Tu-91

Tu-91

研发背景及历程

在50年代初期,以斯大林为首的苏联国家军政领导层提出了建设远洋舰队(公海舰队)的问题。斯大林意识到,苏联正处于一场新战争的边缘,而这次的对手将比德国强大得多,因此他打算建立一支能够在公海作战的舰队。扩建计划要求建造大量以战列舰及其他重型舰艇为核心的军舰,航空母舰仅作为辅助角色。在1945-1955年的军用造船计划中,正式列入了为苏联海军建造两艘轻型航空母舰的内容。与此同时,各航空设计局接到了设计舰载机的任务。战斗机由A.S.雅科夫列夫团队负责,而轰炸机和强击机则由A.N.图波列夫负责。

早在1950年,图波列夫设计局就有两个项目并行推进——“507”和“509”。最初的估算由技术设计团队完成,团队由B.M.孔多尔斯基领导。航母鱼雷轰炸机“509”项目(1950年第九个项目)基于“81”(图-14)飞机开发。想把这台机器当作原型的愿望是可以理解且自然的。其布局和采用的技术解决方案,如1947-49年飞行测试所证明的,证明了其合理性。动力装置计划由两台VK-1涡喷发动机和离心压缩机组成。主要区别在于可折叠的机翼控制台和带阻雷器的制动钩。飞机应借助固体推进剂助推器以20节速度从甲板起飞。当时并未设想使用弹射器。当时负责伊尔库茨克工厂Tu-14飞机批量生产的P.O.苏霍伊作为顾问参与了该项目的工作。第二个项目“507”的工作促成了实验性攻击机“91”的建造和测试。在完成初步研究、解决空气动力学布局的一般性问题并计算了预期飞行性能后,该飞机被移交给S.M.叶格尔(Sergey Yerger)的小组,以进行更深入的详细设计,并对设备与武器系统进行协调。

“509”

Вечерняя Москва, 1999, № 156, 18 августа

图波列夫认为,“水兵们需要一架轻型飞机,一架鱼雷轰炸机。” Tu-91“小牛”(Bychok)便由此诞生了。他任命V.A.奇热夫斯基为”91″项目的首席设计师,他曾是特殊设计局的领导人之一。该机的首席工程师定为V.I.博格丹诺夫,动力装置负责人为A.M.舒莫夫,设备系统负责人为M.G.皮涅金,武器系统负责人为D.A.戈尔斯基。在设计的初始阶段,在强击机研制方面拥有丰富经验的P.O.苏霍伊为该机提供了咨询。“91”飞机作为194号订单投入生产。

初步设计和图纸制作于1953年完成,但由于斯大林的去世(尽管他本人也不太认可航母的价值),国家军政领导层对建造航母的兴趣再次下降,海军航空兵司令部随之改变了对该项目的要求。现在的目标是制造一架具有同样战术用途、但改为陆基起降的飞机。

1953年4月29日,苏联部长会议第1138-470号法令发布,指示图波列夫设计局进行设计和建造俯冲轰炸鱼雷轰炸机“91”。1953年6月1日,海军航空司令部向设计局发布了TV-2M俯冲轰炸鱼雷轰炸机的战术和技术需求,该机型仅限一个作战区域。 根据这些文件,“91”飞机旨在对舰船、海军基地和沿海设施进行俯冲轰炸;对军舰和运输舰发射鱼雷; 作为额外任务:对舰船、运输舰、登陆艇和人员进行突击作战,以及水平飞行轰炸。该机应能在尺寸有限的土质和混凝土机场起飞。然而,凭借设计局宣称的高性能,“91”号挺过了命运的第一击。海军指挥部决定继续施工,但有一个保留意见,原定的舰载机应改为地面飞机,专为沿海作战区作战而设计。迫使该局修改设计,取消了第二架原型机的机翼折叠机构、制动装置及其他航母专用设备。

原型机”91″,工厂测试状态

原型机”91″,联合测试状态

“91”号飞机的工作进展节奏良好,几乎没有出现严重的故障或问题。1953年9月,飞机通过了全尺寸模型审查委员会的验收,在此期间与客户就布局、设备安装及武器配置等核心问题达成了共识。“91”号原型机在第156工厂进行建造,并于1954年4月完工。秋季,“91”号被运往茹科夫斯基飞行试验与完善基地进行组装,随后开始了工厂飞行试验的准备工作。试验工作由主任试验工程师G·V·格里巴金负责。经过所有调试和地面检查后,1954年9月2日,试飞员D.V.朱津和试航员K.I.马尔哈相组成的机组首次驾驶原型机飞行。工厂测试的第一阶段持续到1955年1月21日。飞机获得了积极评估,显示出良好的飞行和战术数据,各项参数性能均满足先前文件要求。从1月底到4月底,飞机进行了联合测试,确认了该机的性能。该飞机建议批量生产。与此同时,导弹武器系统正在测试,动力系统也在不断完善。

1955年夏天,在一次新型航空技术装备展示会上,“91”号飞机被介绍给国家领导层。国家领导人赫鲁晓夫看到“91”号机翼下整齐摆放的大量非制导火箭弹(NURS)时,对该机产生了兴趣。负责介绍“小牛”的军官或许是因为见到高层人物过于紧张,或者是由于其他原因,在介绍飞机时竟出现口误,他本应说“一架飞机的非制导火箭弹齐射威力相当于一艘重型巡洋舰的侧舷齐射”,却说成了“一架‘91’号飞机可以替代一艘重型巡洋舰”。赫鲁晓夫对此反应神速,他说道,“那我们为什么还需要巡洋舰?”。随后,他向那名不知所措的军官及随行人员宣称,听到的这一切都是胡言乱语,并对图波列夫的这架飞机给予了极其不堪的评价。赫鲁晓夫接着说:“还有这架飞机,噢,带螺旋桨的,机翼还是直的,我们他妈要这飞机干什么(куда нам в жопу такие самолеты нужны)?不,你们纠正我一下,也许我说的部队。它的速度是多少?”——“每小时900公里。”——“我们要这种破飞机有屁用(куда нам в жопу такие самолеты нужны),我们还需要超音速飞机……”依照惯例,所有来自空军、海军和航空工业部的陪同人员都对这位苏联第一人的言论报以赞同的笑声,并迅速得出结论:这架飞机绝不会进入系列化生产和装备序列。这一插曲成为了关停“91”号飞机研制工作的序曲。

为了再次向所有人证明这架飞机是优秀且必要的,海军航空兵根据补充大纲又进行了一次飞行试验。这次试验规模最大,于1956年11月结束(共完成90架次飞行,总时长61小时)。与此同时,设计局内部正在进行系列化生产的准备工作。考虑到系列化工厂的要求,设计局完成了图纸校正,并根据大规模生产的工艺特点制造了一架预产型飞机的机体。设计局内部还在筹划“91”号飞机的改装型号,包括反潜(PLO)型、教练型以及电子战(REP)型。所有这些工作旨在扩大“91”号的应用范围,显著增加量产数量从而降低单机成本,并为海军航空兵提供一种通用机型。

反潜型”91″飞机

同年,在另一次航空技术展示中,“小牛”再次撞入了赫鲁晓夫的视线。当时为了躲开高层领导的注意,这架飞机本被停放在较远的机场,但又被空运了过来。飞机看起来非常不具观赏性,它是直接从刚完成轰炸和射击任务的靶场飞来的,根本没来得及“粉饰一番”,满身烟尘和油渍。赫鲁晓夫这次只扔下了一句话:“它还在这里?” 仅此而已。至此,“91”号的命运被最终定死,不久之后该课题被关闭。尽管设计局领导层和第156工厂的高级军事代表谢·达·阿加韦良竭尽全力试图拯救这架独特的飞机,但仍无济于事。没有任何挽回的余地。图波列夫曾在克里米亚与赫鲁晓夫会面。图波列夫本人对这架飞机抱有极大的热情。他向这位最高领导人讲解了这架飞机的情况,赫鲁晓夫听后表现出了兴趣,并说道:“当然,得造出来。”然而,安德烈·尼古拉耶维奇无意中说漏了嘴,提到这架飞机是为海军研制的。这时赫鲁晓夫却说:“如果是给库兹涅佐夫造的,那我们什么都不会做。”

根据某些资料显示,在该项目彻底结束后的某段时间里,Tu-91原型机在茹科夫斯基的露天停机坪上一直放置到 1960 年秋天。在十月革命纪念日前夕的一次营区大扫除日里,这架飞机最终在一辆拖拉机的帮助下被“拆解处理”了。至此,“小牛”的鲜活历史画上了句号,它只留在了创造者的记忆中,以及极少数奇迹般保存下来的文件中。

“91”涂装还原图

设计参数

该机为采用经典布局的低单翼飞机。双梁结构机翼为整体油箱式设计,由中心翼段和梯形外翼段组成。

Tu-91飞机三视图

机身为半紧密加强结构(半单壳体)。机身前部设有飞行员和领航员座舱。带有延长轴的 TV-2M 涡轮螺旋桨发动机安置在飞机重心附近,紧邻机组座舱后方。发动机传动轴穿过座舱,位于飞行员与领航员的座椅之间。在机身鼻部安装有一个双级行星减速器,用以驱动两具由 OKB-120 设计局研制的 AV-44 型同轴反转三叶螺旋桨(直径 4.4 米)。减速器将扭矩平分给两组螺旋桨。

AV-44型同轴三叶螺旋桨

起落架为前三点式。前起落架配有579×140毫米的双轮,向后收纳至机身下方的舱室内。主起落架配有1050×300毫米的刹车轮,收纳至中心翼段的舱室内。

尾翼为自由悬臂式结构,具有后掠形状的垂尾和平尾。防冰系统采用热力式装置。

Tu-91

根据设计指标,“91”号飞机应装备有安装在机翼下方吊舱内的“航向”雷达站,以及由“铬-镍”和“节点”组成的机载雷达应答-询问系统。为了保障飞行安全与防御,机上还配置了“伽马”机尾防护装置、RSB-5型与RSIU-3型无线电台、SPU-3R机内通话装置,并安装了用于复杂气象条件下着陆的“大陆”盲降系统、RV-2低空无线电高度表、ARK-5自动无线电罗盘以及用于侦察记录的AFA-BA航空照相机,此外还配备了20世纪50年代初前线飞机所标配的其他各种标准设备。

根据1954年系列测试结果,Tu-91飞行性能如下列各表所示:

配置分类 测试高度 (m) 最大速度 (战斗状态 / 额定状态) [km/h]
标准配置 (无外挂) 0 672 / 650
2000 710 / 682
4000 740 / 710
6000 758 / 730
6500 760 / 733
7000 758 / 735
8000 740 / 720
挂载一枚 45-36MAN 鱼雷 2380 695 / 665
8000 715 / 690

爬升率在搭载一枚鱼雷,起飞重量为14800公斤下测试:

配置分类 高度 (m) 垂直速度 (m/s) 爬升时间 (min) 仪表速度 (km/h)
挂载一枚鱼雷 (起飞重量 14,800 kg) 0 13
2000 12.5 2.7 340
4000 11.2 5.5 335
6000 8.5 8.8 335
8000 5.0 14 335
无鱼雷状态 7000 10 8.8 350
8000 8.0 10.6 340
9000 6.1 13.0 330
10000 4.2 16.3 320
11000 2.3 21.5 310
11600 0.5 27.5 305

在垂直速度为 0.5 米/秒时,记录的实用升限为 11,600 米。起飞重量为 12,250 公斤时的实用升限为 12,000 米。在高度 8,000 米、载弹量 1,000 公斤时的实用航程为 2,190 公里。起飞重量 13,500 公斤时的起飞滑跑距离为 645 米,着陆重量 13,200 公斤时的着陆滑跑距离为 710 米。根据“91”号飞机第一阶段飞行测试得出的结论是:主要飞行数据(高空最大速度除外),以及飞机挂载各种炸弹、水雷-鱼雷和火箭武器的能力,均符合 1953 年 4 月 29 日苏联部长会议第 1138-470 号决议以及 1953 年 6 月 1 日海军航空兵的战术技术要求。

项目分类 性能指标名称 1138-470 号决议要求 海军 TTT 要求 设计局 (OKB) 数据 实际测试结果
速度性能 最大速度 (km/h) 800-830 (5000-7000m) 800-830 (5000-7000m) 800 (8000m) 760 (6500m)
近地最大速度 (km/h) 640 672
最小速度(表速) (km/h) 300 300 300
航程与升限 实用航程 (挂鱼雷) (km) 2100 2100 2160 2190
实用升限 (m) 11000-12000 11000-12000 11700 11600
爬升性能 爬升至 8000m 时间 (min) 14.5 14.0
载荷能力 标准炸弹载荷 (kg) 1000 1000 1000
最大武器载荷 (kg) 1600 1600 1600 1600

Tu-91布局方案

该飞机配备了高压氧气系统。飞行员和导航员配备了KP-16型氧气装置和降落伞装置 KP-23。系统由安装在机身后部的六缸驱动。

无线电设备包括:RSB-5通信电台、RSIU-3指挥电台、ARK-5自动无线电罗盘及RV-2无线电高度表。为了监控战斗作业,还预装了AFA-BA/40型航空照相机。

水平飞行轰炸由领航员使用 OPB-11R 型矢量同步瞄准具完成。俯冲轰炸则由飞行员操作,使用 PBP-6M 瞄准具进行瞄准。

攻击武器挂载在机翼和机身下方的外部挂架上。其配置包括:一枚46-36 MAN型低空鱼雷,或一枚45-36 MAV型高空鱼雷,亦或是三枚RAT-52型火箭助推鱼雷。设计还预留了挂载一枚IGDM型惯性流体动力水雷、一枚APM型漂浮水雷、一枚“天琴座”(Lira)锚雷或三枚AMP-500型沉底水雷的空间。火炮武器包括两门固定式机翼AM-23航炮(备弹200发),以及一门安装在尾部DK-15炮塔内的远程操控式AM-23航炮(备弹200发)(一说300发)。后部DK-15炮座的射击角度为:左右各50英尺,上方55°,下30°。导航员使用PP-2潜望镜瞄准镜和伽马无线电测距仪,负责后部炮台的瞄准和火控。PP-2瞄准具在后半球提供视野:左右各55°,侧面可达10-15°

机尾防御装置

该机标准炸弹载荷为1000公斤,最大载荷为1600公斤(一说正常载荷1040 公斤,超载情况下可达 1500 公斤)。在机身下方的中心支架上,沿飞机中轴线可挂载 FAB-1500、BRAB-1500 炸弹,TAN、MAN 和 MAV 型鱼雷,以及 1500 公斤量级的航空水雷。最大载弹量允许采用以下组合:一枚FAB-1500、三枚FAB-500、六枚FAB-250或12枚FAB-100航空炸弹。轰炸瞄准则预装了OPB-11R、“鲶鱼”(Som)和PBP-6型瞄准具。在每侧外翼段的挂架上,可按以下两种方案安装支架:单挂钩支架,用于挂载 FAB-500 炸弹、RAT-52 鱼雷或 AMD-500 水雷;用于挂载四枚 FAB-100 炸弹或两枚 FAB-250 炸弹。这两种方案的支架也可挂载于机身下方。导航员使用OPB-11R型矢量同步瞄准镜进行平飞轰炸,飞行员则使用OPB-6M瞄准镜进行机炮和火箭弹发射,可以同时投下多达九枚炸弹。

此外,机翼下方还可以挂载120发TRS-85(亦可为ARS-85)、36发TRS-132或8发TRS-212型火箭弹。装载火箭弹的发射巢(包括 6 组每组 20 枚的 TRS-85/ARS-85、4 组每组 9 枚的 TRS-132,以及 2 组每组 4 枚的 TRS-212)安置在两个外挂的通用容器内。在容器内部,这些发射巢前后顺次排列。容器内发射巢的数量由火箭弹的口径(外形尺寸)决定。当从一种口径的火箭弹切换到另一种时,只需更换相应的发射巢即可。在攻击目标过程中,发射巢会顺次从容器中伸出并暴露在气流中,完成火箭弹发射后,发射巢收回容器,随后下一组发射巢再行伸出。发射巢的伸缩是由飞机的液压系统通过液压缸驱动完成的。火箭弹既可以单发,也可以齐射。齐射时的批次数量分别为:TRS-85 可进行 3 轮每轮 40 枚的齐射;TRS-132 可进行 2 轮每轮 18 枚的齐射;TRS-212 则为 1 轮 8 枚的齐射。得益于这一方案,巡航飞行中的空气阻力比直接悬挂在发射架上而无容器时更小。火箭弹的瞄准和发射由飞行员使用 PBP-6M 瞄准具完成。正是该火箭弹挂载使得Tu-91能够进行比重巡洋舰侧舷齐射更强的火力打击。

ARS-85发射器被安置在Tu-91机翼下方的发射巢中

对水面目标的探测原计划通过“航向”(Курс)雷达站来实现,该雷达安装在机翼下方的专用吊舱内。考虑到该机能以 270-300 公里/小时的低速飞行,并能携带 100 公斤级(PLAB-100)和 500 公斤级(PLAB-500-300)反潜航空炸弹,安装“航向”雷达使Tu-91能够被纳入反潜防御体系中使用。

其余部分参数列于下表中

项目分类 参数名称 技术数据
基本信息 型号 Tu-91
几何尺寸 翼展 16.40 米
机身长度 17.70 米
机身高度 5.06 米
机翼面积 47.48 平方米
动力系统 发动机类型 1 台 TV-2M 涡轮螺旋桨发动机 (ТВД ТВ-2М)
总功率 7650 当量马力 (э.л.с.)
乘员编制 机组人员 2 人

“91”号“小牛”飞机座舱及设备布局图(由L.L.Kerber于1987年2月23日凭记忆绘制)

杂谈

Tu-95以当时的技术指标来看无疑是一款十分成功的攻击机,首先,正如人们所说,它非常技术化。其次,它可以在未铺装的机场操作。第三,机组人员由钢铁和铝制装甲结构保护,同时还覆盖防弹玻璃。装甲防护总重量为550公斤。第四,飞机可在任何天气条件下昼夜使用。第五,Tu-91攻击机理想地适应了高速俯冲(700-750公km/h)和500-550km/h的制动俯冲。得益于这种俯冲模式,飞机可以在非常低的高度飞行。第六,Tu-91攻击机能够对小型和水下目标进行俯冲轰炸,对水面和地面目标进行轰炸,对水面舰艇投掷鱼雷,攻击登陆部队和登陆艇。但是由于多方面原因共同作用,这一设计杰作最后没能实现投产。

在 1956-1960 年期间的飞机生产计划草案中,曾预计由第 31 工厂总共生产 505 到 678 架图Tu-91。然而,关于该机的最终决定迟迟未下达。在航空工业部(MAP)下属工厂截至 1960 年底的最终飞机生产计划中,Tu-91 并不在列。

这可能与 1955 年夏天向国家领导人展示该机时的不佳表现有关。众所周知,苏共中央第一书记尼基塔·赫鲁晓夫对海军元帅尼古拉·库兹涅佐夫抱有敌意。同时,决策的推迟可能是由于当时缺乏足够能力的闲置生产基地。例如,根据航空工业部 1956 年 1 月 4 日的命令,第 31 工厂在现有生产Mig-17PF 战斗机的任务之外,还被要求承接IL-40 攻击机的机翼和尾翼制造任务。此外,Tu-91 项目还需要为 TV-2M 发动机组织全新的生产线,而这需要为该发动机寻找其他用户(机型)以分摊成本。TV-2T 衍生型发动机原计划用于An-8 运输机,但后者的研制和首飞进度严重滞后。第一架搭载 TV-2T 的An-8 原型机直到 1956 年 2 月 11 日才升空。而且不久后,An-8 放弃了 TV-2T,转而选择更轻的 AI-20 发动机(该发动机也计划用于IL-18 客机)。与之形成对比的是,AM-9 发动机能够大规模量产,是因为它同时配套了Mig-19、Yak-25 战斗机和IL-40 攻击机。

据当事人 A.D.雷沃回忆,在 1956 年 1 月完成追加国家试验后,在一次旨在测试动力系统和螺旋桨自动控制模式的校验飞行中,TU-91 的发动机出现了故障。由于没有提供可更换的备用 TV-2M 发动机,飞机被封存并遗弃在茹科夫斯基飞行试验中心(LIiDB)的一个停机坪上。

尽管海军航空兵司令叶夫根尼·普列奥布拉任斯基上将、空军科学研究院(GK NII VVS)、海军第 15 科学研究院专家,以及安德烈·图波列夫本人和 156 设计局的骨干成员多次试图推动项目重回正轨,但均未成功。图波列夫的威望及其在高层的广泛人脉这次也没能奏效。根据苏联部长会议 1956 年 3 月 28 日的决议,关于Tu-91 及其改装型号的所有工作全部停止。

放弃攻击机的谬误在阿富汗战争中开始显现,当时由于高速,战斗轰炸机无法始终完成支援部队或摧毁重点目标的任务。20 世纪 60 年代的局部战争经验促使军方重拾“高防护、重武装且航速相对较低”的机型设计理念。就在此时,有人意识到像Tu-91 这样的飞机或许能派上大用场。但这股兴趣只是昙花一现——人们翻阅了封存的技术文档,探讨了换装动力更强劲的发动机(如 NK-12)的可能性,随后便无疾而终。毕竟此时已进入 20 世纪 70 年代,Su-25 和 A-10 强击机相继问世,这两款机型在某种程度上正是对“小牛”所蕴含设计理念的进一步发扬光大。

资料来源

  • В.Б. Шавров, “История конструкций самолетов в СССР,1938-1950гг.”
  • Уголок неба, Ту-91 Бычок
  • Вечерняя Москва, 1999, № 156, 18 августа
  • “91”(Tu-91), Авиация и космонавтика, 1999, 01
  • Уход “летающего танка”, Авиация и Космонавтика, 2016, 09
  • По заказу 194, Авиация и Космонавтика, 1996, 02
  • ВОСПОМИНАНИЯ О «БЫЧКЕ», Авиация и Космонавтика, 1996, 02

2 条评论

  1. Nekropov说道:

    吼吼吼还有Tu91

  2. 隨風说道:

    许愿成功,太崇拜你了苏批大师。什么叫赫鲁晓夫被li2炸了怀恨在心否决所有攻击机

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