俄罗斯图-160M2战略轰炸机

宋心荣

研制历程

2008年，最后1架图-160在俄罗斯喀山航空生产联合体下线以后，图-160正式停产。但由于图-160的出色性能，很多俄罗斯国家杜马的议员、军界要员一直希望恢复图-160的生产。但步入21世纪以来，各种技术飞速发展，航电设备更得到了空前的发展，研制于20世纪80年代的图-160基本型已经有些过时了，再简单地恢复图-160基本型的生产是不可取的，因此有必要改进图-160的设计，使之适应现代化战争的需求。根据俄罗斯国防部下达的战术技术任务书，图波列夫设计局将改进的重点放在了换装新的航电设备和武器系统方面，研制出了图-160的最新改型——图-160M2战略轰炸机。

2015年4月，俄罗斯国防部长绍伊古下令恢复图-160轰炸机的生产，此次恢复生产的正是图-160M2。2015年7月，俄罗斯国防部副部长鲍里索夫透露，图-160M2的批量生产将于2023年开始。他还强调，虽然外形相似，但图-160M2和图-160有着很大的不同。由于使用了先进的航电设备和武器系统，图-160M2的战斗力将是图-160的至少2.5倍。

在图-160M2的研制过程中，数字化设计技术起到了重要作用。在接到俄罗斯国防部下达的研制图-160M2的任务后，图波列夫设计局决定利用飞机数字化设计技术来完成图-160M2的设计。要实现这一点，首先需要将苏联时期留下的图-160的大量设计图纸数字化，之后才能在数字化图纸的基础上设计图-160M2。为了加快进度，由图波列夫设计局位于莫斯科的总部、喀山航空生产联合体、图波列夫设计局在萨马拉和乌里扬诺夫斯克的分部同时展开图纸数字化作业。俄罗斯工贸部为执行这一任务的单位采购了740台数据处理工作站。由于这些单位位于俄罗斯各地，为了保证不同地区间数据传输的速度和安全，俄罗斯国防部和工贸部协助图波列夫设计局专门建立了一个内部宽带网络，用于数字化图纸的保密和快速传输。这项工程太过浩大，圖波列夫设计局无力单独完成，又借调了其它设计局的几十名专家参与到图纸数字化工作中来。在2年的时间里，一共约有1 500名工程人员参与了图-160的图纸数字化进程，将总共5万多张图纸数字化。到2017年2月，图-160图纸数字化最关键的一步已经完成。图波列夫设计局的设计师们完成了图-160的整机、机身、机翼和尾翼的3D建模。

其实，图波列夫设计局此次大动干戈动用这么多力量来完成图-160图纸的数字化，绝非仅仅是为了设计图-160M2，更多地还是借此机会升级设计局的IT基础设施，为PAK-DA轰炸机的数字化设计奠定基础。

在完成了图纸数字化和数字化建模以后，图波列夫设计局对图-160的外形进行了小幅修改。不过，为了方便生产，图-160M2在气动外形方面改进不大，主要的改进还是集中在电子设备上。此次图-160M2采取了数字化设计、数字化生产的方式，喀山生产联合体将按照数字图纸直接生产图-160M2。俄罗斯联合飞机制造集团总裁尤里·苏利萨尔表示，图-160M2的总订单将在30～50架左右。

但是，喀山航空生产联合体的很多设备尚未实现数字化，要想实现数字化生产还需要增加设备，培训人员。在此之前，该厂的工程师和军代表从来没有在不用纸质图纸的情况下生产飞机。为了实现数字化生产，图波列夫设计局专门为喀山航空生产联合体添置了800多个工作站。

2017年7月11日，编号为804的图-160M2首架原型机被拖入喀山航空生产联合体的总装车间，开始最后的装配和测试，计划于2018年3月首飞。

技术特点

图-160M2在外形上和图-160区别不大，但其航空电子设备和武器系统已经更新。图-160M2的航空电子设备是由叶菲莫夫电自动装置试验设计局和“信号”无线电工厂研制的。图-160M2的惯导设备和航空仪表则是由乌里扬诺夫斯克仪器制造设计局、圣彼得堡技术仪器股份有限公司研制的。俄罗斯无线电电子技术集团在T-50的电子战系统基础上为图-160M2研制了新一代综合电子战系统。

对于战略轰炸机来说，精准的导航十分重要。由于卫星导航信号在战时极易被敌方干扰，仅仅装备格洛纳斯卫星导航系统对图-160M2来说是完全不够的。因此，图-160M2同时装备了莫斯科机电与自动化研究所研制的BINS-SP-1型惯导系统。这是俄罗斯新一代高精度惯导系统，由激光陀螺仪和石英加速度计组成，可以时时给出飞机的坐标、航向和速度等参数。惯导系统的缺点在于误差会随时间积累，为防止误差过大，图-160M2还装备了无线电电子技术集团研制的天文校正系统，能将定位误差控制在100米以下。BINS-SP-1系统能连续24小时运行，而且其在高纬度地区甚至北极圈内都能稳定工作，这提升了图-160M2的可靠性。

图-160M2换装了NK-32-02型发动机。与NK-32相比，NK-32-02换装了萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体与萨马拉航空航天大学合作研制的新型燃气发生器，理论上能将涡轮前温度提升到1 750K，涡轮前温度的提升可以增加发动机功率。由于采用了大量新工艺，换装了发动机全权数控系统，NK-32-02型发动机的经济性比NK-32更好，图-160M2换装它有望实现航程的增加。为了试验NK-32-02型发动机，萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体在2016年专门建造了一个新的发动机试验台。在前期的测试中，NK-32-02型的涡轮前温度最高达到了1 635K，仍低于理论值。所以，NK-32-02型的实际性能恐怕还是要比萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体宣称的打些折扣。

战术用途

对俄罗斯空天军来说，用少量的战略轰炸机去突破敌方防空体系很困难，也没必要，俄罗斯远程航空兵的战术是在防区外发射巡航导弹。在苏联时期，图-160使用的主要是X-55/X-55SM巡航导弹。X-55巡航导弹直径为514毫米，全重1 185千克，射程2 500千米，可携带1枚20万吨当量的小型核弹头，命中精度小于100米。X-55SM则是X-55的常规弹头改进版，携带410千克的高爆战斗部，射程增加到了3 000～3 500千米。步入21世纪，俄罗斯又在X-55巡航导弹的基础之上研制了X-555巡航导弹。X-555最大的优点在于命中精度高，由于加装了格洛纳斯卫星导航系统，其圆概率误差缩小到了5～10米。

在改进X-55的同时，俄罗斯“彩虹”设计局还研制了新一代的X-101/102巡航导弹。X-101巡航导弹携带400千克的常规战斗部，而X-102则携带25万吨当量的核战斗部，由于采用了隐身设计，其雷达截面积仅为0.01平方米。关于X-101/102射程的说法较多，根据俄新社的报道，X-101的射程应在5 000～5 500千米左右，而携带核弹头的X-102射程更长。因为核弹头比常规弹头要轻一些，使用核弹头对导弹的制导系统要求没那么高，可以简化制导系统，这也能节约一定的重量，多载燃料，以增加航程。X-101/102巡航导弹和图-160M2的结合将进一步加强图-160M2的威慑力，图-160M2、图-95MS以及图-22M3将作为未来俄罗斯空基核威慑的三驾马车。即便PAK-DA服役以后，超音速突防能力极强的图-160M2也有一席之地。

相比图-160基本型，图-160M2换装了更先进的轰炸瞄准具和导航设备。在敌方防空能力较强的情况下，图-160M2能突破敌方防空体系，对关键节点实施精确轰炸，这在局部战争中有重大作用。

展望

虽然图-160M2首架原型机已经进入喀山航空生产联合体的总装车间，而萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体也已经于2016年交付了5台NK-32-02发动机，但图-160M2要想实现批量生产，还有很长的路要走。1992年苏联解体之后，图-160的部件就不再生产了，但喀山航空生产联合体还存有一些现成的机体和零部件，因此图-160的生产又维持了一段时间。1994年6月，最后1架圖-160下线后，俄罗斯再也无力维持图-160的生产，此时还有4架未完成组装的图-160机体停放在喀山航空生产联合体的工厂里。普京上台以后，俄罗斯经济好转，喀山航空生产联合体又接到了俄罗斯空军的订单。喀山航空生产联合体分别于2000年和2008年使用库存的机体和零部件组装了2架图-160。此次建造的图-160M2 的804号机仍旧使用苏联时期生产的机体，只是换装了新的航电设备和发动机，而以后批量生产的图-160M2就没有库存的机体和零部件可用了。俄罗斯要想批量生产图-160M2，就必须恢复图-160M2机体、零部件的生产，而这并非易事。

在苏联时期，图-160的生产汇集了各加盟共和国的力量。图-160机翼的变后掠部分由沃罗涅日飞机制造厂生产，机尾和进气道由伊尔库茨克飞机制造厂生产，起落架由古比雪夫机械厂生产，喀山飞机制造厂只负责生产机身和部分机翼。图-160的机舱则由位于俄罗斯巴什基尔的工厂生产，乌克兰的基辅飞机制造厂、哈尔科夫飞机制造厂和乌兹别克斯坦的塔什干飞机制造厂都曾参与了图-160机体和机翼的生产。图-160的电子设备则由位于莫斯科西北泽列诺格勒和亚美尼亚埃里温的工厂生产。当时，苏联全国共有700多家工厂和机构为图-160的生产供货。而今，这些供应商要么留在了俄罗斯之外，要么因为苏联解体后的经济危机而倒闭。

当然，生产机载设备的企业留在了国外对俄罗斯影响不大，此次图-160M2的机载设备就完全是由俄罗斯自己的企业和机构设计生产的，但作为一款变后掠翼超音速轰炸机，图-160对材料、发动机的要求十分苛刻，恢复其生产就不那么容易了。

◎ 图-160和X-55SM巡航导弹

在材料方面，图-160钛合金翼梁的加工是大问题。在俄罗斯，航空用钛合金都是由VSMPO-AVISMA公司提供的。VSMPO-AVISMA公司由生产军用钛合金的斯维尔德洛夫斯克州上萨尔达市冶金生产联合企业（VSMPO）和生产海绵钛的彼尔姆边疆区别列兹尼基市钛镁联合工厂（AVISMA）合并而成。在苏联解体后，由于军用钛合金的订单大幅减少，VSMPO的日子很不好过。于是，该公司选择了和AVISMA合并，控制了从钛原料生产到钛合金生产的整个产业链。由于掌握着核心技术，又垄断了整个产业链，VSMPO-AVISMA公司在俄罗斯经济困难时期没有受到过多影响，还打入了国际市场，为波音公司生产钛合金部件。步入21世纪，由于俄经济的好转，该公司赢来了高速发展时期。到2012年，VSMPO-AVISMA公司钛产品的产量更是达到了29 300吨的历史高峰。同年，该公司产品占到世界航空钛市场份额的64%，成为世界上最大的航空钛材料制造商。VSMPO-AVISMA公司的良好发展使得图-160所需钛合金材料的供应不成问题，关键在于钛合金翼梁的加工。在苏联时期，上萨尔达市冶金生产联合企业只负责生产钛材半成品，其加工成形是由飞机制造厂负责的。

虽然苏联解体后，该公司发展了部分航空钛合金的加工业务，并和波音公司联合成立了乌拉尔波音飞机制造公司，负责对波音客机所需的钛模锻件进行粗加工。但粗加工后的钛膜锻件仍需送往美国进行细加工，美国人是不会让VSMPO-AVISMA公司知道细加工工艺的。所以，VSMPO-AVISMA公司仍旧不能独立加工出钛合金部件，更不要说巨大的翼梁了。事实上，钛合金的加工绝非易事。钛合金在加工（弯曲、成型、表面硬化）后，其物理特性会发生改变，不能按照初始状态时钛合金的物理特性计算加工后钛合金零部件的结构强度。所以，要想保证加工后的部件达到飞机所需的性能标准，需要进行大量的试验，以掌握钛合金加工后的特性，这需要时间和大量的资金。在苏联时期，为了加工图-160的钛合金翼梁，苏联科学家用昂贵的钛合金材料制造了大量试样，进行了反复试验，才掌握了钛合金加工后的性能，并根据试验完成了钛合金部件加工参数的计算。而现在，掌握航空钛合金加工技术的工厂已经留在了俄罗斯之外。俄罗斯再想自己摸索航空合金的加工工艺，需要更多的资金投入和时间。这些困难都会拖慢图-160M2实现批量生产的進度。

据俄军事专家弗拉契夫的分析，将来批量生产的图-160M2可能不会使用钛合金翼梁，转而采用高强度的铝合金翼梁。因为，VSMPO-AVISMA公司一直为美国波音公司生产高强度铝合金部件，这方面的技术十分成熟，而且铝合金的加工难度比钛合金低得多，虽然强度差一些，但通过改性也能弥补。铝合金还有一个好处就是便宜，毕竟俄罗斯现在经济困难，图-160M2又要批量生产30～50架，铝合金的成本优势使其很可能替代钛合金成为图-160M2的翼梁材料。

在发动机方面，图-160所使用的NK-32三转子涡扇发动机早已于1993年停产，再想恢复其改进型号的批量生产也并不容易。在苏联时期，有哈尔科夫机械制造厂和巴库机械制造厂为NK-32发动机提供零部件，萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体只负责部分零部件的生产和装配，在装配过程中还能得到雷宾斯克发动机制造厂、彼尔姆发动机制造厂、乌法发动机制造厂的技术指导。汇集了这么多强大的机构才能生产出结构复杂的NK-32发动机。而在苏联解体后，NK-32发动机的很多子承包商都留在了俄罗斯之外。

萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体此次批量生产NK-32-02发动机，必须克服零部件供应缺乏的问题，不得不自己独立生产NK-32-02发动机的大部分部件，这对该联合体是个巨大挑战，该联合体已经24年没生产过这种发动机了，只有过大修的经历，生产线上的技术工人大量流失，再开生产线困难很多。据萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体估计，要想批量生产NK-32-02发动机，至少需要80亿卢布（约合1.4亿美元）的投资。

虽然耗资巨大，但批量生产NK-32-02发动机却十分必要。由于图-160飞行的损耗，俄罗斯空天军每年需要5台新的NK-32-02发动机以替换到寿的老发动机。如果在老发动机的储备用完之后NK-32-02仍旧没批量生产，那俄空天军的图-160就面临无发动机可用的局面，而新生产的图-160M2也需要NK-32-02发动机。NK- 32-02发动机的核心机也是俄空天军新一代轰炸机PAKDA和新一代运输机PAK-TA所用发动机的基础。只有实现NK-32-02发动机的批量生产，才有可能为PAK-DA批量生产发动机。

早在2010年，俄国防工业发展会议就将实现NK-32-02发动机的批量生产纳入专项资金支持范围。2015年，俄国防部表示萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体将于2017年恢复NK-32-02发动机的生产，每年的产量将达到20～22台，但迟至2016年才生产出5台。

NK-32-02发动机难产的最大原因在于苏联时期那些掌握熟练技术的技工已经在苏联解体后私有化的浪潮中流失。这些技工是用苏联时期无数的军品订单培养出来的，一但流失，很难再培养出来。萨马拉-库兹涅佐夫科研生产联合体副总经理帕维林奇就指出，在组装第一台NK-32-02发动机前，企业正在寻找当年参与NK-32发动机生产的技工，他们掌握的技艺对NK-32-02发动机的生产至关重要。不过，帕维林奇也坦承，现在还活着的老技工已经很少了，找到他们十分困难。不管怎么说，NK-32-02发动机总算是生产出来了，2016年生产出首批5台后，第二年喀山航空生产联合体就开始了图-160M2的建造。由此可见，未来一段时间内，发动机和材料问题仍会是图-160M2批量生产的最大阻碍。