米格的天空
晨枫
原载 西西河
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二战中美英对德国的战略轰炸给苏联留下了深刻的印象,广岛和长崎的原子弹使国土防空具有了新的重要性,战后喷气式高速轰炸机的发展给苏联的国土防空增加了新的压力。新组建的国土防空军优先装备米格-15,专门用来拦截高空入侵的轰炸机。但米格-15 的全天候作战能力不足,在夜间和恶劣天候条件下,难以靠目视发现目标,实现有效拦截。48 年夏,苏联空军就提出了在战斗机上安装雷达的要求,以帮助夜间和恶劣天气条件下发现目标。51 年时,国土防空军提出了更具体的双发双座配备雷达的全天候截击机的要求。双发可以提供更高的速度和更大的起飞重量(即更远的航程),双座可以提供一个专职的雷达操作员。推力最大、性能最先进的克里莫夫 VK-1 发动机是自然的选择,但问题是 VK-1 的直径太大,双发并列的话,机身会异常宽大,翼下双发同样具有阻力大的问题。米高扬别出心裁地采用双发前后安置的方法,前发在机翼前,喷口在中机身下,像米格-9 一样;后发在机翼后,喷口在机尾。为了提供最好的视界,米高扬把双座并列安置。新飞机称为伊-320。
发动机一前一后的伊-320,前发的喷口在座舱下方
伊-320 的并列双座也是十分特别,“酒糟鼻子”是雷达罩 二战中德国和美英的一些夜间战斗机已经开始装备机载雷达,但应用十分有限。战后苏联的雷达技术并不发达,但依然研制出两种机载雷达,一种采用单一天线,搜索和跟踪合一,但需要手动跟踪目标;另一种采用双天线,一个搜索,一个跟踪,但可以自动跟踪。米高扬在举棋不定之中,决定在伊-320 上同时上两种雷达。试飞结果表明,两种方案没有明显的优劣,都有很大的缺点,离实战还有距离。伊-320 最后落选,雅克-25 被选中作为国土防空军的远程双发双座截击机,伊-320 成为米格历史上的一个插曲。雅克-25 采用两台米库林 AM-5 轴流式压气机的涡喷发动机,发动机截面积小,推力大。从 BMW003 和 Jumo004 的轴流式压气机,到“尼恩”和“德温特”的离心式压气机,到 AM-5 的轴流式压气机,这是一条螺旋形上升的曲线。 为了提高米格-15的夜间和恶劣天气作战能力,米格设计局也为米格-15 设计了配备雷达的米格-15P,在进气口上唇加装雷达罩,航炮相应减少两门 23 炮。不过米格-15P 的雷达探测距离很短,产量也很有限。米格-15 还有其他五花八门的改进型,有的机头下安装炮塔、23 炮可以上下转动;有的在机翼下加装武器挂架和吊舱,可以用于对敌攻击;有的加装照相设备,专门用于侦察;有的加装火箭助推装置,用于从发射架上起飞,以便在跑道受到破坏时依然能够出击。为了大大提高米格-15 的航程,雅克设计局设计了一套空中拖带装置,可以把米格-15 由图-4 轰炸机像拖带滑翔机一样拖带,而被拖带的米格-15 则关闭发动机,节约燃油。问题是米格-15 关闭发动机后,座舱的暖气也一同关闭。高空寒冷的座舱里,飞行员要不了多久就冻僵了,航程再远也没有战斗力。不过同样的系统被改进后,用于空中加油试验。虽然成功,但苏联空军没有要求,最后没有使用。为了帮助飞行员熟悉喷气式战斗机,米格-15 还有专门的双座教练机。由于双座米格-15 的性能足够好,米格-17 和米格-19 都用双座米格-15 作为教练机,只有中国空军缺乏足够数量的双座米格-15,而专门设计了双座米格-17 和双座米格-19 教练机。 值得一提的是,在米格-15 的基础上,去掉座舱和起落架,这就是苏联第一代 KS-1 反舰导弹,挂在图-4 或图-16 轰炸机的翼下,作为苏联海航攻击美国航母编队的主要武器。
从米格-15 基础上发展过来的 KS-1 反舰导弹,这是岸舰型
这是从图-16 轰炸机上投放发射的 KS-1 除了在苏联,米格-15还在波兰、捷克制造。本来匈牙利已经准备开始制造米格-15 了,但 56 年的匈牙利事件使匈牙利制造的米格-15 流产了。连同苏联以外的许可证生产,米格-15 的总产量高达 18,000 架,是历史上最高产的喷气式战斗机。 在米格-15 的使用经验和米格-15LL 的试飞应验基础上,米格设计局开始对米格-15 作重大改进,改进的结果就是伊-330,定型后称为米格-17。粗看起来,米格-17 和米格-15 不容易区别出来,基本布局相似,发动机也是克里莫夫 VK-1。米格-17 的机翼前缘具有一个转折,内翼段后掠大一点,为 45 度,外翼段后掠小一点,为 42 度,所以在苏联被称为“镰刀形机翼”。机翼上翼刀由米格-15 的两对增加到三对,机尾下根据米格-15LL 的研究成果增加了腹鳍,以增加大迎角下的方向安定性。外观上看不出来的是操纵系统,有米格-15 的无助力机械操纵系统(实际上就是连杆和钢缆)改为液压操纵系统。米格-17 具有米格-15 的基本优点,但操纵性和高空性能得到改善。 米格-17 在 50 年 2 月 1 日首飞。最初的试飞很顺利,但在一次试飞中,试飞员伊瓦什琴柯在俯冲中失事,失事前没有征兆,伊瓦什琴柯也没有发出故障或求救呼叫。检查事故现场和残骸没有发现任何原因。几个星期后,试飞员塞多夫在飞机几乎失控的情况下侥幸安全着陆,检查结果发现,机翼上的副翼差不多被撕碎了,难怪横滚失去控制。大量理论和实验分析表明,这是机翼的气动弹性发散引起的。机翼结构应该重量轻但刚性大。重量和刚性是一对矛盾,在实际中如何在两者之间平衡就是设计的艺术。为了减轻重量,米格-17 的机翼的刚性偏低。实际上,米格-15 就有这个问题,所以特别高速的时候容易失稳。机翼刚性不足时,副翼的动作在产生滚转力矩的同时,会造成机翼变形,产生反方向的滚转力矩。换句话说,以左机翼为例,在机翼后缘的副翼下垂产生向右的滚转力矩时,整个左机翼被向前扭转,机翼前缘实际上相对于整个机翼反而下垂。由于机翼的面积比副翼大很多,实际上可以克服副翼的作用而产生向左的滚转力矩。这样造成和飞行员的意图相反的控制动作,难怪要造成失事。这个问题速度越高越显著,飞机可以在瞬时之内失控。在特别加强了机翼的刚性后,米格-17 的高速机动性大大改善,成为亚音速战斗机中的佼佼者,在越南战场上使速度快得多但机动性不如的美军战斗机大大地头痛。
米格-17 的机翼前缘有不大容易看出来的一个转折,外翼段的后掠比内翼段略小,同时机翼上有三对翼刀
机尾下也有一个腹鳍
米格-17PF 是最典型的米格-17,装备有机载雷达
较少为人所知的是米格-17SN 是唯一一种两侧进气米格-17,这是对地攻击的型号,航炮可以上下转动 30 度。但只有手工瞄准的情况下,转动的航炮对于高速飞行的飞机很不实用,最后放弃了
米格-17 在中国称为歼-5,歼教-5 是中国特有的米格-17 双座教练机,这应该是八一飞行表演队的飞机 米格-17 生产型在 52 年 10 月交付空军。51 年开始,米格设计局展开在米格-17 上加装机载雷达的工作,基本型升级为米格-17P,P 指 Poiskovyy,意为搜索。52 年克里莫夫对 VK-1 发动机加装加力,米格-17 升级为米格-17F,F 指 Forsirovannyy,意为加力。加力的 VK-1F 发动机的推力达到 2,275 公斤,使米格-17 的爬升和高空性能得到很大的改善,但由于气动设计的局限,最大速度没有什么提高。装备雷达和加力发动机的米格-17PF 最终成为米格-17 的主要型号。米格-17 引进中国后,中国编号为歼-5。55 年 4 月 8 日完成第一架用苏联零件组装的歼-5,56 年 7 月 13 日用完全中国制造的零件组装完成第一架全部中国制造的歼-5,8 月 2 日,成功地首飞。 50 年代初,西方已经开始在德国战时的空空导弹基础上,发展具有实战价值的新型空空导弹。苏联虽然同步展开了研制工作,但米高扬对空空导弹的作用很是怀疑,尤其对空空导弹的重量、尺寸和制导的精度疑虑重重。这也难怪,早期空空导弹笨重不说,雷达驾束制导的精度受雷达波束的锥形限制,距离越远,精度越糟。但导弹技术是在飞速进步的。随着无线电指令制导技术的引入,苏联也开始将 K-5 空空导弹投入使用,米格设计局也相应地设计了米格-17PFU,拆除航炮,专门携带空空导弹。 在金门炮战期间的 1958 年 9 月 24 日,解放军空军飞行员王自重的歼-5 在击落国民党空军两架 F-86 之后,被一枚“响尾蛇”空空导弹击中,但另一枚“响尾蛇”导弹没有爆炸,坠地后被发现,送往苏联,在此基础上研制成功 K-13 空空导弹,在很长时间内是苏联各式战斗机的主力近距格斗导弹。 |
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