El Tu-22 en sus inicios de prueba, demostró no ser superior a su predecesor, el Tu-16, incluso siendo inferior a este en algunos aspectos. Su rendimiento en despegue y radio de alcance, eran principalmente sus puntos débiles. Incluso tras la introducción en servicio del Tu-22, Tupolev comenzó a trabajar rápidamente en un nuevo sucesor mejorado, con el nombre de modelo Tu-22M.
Como en los proyectos contemporáneos del Mikoyan-Gurevich MiG-23 y el Sujoi Su-17, el diseño de un nuevo avión con las ventajas de las alas de geometría variable parecían tentadoras, permitiendo una combinación de un buen rendimiento en despegue, aterrizajes cortos, velocidad de crucero eficiente y una velocidad máxima óptima a bajas cotas. El resultado fue un nuevo avión bombardero denominado Samolet 145, que provenía del Tu-22, con algunas características del proyecto desechado del Tu-98.
El primer prototipo, el Tu-22M0, realizó su primer vuelo el 30 de agosto de 1969. La OTAN observó por primera vez el avión en esa época y durante algunos años, se creía en Occidente, que la designación en servicio era Tu-26. Durante los acuerdos SALT de limitación de armas estratégicas, los soviéticos insistieron que este avión era el Tu-22M. En ese momento, los expertos occidentales sospechaban, que esta designación intentaba sugerir, que se trataba de una variante totalmente diferente del Tu-22, en lugar de ser solamente una aeronave más avanzada con algunas mejoras "Up Grade".
Sin embargo, se conoce que el Tu-22M era la designación correcta y el vínculo con el Tu-22, fue realizado por el equipo de diseño de Tupolev, para intentar convencer al gobierno soviético, que solo se trataba de una variante económica y mejorada, del modelo de avión anterior. De hecho, el tren de aterrizaje delantero y la bahía de carga interna para las bombas, provenían del mismo diseño del Tu-22 anterior. Sólo nueve unidades del modelo de preproducción Tu-22M0 para pruebas iniciales de vuelo se construyeron, seguido de otros nueve más, del modelo Tu-22M1, entre 1971 y 1972. Ambos fueron designados por la OTAN como Backfire-A.
La primera versión en producción importante comenzó en 1972, con el modelo Tu-22M2 (Backfire-B), con alas de mayor tamaño y rediseñado intensamente, aumentando el fuselaje, con un gran timón vertical de profundidad, que se proyecta hacia el centro de la estructura, para aumentar la estabilidad del avión y evitar los derrapes durante los aterrizajes; ampliando a cuatro su tripulación, piloto y copiloto, sentados adelante; ingeniero de radar y artillero, sentados detrás de la cabina de mando.
Con nuevos motores gemelos NK-22 y grandes tomas de aire laterales, similares a las del F-4 Phantom II y un nuevo tren de aterrizaje principal, más alto, con tres ejes de ruedas y colocado en la base de las alas, en lugar de estar en contenedores bajo cada ala del avión, que se retraen desde las alas hacia el centro del fuselaje; bajo la cabina tiene una mira electro-óptica, sistema de guía de bombas OBP-15T por láser y de obtención de imágenes por infrarojo. Este modelo estaba armado principalmente con misiles navales de largo alcance antibuques o misiles crucero, generalmente uno o dos Raduga Kh-22 (AS-4 Kitchen). Algunos Tu-22M2 fueron reequipados con motores más potentes NK-23 y renombrados como Tu-22M2Ye.
En servicio, los Tu-22M2 eran conocidos por su tripulación como Dvoika (dobles), siendo más popular que el Tu-22 gracias a su rendimiento y cabina mejorados, que le permiten al piloto tener una mejor visión de la pista en el momento de los aterrizajes, por el costado de la nueva punta aerodinámica del avión, que no es necesario inclinarla hacia abajo como la punta del avión supersónico de pasajeros Concorde; los tripulantes ingresan a la cabina de mando fácilmente, mediante cuatro compuertas grandes, ubicadas dos a cada lado de la cabina, que se abren hacia arriba como alas de gaviota.
El modelo posterior, el Tu-22M3 (designación OTAN Backfire-C), realizó su primer vuelo en 1976 y entró en servicio en 1983. Poseía motores NK-25 de potencia superior, con empuje de post-quemadores de combustible y toberas de salida de gases regulables, como las de los aviones caza para obtener mayor empuje hacia adelante y nuevas entradas de aire, más grandes y alargadas casi hasta la cabina, en forma de cuña, similares a las del MiG-25 y el F-15, con aberturas laterales auxiliares, que se abren para permitir el ingreso de más aire a los motores, en vuelos a bajas altitudes y durante el despegue, nuevas alas con un mayor grado de inclinación con alerones de frenado, que se abren hacia arriba y abajo, para lograr aterrizajes en pistas más cortas y el morro alojaba un nuevo radar Leninets PN-AD; el nuevo sistema de navegación y combate NK-45, que mejoraba el vuelo a bajas cotas, especialmente diseñado para misiones de bombardeo naval, en vuelos furtivos sobre el nivel del mar.
Tenía una torreta en la cola, justo sobre los dos motores, con un cañón automático controlado por radar, montado en un pequeño radomo trasero; bajo los motores despliega un paracaídas para aterrizajes cortos y en la bahía de carga, un lanzador rotatorio para misiles Raduga Kh-15 (AS-16 Kickback), similar al misil estadounidense AGM-69 SRAM, bombas guiadas y bombas convencionales de caída libre. El nuevo avión tenía mejor rendimiento que el M2 y recibió el sobrenombre de Troika (tríos) por sus tripulantes.
Una de las controversias del Tu-22M era su capacidad de reabastecimiento en vuelo. El Tu-22M estaba fabricado con una sonda fija, para reabastecimiento en la parte superior del cono delantero del radar, pero fue eliminada, como resultado de las negociaciones de limitación de armas estratégicas SALT con EE.UU., aunque podía ser reinstalada fácilmente si era necesario, con un nuevo programa UP-GRADE, terminados los acuerdos SALT en 2008, no se conoce sobre las nuevas modificaciones que tenga este avión bombardero.
Una pequeña cantidad de Tu-22M3, quizá una docena, fueron convertidos en Tu-22M3(R) o Tu-22MR, con un radar de búsqueda lateral Shompol y otros equipos de radar ELINT. Una variante dedicada a la guerra electrónica, designada como Tu-22MP, para misiones de avión radar "guía de ataque" de otros aviones de combate y vigilancia naval tipo "Hawk eye", fue construida en 1986, pero en cantidad muy escasa, sólo dos o tres prototipos. Algunos Tu-22M fueron actualizados a la versión Tu-22ME. En total, se fabricaron unos 500 aviones Tu-22M entre todas sus variantes, pero no se conoce con certeza cuantos Tu-22M3 más modernos, están todavía operativos en Rusia.
Durante la Guerra Fría, el Tu-22M estaba al servicio de la Fuerza Aérea Soviética (VVS) en misiones de bombardero estratégico y en la Aviación Naval Soviética (AVMF) como avión naval antibuque de vigilancia marítima. El Tu-22M vio combate por primera vez en Afganistán entre 1987 y 1989. Se utilizó de forma similar a los B-52 Stratofortress de la USAF en Vietnam, lanzando grandes cantidades de bombas convencionales de caída libre. A pesar del impacto de estos ataques, su valor estratégico fue marginal.
Tras la disolución de la Unión Soviética, unas 370 unidades permanecían en servicio en la CEI. Debido a los problemas económicos, la producción finalizó en 1993, quedando unos 70 aviones en servicio. La Federación Rusa utilizó sus Tu-22M en combate contra fuerzas chechenas en 1995, realizando ataques cerca de Grozni. Un Tu-22M fue derribado en agosto de 2008 durante la guerra contra Georgia.
La Unión Soviética no exportó el Tu-22M3 a otros países, pero tras su disolución, algunos de esos aviones permanecieron a manos de las antiguas repúblicas soviéticas. Bielorrusia posee 52 unidades, aunque se desconoce cuantas están en servicio en la actualidad. Ucrania tenía 29 aviones, pero al renunciar su gobierno a las armas nucleares, los aviones fueron destruidos o vendidos, siendo el último en su inventario en 2004.
Tupolev ha buscado compradores extranjeros para el Tu-22M3 desde 1992, incluyendo en la lista a Irán, la India y la República Popular China, aunque no hay confirmaciones de ventas. Cuatro aviones han sido arrendados a la India en 2001 para reconocimiento marítimo y misiones de bombardeo naval. Irán informó haber comprado siete aviones, para misiones de bombardeo naval y en previsión de un posible conflicto naval, pero no está confirmado.
China quiere comprar aviones navales supersónicos a Rusia, el Tu-22M3 puede funcionar como avión naval supersónico, en los países que tengan territorios de ultra mar que necesiten defender, por su gran alcance y autonomía de vuelo. Es posible que Rusia pueda ofrecerlo para su exportación en el nuevo siglo, como un avión de reconocimiento marítimo, guarda costas y bombardero naval, para misiones de "guerra electrónica" y como guía de ataque tipo "Hawk-eye" de otros aviones y misiles navales, que podrán volar ocultos con sus radares activos apagados, volando bajo a nivel del mar, bordeando islas, ríos, golfos, entre montañas y bajo las nubes, para sorprender a una fuerza naval y aérea adversaria, y combatir con una mayor ventaja, contra otros aviones supersónicos, en los posibles enfrentamientos navales del nuevo siglo.
Fueron vistos volando en las maniobras aéreas y navales de Rusia en el mar mediterráneo, desplegados desde bases aéreas al sur de Rusia, escoltado por los aviones caza navales Su-33 que son embarcados en el portaaviones Almirante Kuznetsov, formando juntos un nuevo tipo de ala de combate y logrando impactar con éxito, misiles simulados contra los barcos asignados como blancos enemigos, en las operaciones de juegos de guerra, impresionando a los militares de otros países que participaron como observadores en las maniobras y comprobando su efectividad como bombardero naval. Los Su-33 crearon un perímetro de combate para enfrentar a otros aviones caza adversarios y permitir, la penetración profunda de los Tu-22M que alcanzaron todos los blancos asignados, en misiones de ataque simuladas con misiles supersónicos de largo alcance, en operaciones de combate a baja altitud con vuelos rasantes sobre el mar, desplegados desde bases aéreas en el sur de Rusia.
Será presentado en la Feria Aérea Internacional de la Aviación y el Espacio "MAKS" de Rusia, en el campo aéreo Zhukovsky, cerca de Moscú, en Agosto del 2009 y estará disponible para su venta, a todos los países amigos que quieran comprarlo, como un avión bombardero supersónico naval pesado de largo alcance y guía de ataque, de otros aviones navales supersónicos.
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