与之前的M2型相比,M3主要的改进有:改装了推力更大的发动机、重新设计了进气口和尾部喷管,有效地提高了推重比;重新设计了弹舱,加大了载弹量;大大改善了电子设备。该型飞机已经可以称得上是真正的超音速战略轰炸机了。飞机进气道唇口由原先的矩形变为楔形,机身更加接近流线型,发动机尾部喷管也做了重新设计。同时,机载设备也进行了改进,装有AFCS-145导航系统、ACS-145和DUI-2M自动机载控制系统、NK-45瞄准与导航雷达、RSBN-PKV无线电着陆与导航系统、SPS-151-153“丁香花”和SPS-5M“豆子”电子干扰吊舱、APP-22MS自动复位无源干扰和ASO-2B-126自动反射装置等。换装新的NK-32发动机后,推重比提高到0.4,高空最大速度达到2.05马赫,作战航程达到了6800千米。机头罩上翘,没有可见的空中加油探管。机身武器舱内有旋转发射架,可挂六枚Kh-15短距攻击导弹。机翼固定段下可挂两枚Kh-22空-地导弹或四枚Kh-15导弹。机尾的鼓形整流罩内装一门Gsh-23型机炮。此外,在电子设备上,机头安装了新的攻击雷达,进一步改善了飞机低空突防的能力。综合来看,与之前M2型相比,作战半径增加14%-15%,作战纵深增加17%-20%,总体作战效率提高了1.2倍。
图-22M3与其他轰炸机的尺寸对比
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