试验型图-22M0
试验型图-22M0
现有的图-22并不能令军方满意，因此在改进该型飞机缺陷的同时，也开始了对其继任者的研发工作。
图波列夫设计局积极推进“106号”和“125号”项目。如果说“106号”是在图-22基础上的现代化改进，那么“125号”则计划成为一款超现代、超高速的新型飞机。然而这两个项目有一个共同点：都属于“单一飞行模式”的设计，即飞机专门为超音速飞行而优化。
展开剩余89%然而到了1960年代中期，这种“高空超音速突防”的理念开始受到质疑。此外，“125号”项目还需要采用当时最新且成本高昂的技术。
西方国家当时对“高空超音速突防”概念曾极为痴迷，认为高速飞机在高空可以规避苏联的防空导弹，但苏联的防空系统设计人员取得了突破，研制出可以击落超音速飞机的远程导弹。
美国得出结论：应转向“低空突防”理念，即飞机在低空接近目标，利用地球曲率使防空系统雷达无法在远距离发现目标。
苏联也得出了类似结论，并采纳了“多模式”载机的理念。这种飞机既要能良好地进行超音速和亚音速飞行，还要能在低空以跨音速（即接近音速）飞行。
量产型图-22M0
由于图-22采用大后掠角的机翼，其起降性能很差。着陆速度高达330公里/小时，飞行员往往会错过最佳着陆时机，甚至造成飞机损毁。
美国和苏联都得出了一个共同结论：采用可变后掠翼的飞机最为高效。
图-22
图-22
在亚音速状态下，采用中等后掠角的机翼可以提高航程；在最小后掠角时，起飞和着陆更为容易；而在大后掠角时，飞机则能良好地进行超音速飞行。
但这种可变后掠翼的飞机也存在缺点：可变翼结构使得机体空重增加，因为机身必须加入铰接结构、传动装置、加强肋等结构元素。整机重量可能增加达4%。
因此，必须研制出既轻又坚固的翼铰、翼段传动装置、高效的铰接部位润滑材料，以及机翼转动的自动控制系统等。
与此同时，设计团队还解决了飞机在变后掠角过程中稳定性和可操控性的问题。他们引入了机翼根部延伸段，并将翼铰转轴布置在特定的位置上。
中央空气动力研究院（ЦАГИ）也确认了这种“通用布局”的可行性。
1965年，图波列夫设计局在没有国家拨款的情况下，自筹经费开始了远程导弹轰炸机“145工程”的研究。为了合理化这个项目的存在，他们对外宣称“145”是图-22K的深度改进型，但随着研究的深入，这两个机型之间的共同点越来越少。
“145工程”飞机（后命名为图-22M、“ЮМ”、“АМ”、“45”）最终演变成了一款全新的飞机。
“145工程”飞机（后命名为图-22M、“ЮМ”、“АМ”、“45”）最终演变成了一款全新的飞机。
最初，“145工程”是基于“106Б”项目设计的。它继承了“106Б”在发动机和打击武器布置上的设计方案，以及机载防御系统。
该机采用上单翼布局，并配备可变后掠翼。中部机翼是固定的，其后掠角为65°；而可变部分机翼有三个固定位置：
20°：用于起飞、降落和在低速亚音速时飞行； 65°：用于超音速飞行； 72°：用于低空亚音速飞行。飞机装备两台带加力燃烧室的双涵道涡轮风扇发动机，安装在机身后部上方的联合发动机舱中，进气道采用独立布局，并带有垂直楔形分流器。
“145”的起飞重量相比最初方案增加了7%，达到105吨；空重增加了5%，为51.5吨。其起降性能显著改善，不仅可以在混凝土跑道上起降，还可在土质跑道上运行。起飞滑跑距离从原来的1800–2000米缩短至1450米（在105吨起飞重量下）。
性能方面，“145”在高度50–100米的最大飞行速度为1100公里/小时，而“106Б”无法在这种低空高速模式下飞行。在14500米高空时，“145”的最高速度为2500–2700公里/小时，而“106Б”为2200公里/小时。巡航速度为2200公里/小时，而“106Б”为1800公里/小时。
在亚音速巡航状态下，“145”的航程达到10000公里，而“106Б”只有6500公里。在超音速巡航模式下，其航程为4000公里，对比“106Б”的3000–4000公里。而在贴地飞行模式下，“145”依然可以飞行3800公里。
“145”可以在中高空、各种可达速度条件下攻击目标。如果遭遇强大的防空系统，轰炸机可在200米以下的低空以1200公里/小时的速度执行突防任务，投送导弹和炸弹，打击目标包括导弹发射井和移动发射平台。
飞机“145”项目最终被命名为图-22M（也称为“ЮМ”、“АМ”、“45”），演变成了一款全新的机型。
飞机“145”项目最终被命名为图-22M（也称为“ЮМ”、“АМ”、“45”），演变成了一款全新的机型。
该飞机也被考虑作为携带X-22导弹的载机，该导弹可配备多种战斗部，包括反辐射弹头，甚至能摧毁预警机（如AWACS）。
此外，还预设了侦察型“145Р”、电子干扰型“145П”和反潜型飞机的可能版本。
机组配置与图-22相同：包括一名飞行员、一名导航员和一名武器操作员。
到1965年底，为了减少机身和机翼对动力系统在高速下运行的影响，图波列夫设计局对设计进行了部分修改，将发动机舱进一步抬高于机身之上。
为提高操控效率，还对垂尾和水平尾翼的形状进行了优化，同时改善了机头设计等。
导航员的座舱被移至飞行员座舱之后，操作员则被安置在更靠后的部位，朝飞行方向坐着。逃生方式也从舱口弹出改为向上弹射的座椅。
原计划将该机仅作为导弹发射平台，因此取消了轰炸瞄准器和轰炸武器系统。
图波列夫设计局与中央空气流体动力研究所（ЦАГИ）共同设计了“145”的气动布局。但在发动机位置上两者出现了分歧。ЦАГИ主张移除上部安装的发动机，认为从上方供气不仅会显著增加飞机重量，还会导致内部设备、武器和燃料布置困难。
图波列夫设计局则认为，只要将发动机舱抬高并有效管理边界层气流，就可以解决空气供应问题。
ЦАГИ指出，这种设计在超音速（马赫数1.3~1.4）时会导致进气不均，即便是在小迎角下也如此。
最终，设计局决定将发动机移至机身尾部，并将进气口置于机身两侧。
飞机成为中单翼布局，侧面进气口设在机翼中部。同时对飞机系统和设备重新布局，油箱位置也作了调整。
为了改善乘员工作条件，增加了第二名飞行员，驾驶舱也加大。两名飞行员并排坐在前舱，导航员和武器官则坐在第二舱室。
固定中翼的后掠角被减少至56°，而可变后掠部分的角度可在任意中间位置调节。
由于采用了可变后掠翼，取消了副翼，改用阻力板（拦阻器）、前缘缝翼和可差动升降舵来控制飞机。
直到1967年，苏联部长会议才正式发布关于图-22M的决议。图波列夫设计局被要求设计图-22КМ（即图-22M），配备可变后掠翼和两台NK-144涡扇加力发动机（NK-144-2），能够携带一枚X-22导弹。
设计目标是：
最大速度：2300–2500 km/h 携带一枚导弹的亚音速航程：7000 km 起飞滑跑和降落滑跑距离：不超过1600 m图-22M原计划于1969年第二季度进入国家试飞阶段。
苏联空军于1967年9月提出了他们对新一代航空导弹系统K-22M的要求，特别强调飞机要具备低空飞行能力。其构想如下：
亚音速巡航航程：8000 km 超音速巡航航程：3000 km 300–500 m低空飞行航程（亚音速）：3500 km（人工和自动控制下） 最大速度：2000 km/h，短时间可达2300 km/h 超音速巡航速度：1600–1800 km/h 亚音速巡航速度：850–900 km/h 低空巡航速度：900 km/h 实用升限：亚音速为14 km，超音速为16 km发动机方面，首阶段使用NK-144-22型（推力20吨），第二阶段使用NK-144-2（推力22.5吨）。
初期将沿用图-22的设备，后续将换装集成化的现代航电设备。
空军要求除导弹外，还应具备常规炸弹载荷：
标准载荷：3吨 最大载荷：11吨同时，还要求升级X-22导弹的抗干扰能力，并在机尾安装带雷达和电视瞄准系统的自动炮塔。
由于客户不断提出新要求，飞机被频繁修改，最终的成品已大大偏离了最初的设计方案。
最终，图-22M可以携带3枚X-22导弹，最大炸弹载荷提升至24吨，安装了导航系统、自动飞行控制系统和新型航电，这极大地增强了飞机能力，但也延长了新系统与飞行性能测试的周期，以达到1967年的设计标准。
1967年，原型设计审查委员会决定先小批量生产一组按照首阶段标准建造的图-22M飞机，即图-22М0（代号“45-00”）。
首批图-22М0在喀山飞机制造厂开建，到1969年中首架装配NK-144-22发动机的飞机完成，并立即开始试飞及调试工作。图-22М0用于测试新系统和综合体。
飞行测试结果表明性能仍有待提升。配备NK-144-22（推力20吨）发动机、携带一枚X-22M导弹的图-22М0，在121吨起飞重量下：
亚音速航程：4140 km 最大速度：1530 km/h 起飞滑跑距离：2600 m而计划航程是7000 km，实际为6400 km；计划最大高度速度为2300–2500 km/h，实际为2300 km/h；地面最大速度计划为1100 km/h，实际为970 km/h；最大炸弹载荷计划为24吨，实际为12吨；仅能挂载1枚X-22导弹，而不是2–3枚。
由于图-22М0的飞行技术性能不满足空军和设计局的预期，甚至在试飞尚未完成前，已经决定启动改进版图-22М1（代号“45-10”）的设计工作，决议于1969年12月通过。
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