图-154侦察机是中国人民解放军空军在苏联售予的图-154客机M型的基础上研制的电子战侦察机，正式代号为图-154MD。
图-154客机是俄罗斯图波列夫设计局设计的三发中程客机，用以替代图-104、伊尔-18等早期喷气客机，兼作运输用途。1966年春开始设计，1968年初在莫斯科附近的儒科夫基工厂进行地面滑行试验，1968年10月14日首次试飞。共有6架原型机和预生产型机用于试飞，从第7架开始交付苏联民航局使用。1971年处苏联民航局所接受的第一架图-154进行初步验证飞行和机务人员训练飞行，同年5月开始邮件和货物运输。至1992年9月，已生产各型图-154约1000架，现在还在继续生产。
图-154和波音、空客等客机相比，并不能算一种好的客机。由于苏联的航空设计思想、发动机技术等原因，该机经济性不好，舒适性差，可靠性低。 先是发动机频频出现严重故障，国内的图-154曾出现涡轮叶片断裂打坏发动机短舱的事故，幸好飞行员技术过硬，加上运气，未出现大的事故。但其他事故不断，机毁人亡的事故时有发生，因此图-154称为了民用航空界中较不受欢迎的机种。这是国内的图-154逐步转入联航中的原因，也是选择该机作为电子战平台的一个次要原因。
中国联合航空公司是中国空军的商业部门，1992年至少一架在中国联合航空(CUA)服役的图-154M(编号B-4138)接受了执行电子情报搜集任务所需要的特种改装。这次改装在机身下方加装了数个容纳电子情报装备的半球形整流罩。这些设备可以探测、识别、和定位敌方的陆基和舰载发射器，然后对截获的信号参数进行测量和分析。经过此种改装的飞机被重新命名为图-154M/D 。
上个世纪90年代末期编号为B-4138的图-154M/D已经完成了第二个阶段的改装计划。这次改装最大的特征就是在机身下方换装了一个独木舟形状的大型整流罩，其中容纳了一部实验中的合成孔径雷达(SAR)系统，该系统与美国空军的E-8联合星性能相似。在第二阶段的改装中，图-154M/D上最初安装的一些电子情报搜集设备仍被保留了下来。
2013年11月16日和17日，图-154侦察机B-4015号机连续两天飞抵钓鱼岛以北约150公里的空域。航空自卫队战斗机紧急升空应对。 海军军事学术研究所研究员曹卫东在接受媒体采访时表示，图-154此次飞行是为宣示中方主权、展现维护钓鱼岛安全的信心和决心，同时也透露了我方维权的新手段。 
2014年3月11日，为加大马航失联客机搜救工作力度，经中央军委批准，中国空军3月11日10时紧急出动2架军用飞机，从三亚凤凰机场起飞，赴马航失联海域执行搜救任务。北京时间11日15时41分越南航空搜救指挥所表示，越南已经允许中国TU154飞机进入越南领空搜寻马航失联飞机。
中国人民解放军空军的图-154MD从外观上看加装了多个雷达罩、天线和电子战设备，装备了一部合成孔径雷达系统，该系统与美国空军E-8"联合星"联合监视及目标攻击雷达系统相似。一个这样的雷达系统能够明显的提升中国空军的作战飞机在一场进攻性空中战役中的作战效率。
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