Bulgaria kielsi viime viikolla venäläiskoneita käyttämästä ilmatilaansa matkalla Syyriaan.
Bulgaria sanoi saaneensa tietoja, joiden mukaan koneet kuljettivat aseita.
– Rahti oli tullattu humanitaarisena apuna, mutta ulkoministeriön saaman tiedon mukaan kyse ei ollut siitä, vaan jonkinlaisesta aseistuksesta, sanoi Bulgarian puolustusministeri Nikolai Nentshev televisiohaastattelussa tiistaina.
Sotilasliitto Nato on huolestunut mahdollisuudesta, että Venäjä olisi kasvattamassa sotilasapua Syyrian presidentille Bashar al-Assadille ja näin syventämässä Syyrian konfliktia.
Sen aikana on kuollut lähes 250 000 ihmistä ja lisäksi kymmenettuhannet ihmiset ovat paenneet maasta.
Bulgarian ulkoministeriön tiedottaja sanoi uutistoimisto AFP:lle, että ilmatilan kieltäminen tehtiin "täysin itsenäisesti" ilman Nato-kumppaneiden painostusta.
Venäjä on vaatinut Bulgarialta selvitystä asiassa.