俄羅斯伊爾—78M—90A空中加油機

宋心榮

伊爾-78M-90A原型機

2017年11月29日，俄羅斯最新研制的伊爾-78M-90A空中加油機首架原型機從烏里揚諾夫斯克“航空之星-SP”，飛機制造廠下線。2018年1月25日，編號為0201的該原型機在“航空之星-SP”飛機制造廠下屬的機場首飛成功。伊爾-78M-90A空中加油機是伊爾-76MD-90A運輸機的空中加油改型。作為蘇聯(lián)解體后俄羅斯在國內(nèi)獨立生產(chǎn)的首架空中加油機，伊爾-78M-90A空中加油機配備了推力更大、更省油的新發(fā)動機，也裝備了更先進的空中加油系統(tǒng)。本文就將詳細介紹伊爾-78M-90A空中加油機的前世今生。

蘇俄空中加油機發(fā)展歷程

談到伊爾-78M-90A空中加油機，不得不談蘇俄空中加油機的發(fā)展歷程。正是蘇俄獨特的空中加油機發(fā)展思路造就了今日的伊爾-78M-90A。

蘇俄空中加油機的研制最早可以追溯到1931年。當時，格洛科夫斯基領(lǐng)導進行了蘇聯(lián)歷史上第一次空中加油試驗，使用1架R5偵察機作加油機，1架圖波列夫TB-1轟炸機作受油機，進行空中加油試驗。這次試驗獲得了成功，使得TB-1的留空時間達到了驚人的25小時。在二戰(zhàn)中，蘇聯(lián)戰(zhàn)機的主要任務(wù)是對地支援和防空，對航程需求不大。因此，蘇聯(lián)空中加油技術(shù)的發(fā)展暫時停滯。二戰(zhàn)結(jié)束后，冷戰(zhàn)的開始使得蘇聯(lián)需要發(fā)展對西歐、北美的轟炸能力，此時蘇聯(lián)戰(zhàn)機航程短就成了大問題。要解決這一問題，只有發(fā)展空中加油技術(shù)。1948年，蘇聯(lián)部長會議通過決議，要求為圖4轟炸機加裝空中加油系統(tǒng)。因為圖-4轟炸機的航程僅為5100千米，夠不到美國本土，需要空中加油才能實現(xiàn)轟炸美國的能力。

當時，茹科夫斯基試飛中心的試飛員謝萊斯特和瓦西亞寧提出了別出心裁的“翼尖對翼尖”的空中加油方案。1949年6月16日，謝萊斯特和瓦西亞寧駕駛兩架經(jīng)過改裝的圖-2轟炸機完成了首次“翼尖對翼尖”的空中加油。此后，機翼加油系統(tǒng)被迅速運用到圖-4轟炸機上。1951年，兩架裝備了機翼加油系統(tǒng)的圖-4完成首飛。1953年9月17日，蘇聯(lián)航空工業(yè)部下達命令，此后所有的轟炸機在設(shè)計時都必須加裝空中加油系統(tǒng)。核打擊了。

于是，這20架米亞-4-3M轟炸機就被拆除了投彈和瞄準設(shè)備，將彈艙封死，只留下一小部分開口用于安裝空中加油設(shè)備。這些改裝的米亞-4空中加油機還接受了延壽改裝，一直服役到20世紀90年代初。

20世紀70年代，除了轟炸機，蘇聯(lián)空軍的其它戰(zhàn)機也開始加裝空中加油系統(tǒng)，以增加其作戰(zhàn)半徑。70年代初，

1954年8月，首批三對圖-4空中加油機和受油機被交付蘇聯(lián)遠程航空兵。1955年至1956年，又有九對圖-4空中加油機和受油機被交付給蘇聯(lián)遠程航空兵。

繼圖-4之后，圖-16轟炸機也裝備了翼尖對翼尖加油系統(tǒng)。早在1953年秋，圖波列夫設(shè)計局就開始著手研究圖-16的空中加油問題。1954年夏秋，首批兩架圖-16轟炸機加裝了翼尖對翼尖加油系統(tǒng)，成為空中加油機。此后總共有100多架圖-16轟炸機被改裝成圖-16Z空中加油機。圖-16轟炸機也都在機翼上加裝了受油系統(tǒng)。

在研制翼尖對翼尖加油系統(tǒng)的同時，蘇聯(lián)人也在研制自己的軟管式加油系統(tǒng)。這是因為，對于像圖-95、米亞-4這樣翼展較大的飛機來說，翼尖對翼尖空中加油實現(xiàn)起來比較困難。所謂軟管式加油系統(tǒng)，是由軟管、錐套組成的。受油機在機頭或機翼前緣裝有一根受油管，而加油機則裝有絞盤、一根幾十米長的軟管和一個錐套。錐套呈漏斗形，裝有機械自鎖機構(gòu)。當受油管伸進錐套后，該機構(gòu)會自動鎖緊，而錐套又與輸油軟管相連接，所以輸油軟管和受油管就連接到了一起。輸油軟管由加油機上的絞盤控制收放。為了用軟管加油，空中加油機一般配備有一個或多個空中加油裝置，通常位于機翼下方和機身的尾部。

由阿列克謝耶夫領(lǐng)導的設(shè)計局完成了蘇聯(lián)首套軟管式加油系統(tǒng)的研發(fā)。該系統(tǒng)被研制出來后，立即被裝到了米亞-4戰(zhàn)略轟炸機和圖-95戰(zhàn)略轟炸機上。加裝軟管式空中加油系統(tǒng)的圖-16空中加油機也被改裝了出來。

經(jīng)過多年實踐，事實證明翼尖對翼尖空中加油的方式有很多弊端。在這種加油方式下，兩架大型飛機需要保持穩(wěn)定的平行飛行，而且加油管和受油口都遠離視線，對飛行員的操縱技巧要求極高。最終，自20世紀50年代末起，蘇聯(lián)人放棄了翼尖對翼尖加油系統(tǒng)，全面改用軟管式加油系統(tǒng)。

直到20世紀六七十年代，蘇聯(lián)人一直奉行的是用轟炸機改裝空中加油機的思路。除了圖波列夫的圖-4、圖-16被改裝成了空中加油機之外，米亞西舍夫的米亞4轟炸機也被改裝成了空中加油機。20世紀60年代初期，有45架米亞-4A被改裝成空中加油機。20世紀70年代后期，又有20架米亞-4-3M被改裝成空中加油機。這是美蘇緩和的結(jié)果。1975年，蘇共中央總書記勃列日涅夫與美國總統(tǒng)福特在赫爾辛基舉行會談，為了表示自己推動緩和的誠意，勃列日涅夫答應(yīng)將20架米亞-4-3M改裝成空中加油機，這樣它們就不能用于先是蘇-24殲擊轟炸機加裝了空中加油系統(tǒng)。1975年，蘇-15截擊機也加裝了空中加油系統(tǒng)。由于殲擊轟炸機、截擊機的空中加油系統(tǒng)不通用，給地勤保養(yǎng)和空中加油造成了很多麻煩。于是，研制通用的空中加油系統(tǒng)和能為各機種加油的通用空中加油機就擺上了蘇聯(lián)人的議事日程。

1983年，通用的UPAZ-1A空中加油系統(tǒng)研制完成。20世紀80年代，大部分蘇聯(lián)戰(zhàn)術(shù)飛機都加裝了空中加油系統(tǒng)。米高揚設(shè)計局的米格-25PD和米格-31BM，蘇霍伊設(shè)計局的蘇-24/蘇-24M、蘇-30、蘇-33、蘇-34都安裝了空中加油系統(tǒng)。由于蘇聯(lián)的航母沒有加裝彈射器，所以蘇聯(lián)艦載機的最大起飛重量有限，不能攜帶過多燃料。而空中加油恰好可以彌補蘇聯(lián)艦載機的這一不足。因此，蘇-33和米格-29都加裝了空中加油設(shè)備。

20世紀80年代初，伊爾-78空中加油機的研制正式啟動。伊爾-78配備了新研制的UPAZ-1A通用空中加油系統(tǒng)。1983年，伊爾-78原型機進行了首次試飛。伊爾-78空中加油機以伊爾-76 MD軍用運輸機為基礎(chǔ)，在貨艙內(nèi)加裝了兩個總共能容納28噸燃料的圓柱形油箱，將尾炮艙改裝成加油操作艙并添加了必要的設(shè)備。伊爾-78在每側(cè)機翼和機身后部都裝有一個空中加油系統(tǒng)。機翼上的加油系統(tǒng)可以同時給2架戰(zhàn)斗機加油，機身后部的空中加油系統(tǒng)則可以為重型轟炸機加油。伊爾-78也可以同時為3架戰(zhàn)斗機加油。飛機上還裝有“會議”近程導航系統(tǒng)，用于在惡劣天氣條件下搜索受油機，和受油機匯合。

地面上的伊爾-78M-90A原型機

機庫中的伊爾-78M-90A原型機

伊爾-78空中加油機全長46.59米，機高14.76米，翼展50.5米。伊爾-78保留了坡道和貨艙艙口，拆除安裝在貨艙內(nèi)的油箱和空中加油系統(tǒng)后仍可作為運輸機。伊爾78最多能搭載65噸燃料，其中機翼油箱搭載14.8噸燃料，貨艙內(nèi)油箱搭載28噸燃料。在距離機場1000千米半徑內(nèi)，伊爾-78可以給其它飛機加60-65噸燃料。在距機場2500千米半徑內(nèi)，就只能加32-36噸燃料。根據(jù)加油方式的不同，加油速度為900-2200升/分鐘。

在此之后的伊爾-78M是伊爾-78空中加油機的改進型號。通過改進機翼和機體結(jié)構(gòu)，伊爾-78M的最大起飛質(zhì)量達到了210噸，而伊爾-78的最大起飛質(zhì)量為190噸。為了增加燃料搭載量和減重，伊爾-78M取消了裝載貨物的后艙門坡道，這使飛機的空重減少了5噸，但也徹底排除了其作為常規(guī)軍用運輸機使用的可能性。伊爾-78M最多能搭載85.72噸燃料，其中機翼油箱搭載57.72噸，貨艙內(nèi)油箱搭載28噸。更大的油箱使伊爾-78M的作戰(zhàn)半徑有所增加。伊爾-78M可在距機場1800千米半徑內(nèi)向其它飛機加注60-65噸燃料，在距機場4 000千米半徑內(nèi)給其它飛機加注32-35噸燃料。

在20世紀80年代，伊爾-78M可以算是先進的空中加油機。步入21世紀，伊爾-78M已經(jīng)顯得有些落后了，而且其生產(chǎn)問題一直困擾著這型飛機。

正在組裝的伊爾-78M-90A原型機

在蘇聯(lián)時期，所有的伊爾-78空中加油機的機體都是由位于烏茲別克斯坦的塔什干飛機制造廠生產(chǎn)的，總裝也在該廠進行，而發(fā)動機和航電設(shè)備則由俄羅斯提供。蘇聯(lián)解體后，俄羅斯失去了塔什干飛機制造廠，無法自己制造伊爾-78。為了完成伊爾-76、伊爾-78的國際訂單，俄羅斯和烏茲別克斯坦合作，繼續(xù)使用塔什干飛機制造廠生產(chǎn)伊爾-78。然而，隨著俄烏關(guān)系漸生隔閡，這種合作變得難以為繼。2004年，最后1架伊爾-78MKI從塔什干飛機制造廠下線后，該廠再也沒生產(chǎn)出1架伊爾-78。2012年，塔什干飛機制造廠正式破產(chǎn)。破產(chǎn)重組后，該廠被更名為塔什干機械廠，開始拆除部分基礎(chǔ)設(shè)施，轉(zhuǎn)向鐵路車輛的生產(chǎn)。在這種情況下，俄羅斯只能想辦法在本國找工廠生產(chǎn)伊爾-78，好在俄羅斯也的確有這樣生產(chǎn)大型飛機的工廠，那就是烏里揚諾夫斯克“航空之星-SP”飛機制造廠。

此前，烏里揚諾夫“航空之星-SP”飛機制造廠已經(jīng)成功生產(chǎn)出了先進的伊爾-76MD-90A軍用運輸機。于是，俄羅斯國防部想到了用伊爾-76MD-90A改裝出更先進的空中加油機。2014年，俄羅斯國防部和伊留申公司簽訂了以伊爾-76MD-90A為基礎(chǔ)設(shè)計伊爾-78M90A空中加油機并制造一架原型機的合同。

煥然一新的伊爾-78M-90A空中加油機

2017年，編號為0201的伊爾-78M-90A原型機基本建造完成。俄羅斯聯(lián)合飛機制造集團副總裁兼伊留申公司總經(jīng)理羅格欣在接受采訪時表示：“伊爾-78M-90A裝備了新的發(fā)動機和飛控系統(tǒng)，可攜帶更多燃料，拆除加油設(shè)備后可作為運輸機使用，加油效率也比伊爾-78M大大提高?！?/p>

伊爾-78M-90A空中加油機全長46.5米，機高14.8米，翼展50.5米，最大起飛重量為210噸，最大平飛速度可達830千米/小時，作戰(zhàn)半徑約4000千米。該型機主要是在伊爾-76MD-90A軍用運輸機貨艙內(nèi)安裝了兩個能容納50噸航空煤油的油箱，在機身尾部加裝了一個加固的密封框架。此外還加裝了三個空中加油系統(tǒng)，兩個裝在機翼上，一個裝在機身尾部。伊爾-78M-90A貨艙內(nèi)的油箱和機翼油箱一共可搭載126噸燃油，大大超過伊爾-78M的85.72噸，這主要是通過改進機翼和增大貨艙內(nèi)油箱實現(xiàn)的。

伊爾-78M-90A保留了機尾的后艙門坡道，在需要時可以改回運輸機。如果客戶需要，伊爾-78M-90A也可以加裝滅火設(shè)備，成為滅火飛機。

伊爾-78M-90A原型機從工廠下線

根據(jù)設(shè)計師和軍方的設(shè)想，伊爾-78M-90A能給包括遠程航空兵的轟炸機、前線航空兵的戰(zhàn)斗機、戰(zhàn)斗轟炸機在內(nèi)的所有軍用飛機加油。伊爾-78M-90A可以使用機翼上的加油系統(tǒng)同時給2架戰(zhàn)斗機加油，尾部的加油系統(tǒng)可給遠程航空兵的轟炸機和特種飛機加油。伊爾-78M-90停放在機場時也可以同時給4架飛機加油。

根據(jù)俄國防部和聯(lián)合飛機制造集團的設(shè)想，未來伊爾-78M-90A將成為俄空天軍的主力空中加油機，用以補充并逐步替換塔什干飛機制造廠建造的伊爾-78基本型和伊爾-78M空中加油機。根據(jù)測試飛行的結(jié)果，俄國防部將決定是否大規(guī)模訂購伊爾-78M-90A。不過，考慮到俄空天軍的伊爾-78都已老舊，更新?lián)Q代勢在必行。俄航空界估計俄空天軍對伊爾-78M-90A的需求在30架以上。

伊爾-78M-90A加裝了全新導航系統(tǒng)，用顯示屏代替了座艙里的各種儀表，減輕了機組人員的負擔，增加了安全性。伊爾-78M-90A配備的新型飛行控制系統(tǒng)能夠同時跟蹤跟空中加油相關(guān)的多個飛行狀態(tài)參數(shù)，如加油機和受油機的相對位置、相對速度以及風速等?；谶@些參數(shù)，該系統(tǒng)可以自動調(diào)整空中加油機的飛行姿態(tài)，保證空中加油機以最合適、最安全的姿態(tài)實施空中加油?？罩屑佑推陂g的兩機在三維空間中的相對位置會時時顯示在飛行員和加油操作員面前的顯示屏上，這將大大減輕他們的壓力，提升加油效率。

和俄羅斯最近推出的圖-160M2轟炸機一樣，伊爾-78M-90A也采用了數(shù)字化設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)。伊爾-76MD-90A的全部圖紙都被輸入電腦，完成了數(shù)字建模，伊留申設(shè)計局的設(shè)計人員直接在電腦上對伊爾-76MD-90的數(shù)字圖紙進行調(diào)整，完成了伊爾-78M-90A的設(shè)計。設(shè)計好的數(shù)字化圖紙被直接發(fā)送給烏里揚諾夫斯克“航空之星-SP”飛機制造廠，飛機制造廠的數(shù)控機床直接根據(jù)數(shù)字化圖紙進行生產(chǎn)。這樣的數(shù)字化設(shè)計和生產(chǎn)省時省力，大大提升了設(shè)計和生產(chǎn)效率。

正在轉(zhuǎn)移的伊爾-78M-90A原型機

正在起飛的伊爾-78M-90A原型機

伊爾-78M-90A的駕駛艙

伊爾-78M-90A最大的亮點是其使用的PS-90A-76渦扇發(fā)動機。PS-90A-76發(fā)動機是俄羅斯彼爾姆航空發(fā)動機公司研制的PS-90A渦扇發(fā)動機的改型。PS-90A系列渦扇發(fā)動機是俄羅斯最先進的一型渦扇發(fā)動機，也是俄羅斯唯一一型符合國際噪聲和有害物排放標準的航空發(fā)動機。其研制始于1981年，當時蘇聯(lián)需要一款推力在16000千克左右的發(fā)動機作為伊爾-96-300和圖204客機的動力。索洛維耶夫設(shè)計局為贏得這一競標研制了PS-90A發(fā)動機。1984年，PS-90A發(fā)動機進行了首次地面試驗。1988年9月，配備4臺PS-90A發(fā)動機的伊爾-96-300客機完成了首飛。1989年，PS-90A發(fā)動機在彼爾姆的第19航空發(fā)動機制造廠開始批量生產(chǎn)。1992年，該發(fā)動機獲得了國際航空委員會的許可證以及國際民航組織頒發(fā)的噪聲和有害物排放指標許可證。

PS-90A-76發(fā)動機是為伊爾-76系列飛機研制的PS-90A的軍用改型。PS-90A-76采用跨音速風扇，具有13級高壓壓氣機、混合式結(jié)構(gòu)的燃燒室、2級高壓渦輪和4級低壓渦輪以及葉柵形反推力裝置。其采用了輕鎂合金鑄造的機匣，配備發(fā)動機數(shù)字控制和智能診斷系統(tǒng)。

PS-90A-76發(fā)動機風扇直徑為1900毫米，全長4964毫米，全重4160千克，起飛推力為14500-16000千克，巡航推力3500千克，最大升限13100米，可在3500米海拔的機場起飛，能夠在零下47攝氏度到零上45攝氏度的溫度范圍內(nèi)可靠工作。相比伊爾-78M使用的D-30KP渦扇發(fā)動機，PS-90A-76發(fā)動機的耗油率降低了13%～17%，推力提高了33%。耗油率的降低意味著伊爾-78M-90A可以有更遠的航程，可以把更多的燃料用于空中加油，更大的推力則使伊爾-78M-90A擁有更出色的飛行性能。

和其它俄羅斯航空發(fā)動機的“短壽”不同，PS-90A-76的使用壽命也很長。其總壽命為25000小時，冷端大修壽命為10000小時，熱端大修壽命為5000小時。根據(jù)評估，伊爾-78M-90A使用PS-90A-76發(fā)動機后，發(fā)動機的使用花費大幅降低，發(fā)動機可靠性則能提升1.5-2倍?？梢哉f，采用PS-90A-76發(fā)動機的伊爾-78M-90A的經(jīng)濟性要比伊爾-78M好得多，這對于目前因經(jīng)濟困難而經(jīng)費拮據(jù)的俄空天軍來說十分重要。

展望

雖然伊爾-78M-90A的首飛已經(jīng)成功，但仍有一些因素影響著該機的前途。

一方面，烏里揚諾夫斯克“航空之星-SP”飛機制造廠的產(chǎn)能是個問題。該廠雖然歷史悠久，具有豐富的大型軍用飛機生產(chǎn)經(jīng)驗，但其生產(chǎn)線早已被占滿?！昂娇罩?SP”飛機制造廠的歷史可以追溯到20世紀70年代。1975年4月16日，蘇聯(lián)部長會議通過了關(guān)于在烏里揚諾夫斯克興建航空生產(chǎn)綜合體的第299102號法令。1975年4月28日，蘇聯(lián)航空工業(yè)部部長德緬特耶夫簽署命令，在烏里揚諾夫斯克建設(shè)由三家工廠組成的航空生產(chǎn)聯(lián)合體。1976年6月10日，“航空之星-SP”，飛機制造廠舉行了奠基儀式。該廠建成后，主要用于生產(chǎn)安-124運輸機。1985年10月30日，該工廠生產(chǎn)的第一架安-124運輸機飛上了天空。之后該廠又開始生產(chǎn)圖-204客機。1990年8月17日，首架圖-204客機在“航空之星-SP”飛機制造廠機場騰空而起。在蘇聯(lián)解體后，憑借著圖-204的訂單，該廠保持了比較好的經(jīng)營狀況。生產(chǎn)圖-204的經(jīng)驗也使得該廠對于安裝PS-90A系列發(fā)動機獲得了豐富的經(jīng)驗，所以，當俄國防部打算在境內(nèi)生產(chǎn)裝備PS-90A-76發(fā)動機的伊爾-76MD-90A時，立刻就想到了“航空之星-SP”飛機制造廠。

動力強勁的PS-90A-76渦扇發(fā)動機

為了承接伊爾-76MD-90A的生產(chǎn)工作，“航空之星-SP”飛機制造廠專門組建了一條總裝線。該總裝線由多個車間站點組成，確保飛機的完整組裝。在該總裝線中，最重要的工作是機身和機翼的對接，這一工作已經(jīng)充分實現(xiàn)了自動化，大大減少了對接時間?？傃b線上安裝有激光光學測量系統(tǒng)，專門負責檢查對接的精度。該廠的這條總裝線技術(shù)十分先進，在俄羅斯也屬一流。但自建成以來，其產(chǎn)能就一直被占滿。

2012年9月22日，“航空之星-SP”飛機制造廠生產(chǎn)的首架伊爾-76MD-90A原型機首飛成功。2012年10月4日，俄總統(tǒng)觀看了伊爾-76MD-90A原型機的飛行表演，十分高興，當天就簽署了訂購39架伊爾-76MD-90A的大單，合同總額高達1400億盧布。2014年11月21日，首架生產(chǎn)型的伊爾-76MD-90A運輸機正式交付。到目前為止，該廠一直忙于完成伊爾-76MD-90A訂單的生嚴，恐怕一時半會兒處難以騰出產(chǎn)能批量生產(chǎn)伊爾-78M-90A。該廠還承擔了大量民機如蘇霍伊“超級噴氣-100”客機、MS-21客機的生產(chǎn)合同，產(chǎn)能完全被占用，而且伊爾78M-90A本身也在試驗階段，有很多不成熟的地方需改進，不能馬上量產(chǎn)，即便俄空天軍現(xiàn)在就下伊爾-78M-90A的訂單，伊爾-78M-90A進入俄空天軍服役也還是很遙遠的事。

正在轉(zhuǎn)彎的伊爾-78M-90A原型機

正在給兩架米格-31截擊機加油的伊爾-78M空中加油機

另一方面，伊爾-78M-90A的外銷前景也不樂觀。印度的訂單從來都是俄軍工企業(yè)爭搶的重點，對于伊留申設(shè)計局來說也不例外。印度空軍在2001年至2004年接收了6架伊爾-78MKI空中加油機。在之后的2006年，印度國防部曾經(jīng)進行過購買6架新空中加油機的招標，當時空客的A-330MRTT空中加油機擊敗了俄羅斯的伊爾-78MKI成功中標。但A-330MRTT也沒能笑多久，這一訂單之后被印度單方面以價格過高（每架加油機3億美元）為由放棄。2010年印度空軍再次進行空中加油機招標，A-330MRTT又一次中標，但最終還是因為太貴被放棄。

經(jīng)過多次拖延，已經(jīng)失敗的伊爾-78系列反倒贏來了轉(zhuǎn)機。2018年1月25日，印度國防部分別向空客公司、波音公司、伊留申公司發(fā)送了新空中加油機的招標信息。印度當年拋棄伊爾-78MKI很大程度上是因為其過于落后，而先進的伊爾-78M-90A因為已經(jīng)換裝了PS-90A-76發(fā)動機和新的電子設(shè)備，又重新吸引了印度人的目光。但在最新的這次招標中，伊爾-78M-90A不僅要面對A-330MRTT的競爭，還要同波音公司的KC-46A同臺競爭。鹿死誰手，殊難逆料。如果外銷不成，對伊爾-78M-90A的發(fā)展還是有一定影響的。