标的任务时至今仍有着不可替代的价值。
同样的改进思路也可以运用在轰6系列上,即通过配备复合挂架、高密度弹舱挂架来提升中小口径炸弹的载弹量,如果全部携带中小口径的制导弹药,轰6就能成为打击效率极其可观的空中火力投送平台,在非对称反恐作战中将大有可为。如果有条件像图-104那样适当放大机身直径,其载弹量还可能进一步增加,当然这需要气动方面的配合。
和各国大型亚声速飞机的改进类似,图-16平台在气动方面最值得进行挖掘潜力也是机翼。在轰6系列的发展过程中,对于机翼仅做过结构上的增强,而包括翼型和翼形在内的气动参数则未见有过调整,仍然停留在图-16的水平上。而这几十年来,国内在高亚声速大型喷气式飞机机翼的气动设计领域已经取得了大量的研究成果,运20和C919两型国产大飞机就应用了最新的相关技术提升了性能。
好的翼型能够增升减阻,获得更好的升阻比,这样就提高了巡航效率,对于速度、航程等性能都有提升。轰6系列更换了涡轮风扇发动机后,由于发动机油耗下降,推力增加,在航程与速度两项性能上都提升显著,若能配合设计上更高效的翼型,还能扩大轰6系列的作战半径,进一步提高威慑力。
另外,在轰6系列的巡航速度增加之后,由于先前的机翼对新的速度区间并不能完全适应,会出现较大的诱导阻力,反而会导致机翼整体效率的下降。因此为了适应更高的速度区间,研制单位还可以通过适当增加前缘后掠角的方式来减缓阻力的增加,获得更高的效率。而为了满足更大的起飞重量指标,包括翼梢在内的其他增升手段也应当考虑进去。
轰6K实现了将涡轮风扇发动机装上轰6系列的目标,使轰6系列的性能获得了质的飞跃,但其装备的D-30KP-2/WS-18发动机也属于上世纪七八十年代的产物了,推重比、耗油率等都不算先进水平,如果轰6在继续改进的时候能够换装一款更加先进的涡扇发动机,整体性能上还能更上一层台阶。
当然,由于图-16平台采用翼根发动机舱布局,更换发动机往往意味着发动机舱也需要重新设计。而由于改进型仍需要使用机翼外挂架作为重要武器搭载手段,将图-16平台改为类似轰61/轰8的翼吊发动机布局也并不合适(影响挂点的布置和使用)。实际上考虑到发动机的性能问题,图-16的翼根发动机舱布局较低的引风阻力还是有一定沿用价值的,噪音问题对军用飞机的影响也可以接受。而且如果改进型的起飞重量有较大的增加,甚至可以考虑在翼根处再增加2台发动机(类似“彗星”/米亚-4的布局)来满足指标要求;而这种布局也方便通过综合涂料、进气道遮蔽等手段实现局部隐身,进而配合新型电子战系统,提高在现代战场环境下的生存概率。
操纵系统也是轰6系列非常值得改进的一个方面。轰6系列的操纵系统和原型图-16一样,没有任何的助力设备,驾驶盘、方向舵踏板均是与气动面通过钢索滑轮直接连接,操纵十分费力。原空军副司令员汪超群中将在其关于1999年建国五十周年阅兵的回忆录《空中梯队——建国50周年跨世纪大阅兵》中曾经提到过轰6杆力大,对于飞行员体力要求很高。如果对操纵系统进行改进,换装电传操纵系统,就能减轻飞行员体力消耗,让长时间巡航更加轻松,提升机组的工作效率。电传操纵系统也能在低空突防时帮助机组更好地应对低空复杂的气流。
轰6系列中每个型号的火控系统针对性都较强,往往只能操作特定型号的导弹,除此之外只能执行常规轰炸任务,影响了作战灵活性。这一点在苏联/俄罗斯远程航空兵的“三驾马车”身上也同样存在,图-95MS和图-160能够携带的常规精确制导武器只有Kh-555/Kh-101这类战略空射巡航导弹,空军的图-22M3更是缺乏精确打击手段,在俄罗斯空天军的叙利亚空袭行动中,只能靠前线航空兵的苏-34执行真正的精确打击任务。
因此近年来俄罗斯开始推行对它们的常规武器运用能力提升计划,图-22M3M/图-95MSM/图-160M等型号均已进入升级/新造阶段,能够和苏-34一样使用俄罗斯近年来研制的精确制导武器。同理在国内完成重型多用途战斗机的研制之后,轰6系列的火控系统也应该向着通用化、模块化的方向发展,增加挂载武器的种类,拓展任务范围,成为真正适应当代战场环境的战略轰炸机。
以上仅是对一些主要改進方向的畅想,如果继续究其细节,图-16/轰6平台能进行改进的方面还有很多。畅想归畅想,现实归现实,轰6这个平台,虽然为人民空军做出了卓越的贡献,但也是一款年过半百的型号了。在其基础上做出重大改进的可能性虽然确实存在,但也要考虑到效费比的问题。在笔者看来,在将一定的时间与精力投入到对轰6系列挖潜的同时,还是要更多地去关注新型轰炸机的研发。
轰6平台接下来可能存在的改进方向,总体来说还是在目前最新的轰6K的基础上增加功能,并通过一些工程复杂度上可以接受的调整来提升性能。而作为如今图-16家族的唯一传承者,轰6家族继续服役几十年,直到新型轰炸机彻底接班为止的未来是完全可以预期的。它们的关系,一如B-52H与B-21,图-95MSM/图-160M2与PAKDA。
责任编辑:陈肖