轰-6I,以斯贝512为动力的四发远程战略轰炸机
前言
战后传统螺旋桨和喷气式战机界线已经相当清晰,特别是喷气式飞机在速度、升限等性能上实现全方位超越,同时战争期间美国B-29投下两枚原子弹也宣告了核威慑时代的到来。对此以美国、苏联、英国为首的主要航空大国,开始了第一代喷气式战略轰炸机的研制。
美国凭借航空大国技术优势,率先推出B-47“同温层喷气”战略轰炸机,英国则推出3V喷气式轰炸机(胜利者、勇士、火神)。战后综合实力已跃居世界第二的苏联自然不甘示弱,先后推出伊尔-28轻型前线轰炸机,以及图-16中型轰炸机。
从近到远,分别是英国制造火神、勇士、胜利者三款喷气式轰炸机,发动机翼根布局和图-16相当一致。具有减小阻力、翼下空间更大、单发失效对飞机偏航影响小等特点。
1955年,图-16轰炸机正式服役,采用悬臂中单翼带固定后掠翼布局(内翼41度、外翼37度),平尾和垂尾都带有喷气时代典型的后掠角。两台AM-3M涡喷发动机安装在翼根,载弹3吨航程可达6000千米,所有乘员都配套OKB-156型弹射座椅,以先上后下的方式进行全机组弹射。整体性能和上面提及的美国B-47、英国3V轰炸机相当,不过对于美苏来说超音速战略轰炸机才是发展趋势,随后双方埋头苦干先后推出B-58“盗贼”、图-22“眼罩”等,自此图-16中型轰炸机在苏联成了过渡机型。
轰-6诞生回到中国,虽然航空事业起步较晚但战略眼光绝对不俗,很快就意识到世界航空发展的方向以及未来战略核威慑的重要性。1958年就从苏联引进图-16轰炸机,并于1959年开始第一次仿制尝试但不久后中断,大国航空不是一天可以打造成功,更何况当时零基础启动的工业体系完全可以理解。1964年图-16仿制工作重新启动,三年后安装了涡喷-8(仿自РД-3М发动机)的轰-6批量投产开始装备部队。
仿制成功的轰-6基本性能如下:实用升限1.3万米、最大平飞速度983千米/小时、最大起飞重量75吨、正常载弹量3吨(不考虑航程最大可达9吨)、最大航程约5500千米、作战半径2500千米。性能和仿制原型图-16基本一致,服役之后除常规战术应用外,在上世纪60年代我国核武发展取得突破后,成为三位一体核威慑中重要的空基轰炸平台。
如果以50年代的眼光看轰-6性能其实还不错,但到了上世纪70年代导弹技术发展迅猛,轰-6服役之后立刻就面临着落伍的客观现实。由于航程短、飞行速度慢、载弹量有限、突防能力弱,综合战场生存能力差,无奈之才只能勉强承担起“战略轰炸机”的使命。
1970年,服役仅一年空军和航空工业就开始考虑对它进行升级,考虑到一口吃不成大胖子,基于当时薄弱的工业基础决定先从发动机入手。换发以克服涡喷-8油耗高、发动机寿命短的问题,同时提升起降性能、扩大航程以满足远程战略轰炸的需求。
1970年初,172厂(西飞)提出一款轰-6改型方案,建议换装四台JT3D-3B涡扇发动机(波音707配套发动机)。7月27日航空工业上报改型具体方案,将原来两台涡喷-8发动机换成四台美制JT3D-3B涡扇发动机,其中两台安装在原翼根发动机舱,另两台分别吊挂在两侧机翼下方。换发后的轰-6动力更足、油耗更低、飞行速度更快,航程预计将从5760千米增加到7300-10000千米,而且对飞机的气动布局改变有限,成功的可能性非常大。
此时,420厂(成都发动机厂)正在试制涡扇-8(对JT3D-3B发动机测绘仿制),单台推力8165公斤曾用编号915,原计划作为运-10及轰-8配套动力。有了大推力发动机的支持,172厂对改型信心满满计划于1971年打造出样机,8月6日,国防工业领导小组批复同意改型方案,确定型号名称轰-6I。
1982年4月,在波音707上进行飞行测试的涡扇-8发动机,这款发动机随着运-10的下马最终消逝。
成败都是发动机1970年9月28日,三机部建议172厂在轰-6I上配套斯贝发动机,给出的理由很简单JT3D-3B推力太大,在轰-6上用4台经济性差太浪费。此时从英国引进民用版“斯贝”正在谈判中,纯技术引进未来国产化的成功率更高,虽然民用版“斯贝”单台推力5.17吨比JT3D-3B少了近3吨,但两台斯贝相加比单台涡喷-8推力大0.84吨,加加减减之后方案还是可行的。
而且“斯贝”发动机在大小尺寸、油耗方面都适用于轰-6I,在此情况下172厂对方案进行了修改,同年10月空军批准修改后方案。于是在塞进四台斯贝512发动机后,相对省钱的轰-6I开始正式研制。
注意和轰-6原型机对比图,轰-6I总体布局基本没变,将原翼根处涡喷-8发动机改装为斯贝512-5W发动机,距机身中线7.85米处吊挂一台斯贝512-5W发动机。发动机吊舱外形参考购入的英国“三叉戟”客机设计,换发后轰-6I反而比原型轻了1387千克,重量变轻推力变大航程自然同步上涨。
到现在为止轰-6I已经相续经历过苏联、中国、美国、英国各种发动机混装,万事开头难,在配套动力解决后剩下就得靠军工努力。
前面提到换发后轰-6I比原型轻了1387千克,两台吊装“斯贝”发动机前伸较长一截,这种设计对机翼可以起到抗颤振配重作用,为避免调整电气、液压、冷却等系统对发动机机匣进行了改进。同时为抵消换发减重带来的重心不稳,还特意加装配重1.1吨,一切都为了不对轰-6进行大改能够快速推出轰-6I。
1970年12月,172厂设立专门改装车间,很快1971年3月,空军就给了一架全新生产的轰-6甲进行改装。预想中快速定型的场景没能实现,离研制启动过去整整八年,1978年1月5日轰-6I才实现首飞。截止当年7月5日,轰-6I总计飞行了23个架次、飞行了25个小时,试飞结果表明斯贝这款万精油发动机性能确实优秀。
在换发加配重的情况下,轰-6I整体试飞表现相当出色,对比轰-6原型仅有两个“缺点”,总油耗增加(7吨/小时增加到8.5吨/小时)、发动机采购成本从160万元上升到480万元(两台涡喷-8对四台斯贝价格相差320万元)。除此之外其他各项性能指标都有质的变化:航程由5760千米提高到8000千米,常规载弹量由3吨提高到6吨,海平面爬升率从18.6米/秒提高到29.7米/秒,发动机寿命从800小时提高到6000小时(可想而知建立在苏制基础上国产发动机有多弱)。
对比上面这组数据,无论从哪个角度考虑轰-6I都相当成功,以最少的钱办了最靠谱的事。不过空军似乎并不这么认为,虽然轰-6I性能完全达到预期甚至更高,但从飞行成本以及发动机价格考虑结论是——太贵。细化之后是这样的想法:较原型成本高、发动机零备件需要从国外进口难以大批量保障,同时有别于国产发动机在使用保养上需要单独配套,归根结底费用太高不划算因此不予下单采购,轰-6I国产战略轰炸机的首次尝试告终结。
结语利用现成技术改装而来的轰-6I在设计上是成功的,但基于当时多变的研发要求,以及短期内无法实现国产的发动机。再加上时代背景下过于追求成本而不考虑实用因素,轰-6I在1978年完成首飞并进行了必要测试后直接下马,从现在往回看确实相当可惜,至少从基本性能对比看已经达到轰-6K水平。