t4轰炸机


教学设计 2019-10-21 20:27:15 教学设计
[摘要]t4轰炸机一:前苏联飞行的“纯金飞机”——“T4轰炸机”提起T-4人们都比较陌生,它是六七十年代苏霍伊飞机设计局研制的一种超音速远程战略轰炸机。虽然它采用了不少新技术和新材料,性能也非常先进,但由于种种原因最终未能投入生产和使用。随时间的推移,该机逐渐被人们所遗忘。如今T-4的原型机已经陈列于莫尼诺

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t4轰炸机一:前苏联飞行的“纯金飞机”——“T4轰炸机”

提起T-4人们都比较陌生,它是六七十年代苏霍伊飞机设计局研制的一种超音速远程战略轰炸机。虽然它采用了不少新技术和新材料,性能也非常先进,但由于种种原因最终未能投入生产和使用。随时间的推移,该机逐渐被人们所遗忘。如今T-4的原型机已经陈列于莫尼诺空军航空博物馆。
经进一步论证后提出的设计要求是,起飞重量100~120吨,飞行速度3000~3200公里/小时,飞行高度22000~24000米,航程6000公里。根据这一要求苏霍伊设计局又对设计方案进行了修改,修改后飞机取名为T-4这与苏式飞机的传统命名方法是完全不同的。因为飞机的起飞重量超过了100吨,所以设计局称该机为"100"号。苏霍伊设计局主要负责飞机的总体设计和总装等,同时也有其它飞机设计部门、工厂和研究机构参加。而T-4飞机的工艺设计和制造,原打算让拉沃奇金设计局及其工厂承担,甚至已试制出了飞机机身隔舱的样件,但后来它们转而研究火箭技术。代替其工作的是"海燕"设计局和图申机器制造厂,它们作为T-4飞机研制单位的一个组成分部,也参加该机的部分设计工作。有趣的是,驾驶舱以前的圆锥形机头在起飞着陆过程中和地面停放时可以垂下来,以保证飞行员有良好的视界,起飞后收起,就像一枚火箭一样飞行,这和图-144、协和等客机设计相同。
这可以看成是一种放大尺寸的超大型“战斗机”,1971年12月30日第一架原型机制造完毕,次年8月22日T-4首次升空。该机翼展22米,机长44.5米,机高11.2米,与美国B-1B战略轰机不相上下。采用了双三角形下单翼和无平尾布局,机身细长。
在外形上,T-4与超音速运输机图-144很相似,采用双三角形下单翼和无平尾布局。机身细长,驾驶舱以前的圆锥形机头在起飞着陆过程中和地面停放时可以垂下来,以保证飞行员有良好的视界。座舱后两侧有一对面积不大的梯形前翼(或称鸭翼),前翼为固定翼,而图-144采用的是可伸缩的活动前翼。前翼不但可起配平和辅助操纵作用,同是在大迎角飞行时有利于改善翼面的流动状态。大面积的双三角形机翼从前翼后下方一直延伸到后机身两侧,总面达295.7平方米。机翼后缘是全翼展的升降副翼,分为四段,可独立操纵。面积较大的垂直尾翼位于后机身上部,两侧没有平尾。垂尾后缘的方向舵分为上下两截,也可以独立操纵。
空重55.6吨,正常起飞重量114吨,最大起飞重量125吨,载油量57吨,最大速度3200公里/小时,巡航速度3000公里/小时,实用升限20000~24000米,航程7000公里,起飞滑跑距离950~1000米,着陆滑跑距离850~900米。携带武器只有2枚空对地导弹。
采用了雷宾斯克设计局最新研制的РД-36-41型发动机
T-4飞机的是它的造价高得惊人,有"143吨黄金"之称(T-4起飞重量为143吨,而且T-4主要造价目前未知),而图波列夫提出的改进图-22发展图22M(西方美国依然叫它图26)"逆火"战略轰炸机方案,而且很快在喀山飞机厂制造出了样机。该机的出现,使前苏联军方找到了更快、更省钱的替代机型。加上当时制造T-4的图申机器厂又接受了米格-23前线歼击机的大量订货,只好放弃制造T-4。后来美国开始着手研制B-1战略轰炸机,为了与之抗衡,苏联政府又决定研制图-160轰炸机。从此,T-4便再无人问津。得不到政府部门的支持,苏霍伊设计局自然难以维继,只好回过头来继续搞它的歼击机。

t4轰炸机二:帝国超音速大杀器:T4轰炸机

  苏霍伊T4超音速轰炸机(SU100)是六七十年代苏霍伊飞机设计局研制的一种远程战略轰炸机。虽然它采用了不少新技术和新材料,性能也非常先进,但由于种种原因最终未能投入生产和使用在外形上,T4与超音速运输机图-144很相似,采用双三角形下单翼和无平尾布局。它和同时期的美国XB-70轰炸机也很相似。进行过试飞的第一架T4原型机(101),空重55.6吨,正常起飞重量114吨,最大起飞重量125吨,载油量57吨,最大速度3200千米/小时,巡航速度3000千米/小时,实用升限20000~24000米,航程7000千米,起飞滑跑距离950~1000米,着陆滑跑距离850~900米。携带武器只有2枚空对地导弹。  T4轰炸机的研制过程  在60年代,美、苏两个世界上最大的超级大国为了争霸世界,在军备和战略武器的竞争上越演越烈。在美国,继B-58型超音速中程轰炸机之后又开始了研制XB-70超音速远程战略轰炸机(参见本刊今年2月号《短命的XB-70轰炸机》一文)和SR-71战略侦察机。在这种情况下,前苏联军方及航空工业部门提出了:采用竞争的形式,研制超音速战略轰炸机,即用于截获和摧毁巡航导弹的载机计划。参与竞争的有米亚西舍夫、雅科福列夫和苏霍伊三个飞机设计局。很快它们分别提出了自己的设计方案,经军方和航空工业部科技委员会证后,最先被淘汰的是雅科福列夫设计局的方案。  后面围绕飞行速度的大小展开了争论,主要有两种意见:第一种意见认为,飞行速度有2000~2300千米/小时就可以了,这种飞机可以用铝合金制造;另一种意见认为,飞行速度要达到3000~3200千米/小时才能实现截获和摧毁巡航导弹的任务,但这样高的速度会产生比较严重的气动加热问题,主要部件必须使用不锈钢和钛合金来制造。考虑到作战任务的需要,最后第二种意见占了上风,苏霍伊设计局的方案正是针对这一要求提出的,因而被采纳,米亚西舍夫设计局的方案最后被淘汰。  经进一步论证后提出的设计要求是,起飞重量100~120吨,飞行速度3000~3200千米/小时,飞行高度22000~24000米,航程6000千米。根据这一要求苏霍伊设计局又对设计方案进行了修改,修改后飞机取名为T4这与苏式飞机的传统命名方法是完全不同的。因为飞机的起飞重量超过了100吨,所以设计局称该机为“100”号。苏霍伊设计局主要负责飞机的总体设计和总装等,同时也有其它飞机设计部门、工厂和研究机构参加。而T4飞机的工艺设计和制造,原打算让拉沃奇金设计局及其工厂承担,甚至已试制出了飞机机身隔舱的样件,但后来它们转而研究火箭技术。代替其工作的是“海燕”设计局和图申机器制造厂,它们作为T4飞机研制单位的一个组成分部,也参加该机的部分设计工作。
  T4超音速战略轰炸机从开始研制到试飞,前后经历了九年时间,而西方研制一种同类飞机一般为5至7年左右,相比之下T4的研制周期确实是比较长的。造成T4研制周期长的原因是多方面的,其中最主要原因是技术上的问题。研制重量如此大,飞行速度如此快的大型飞机,对于苏霍伊设计局来说面临很多新的技术问题。技术难度大,需要的时间就多,风险也大。按美国人的说法,其“风险系数”几乎接近100%,而研制一架普通飞机其风险系数”通常要小一半。  为了选择和确定T4飞机的气动外形,茹科夫斯基流体力学研究所曾进行过大量的基础研究工作,仅进行过风洞试验的气动布局形式就达20多种。苏霍伊设计局在这方面更是投入了很大的力量,1966年曾在一架苏-9歼击机基础上改装成100Л试验机进行过飞行试验,主要作用是验证T4飞机的机翼。1968年又用一架苏-7У飞机改装成100ЛДУ试验机,并对T4的总体布局进行过飞行试验。  据研究证明,T4飞机在以3000千米/小时的速度飞行时会产生严重的气动加热,其机体前缘部分的表面温度可达到300℃。这就要求飞机结构材料以及有关的部件、设备等具有耐高温性能。为此,苏霍伊设计局和相关研究单位,对可使用的耐热合金、非金属材料、种橡胶和塑料等及其制造工艺,以及仪器设备的防热保护等进行了广泛的研究。这些研究成果,后来在米格-25等高速飞机的研制中也用上了  苏霍伊设计局总共制造两架T4原型机。其中一架用于飞行试验,设计局代号为101;另一架用于静力试验,设计局代号为100C。  1971年12月30日第一架原型机制造完毕,次年8月22日T4首次升空。
  T4轰炸机的设计特点  在超音速军用飞机中,T4可算是一个“大个子”,翼展22米,机长44.5米,机高11.2米。从这些几何数据看,与美国现役的B-1B战略轰机不相上下,但比俄罗斯的图-160轰炸机小。  在外形上,T4与超音速运输机图-144很相似,采用双三角形下单翼和无平尾布局。机身细长,驾驶舱以前的圆锥形机头在起飞着陆过程中和地面停放时可以垂下来,以保证飞行员有良好的视界。座舱后两侧有一对面积不大的梯形前翼(或称鸭翼),前翼为固定翼,而图-144采用的是可伸缩的活动前翼。前翼不但可起配平和辅助操纵作用,同是在大迎角飞行时有利于改善翼面的流动状态。大面积的双三角形机翼从前翼后下方一直延伸到后机身两侧,总面达295.7平方米。机翼后缘是全翼展的升降副翼,分为四段,可独立操纵。面积较大的垂直尾翼位于后机身上部,两侧没有平尾。垂尾后缘的方向舵分为上下两截,也可以独立操纵  由于飞机个头大,飞行速度又快,因此必须装四台大推力的喷气发动机。曾打算选择P-15БФ-300或РД-17-15涡轮喷气发动机(推力147千牛),但由于这两种发动机的推力太小而未被采用,最终采用了雷宾斯克设计局最新研制的РД-36-41型发动机,主任设计师是科列索夫。发动机单台推力156.8千牛,加力推力可达165.9千牛(16000公斤),这在当时来说是推力最大的喷气发动机。该发动机在研制过程中,曾进行过大量的地面试验,空中试车台试验,同时还装在一架图-16轰炸机上进行过飞行试验。  四台发动机并排安装在后机身腹部的发动机短舱内,进气道前方有一个尖楔体,气流从尖楔体两侧的进气口进入,进气量可根据飞行M数和气压变化进行自动调节。  发动机的供油控制由自动的电子遥控系统完成。飞行中可通过燃料泵调节燃油的分布,以满足飞机重心平衡的需要。为了防止因高温引起油箱起火爆炸,还使用了液态氮中性气体防火系统。在飞机的控制系统中,有两套独立的液压系统,工作压力可达到280公斤/平方厘米。后来苏-27战斗机也使用了这种液压系统。此外,在T4飞机的电源中,还首次安装了稳频交流电源和直流电备份系统。  机载设备有惯性导航系统,远距前视雷达,侧视雷达,以及光学、红外线、无线电设备等。机载设备控制的配套性及自动化程度都相当高,机组乘员仅有二人(即驾驶员和领航员兼操作员)便可完成所有的飞行和作战任务。此外,设计局还专门为T4飞机研制了一种新型空对地导弹,该导弹使用末段寻的引导头、射程很远。  盖的,只在座舱上留一个圆形舱盖口,机组人员可从此进出座舱。机头处装有潜望镜,可供飞行员驾驶飞机起落时使用,而在其它情况下都进行仪表飞行。后来才改用机头下垂的办法,解决了飞机起落和停放时视野不好的问题。在飞机的着陆系统中,主起落架装有双室式减震器和双重充气装置,可旋转后向后收起。  进行过试飞的第一架T4原型机(101),空重55.6吨,正常起飞重量114吨,最大起飞重量125吨,载油量57吨,最大速度3200千米/小时,巡航速度3000千米/小时,实用升限20000~24000米,航程7000千米,起飞滑跑距离950~1000米,着陆滑跑距离850~900米。携带武器只有2枚空对地导弹。  T4轰炸机中途夭折的原因  1972年8月22日,首席试飞员、前苏联英雄伊柳申与苏联功勋领航员阿尔费罗夫一起驾驶着101号飞机首次升空,并且在空中持续飞行了40分钟。在1973年8月6日进行的第9次飞行试验中,该机突破了“音障”,达到了马赫数1.3(M1.3)。最后一次飞行是在1974年1月22日进行的,至此T4第一架原型机总共飞行时间为10小时20分钟。  苏霍伊设计局原计划再制造几架原型机,以完成T4飞机的各种试验和继续发展工作。其中已试飞的第一架原型机101号,继续用于研究飞机在最大飞行速度条件下的安定性和操纵性,以及其它试验;计划制造的新的102号原型机用于航行设备的发展试验;103号型机主要用于新型导弹的试验;105号原型机用于进行航空电子设备的发展试验;而106号原型机则用于攻击侦察武器系统的试验。除此以外,苏霍伊设计局还提出过发展用变后掠翼的T4М超音速侦察机和T4МС超音速战略轰炸机计划。但是,实际上这些计划都没有实现,不仅没有再制造新的原型机和发展新的型别,而且已有的101号飞机的试飞也未能继续下去,在它完成最后一次试飞以后,先在茹科夫斯基试飞中心放了八年,最后被莫尼诺市加加林空军学院内的空军航空博物馆所收藏。  在T4飞机的研制过程中,开始时苏联军方和航空工业部门对此都很重视,并将其列为优先保障项目。在1970年至1975年的这个五年计划中苏联空军曾计划在喀山飞机厂制造250架T4飞机。有一次,前苏联航空兵主帅库塔霍夫视察该机时,曾风趣地说:“这是真正的俄罗斯怪物”。同时,T4飞机能够摧毁3000千米以外的地面和海上目标。尽管该机没有采用变后掠机翼,但它的速度范围比较宽,如果作为侦察机使用也应该是不错的。然而,正象前苏联科学院院士斯维谢夫所说:影响这种具有划时代意义飞机发展速度的是由于存在来自多方面的“暗礁”和“绊脚石”。  开始动摇苏联继续发展T4飞机的是,该机超前的技术水平带来了研制生产上的巨大困难,研制进度严重滞后。不久之后,图波列夫提出的改进图-22发展“逆火”战略轰炸机方案,而且很快在喀山飞机厂制造出了样机。此时T4不但离批量生产还差很远,即使是试飞试验也困难重重。图-22M是一种多任务的超音速轰炸机,可以在低空以亚音速巡航并能以超音速穿越对方的空防区域;亚音速时的航程在6000至7000千米左右;它能携带在当时已经出现的Kh22远程空射反舰导弹,进行准洲际攻击。这些性能使它能够胜任T4计划承担的任务。相比之下,T4造价昂贵、载弹量小、载荷单一、战术使用的灵活度有限等原因,空军最终选择了多快好省的图-22M,将合同交给了图波列夫设计局,并要求其在1967年开始制造新飞机,同时还规定新飞机的最大速度要达到2300千米/时、在不进行空中加油时航程为 7000千米左右,飞机的正式编号为图22M,生产型在1974年交付部队使用。  后来美国开始着手研制B-1战略轰炸机,为了与之抗衡,苏联政府又决定研制图-160轰炸机。从此,T4便再无人问津。得不到政府部门的支持,苏霍伊设计局自然难以维继,只好回过头来继续搞它的歼击机.

t4轰炸机三:T4轰炸机


T-4,现在提起这架飞机,估计知道的人已经很少了,但它却是一架货真价实且高性能的超音速远程战略轰炸机。它是在上世纪六七十年代由苏霍伊飞机设计局研制的,采用了很多的新技术及新材料,但是十分可惜的是在最终与图-22M的竞标中输了,所以最终并没有投入生产和使用。该型机的原型机目前存放在莫尼诺航空博物馆中。  苏联T-4轰炸机  美国XB-70“女武神”轰炸机  60年代,美苏两国正在进行着激烈的军备竞赛,而此时的美国已经开始研制XB-70超音速远程战略轰炸机及SR-71战略侦察机了,为此,前苏联军方也提出要通过竞标的方式研发并生产一款能与之匹敌的远程战略轰炸机,T-4的研发也就是从此开始的。  苏霍伊设计局的研发团队付出了大量的心血、花了整整9年的时间才最终完成原型机并满足了最初军方提出的各项性能指标。T-4长44.5米,高11.2米,翼展22米,个头和美国的B-1B差不多,最标志性的设计特征就是驾驶舱可以在起降的时候向下弯曲以便于驾驶员获得更好的视野。  该机采用的是4台涡喷发动机,也是当时世界上推力最大的发动力,使得T-4的最大起飞重量能达到143吨,能以3000~3200千米/小时的速度在2万米高空飞行,这也是前苏联第一种能3倍音速的大型轰炸机,也被誉为世界上飞的最快的轰炸机。由于其飞行速度太快,所以其机体采用钛合金加高强度钢来焊接,并采用了当时世界上先进的电传操作系统,性能非常优异。  但是该机也存在两个致命的问题存在:  载弹量非常低,仅仅能挂两枚导弹;  大量采用新技术、新材料的原因,所以造价太高,有“143吨黄金”之称(T-4的最大起飞重量是143吨);  T-4的挂单量缺陷和前苏联长期以来惯有的武器研发思路相左,苏联各型武器平台一般都是具备很大的载弹量,再加之T-4造价极其昂贵,难以实现最初军方设想的大批量生产装备的目标。相比之下,不久后出现的“逆火”战略轰炸机方案更符合苏军方的要求,并且很快就在喀山飞机场制造出了样机,这让苏联军方最终找到了一种满意的战略轰炸机机型,而T-4最终也只能被苏联军方放弃了。

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