楊蕾
在今年9月3日舉行的紀(jì)念抗日戰(zhàn)爭勝利70周年大閱兵上,空中受閱的轟炸機梯隊格外引人注目,因為該梯隊首次采用了國產(chǎn)轟-6K“戰(zhàn)神”新型轟炸機。與之前的轟-6型號相比,轟-6K在外形上發(fā)生了很大變化,極具現(xiàn)代感。
轟-6的歷史
上世紀(jì)50年代初,中國從蘇聯(lián)引進了第一款戰(zhàn)略轟炸機圖-4,但是在噴氣式戰(zhàn)略轟炸機出現(xiàn)后,螺旋槳動力的圖-4逐漸落伍,必須要有新的轟炸機來替代。于是在上世紀(jì)50年代中期,中國選擇了蘇聯(lián)空軍當(dāng)時剛剛列裝不久的圖-16中程噴氣式轟炸機。經(jīng)過談判,蘇聯(lián)在1957年9月同意向中國轉(zhuǎn)讓圖-16轟炸機的全部技術(shù)圖紙和資料,由中國進行仿制生產(chǎn)。
圖-16的仿制生產(chǎn)由哈爾濱飛機廠和西安飛機廠(下稱西飛)聯(lián)合承擔(dān),哈爾濱發(fā)動機廠、西安發(fā)動機廠則負責(zé)圖-16采用的РД-3М噴氣式發(fā)動機的仿制生產(chǎn)工作。1959年9月27日,第一架國內(nèi)組裝的圖-16實現(xiàn)了首飛,隨后交付中國空軍使用,并按照國內(nèi)飛機命名規(guī)則,將這架由中國組裝生產(chǎn)的圖-16命名為轟-6。與此同時,轟-6仿研工作也拉開了序幕。
從1961年開始,轟-6的仿研工作全部轉(zhuǎn)到西飛。然而由于此時中蘇關(guān)系惡化,蘇聯(lián)不僅撤離了所有技術(shù)人員,也斷供了部分關(guān)鍵設(shè)備、材料,再加上中國空軍認(rèn)為轟-6的技戰(zhàn)術(shù)性能已經(jīng)落后于美、蘇當(dāng)時新研制的轟炸機,因此轟-6的仿研工作一度停止,直到1964年3月才重新恢復(fù)。作為當(dāng)時中國發(fā)展的噸位最大的飛機,轟-6所面臨的困難超過了任何一個機種。但是中國科研技術(shù)人員知難而進,在仿研過程中不僅補齊了蘇聯(lián)沒有提供的強度計算等資料、編制了新工藝和關(guān)鍵技術(shù)資料、攻克了多項技術(shù)關(guān)鍵、應(yīng)用了多項新技術(shù),而且還改進了圖-16在技術(shù)上存在的一些不足。
1966年10月,西飛比計劃提前一年完成了首架轟-6靜力試驗機的總裝。1968年12月24日,首架全部采用國產(chǎn)材料和國產(chǎn)渦噴-8型發(fā)動機的轟-6在試飛員李源一的駕駛下完成了首飛,飛機的各個系統(tǒng)達到了設(shè)計要求。1968年12月28日,轟-6通過全機靜力試驗,這是中國首次進行的大型飛機全機懸空破壞試驗。
1969年7月,轟-6正式定型并投入小批量生產(chǎn),開始裝備中國空軍、海軍轟炸機部隊。1972年以后,轟-6轉(zhuǎn)入大批量生產(chǎn)階段(最高時年產(chǎn)量高達30架)。國產(chǎn)化轟-6轟炸機的成功研發(fā)和生產(chǎn),徹底結(jié)束了中國不能制造轟炸機的歷史,并且使中國航空工業(yè)的整體技術(shù)水平由此得到了明顯提高。
最早投產(chǎn)的全國產(chǎn)化轟-6實際上被稱為轟-6甲(后根據(jù)命名規(guī)則的調(diào)整改稱轟-6A),其在氣動外形、機體結(jié)構(gòu)、乘員人數(shù)(正駕駛員、副駕駛員、領(lǐng)航員、轟炸手、通信員、尾炮操縱手等6名)等方面都與蘇聯(lián)圖-16基本相同。
轟-6甲在仿研過程中難度最大的就是發(fā)動機,最終仿制成功的渦噴-8的整體技術(shù)性能還達不到原型發(fā)動機РД-3М的水平,這也使轟-6甲的部分飛行性能比圖-16有所下降。不過,西安航空發(fā)動機廠對渦噴-8一直不間斷進行改進,相比原型性能已有較大提高。目前,大部分現(xiàn)役轟-6的動力裝置仍然采用渦噴-8。
轟-6甲裝備部隊后,在使用過程中發(fā)現(xiàn)了很多不足。而隨著時間的推移,部隊也對轟炸機不斷提出新的技戰(zhàn)術(shù)要求。另外,中國航空工業(yè)的技術(shù)發(fā)展也需要相應(yīng)的空中試驗平臺。有鑒于此,西飛對轟-6進行了長達數(shù)十年的改進和發(fā)展,先后推出了十多款改進型和衍生型。
增加航程的嘗試——轟-6Ⅰ
據(jù)俄羅斯媒體介紹,轟-6服役后,針對轟-6甲的不足進行了不間斷的改進。使其導(dǎo)航系統(tǒng)、火控系統(tǒng)、武器系統(tǒng)不斷更新,而且從單純的轟炸平臺衍生出了對地對海攻擊型號,但是轟-6固有的發(fā)動機和機身沒有大的變化,因此航程和載彈量一直受到制約。如何提高該型機的航程,使其成為具有戰(zhàn)略意義的轟炸平臺一直是科技人員孜孜以求的目標(biāo)。第一次嘗試出現(xiàn)在上世紀(jì)70年代。
當(dāng)時,空軍提出需要新型戰(zhàn)略轟炸機,以更好地擔(dān)負空中戰(zhàn)略核打擊任務(wù)。戰(zhàn)略轟炸機基本是國外禁止出口的武器,只能依靠國內(nèi)航空工業(yè)力量來解決空軍的需要。于是西飛在20世紀(jì)70年代初,開始在轟-6甲基礎(chǔ)上研制中國第一種戰(zhàn)略轟炸機轟-6Ⅰ。方案提出后,中國空軍認(rèn)為轟-6Ⅰ技術(shù)可行、性能可以符合要求。轟-6Ⅰ在1971年開始進行詳細設(shè)計,1973年完成設(shè)計,隨即展開了首架原型機零部件及設(shè)備的采購和生產(chǎn)工作。1975年3月,首架轟-6Ⅰ完成組裝并實現(xiàn)了首飛。之后,轟-6Ⅰ又進行了1年多的試飛,證明其性能較原型機轟-6有了大幅提升,基本符合空軍提出的戰(zhàn)略轟炸機的技戰(zhàn)術(shù)要求。
轟-6Ⅰ主要針對轟-6甲存在的航程短、載彈量小的不足進行改進設(shè)計,但該機在氣動外形上并未做大的變化,而是通過換裝耗油率低的新型發(fā)動機、增加發(fā)動機的數(shù)量來解決問題。之前的轟-6甲采用的渦噴-8發(fā)動機單臺推力93.2千牛、油耗高達0.932千克/千?!ばr,這使得機內(nèi)34噸的油量只能達到中程轟炸機的航程標(biāo)準(zhǔn)。例如在掛載5 000千克彈藥的情況下,34噸油量僅能保證轟-6甲的作戰(zhàn)半徑達到1 500千米。顯而易見,只有為轟-6Ⅰ換裝油耗更低的渦扇發(fā)動機,才能保證在不增加油量的條件下具備空軍所要求的航程。然而,當(dāng)時中國難以研制出符合要求的渦扇發(fā)動機,而中國當(dāng)時與西方的關(guān)系已有較大改善,因此從西方引進成為可能。
據(jù)俄媒報道,中國最終為轟-6Ⅰ選擇的動力裝置是英國羅·羅公司研制的斯貝RB163-25 MK512-5W型渦扇發(fā)動機(以下簡稱斯貝512)。不過,斯貝512的推力只有53.2千牛,這就使得轟-6Ⅰ要保持總推力不減少就只能采用4臺斯貝。最終,轟-6Ⅰ的動力配置方案定為2臺裝在翼根部原渦噴8發(fā)動機艙內(nèi),另外2臺則以吊掛的方式裝在機翼下。
斯貝512屬于小型雙轉(zhuǎn)子無加力渦扇發(fā)動機,長2.9米,直徑0.94米(渦噴-8相應(yīng)為5.8米和1.4米),僅重1.2噸(渦噴-8為3.1噸)。盡管其單臺推力比渦噴-8小得多,但推重比卻達到4.4,比渦噴-8增加了30%,特別是該型發(fā)動機耗油率很低,起飛油耗只有0.63千克/千?!ばr,巡航油耗為0.59千克/千?!ばr,均比渦噴-8降低了近一倍,對于提高轟-6Ⅰ的航程至關(guān)重要。這樣,4臺斯貝的總重比2臺渦噴-8輕了1.4噸,而總推力還增加了26.4千牛,巡航狀態(tài)下的油耗則下降了25%,這些變化對于提高轟-6Ⅰ的速度、載荷和航程意義十分重大。
需要說明的是,斯貝512之所以被中國空軍選為轟-6Ⅰ的動力裝置,除了其在性能上滿足要求外,更重要的是其屬于20世紀(jì)70年代初中國批量引進的英國德.哈維蘭公司研制的“三叉戟”中短程三發(fā)噴氣式客機的主要動力,當(dāng)時傳還有可能在國內(nèi)建立該型發(fā)動機的生產(chǎn)線。由此可見,無論是出于穩(wěn)定發(fā)動機來源考慮,還是降低采購及維護成本考慮,斯貝發(fā)動機都是替代渦噴-8的最佳選擇。
俄媒指出,換裝4臺斯貝512的轟-6Ⅰ在機內(nèi)油量不變的情況下,最大航程從轟-6甲的6 000千米大幅增至8 000千米,基本達到了戰(zhàn)略轟炸機的水平;最大起飛重量增加4噸,達到79噸;最大載彈量從轟-6甲的9噸增加到12噸;在載彈8噸時的作戰(zhàn)航程從轟-6甲的3 200千米增加到5 800千米。此外,轟-6Ⅰ的機體強度也進行了加強,使用壽命從轟-6甲的5 000小時提高到6 000小時。其它如爬升率、升限、起降等性能也都有所提高,并且還對機上的雷達、電子設(shè)備進行了更新,不僅可以滿足掛載使用新一代空地武器的要求,而且導(dǎo)航、通信等能力也大幅提升。
綜上所述,轟-6Ⅰ的整體技戰(zhàn)術(shù)性能明顯超過轟-6甲,如果批量生產(chǎn),必將大幅提高中國的空中戰(zhàn)略核打擊能力。遺憾的是,轟-6Ⅰ與當(dāng)時很多的在研裝備型號一樣沒有實現(xiàn)正式投產(chǎn)。1978年以后,隨著“文革”結(jié)束,“早打、大打、打核戰(zhàn)爭”的戰(zhàn)略被放棄,而集中力量發(fā)展經(jīng)濟則成為了當(dāng)時中國壓倒一切的任務(wù)。在此情況下,中國空軍對戰(zhàn)略轟炸機的需求大減,而國土防空又重新成為首要任務(wù)。與此同時,作為轟-6Ⅰ配套動力的斯貝512發(fā)動機的技術(shù)引進和國產(chǎn)化在當(dāng)時也很難實現(xiàn),轟-6Ⅰ如果進入批量生產(chǎn),其發(fā)動機只能進口,這就會使中國空軍原計劃采購裝有國產(chǎn)發(fā)動機的轟-6Ⅰ的目標(biāo)落空。
在上述綜合因素的作用之下,轟-6Ⅰ失去了繼續(xù)研發(fā)下去的條件和必要性。1980年,轟-6Ⅰ的研發(fā)工作完全停止。
脫胎換骨轟-6K
中國空軍近年來加快了從國土防空型空軍向“空天一體、攻防兼?zhèn)洹钡膽?zhàn)略空軍轉(zhuǎn)型步伐。而對一支戰(zhàn)略空軍而言,戰(zhàn)略轟炸機是必不可少的標(biāo)志性裝備。中國航空工業(yè)雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展,技術(shù)實力有了長足進步,但要研制像美國B-52H、B-1B、B-2A以及俄羅斯圖-95、圖-160那樣的戰(zhàn)略轟炸機還遠遠不夠,即使研制像俄羅斯圖-22M3那樣的超音速中程戰(zhàn)略轟炸機也非較短時期內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)。因此,要想在較短時期內(nèi)為空軍研制出可用裝備,仍需立足中國航空工業(yè)的現(xiàn)實技術(shù)實力,這就是今天看到的轟-6K。
從一些公開信息來分析,轟-6K方案的提出時間似乎是在上世紀(jì)90年代中期,早于轟-6的其它一些改進型號,但是轟-6K首架原型機照片在2008年左右才出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)上,進入空軍部隊服役似乎更是近幾年的事兒。之所以出現(xiàn)這種“先發(fā)而晚至”的反常情況,主因很可能在于轟-6K的研制難度遠大于其它改型。
在閱兵前夕,新華網(wǎng)采訪了空軍某航空兵師副師長包連晶。他介紹說,這型轟炸機與2009年國慶閱兵中亮相的轟-6H相比,改裝率高達90%。,“除了桿和舵沒變,其它都變了”。而此前深圳衛(wèi)視記者探訪空軍航空兵某師,很多有十年以上轟-6飛行經(jīng)驗的飛行員反映,對于“戰(zhàn)神”的第一感受就是駕艙的溫度。原來的老轟-6,剛一進機艙,溫度可高達40~50度,風(fēng)扇打在臉上的空氣會有燙、灼臉的感覺。而新機型因為安裝了空調(diào)系統(tǒng),就跟房間里開空調(diào)的感覺差不多。新華網(wǎng)的報道中還提到,該型機由之前各型轟-6飛機的6人制機組改為了4人制機組。如此一來,機組人員應(yīng)全部在機頭駕駛艙內(nèi),前后并列雙排布置,與美國B-1B和俄羅斯圖-160戰(zhàn)略轟炸機相同。更早前,央視在新聞中播放了習(xí)主席視察轟-6部隊,在新型轟炸機座艙里體驗,明顯看到多個液晶顯示器的玻璃座艙,習(xí)主席還輕推駕駛桿。駕駛桿的外形和很多客機相似,推拉的感覺也很輕盈,說明其操縱有可能由傳統(tǒng)的機械操縱方式變?yōu)槎嘤喽入妭鞑倏v系統(tǒng)。以上這些充分說明了轟-6K在細節(jié)之處的改進。此外,從轟-6K的“戰(zhàn)神”綽號也可以看出它與其它轟-6改進型的明顯不同,因為在之前的所有轟-6改進型都沒有被賦予過綽號。
轟-6K在氣動外形上仍舊保留了轟-6家族的基本特征,但不同之處也很明顯:轟-6K取消了原先各型轟-6頭部標(biāo)志性的透明導(dǎo)航艙和下頜處的雷達天線罩,取而代之的是一個大型雷達罩。這樣機頭的氣動阻力將會明顯減小,外部氣動流場將會更為流暢。機身設(shè)置了直接開啟的側(cè)門,乘員的登機方式由之前各型轟-6的機腹部前起落架處改為機身側(cè)門進入。
轟-6原裝備的彈射救生設(shè)備在實際使用中暴露出可靠性不高的問題,而且由于6名機組人員位置分散,造成左右駕駛員向上彈射救生,其余人員向下彈射。轟-6K應(yīng)該配備了新型“零-零”彈射座椅,且由于人員集中,可全部統(tǒng)一向上彈射,整體救生能力大為提高;轟-6K的尾部進行了大幅修形,原先各型轟-6尾部的通信、射擊員艙被取消,與機身融合過渡為一個外伸狀錐體,內(nèi)裝各種電子設(shè)備;轟-6K機翼下設(shè)置了6個外掛架,外掛武器的能力顯著提高,機腹彈艙仍然保留,所以其攻擊力大幅提高。由于機體重量的增加以及外掛武器能力的提高,轟-6K應(yīng)該會對機翼、起落架以及部分機身結(jié)構(gòu)進行了加強,同時應(yīng)用大量新材料、新工藝,使機體使用壽命較之前有很大提高;轟-6K除了像轟-6H一樣在機腹增設(shè)有氣泡狀整流罩之外,還在機身中部上方增設(shè)了一個氣泡狀整流罩。
轟-6K在結(jié)構(gòu)方面變化最大的地方應(yīng)該是動力裝置,據(jù)網(wǎng)絡(luò)媒體報道,該機不再采用渦噴-8發(fā)動機,換為俄羅斯“土星”科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體生產(chǎn)的D-30KP-2型渦扇發(fā)動機。和之前的轟-6Ⅰ一樣,要提高轟-6K的航程、載彈量和飛行性能,換裝推力更強、耗油率更低的發(fā)動機是唯一選擇。但所遇困難和轟-6Ⅰ也一樣,即無國產(chǎn)發(fā)動機可用。最終考慮到轟-6K的性能要求、發(fā)動機來源的穩(wěn)定性以及與國內(nèi)現(xiàn)有裝備的統(tǒng)一性,選擇俄羅斯D-30KP-2渦扇發(fā)動機就成了必然。
D-30KP是蘇聯(lián)索洛維耶夫設(shè)計局(現(xiàn)屬俄羅斯“土星”科學(xué)生產(chǎn)聯(lián)合體)在上世紀(jì)60年代中期為伊爾-76運輸機研制的一種大涵道比、無加力渦扇發(fā)動機。發(fā)動機長5.7米,最大直徑1.46米,重2.3噸,推重比4.8,使用壽命8 000小時,翻修間隔為2 500小時,最大推力12 000千克,巡航推力8 500千克,巡航油耗為0.65千克/千牛·小時。發(fā)動機尾部帶有反推裝置,可減少著陸滑跑距離。D-30KP-2是D-30KP的改進型,推力提高到12 500千克,使用壽命提高到10 000小時,翻修間隔延長至3 000小時。
與老式的渦噴-8相比,D-30KP-2的直徑只增加了0.06米,長度只增加了0.40米,這樣轟-6K的發(fā)動機艙以及機體所需改動就非常小,只是針對新發(fā)動機進氣量的增加以及取消了尾部反推裝置對進氣口和尾噴口進行了修形,即滿足了新型發(fā)動機的安裝與使用要求。
D-30KP-2對轟-6K的性能帶來的最直接變化應(yīng)該就是航程和載彈量的增加。由于換裝發(fā)動機后減輕了2噸重量,再加上經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的機身結(jié)構(gòu)、大量新材料和新工藝的應(yīng)用,有可能使轟-6K的機體結(jié)構(gòu)重量相對于之前各型轟-6下降近5%,而且D-30KP-2的油耗也比渦噴-8下降了25%,所以轟-6K在保持原有油量不變的情況下,最大航程可增加25%左右,從之前各型轟-6的6 000千米提高到8 000千米,達到了戰(zhàn)略轟炸機的下限,基本可以滿足現(xiàn)階段以及未來較長時間空軍作戰(zhàn)范圍的要求。同樣,結(jié)構(gòu)重量的減輕也讓轟-6K的最大載彈量有可能增至12噸。從這兩年曝光的轟-6K照片和視頻可以看出,其機翼下的6個掛點每個都可掛載約2噸載荷。
轟-6K可掛載的武器種類遠超過之前各型轟-6,包括巡航導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、反艦導(dǎo)彈等武器對敵實施遠程、防區(qū)外戰(zhàn)略和戰(zhàn)術(shù)打擊。此外,還可能掛載衛(wèi)星制導(dǎo)炸彈及防區(qū)外散布彈藥等對地面點狀和面狀目標(biāo)實施高精度、密集打擊,這一能力是此前轟-6各種改型所不具備的。此外,轟-6K仍然保留了機腹彈艙,但可能在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上進行了修改,以適應(yīng)掛載新型制導(dǎo)武器的要求。
轟-6K機頭的封閉式雷達天線罩直徑大約在2.5米左右,可以容納一部天線直徑超過1.8米的大型機載雷達,功能會一應(yīng)俱全。在轟-6K機頭下方還有一具光電吊艙,可能具有紅外成像、微光或白光電視、激光測距、目標(biāo)指示等功能,估計是用于夜間及不良氣象條件下輔助飛行及對機載光學(xué)制導(dǎo)武器進行引導(dǎo)之用。
轟-6K的導(dǎo)航、通信、數(shù)據(jù)鏈、電子戰(zhàn)系統(tǒng)肯定會運用目前國內(nèi)最先進、功能最完善的產(chǎn)品,可滿足復(fù)雜電磁條件下高強度作戰(zhàn)需求。
運用范圍廣
與中國空、海軍裝備的蘇-30MKK/MK2重型多用途戰(zhàn)斗機和殲轟-7A戰(zhàn)斗轟炸機相比,轟-6K有諸多優(yōu)勢,在戰(zhàn)術(shù)、戰(zhàn)略方面擁有不可替代的作用。
在戰(zhàn)術(shù)打擊方面,精確制導(dǎo)武器的使用加上轟-6K所特有的大航程、長續(xù)航時間、大載彈量的特點,使其成為中國空軍目前最強大的空中支援火力平臺。轟-6K在攜帶常規(guī)精確制導(dǎo)彈藥時根據(jù)攻擊目標(biāo)類型可以使用約10~20枚250~1 000千克不等的衛(wèi)星制導(dǎo)、激光制導(dǎo)炸彈,同時對大范圍內(nèi)的多個地面目標(biāo)進行精確打擊,而不會像其它戰(zhàn)術(shù)飛機那樣很快耗盡彈藥。
轟-6K的正常續(xù)航時間在6小時以上,如果作戰(zhàn)范圍不超過800千米,其續(xù)航時間將會進一步提高到8小時以上,這對其執(zhí)行戰(zhàn)術(shù)空中支援作戰(zhàn)時帶來了很多好處。例如它可以比其它戰(zhàn)術(shù)飛機出動更少的架次覆蓋較大的作戰(zhàn)區(qū)域,并且可以對地面目標(biāo)進行長時間持續(xù)打擊,直到目標(biāo)被摧毀。而蘇-30MKK/MK2和殲轟-7A要完成同樣的任務(wù),至少需要半個團的數(shù)量。如果轟-6K與蘇-30MKK/MK2、殲轟-7A等戰(zhàn)術(shù)飛機攜帶數(shù)量相同的空地、空艦導(dǎo)彈,那么憑借其更大的載彈能力可以攜帶射程更遠、重量更大的彈藥,并且還具備比蘇-30MKK/MK2、殲轟-7A高出80%以上的作戰(zhàn)半徑,留空時間也會是它們的3倍以上。
在戰(zhàn)略打擊方面,轟-6K如掛載遠程空射巡航導(dǎo)彈,在不出中國本土的情況下就可以威懾和打擊第一島鏈內(nèi)的所有地面目標(biāo)。如果前出中國海岸線1 000千米,轟-6K可將威懾和打擊范圍進一步延伸到第一和第二島鏈之間的眾多戰(zhàn)略目標(biāo)。按照單架轟-6K掛載6枚巡航導(dǎo)彈計算,一個4~6架的轟-6K打擊群即可摧毀或癱瘓敵方20個以上戰(zhàn)略目標(biāo)。如果將巡航導(dǎo)彈的常規(guī)戰(zhàn)斗部換成核彈頭,轟-6K還將具備很強的戰(zhàn)略核打擊能力。顯而易見,轟-6K的這種戰(zhàn)略打擊能力是蘇-30MKK/MK2、殲轟-7A等戰(zhàn)術(shù)飛機極度欠缺的。
綜上所述,轟-6K不但是中國空軍的打擊長臂,同時也是中國空軍走向戰(zhàn)略空軍的重要標(biāo)志,因此引起各方的廣泛關(guān)注是必然之事。