浴火重生的白天鵝——圖160M2

——浴火重生的,又豈止是白天鵝

  ​​2015年5月,俄羅斯總統普京簽署了恢復圖-160轟炸機生產的命令。復產的圖-160雖然外形相似,但和圖-160有著很大的不同。由於換裝了新型發動機、航電設備和機載武器系統,復產的深度現代化的圖-160М2型(代號“產品70М2”)的戰鬥力將是現役的圖-160的2~2.5倍。2017年10月13日,俄國防部副部長鮑裡索夫向媒體表示,未來俄羅斯空天軍將每年裝備3~4架圖-160М2戰略轟炸機,計劃總共生產50架圖-160М2。首架圖-160М2計劃2019年第三至第四季度下線,2021年交付部隊。

浴火重生的白天鵝

  2018年1月25日,普京總統在喀山親自出席了俄羅斯國防部與圖波列夫公司就該公司向俄羅斯國防部提供現代化升級的圖-160М戰略轟炸機簽署國家訂貨合同。合同由俄羅斯國防部副部長尤里·鮑裡索夫和俄羅斯聯合航空製造集團總裁尤里·斯柳薩里簽署。合同內容包括公司將在2027年前為俄羅斯空天軍供應10架新型圖-160М2戰略轟炸機,合同總價值將達1600億盧布(約合28.37億美元)。該合同簽署後,將保證喀山飛機廠在2027年前都能滿負荷生產。

浴火重生的白天鵝——圖160M2

  圖-160М2型戰略轟炸機將配備薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體的新型НК-32-2批次發動機,薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體於2014年8月簽署了生產新批次發動機的合同,該項目是在暫停25年後重新啟動的。НК-32-2批次發動機是在1987年研製的,但由於項目資金問題而沒有投產。該批次發動機的改進包括壓縮機和渦輪機的葉片、發動機內空氣動力學以及內部冷卻。作為技術改進的結果,發動機在25噸的起飛推力保持不變的情況下油耗降低。圖波列夫設計局表示,配備新發動機和攜帶基本武器載荷(六枚巡航導彈,總重為9噸)時的圖-160可以飛行13950公里,比此前的航程要高1650公里。現在,為圖-160М2生產的發動機又被重新命名為НК-32-02М2。

  與此同時,圖-160М2戰略轟炸機的航電系統也進行了全面的升級,計劃採用全新的玻璃化座艙和來自蘇-57第五代殲擊機技術的無線電電子對抗系統。俄羅斯無線電電子技術集團在2015年宣佈,改進型轟炸機圖-160М2的機載設備將在2020年研製完成。現有的“視野-К”型機載雷達將被“掩體”公司研製的“新律”系列新型雷達所取代,烏里揚諾夫斯克儀器製造設計局正在為圖-160М2研製一款帶液晶顯示器的新駕駛艙。

  該機還將配備帶有莫斯科機電與自動化研究所研製的БИНС-СП-1型慣性系統的НО-70М型導航系統、無線電電子技術集團研製的АНС-2009М型天文導航系統和新型導航計算機以及ДИСС-021-70型導航雷達、А737ДП型衛星導航接收器、АБСУ-200МТ型自動駕駛儀和С-505-70型通信系統等其他航電系統。機上計劃安裝的“多面堡-70М”型機載自衛系統則是專為圖-160М/М2全新研製的,“庫倫”研究所正在為該機研製的新的БКР-70М型敵我識別系統。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


圖-160M2的座艙儀表佈局

  2018年12月29日,喀山飛機廠將一架出廠於2003年的圖-214客機(序列號:42305007,工廠編號:507,登記號:RA-64507)改裝為圖-214ЛМК飛行實驗室(登記號:64507)開始試飛。該機被圖波列夫公司用於測試圖-160М2戰略轟炸機以及俄羅斯新一代戰略轟炸機(即未來遠程航空兵系統)的新型雷達,因此在機頭處加裝了特別的錐形整流罩。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


用於對圖-160М2戰略轟炸機和未來的新一代戰略轟炸機所用的雷達進行測試的圖-214ЛМК飛行實驗室

  武器系統方面,新造的圖-160М2有望裝備在研的新型遠程飛航導彈。2017年4月,俄羅斯國家航空系統研究院科研主任葉夫蓋尼·費多索夫曾表示,圖-160М2轟炸機將具備攜帶代號為Х-БД的新型超遠程飛航導彈(БД代表“遠程”)的能力。目前,該導彈的相關射程數據暫未公開。但可以相信的是,Х-БД的射程要比其前身Х-101空射飛航導彈的3000公里射程要遠得多。

  此外,俄國內還在為圖-160М/М2以及未來遠程航空兵系統研製另外兩款導彈,包括低可探測性的Х-СД型中程飛航導彈(СД代表“中程”)和飛行馬赫數高達6的ГЗУР型導彈。前者由彩虹設計局研製,這是一款使用Х-101導彈制導系統的亞音速導彈,但其彈體尺寸更為適中,類似於美國的AGM-158聯合空對面防區外導彈(JASSM)。彈載制導系統包括在巡航段上使用的具有GPS/“格洛納斯”衛星導航系統校正的慣性導航系統,還裝有在末端制導段使用的“反射”型光電制導系統。

  代號為“產品715”的Х-СД中程飛航導彈的研發工作始於20世紀90年代,但已暫停數年。該型導彈長約6米,重約為1600千克,可以安裝在一個6發的旋轉彈架放入圖-22М3和圖-95МС轟炸機的內置彈艙中,圖-160М/М2則能夠通過內置彈艙的2部旋轉彈架攜帶最多12枚Х-СД導彈。其動力為1臺鄂木斯克發動機設計局研製的小型發動機(產品37-04),戰鬥部重350公斤,射程可達1500公里。導彈的外形由幾個傾斜的平面組成,降低了雷達可探測性。

  代號為“產品75”的ГЗУР高超音速飛航導彈則是是由戰術導彈武器公司總部和彩虹設計局共同研製的,該到的在高空飛行時能夠達到6麻花的高超音速,同時擁有1500公里的射程,其尺寸估計為6米長,重量為1500公斤,配備聯盟設計局研製的“產品70”型發動機。


“彼得·傑伊涅金”號:來自前蘇聯的未完成機體庫存

  2017年11月16日,在以戈爾布諾夫命名的喀山航空生產聯合體(隸屬於圖波列夫公司,以下簡稱喀山飛機廠)慶祝成立90週年之際,使用前蘇聯時期未完成的第0804號機體(代表這是第8批次的第4架飛機)完成總裝的圖-160戰略轟炸機從該廠總裝車間下線交付試飛站,並於12月完成首飛。

  不過需要指出的是,該機並不是真正的圖-160М2戰略轟炸機。該機只進行了少量的現代化升級,機體和發動機相比原設計均未作出改動。新型圖-160М2戰略轟炸機的全數字化設計文件是在2018年年中左右才發佈,在此前之前是不可能生產圖-160М2的。據外界猜測,該機將作為圖-160М2的技術驗證機,搭載和測試相關子系統進行試驗。同時通過完成該機的總裝,喀山飛機廠的年輕人也得以熟悉和掌握圖-160的總裝技術。畢竟,喀山廠已有多年沒有總裝過這樣的龐然大物了。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


使用前蘇聯時期未完成的第0804號機體完成總裝的圖-160從喀山飛機廠總裝車間下線

  2018年1月25日,俄聯邦總統普京視察喀山飛機廠,觀看了第0804號圖-160的試飛。按照慣例,每一架圖-160都有自己的名字。這架飛機以彼得·傑伊涅金的名字命名,這是為了紀念2017年8月19日去世的俄羅斯聯邦首任空軍司令,他過去也擔任過遠程航空兵司令。2019年5月13日普京再度視察喀山飛機廠時指出,俄羅斯國防部可能會增加圖-160М2的採購數量。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


為普京總統做示範飛行的圖-160“彼得·傑伊涅金”號

  圖-160戰略轟炸機停產後,許多人都覺著喀山廠日暮西山了。此時在廠內仍存有4架處於不同完成程度的圖-160機體,工廠編號分別為第0802號、第0803號、第0804號和第0805號。當新當選的俄羅斯聯邦總統葉利欽宣佈俄政府將不再購買圖-160時,時任韃靼斯坦共和國總統明季梅爾米耶夫頗有預見性地頒佈政府法令支持工廠,設法保留住了這幾架未完工的機體。此後,當喀山飛機廠陷入困境時,韃靼斯坦共和國當局又設法遊說國家相關部門同意用這些庫存的未完工機體新生產了2架圖-160戰略轟炸機。其中一架(工廠編號第0802號)在2000年出廠,另一架(工廠編號第0803號)在2008年出廠。第0804號機最終於2017年11月16日下線,仍未完工的第0805號機體則還留在喀山廠。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


喀山飛機廠車間裡一架半成品圖-160機體,該機可能為未完工的第0805號機


喀山飛機廠的大規模重建和技術改造:預算和概述

  圖-160(北約代號“海盜旗”,俄羅斯非正式綽號:白天鵝)是蘇聯從上世紀60年代末就開始研製的超音速變後掠翼遠程戰略轟炸機。除了最早2架原型機是在莫斯科的圖波列夫實驗工廠製造之外,之後的33架(包括測試和試飛用機)圖-160均由喀山飛機廠生產。喀山飛機廠在蘇聯解體前年產大約3架圖-160戰略轟炸機,直到1994年徹底停產該機的生產。

  2015年確定要復產圖-160後,俄國防部和工業部門開始啟動恢復生產該機的計劃。首先要做的就是對已停產圖-160已20多年的喀山飛機廠進行大規模的重建和技術改造。2016年3月,俄羅斯聯合航空製造集團總裁尤里·斯柳薩里宣佈,將投資數十億盧布對喀山飛機廠進行大規模重建和技術改造。斯柳薩里稱:“在沒有對喀山飛機廠進行重建的情況下,想要恢復圖-160戰略機的生產是不可能的。技術改造項目的目標是擁有一座具有更高技術水平的新飛機制造廠並獲得其他技術能力。整個方案雄心勃勃,規模宏大。”

浴火重生的白天鵝——圖160M2


俄羅斯聯合航空製造集團的總裁尤里·斯柳薩里

  2016年,圖波列夫公司在其年報中公佈了這些重建技改項目的部分細節(詳見下表)。到2020年,喀山飛機廠就將獲得超過62億盧布的技術改造預算預算。上述這些內容並非全都是用於圖-160復產的項目,還包括配套其他機型製造的生產設施技術改造。不過根據2016年3月的報道,位於喀山的卡馬河動力建設公司(隸屬於Ak bars控股公司)拿到了價值43億盧布的喀山飛機廠大規模重建第一階段的國家合同。此外在2015年,該公司還拿到了圖波列夫公司總價值19.55億盧布的3份合同。其中最大的一份價值14億盧布,是喀山飛機廠的試飛站機場重建工程。也就是說,喀山飛機廠的大規模技改項目預算絕對不止62億盧布。

浴火重生的白天鵝——圖160M2

  承擔喀山飛機廠技術改造項目的設計單位是位於喀山的國家航空工業設計科學研究院公司。該公司的總經理鮑里斯·季霍米羅夫曾表示:“喀山飛機廠實施的技術改造以其規模給人留下深刻的印象:對所有主要生產設施——裝配、機加工、下料、電鍍和熱處理、焊接,生產準備——均配備了最先進的技術和工程設備。燃氣鍋爐系統正在重建,多功能試飛測試綜合廠房正在重建,正準備建設一個新的加油系統。機庫重建正在進行中,並且在不久的將來還要建設新的機體裝配和總裝車間。新的工程中心的建設工作文件的編制已經完成,其中包括一個數據處理中心。這一現代化的信息處理核心能夠將工廠的設計和技術服務工作同步到一個統一的系統裡,從而實現產品生命週期的所有階段和所有文件均以數字化方式流通。 ”

  俄羅斯聯合航空製造集團在圖-160М2戰略轟炸機深度現代化項目中,深入應用了數字化技術。圖-160М2戰略轟炸機的改進和復產工作是在單一的信息化環境中進行的,採用數字化的設計和生產方法。在這架飛機的數字化過程中,聯合航空製造集團的所有設計部門均參與其中。在不到一年的時間裡,就有一百多萬份文件被轉化為數字化文檔。將工作轉換到數字化環境中可以顯著減少項目的工作時間,從而降低成本。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


圖-160М2戰略轟炸機採用了數字化的設計和生產方法

  根據俄《商業在線》的消息,喀山飛機廠新建總裝車間的工作已經開始。廠方原計劃把第206號大樓擴建成一個裝配車間,但是現在這個方案變更為直接在隔壁建一座新樓。同時,試飛站機場的現代化改建即將完成。在2016年的一次專訪中,韃靼斯坦共和國負責飛機廠的總統助理拉維爾·扎裡波夫在與《商業在線》記者的對話中證實了這一信息。他表示:“除了圖波列夫公司及喀山飛機廠作為圖-160復產項目的總包單位,還將選定10家主要的一級供應商,韃靼斯坦共和國的20家軍工企業中有17家將參加競爭選拔。”此外,聯合航空製造集團的一些公司也能拿到一級供應商的名額,比如航空之星廠和伊爾庫茨克飛機制造廠。

  扎裡波夫還提到以下幾點:“首先,我們將按照現代飛行安全標準對喀山飛機廠的試飛站機場進行現代化改造;其次,要把喀山飛機廠的能源基礎設施全面現代化,大型工廠區域需要消耗大量的電能和熱能,因此現在有必要為其未來生產奠定最節能的解決方案;第三,有必要對生產車間進行大修,這些機庫的高度不到15米。目前經有了一個較為成熟的解決方案,可以在2到3年內完成施工,包括建造新的建築物。”根據初步估計,喀山飛機廠約70~75%的基礎設施和生產設備都接受了改造重建,所有工作計劃於2018年徹底完成。


喀山飛機廠的大規模重建和技術改造:試飛場站

  為了保障未來圖-160М2的試飛,喀山飛機廠對其長達3200米的試飛場站跑道、排水、照明設施以及6萬平米的滑行道、停機坪和供電、供氣設施進行翻新重建。機場的雷達設備也進行了更新,安裝了探測距離高達400公里的“小火山-2”型雷達站,還配備了包括雲高激光測量儀,測距儀和能見度儀在內的一系列氣象設備。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


喀山飛機廠試飛場站的新跑道

  此外,試飛場站還建造了兩座長66米、寬高21米的大型機庫。該機庫可以停放幾乎任何尺寸的飛機,在機庫內有還有三層行政樓和住宅樓。翻修後的試飛場站擁有現代化的地面測試和飛機研發設施,地勤和科研人員告別了過去不得不在露天惡劣條件下對飛機測試的苦日子。在新的跑道上安裝有數十種各種飛行安全儀表,在機場的八個不同的地點還設置了驅鳥系統。根據航空安全規定,新的指揮控制塔的高度從6層增加到7層。更重要的是,塔內的現代化飛行保障和空中交通管制系統全都實現了數字化。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


喀山飛機廠在試飛場站新修建的指揮控制塔


喀山飛機廠的大規模重建和技術改造:大型鈦合金部件焊接設備

  圖-160戰略轟炸機有38%的部件使用鈦合金材料,為了恢復圖-160的生產,恢復最大可以加工20米長大型鈦合金零部件的特種設備的生產是重中之重。2016年3月,喀山飛機廠簽署了兩份關於恢復和現代化升級圖-160生產設備的合同,合同規定都必須在2017年3月30日前完成。位於勒熱夫的電子技術公司拿下了這份9.48億盧布的合同,負責修復УВН-45型鈦合金退火裝置。而ЭЛУ-24型電子束焊接裝置的恢復工作合同,則以7.1億盧布交給了位於伊熱夫斯克的“進步“工藝科學研究所公司。

  圖-160的中央鈦合金主翼盒的長度為12.4米,寬度達2.1米,約6噸重,與可變後掠翼轉軸連接。該部件由上下兩個鈦合金切削零件焊接而成,為了製造這樣的大型鈦合金部件,蘇聯時期為其研製了專門的工作在惰性介質或真空環境下的電子束焊接工藝。韃靼共和國的總理顧問基雷夫告訴記者,ЭЛУ-24型電子束焊接裝置的焊接精度要求極高,以毫米為單位。有人指出,ЭЛУ-24型電子束焊接裝置只能在夜間進行工作,這是由於其耗電量極高。該裝置在工作時,將消耗掉喀山城一半的電量。

  70年代後期,為了生產圖-160轟炸機,喀山廠安裝了這套大型電子束焊接裝置,當時是由烏克蘭基輔的巴頓焊接研究所牽頭研製的,但此次設備恢復和現代化升級工作則將由俄羅斯本國的科研機構和企業完成。2017年4月27日,ЭЛУ-24型電子束焊接裝置和УВН-45型鈦合金退火裝置設備恢復和現代化升級工作如期完成並投入使用。時任俄羅斯國防部副部長尤里·博裡索夫,俄羅斯聯合航空製造集團總裁尤里·斯柳薩里,圖波列夫公司總經理亞歷山大·科紐霍夫等高官親自到場表示祝賀。

  ЭЛУ-24型電子束焊接裝置的總長約140米,雖然焊接技術的基本原理得以保留,但約有90%的設備已經得到更新。升級後的設備比起老設備來具有有許多優點,徹底更換了真空系統,冷卻系統,動力裝置,控制系統,降低了功耗。真空退火爐也進行了現代化改造,實際上其所有系統都被更換了。除了兩家承包商電子技術公司和“進步“工藝科學研究所公司外,全俄航空材料研究所也深入支持了此項目。同時,俄羅斯也在研究鈦合金金激光焊接技術替代真空保護焊。但大型鈦合金金部件的激光焊接工藝從技術研究到應用於工業生產有個逐步驗證的過程,還需要一定的時間。

浴火重生的白天鵝——圖160M2


浴火重生的白天鵝——圖160M2


伊熱夫斯克“進步“工藝科學研究所公司改進的ЭЛУ-24型鈦合金電子束焊接裝置

薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體的技術改造

  負責生產圖-160М2的新型НК-32-2批次發動機的薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體(已併入俄羅斯聯合發動機製造集團公司,ОДК)也進行了一定的技術改造。2017年9月7日,完成重建改造的薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體1號航空發動機試車臺通過俄羅斯國防部的驗收和認證,具備對新型НК-32-2批次發動機和老式НК-32發動機進行測試資格。

  1號發動機試車臺的重建和技術改造工作是在2015年底啟動的,自2016年12月全面開展建築安裝工程,該項目的承建商和設備製造商也是喀山國家航空工業設計科學研究院。其中,遙控臺和測試臺,行政樓和住宅樓全部重建,更換了包括燃料、空氣、油系統、發電機系統、自動化過程控制系統等在內的所有子系統,並安裝了新的排氣和進氣系統。另外,在大樓增設了一個新的發動機測試準備室。

  在新的1號航空發動機試車臺落成之前,發動機的測試工作需要在2個試車臺進行,現在只需在1號試車臺即可完成。薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體副總經理謝爾蓋.帕夫林奇對此表示:“升級後的1號試車臺將顯著減少發動機測試所需的時間,同時通過採用新的發動機自動化參數測量和評價系統還能提升發動機的產品質量。”2017年2月,薩馬拉-庫茲涅佐夫科研生產聯合體又完成了9號發動機試車臺的重建和技術改造,整個發動機實驗臺重建和技改項目預計總投資17.73億盧布。

浴火重生的白天鵝——圖160M2

本文之前發表在艦載武器.軍事評論2019年第11期

本文參考資料來源說明:
[1]:17-й «Белый Лебедь» России: в Ка1зани достроили новый Ту-160
[2]:Иван Егоров поднимет 4,3 млрд на крыльях Ту-160
[3]:Равиль Зарипов: «Уже в апреле на площадку Казанского авиационного завод:а выйдут строители»
[4]:Дорога в небо: новая ВПП казанского авиазавода оснащена всеми необходимыми техническими средствами
[5]:«Хребет» для Ту-160: как в Казани заново учатся варить титановые плиты
[6]:ЗАПУСТИЛ ИННОВАЦИОННУЮ ТЕХНОЛОГИЮ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ СВАРКИ В РОССИИ
[7]:Авиационный испытательный стенд ПАО «Кузнецов» аттестован под новые серийные двигатели
[8]:ОАК перейдет на «цифру» к середине 2018 года Подробнее:
[9]:И "немного" о бомбардировщиках Ту-160М2


轉自 空軍之翼


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