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红星照耀下的银翼——前苏联航空发展历程(1917-1991)

发布时间:2013-04-25  原作者:江东   点击数:

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  早在十九世纪,俄罗斯已有学者积极参与了航空的早期研究。其杰出代表人物当推曾被列宁誉为“俄罗斯航空之父”的机翼理论创立者、Н.Е.儒可夫斯基。他的早期论著《论鸟的滑翔飞行》(1891)和《论飞机最佳倾角》(1887),在人类航空发展史上占有重要的学术地位。

  1913 年,俄国著名航空设计师 И.И.西科斯基于 24 岁时研制的 S-6B“俄罗斯勇士号”四发巨型飞机在一个漫长的白夜中,由他亲自驾驶进行了首飞,成为当时世界上最大的重于空气的航空器。(由该机改制的“伊利亚.穆罗麦茨号”不久又成为世界上第一种重轰炸机)

伊利亚.穆罗麦茨号

  但沙俄时代的俄罗斯航空事业总体而言相当落后,航空技术发展相当缓慢。其航空工业尚处于“萌芽阶段”,全部从业人员还不足一万人。它留给革命政权的,只有不足一千架的破旧的外国飞机。……

  1917 年十月革命胜利后,以共产主义领袖列宁为首的苏维埃政权很快接管了沙俄遗留下来的飞行工具和航空“作坊”,苏联的航空发展开始走上正规。军队除了四下搜集散布在全国各地的航空器材之外,还立即恢复了已经一律收归国有的旧航空企业中的生产。其中,著名的杜克斯工厂和彼得堡工厂率先开工,以弥补东部和南部一些工厂因仍遭“白匪”控制而造成的损失。

  作为航空科技的领头羊,苏联中央空气流体动力学研究院(即 ЦАГИ/ “扎基” )于 1918 年先期创立。此后数十年间,她一直是指导全俄航空技术开发的权威机构和学术中心。在全面展开此文之前,让我们先粗略地回顾一下仅仅在二、三十年代里,ЦАГИ 所做的几项具有里程碑意义的工作:

  1918 年,她已开始了空中飞行试验,以修正仅靠地面实验带来的误差;
1925 年,她出版了阐述螺旋桨工作原理与计算方法的《空气螺旋推进器》一书;
1926 年,她建造了当时世界上最大的风洞(试验段直径 3m/6m,流速 30/70 米/秒),并对法国的纽堡式战斗机进行了全尺寸吹风校验;
1927 年,她出版了权威的《飞行动力学》一书和《空军技术》杂志;
1928 年,她出版了她的第一份学术报告《空气动力研究》;
1935 年,她已在附面层控制以及开裂式襟翼等机翼增升装置的理论和实用性开发方面都取得了初部成果。
1937 年,她出版了用来指导飞机设计的《航空设计师手册》和《飞机空气动力学》。
1939 年,她全新的大型全尺寸风洞和用于研究飞机尾旋现象的垂直风洞投入使用……

  而这二十多年,恰恰是介乎于第一、第二次世界大战之间,即世界航空史上所谓的“航空黄金年代” !

  在革命政权成立以后,苏维埃首先想到的是学习西方先进的航空技术。于是在二十年代初开始不断引进国外样机,并据此予以解剖消化,进而逐步加强本国设计师的独立设计能力。另外,还不失时机地组建和拓展各种有益于动员大众关心或参与航空事业、有益于培养航空后备力量的群众团体机构。其中最具影响力的是著名的“航空之友协会”(ОДВФ / 1923)。

  而在 1917 年革命军队刚刚成立伊始,红军就组建了“全俄航空管理委员会”。它的职责就是“整顿烂摊子”,振兴苏维埃联盟共和国的航空事业。
列宁当时就指出:“苏联应该有自己的空军!”

  1918 年 1 月,列宁又提出了“航空是本世纪重大文化之一”的观点。并在支持保留和发展旧航空工厂时说道:“苏维埃共和国不应该再有类似于香水或香脂厂那样的企业。”

  2 月,火星厂造出了 80 马力的 M-1 型活塞式飞机发动机,这是苏维埃掌权以后的第一台航空产品!

  同年 12 月,上面提到过的苏联中央空气流体动力学研究院正式成立。但一开始她是按气球和飞机两大部分分头开展研究工作的。最初的活动包括了对飞机着陆过载、飞机称重和起落架强度估算等较初级也较实用的一些研究。不久,又设立了空气动力、材料、强度、飞机和动力等几大专业研究部。十七年后,该组织已发展成为一个庞大的卫星城,并一直是领导全俄航空乃至航天走向世界前沿的学术咨询机构。

  也就在 1918 年,全国的一切航空工厂都归最高国民经济委员会统一管辖。航空企业开始迈上国有化、大型化的发展道路。

  日理万机的列宁,从不忘记对空军建设的关心,有时甚至于对一些具体工作进行适时指导。比如 1919 年秋天,他就要求研究一下是否可以利用飞机来“冲击骑兵”。因为“飞机低飞时,骑兵奈何不了它”。于是,一支由莫斯科航空学院教员组成的飞行队参加了对白匪马蒙托夫骑兵团的攻击。

  自进入国内战争后,三年之间苏联只生产了 650 架飞机,其中仿制数量占去 98%。当时工厂中主要生产美英的 DH-4、DH-9、DH-9A 和阿弗罗 504,以及德国的福克 DⅦ、Ju13 和 Ju21。为了扩大生产能力,斯大林要求凡在航空单位工作过半年以上的男女老少一律“归队”(甚至包括油漆工)。

  在三年内战中,红军还是完成了 12,000 次任务飞行,总飞行时间为 18,500 小时。另外,系留气球还做了 2,100 次浮升,从事空中观测 3,500 小时。

  即便如此,军队有关方面还是作了少量的飞行科学试验。为了尽早拿到自己的航空产品,空军争取到了可贵的 2,500 万卢布的一笔经费,并在 1920 年夏季建成了新机试飞站。

  在 1921 年元月颁布的苏联十年计划中可以看出,政府十分重视航空工业的发展。它甚至落实到了用于飞机制造的木材的储备问题!同年,由Д.М.格里戈洛维奇和В.Л.考尔文分别研制的伊-1(И-1)和马克-21(Mk-21)双翼飞机虽然进行了飞行,但都未真正获得成功。但后来的伊-2 战斗机却长时间为空军所采用。

  1922 年,为加强空军装备,列宁指示俄共中央再拨款 3,500 万卢布用于发展航空生产。当时,仿制产品中有既英国和荷兰的战斗机、又有意大利的侦察机和德国的小客机。

  1924 年 5 月 26 日,苏联最著名的设计师 А.Н.图波列夫领导的“全金属飞机研究委员会”试飞成功了苏联第一架全金属飞机安特-2(АНТ-2)。它可载客 2 名、以 155 公里的时速飞行在 3,000 米巡航高度。而仿制自美国的“自由 12”型 450 马力 V 形水冷 12 汽缸活塞式飞机发动机则成为苏联整个二十年代军用机所采用的主要动力装置。1926 年,由苏联设计师 А.С.纳扎罗夫领导研制的第一种纯国产的实用的气冷航空发动机爱姆-11(М-11)投入使用,它后来成为服役时间最长的苏联发动机(许多国家使用至八十年代以后。1954 年,新中国生产的第一种飞机发动机“50 号机”就是这种型号)。

莫尼诺航空博物馆的 ANT-2bis

  作为苏维埃政权下的第一种批量生产的纯国产飞机,安特-1(АНТ-1)以体育运动飞机的名义 于1924 年投产。不久,又诞生了三座小客机阿克-1(АК-1)“拉脱维亚射手号”,它是苏联国产旅客机的鼻祖。

ANT-1

AK-1

  然而,在二十年代初,苏联空军的主力依然还是外国型号(如战斗机使用的是德国第一次世界大战末期出现的福克 DⅦ)。

  1923 年 2 月 9 日,苏联民航正式诞生,其前身是俄罗斯志愿航空协会。使用的机种还是德国的容克 13(Ju13)。它的第一条航线从莫斯科通往下诺夫戈罗德市,单程 420 公里。

Ju 13

  苏联依靠自己的力量研制的第一架战斗机,应该是 Н.Н.波利卡尔波夫设计的木质双翼飞机伊尔-400(ИЛ-400)。

  在整个二十年代里,为尽快走完从仿制到独立设计的全过程,在政府出台的一系列重要决策中,包括了仿制和改良外国飞机、引进国外航空技术、发展自己的全金属结构和易于大批生产的飞机型号、扩大工厂生产规模等等。于是,在德.海维兰 DH-9A 的基础上发展出了爱尔-1(Р-1)轻侦察轰炸机;又在阿弗罗 504 的基础上发展出了乌-1(У-1)教练机。它们成为苏维埃政权初期最主要的国产军用机。

U-1

  为加速落实上述目标,М.В.伏龙芝在 1925 年 5 月 19 日召开的第三届苏维埃全会上宣布:“三年来,我们共进口了 700 多架军用飞机。今年,我们一架也不买,明年,完全可以(由国内)保证供给”。

  作为响应,А.Н.图波列夫推出了由他设计的首架军用飞机、双翼双座单发侦察轰炸机安特-3(АНТ-3)“无产者号”。1926 年 8 月 31 日,由著名飞行员格洛莫夫驾驶,在 34 小时内飞完 7,000 公里,第一次完成了苏联飞机的环欧飞行。1927 年,他又在 153 小时内飞完 22,000 公里,创造了一项骄人的成绩。在同一年代的另一次伟大的远航发生在 1925 年,由 Р-1、Р-2、АК-1 和 Ju13 等 6 架轻小型飞机组成的编队历尽艰辛、用 33 天的时间终于从莫斯科辗转飞抵我国的北平。格洛莫夫等人因此荣获功勋飞行员的称号。

ANT-3

  1927 年,苏共中央向人民发出了“发展军事工业、给部队提供新飞机和坦克……”的号召。并要求人们踊跃加入“国防航空化学建设协会”,这是当时又一家著名的军事体育和航空科普群众组织。旨在激励人民对投身国防事业的兴趣、学习和熟悉航空及其他各项国防知识,并掌握初步的飞行技巧。为国防事业提供后援保证。

  同年,第一种完全彻底自行设计制造的战斗机伊-3(И-3)问世了。它后来发展为著名的伊-5(И-5)。至 1933 年,又进一步改良成为今天尽人皆知的伊-15(И-15)战斗机。在同一年(1927 年),苏联又试飞成功了双座双翼教练机乌-2(У-2),它就是后来的波-2(По-2)。在其后三十多年里,曾广泛被应用于几乎各个领域,并以总产量 33,000 架而雄居世界飞机之林。1929 年,波利卡尔波夫设计的爱尔-5(Р-5)侦察机也开始交付军队,后来一共生产了 7,000 架之多。

Po-2

  与飞机同步,苏联在航空机载武器研究方面也开始出成果。它的第一挺 7.62mm ДА 型航空机枪开始试装在侦察轰炸机的后座上用于自卫。不久,专供战斗机使用的国产航空机枪 ПВ 型也问世了。

  1929 年,苏联航空工业系统提倡为提高产品质量而奋斗。也是从这一年开始,苏联把更多的注意力放在了国产航空发动机的开发和试验方面。
同时,由斯大林倡导的“工业化计划”,也促进了苏联航空工业的快速发展。他本人也常常会为了过问某一机型的研制细节,而召开专题会议,这就像其他不少国家的元首一样,在国家重大项目上喜好事必躬亲。

  1929 年,Б.С.斯捷奇金院士发表了他的《航空喷气发动机理论》。此外,在列宁格勒还成立了“喷气推进研究小组”,开始从事电火箭和液体燃料火箭推进等尖端科学的预研。这是苏联早期喷气推进研究中的典型活动。

  也是在这一年,苏联航空代表团访美,希望购买到美国的飞机和发动机。但美方对此相当冷淡,成交者仅仅是 600 马力的某型寇蒂斯产的发动机。但作为亲善的表示,一架安特-4(АНТ-4,也即特勃-1/ТБ-1)“苏维埃国家号”飞机仍在 1929 年的秋天成功地实施了莫斯科——纽约之间的洲际飞行。行程 21,500 公里,耗时一个月(其中洋上飞行 8,000 公里)。航空的发展已使苏联人跻身于空中竞赛的世界舞台,也赋于苏联人对外展示自己的机会。

TB-1

  进入三十年代之后,苏联飞机设计师进入了成熟期。苏联的飞机气动布局和构造开始和国际接轨——向着悬臂单翼和可收放式起落架过渡。并一举解决了飞机颤振、尾旋等长期困扰安全飞行的技术难题。在这一领域中,М.В.克尔德什和 А.И.茹拉夫琴科都一样做出过较大的贡献。同样进入三十年代之后,一批先进的军用飞机开始陆续装备部队,为后来的反法西斯战争提供了一定的物质准备。随着工厂的战略东迁,苏维埃政府在航空器的科研和生产两方面都已经取得了显著成效。

  1930 年 7 月,党的十六大宣布:军用飞机将彻底国产化。其中,又以重轰炸机为开发重点。为顾及作为不可或缺的配套系统的平行发展,苏联特地新成立了专门研究航空动力装置的“中央航空发动机研究院”(ЦИАМ/基阿姆)。

  12 月 22 日,总重 20 吨的四发重轰炸机特勃-3(ТБ-3,即 АНТ-6),在图波列夫的领导和集体努力下,终于研制成功。它代表了三十年代苏联远程航空兵的形象,更象征着苏联已经可以成批生产重型军用飞机了。

TB-3

  同年,在对未来航天预先研究的领域里,第一台自制的液体燃料火箭发动机 ORM-1 喷出了令人振奋的尾焰。

  当然,在整个三十年代中,充满创举和冒险精神的记录飞行一直都没有停顿过。其中的一例是:飞行员 Ф.Б.法里赫和 В.Б.齐加诺夫共同驾驶一架轻巧的乌-2(У-2)型飞机,从 1931 年的 1 月 27 日到 5 月 11 日,往返飞行于中部城市克拉斯诺雅尔斯克和北极圈内的杜丁卡之间,探险总行程 4,392 公里,其中空中时间 35 小时。……

  在机载武器的开发方面,Б.Г.什皮塔利内科研小组试制成功世界上第一挺速射机枪 ЩКАС(施卡斯),它甚至一直使用到二战结束。1932 至 1933 年间,苏联国产航空炸弹已形成自 50 公斤到 2,000 公斤的型号系列。并在世界上先于别国,为战斗机装备了空射火箭弹,如 82mm 直径的 РС-82 和更大的 РС-132 型。它们在 1939 年的哈拉钦河对日作战中通过了战争的检验。

  1932 年 6 月 27 日,“全苏航空材料研究院”成立。它的工作重点是继续开发具有发展前途的铝合金和耐热合金钢。当时,除战斗机仍大量采用布/木结构材料外,轰炸机已经大量采用“杜拉铝” (航空硬铝)。作为一种特色,苏联在存在争议的前提下,还对飞机采用钢结构进行过不少有趣的探索性实验。

  7 月 9 日,国防委员会做出了一项前瞻性的决定:广泛研究涡轮喷气发动机,力争早日付诸实践。

  8 月 14 日,全苏第一架实验性旋翼机 ЦАГИ-1ЭА 飞到了 605 米高度!

  同年,苏联第一批水上飞机走下生产线,尽管它们暂时还是按照德国和意大利的图纸制造的。

  至此,苏联航空工业已初具规模,并暗暗地开始进行战略布局上的调整。

  1933 年 4 月 28 日,苏联举办首届空军节,在莫斯科的伏龙芝中央机场上,举行了精彩的飞行校阅。

  10 月 31 日,革命军事委员会下令成立火箭研究院,成为俄罗斯发展航天事业的摇篮。

  为彻底扭转在航空发动机方面的落后局面,在这一年依然从美国、法国和西班牙等国购买了一些生产专利。

  当第二个“五年计划”来临之际,图波列夫设计集团研制的 8 发动机巨型“宣传飞机” ——АНТ-20“马克辛姆.高尔基号”腾空而起。这架总功率 17,000 马力、总重近 54 吨、翼展达 65 米、可载客 80 人的庞然大物一时间成为“全球最大的飞机” !而这恰恰印证了苏维埃政权“什么都要世界最大、什么都要世界最强”的信条。

ANT-20

  但真正具有实战意义的应该是图波列夫同期的另一杰作:斯勃-2(СБ-2)型双发高速轰炸机。它实际上占居了战前红色空军轰炸机部队的主力地位。

SB-2

  作为三十年代航空技术研究之结晶,集当时先进技术于一身的伊-15(И-15)和伊-16(И-16)式战斗机在 1934 年“荣誉推出”。各具特色的气动布局设计使它们分别持有突出的水平面机动性(低空盘旋一周仅需 8 秒!)和优异的最大速度性能。而更具有里程碑意义的是:其中的伊-16 在世界上率先采用了下单翼、半密闭座舱和可收放式起落架等一系列意识超前的气动布局设计!

废弃的 I-16 与 I-15

  由于航空工业的发展与壮大,苏联空军的羽翼日见丰满。到1936年,其航空器总数已经较两年前扩大了一倍。而且经过西班牙内战的洗礼,不仅检验了自己的全部航空武器,并且锻炼了本国航空兵的作战技能。

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