俄罗斯伊尔—78M—90A空中加油机
2017年11月29日，俄罗斯最新研制的伊尔-78M-90A空中加油机首架原型机从乌里扬诺夫斯克“航空之星-SP”，飞机制造厂下线。2018年1月25日，编号为0201的该原型机在“航空之星-SP”飞机制造厂下属的机场首飞成功。伊尔-78M-90A空中加油机是伊尔-76MD-90A运输机的空中加油改型。作为苏联解体后俄罗斯在国内独立生产的首架空中加油机，伊尔-78M-90A空中加油机配备了推力更大、更省油的新发动机，也装备了更先进的空中加油系统。本文就将详细介绍伊尔-78M-90A空中加油机的前世今生。
谈到伊尔-78M-90A空中加油机，不得不谈苏俄空中加油机的发展历程。正是苏俄独特的空中加油机发展思路造就了今日的伊尔-78M-90A。
苏俄空中加油机的研制最早可以追溯到1931年。当时，格洛科夫斯基领导进行了苏联历史上第一次空中加油试验，使用1架R5侦察机作加油机，1架图波列夫TB-1轰炸机作受油机，进行空中加油试验。这次试验获得了成功，使得TB-1的留空时间达到了惊人的25小时。在二战中，苏联战机的主要任务是对地支援和防空，对航程需求不大。因此，苏联空中加油技术的发展暂时停滞。二战结束后，冷战的开始使得苏联需要发展对西欧、北美的轰炸能力，此时苏联战机航程短就成了大问题。要解决这一问题，只有发展空中加油技术。1948年，苏联部长会议通过决议，要求为图4轰炸机加装空中加油系统。因为图-4轰炸机的航程仅为5100千米，够不到美国本土，需要空中加油才能实现轰炸美国的能力。
当时，茹科夫斯基试飞中心的试飞员谢莱斯特和瓦西亚宁提出了别出心裁的“翼尖对翼尖”的空中加油方案。1949年6月16日，谢莱斯特和瓦西亚宁驾驶两架经过改装的图-2轰炸机完成了首次“翼尖对翼尖”的空中加油。此后，机翼加油系统被迅速运用到图-4轰炸机上。1951年，两架装备了机翼加油系统的图-4完成首飞。1953年9月17日，苏联航空工业部下达命令，此后所有的轰炸机在设计时都必须加装空中加油系统。核打击了。
于是，这20架米亚-4-3M轰炸机就被拆除了投弹和瞄准设备，将弹舱封死，只留下一小部分开口用于安装空中加油设备。这些改装的米亚-4空中加油机还接受了延寿改装，一直服役到20世纪90年代初。
20世纪70年代，除了轰炸机，苏联空军的其它战机也开始加装空中加油系统，以增加其作战半径。70年代初，
1954年8月，首批三对图-4空中加油机和受油机被交付苏联远程航空兵。1955年至1956年，又有九对图-4空中加油机和受油机被交付给苏联远程航空兵。
继图-4之后，图-16轰炸机也装备了翼尖对翼尖加油系统。早在1953年秋，图波列夫设计局就开始着手研究图-16的空中加油问题。1954年夏秋，首批两架图-16轰炸机加装了翼尖对翼尖加油系统，成为空中加油机。此后总共有100多架图-16轰炸机被改装成图-16Z空中加油机。图-16轰炸机也都在机翼上加装了受油系统。
在研制翼尖对翼尖加油系统的同时，苏联人也在研制自己的软管式加油系统。这是因为，对于像图-95、米亚-4这样翼展较大的飞机来说，翼尖对翼尖空中加油实现起来比较困难。所谓软管式加油系统，是由软管、锥套组成的。受油机在机头或机翼前缘装有一根受油管，而加油机则装有绞盘、一根几十米长的软管和一个锥套。锥套呈漏斗形，装有机械自锁机构。当受油管伸进锥套后，该机构会自动锁紧，而锥套又与输油软管相连接，所以输油软管和受油管就连接到了一起。输油软管由加油机上的绞盘控制收放。为了用软管加油，空中加油机一般配备有一个或多个空中加油装置，通常位于机翼下方和机身的尾部。
由阿列克谢耶夫领导的设计局完成了苏联首套软管式加油系统的研发。该系统被研制出来后，立即被装到了米亚-4战略轰炸机和图-95战略轰炸机上。加装软管式空中加油系统的图-16空中加油机也被改装了出来。
经过多年实践，事实证明翼尖对翼尖空中加油的方式有很多弊端。在这种加油方式下，两架大型飞机需要保持稳定的平行飞行，而且加油管和受油口都远离视线，对飞行员的操纵技巧要求极高。最终，自20世纪50年代末起，苏联人放弃了翼尖对翼尖加油系统，全面改用软管式加油系统。
直到20世纪六七十年代，苏联人一直奉行的是用轰炸机改装空中加油机的思路。除了图波列夫的图-4、图-16被改装成了空中加油机之外，米亚西舍夫的米亚4轰炸机也被改装成了空中加油机。20世纪60年代初期，有45架米亚-4A被改装成空中加油机。20世纪70年代后期，又有20架米亚-4-3M被改装成空中加油机。这是美苏缓和的结果。1975年，苏共中央总书记勃列日涅夫与美国总统福特在赫尔辛基举行会谈，为了表示自己推动缓和的诚意，勃列日涅夫答应将20架米亚-4-3M改装成空中加油机，这样它们就不能用于先是苏-24歼击轰炸机加装了空中加油系统。1975年，苏-15截击机也加装了空中加油系统。由于歼击轰炸机、截击机的空中加油系统不通用，给地勤保养和空中加油造成了很多麻烦。于是，研制通用的空中加油系统和能为各机种加油的通用空中加油机就摆上了苏联人的议事日程。
1983年，通用的UPAZ-1A空中加油系统研制完成。20世纪80年代，大部分苏联战术飞机都加装了空中加油系统。米高扬设计局的米格-25PD和米格-31BM，苏霍伊设计局的苏-24/苏-24M、苏-30、苏-33、苏-34都安装了空中加油系统。由于苏联的航母没有加装弹射器，所以苏联舰载机的最大起飞重量有限，不能携带过多燃料。而空中加油恰好可以弥补苏联舰载机的这一不足。因此，苏-33和米格-29都加装了空中加油设备。
20世纪80年代初，伊尔-78空中加油机的研制正式启动。伊尔-78配备了新研制的UPAZ-1A通用空中加油系统。1983年，伊尔-78原型机进行了首次试飞。伊尔-78空中加油机以伊尔-76MD军用运输机为基础，在货舱内加装了两个总共能容纳28吨燃料的圆柱形油箱，将尾炮舱改装成加油操作舱并添加了必要的设备。伊尔-78在每侧机翼和机身后部都装有一个空中加油系统。机翼上的加油系统可以同时给2架战斗机加油，机身后部的空中加油系统则可以为重型轰炸机加油。伊尔-78也可以同时为3架战斗机加油。飞机上还装有“会议”近程导航系统，用于在恶劣天气条件下搜索受油机，和受油机汇合。
伊尔-78空中加油机全长46.59米，机高14.76米，翼展50.5米。伊尔-78保留了坡道和货舱舱口，拆除安装在货舱内的油箱和空中加油系统后仍可作为运输机。伊尔78最多能搭载65吨燃料，其中机翼油箱搭载14.8吨燃料，货舱内油箱搭载28吨燃料。在距离机场1000千米半径内，伊尔-78可以给其它飞机加60-65吨燃料。在距机场2500千米半径内，就只能加32-36吨燃料。根据加油方式的不同，加油速度为900-2200升/分钟。
在此之后的伊尔-78M是伊尔-78空中加油机的改进型号。通过改进机翼和机体结构，伊尔-78M的最大起飞质量达到了210吨，而伊尔-78的最大起飞质量为190吨。为了增加燃料搭载量和减重，伊尔-78M取消了装载货物的后舱门坡道，这使飞机的空重减少了5吨，但也彻底排除了其作为常规军用运输机使用的可能性。伊尔-78M最多能搭载85.72吨燃料，其中机翼油箱搭载57.72吨，货舱内油箱搭载28吨。更大的油箱使伊尔-78M的作战半径有所增加。伊尔-78M可在距机场1800千米半径内向其它飞机加注60-65吨燃料，在距机场4000千米半径内给其它飞机加注32-35吨燃料。
在20世纪80年代，伊尔-78M可以算是先进的空中加油机。步入21世纪，伊尔-78M已经显得有些落后了，而且其生产问题一直困扰着这型飞机。
在苏联时期，所有的伊尔-78空中加油机的机体都是由位于乌兹别克斯坦的塔什干飞机制造厂生产的，总装也在该厂进行，而发动机和航电设备则由俄罗斯提供。苏联解体后，俄罗斯失去了塔什干飞机制造厂，无法自己制造伊尔-78。为了完成伊尔-76、伊尔-78的国际订单，俄罗斯和乌兹别克斯坦合作，继续使用塔什干飞机制造厂生产伊尔-78。然而，随着俄乌关系渐生隔阂，这种合作变得难以为继。2004年，最后1架伊尔-78MKI从塔什干飞机制造厂下线后，该厂再也没生产出1架伊尔-78。2012年，塔什干飞机制造厂正式破产。破产重组后，该厂被更名为塔什干机械厂，开始拆除部分基础设施，转向铁路车辆的生产。在这种情况下，俄罗斯只能想办法在本国找工厂生产伊尔-78，好在俄罗斯也的确有这样生产大型飞机的工厂，那就是乌里扬诺夫斯克“航空之星-SP”飞机制造厂。
此前，乌里扬诺夫“航空之星-SP”飞机制造厂已经成功生产出了先进的伊尔-76MD-90A军用运输机。于是，俄罗斯国防部想到了用伊尔-76MD-90A改装出更先进的空中加油机。2014年，俄罗斯国防部和伊留申公司签订了以伊尔-76MD-90A为基础设计伊尔-78M90A空中加油机并制造一架原型机的合同。
2017年，编号为0201的伊尔-78M-90A原型机基本建造完成。俄罗斯联合飞机制造集团副总裁兼伊留申公司总经理罗格欣在接受采访时表示：“伊尔-78M-90A装备了新的发动机和飞控系统，可携带更多燃料，拆除加油设备后可作为运输机使用，加油效率也比伊尔-78M大大提高。”
伊尔-78M-90A空中加油机全长46.5米，机高14.8米，翼展50.5米，最大起飞重量为210吨，最大平飞速度可达830千米/小时，作战半径约4000千米。该型机主要是在伊尔-76MD-90A军用运输机货舱内安装了两个能容纳50吨航空煤油的油箱，在机身尾部加装了一个加固的密封框架。此外还加装了三个空中加油系统，两个装在机翼上，一个装在机身尾部。伊尔-78M-90A货舱内的油箱和机翼油箱一共可搭载126吨燃油，大大超过伊尔-78M的85.72吨，这主要是通过改进机翼和增大货舱内油箱实现的。
伊尔-78M-90A保留了机尾的后舱门坡道，在需要时可以改回运输机。如果客户需要，伊尔-78M-90A也可以加装灭火设备，成为灭火飞机。
根据设计师和军方的设想，伊尔-78M-90A能给包括远程航空兵的轰炸机、前线航空兵的战斗机、战斗轰炸机在内的所有军用飞机加油。伊尔-78M-90A可以使用机翼上的加油系统同时给2架战斗机加油，尾部的加油系统可给远程航空兵的轰炸机和特种飞机加油。伊尔-78M-90停放在机场时也可以同时给4架飞机加油。
根据俄国防部和联合飞机制造集团的设想，未来伊尔-78M-90A将成为俄空天军的主力空中加油机，用以补充并逐步替换塔什干飞机制造厂建造的伊尔-78基本型和伊尔-78M空中加油机。根据测试飞行的结果，俄国防部将决定是否大规模订购伊尔-78M-90A。不过，考虑到俄空天军的伊尔-78都已老旧，更新换代势在必行。俄航空界估计俄空天军对伊尔-78M-90A的需求在30架以上。
伊尔-78M-90A加装了全新导航系统，用显示屏代替了座舱里的各种仪表，减轻了机组人员的负担，增加了安全性。伊尔-78M-90A配备的新型飞行控制系统能够同时跟踪跟空中加油相关的多个飞行状态参数，如加油机和受油机的相对位置、相对速度以及风速等。基于这些参数，该系统可以自动调整空中加油机的飞行姿态，保证空中加油机以最合适、最安全的姿态实施空中加油。空中加油期间的两机在三维空间中的相对位置会时时显示在飞行员和加油操作员面前的显示屏上，这将大大减轻他们的压力，提升加油效率。
和俄罗斯最近推出的图-160M2轰炸机一样，伊尔-78M-90A也采用了数字化设计和生产技术。伊尔-76MD-90A的全部图纸都被输入电脑，完成了数字建模，伊留申设计局的设计人员直接在电脑上对伊尔-76MD-90的数字图纸进行调整，完成了伊尔-78M-90A的设计。设计好的数字化图纸被直接发送给乌里扬诺夫斯克“航空之星-SP”飞机制造厂，飞机制造厂的数控机床直接根据数字化图纸进行生产。这样的数字化设计和生产省时省力，大大提升了设计和生产效率。
伊尔-78M-90A最大的亮点是其使用的PS-90A-76涡扇发动机。PS-90A-76发动机是俄罗斯彼尔姆航空发动机公司研制的PS-90A涡扇发动机的改型。PS-90A系列涡扇发动机是俄罗斯最先进的一型涡扇发动机，也是俄罗斯唯一一型符合国际噪声和有害物排放标准的航空发动机。其研制始于1981年，当时苏联需要一款推力在16000千克左右的发动机作为伊尔-96-300和图204客机的动力。索洛维耶夫设计局为赢得这一竞标研制了PS-90A发动机。1984年，PS-90A发动机进行了首次地面试验。1988年9月，配备4台PS-90A发动机的伊尔-96-300客机完成了首飞。1989年，PS-90A发动机在彼尔姆的第19航空发动机制造厂开始批量生产。1992年，该发动机获得了国际航空委员会的许可证以及国际民航组织颁发的噪声和有害物排放指标许可证。
PS-90A-76发动机是为伊尔-76系列飞机研制的PS-90A的军用改型。PS-90A-76采用跨音速风扇，具有13级高压压气机、混合式结构的燃烧室、2级高压涡轮和4级低压涡轮以及叶栅形反推力装置。其采用了轻镁合金铸造的机匣，配备发动机数字控制和智能诊断系统。
PS-90A-76发动机风扇直径为1900毫米，全长4964毫米，全重4160千克，起飞推力为14500-16000千克，巡航推力3500千克，最大升限13100米，可在3500米海拔的机场起飞，能够在零下47摄氏度到零上45摄氏度的温度范围内可靠工作。相比伊尔-78M使用的D-30KP涡扇发动机，PS-90A-76发动机的耗油率降低了13%～17%，推力提高了33%。耗油率的降低意味着伊尔-78M-90A可以有更远的航程，可以把更多的燃料用于空中加油，更大的推力则使伊尔-78M-90A拥有更出色的飞行性能。
和其它俄罗斯航空发动机的“短寿”不同，PS-90A-76的使用寿命也很长。其总寿命为25000小时，冷端大修寿命为10000小时，热端大修寿命为5000小时。根据评估，伊尔-78M-90A使用PS-90A-76发动机后，发动机的使用花费大幅降低，发动机可靠性则能提升1.5-2倍。可以说，采用PS-90A-76发动机的伊尔-78M-90A的经济性要比伊尔-78M好得多，这对于目前因经济困难而经费拮据的俄空天军来说十分重要。
虽然伊尔-78M-90A的首飞已经成功，但仍有一些因素影响着该机的前途。
一方面，乌里扬诺夫斯克“航空之星-SP”飞机制造厂的产能是个问题。该厂虽然历史悠久，具有丰富的大型军用飞机生产经验，但其生产线早已被占满。“航空之星-SP”飞机制造厂的历史可以追溯到20世纪70年代。1975年4月16日，苏联部长会议通过了关于在乌里扬诺夫斯克兴建航空生产综合体的第299102号法令。1975年4月28日，苏联航空工业部部长德缅特耶夫签署命令，在乌里扬诺夫斯克建设由三家工厂组成的航空生产联合体。1976年6月10日，“航空之星-SP”，飞机制造厂举行了奠基仪式。该厂建成后，主要用于生产安-124运输机。1985年10月30日，该工厂生产的第一架安-124运输机飞上了天空。之后该厂又开始生产图-204客机。1990年8月17日，首架图-204客机在“航空之星-SP”飞机制造厂机场腾空而起。在苏联解体后，凭借着图-204的订单，该厂保持了比较好的经营状况。生产图-204的经验也使得该厂对于安装PS-90A系列发动机获得了丰富的经验，所以，当俄国防部打算在境内生产装备PS-90A-76发动机的伊尔-76MD-90A时，立刻就想到了“航空之星-SP”飞机制造厂。
为了承接伊尔-76MD-90A的生产工作，“航空之星-SP”飞机制造厂专门组建了一条总装线。该总装线由多个车间站点组成，确保飞机的完整组装。在该总装线中，最重要的工作是机身和机翼的对接，这一工作已经充分实现了自动化，大大减少了对接时间。总装线上安装有激光光学测量系统，专门负责检查对接的精度。该厂的这条总装线技术十分先进，在俄罗斯也属一流。但自建成以来，其产能就一直被占满。
2012年9月22日，“航空之星-SP”飞机制造厂生产的首架伊尔-76MD-90A原型机首飞成功。2012年10月4日，俄总统观看了伊尔-76MD-90A原型机的飞行表演，十分高兴，当天就签署了订购39架伊尔-76MD-90A的大单，合同总额高达1400亿卢布。2014年11月21日，首架生产型的伊尔-76MD-90A运输机正式交付。到目前为止，该厂一直忙于完成伊尔-76MD-90A订单的生严，恐怕一时半会儿处难以腾出产能批量生产伊尔-78M-90A。该厂还承担了大量民机如苏霍伊“超级喷气-100”客机、MS-21客机的生产合同，产能完全被占用，而且伊尔78M-90A本身也在试验阶段，有很多不成熟的地方需改进，不能马上量产，即便俄空天军现在就下伊尔-78M-90A的订单，伊尔-78M-90A进入俄空天军服役也还是很遥远的事。
另一方面，伊尔-78M-90A的外销前景也不乐观。印度的订单从来都是俄军工企业争抢的重点，对于伊留申设计局来说也不例外。印度空军在2001年至2004年接收了6架伊尔-78MKI空中加油机。在之后的2006年，印度国防部曾经进行过购买6架新空中加油机的招标，当时空客的A-330MRTT空中加油机击败了俄罗斯的伊尔-78MKI成功中标。但A-330MRTT也没能笑多久，这一订单之后被印度单方面以价格过高（每架加油机3亿美元）为由放弃。2010年印度空军再次进行空中加油机招标，A-330MRTT又一次中标，但最终还是因为太贵被放弃。
经过多次拖延，已经失败的伊尔-78系列反倒赢来了转机。2018年1月25日，印度国防部分别向空客公司、波音公司、伊留申公司发送了新空中加油机的招标信息。印度当年抛弃伊尔-78MKI很大程度上是因为其过于落后，而先进的伊尔-78M-90A因为已经换装了PS-90A-76发动机和新的电子设备，又重新吸引了印度人的目光。但在最新的这次招标中，伊尔-78M-90A不仅要面对A-330MRTT的竞争，还要同波音公司的KC-46A同台竞争。鹿死谁手，殊难逆料。如果外销不成，对伊尔-78M-90A的发展还是有一定影响的。
作者：宋心荣
来源：《兵器知识》2018年第05期
