米格风云(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)


发布时间:2020-10-03 16:25:09

点击下载

作者:晨枫

出版社:航空工业出版社

格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT

米格风云

米格风云试读:

引言

黛蓝的海面像凝固的墨玉一样,炽烈的骄阳在海面上撒下星星点点的光芒,空气中弥漫着紫霭,散发出诡异的气息。美国海军的核动力航空母舰“企业”号正在波斯湾里不紧不慢地巡弋。昏暗的战斗情报中心里,雷达显示出几个亮点正在高速向航空母舰方向逼近。指挥官下令两架战斗值班的F-14战斗机紧急起飞。代号“冰人”和“好莱坞”的两个机组在雷达的引导下试图拦截入侵的可疑飞机,但人多势众的对方先下手为强,一下子就把“好莱坞”打掉了。“冰人”在击落一架敌机后,陷入苦战,直到航空母舰上待命的“独行侠”赶到,在一连串令人眼花缭乱的神勇动作后,连连开火,接连击落正在围追堵截“冰人”的敌机,救下了友机,保全了舰队。美国海军大胜,新的英雄诞生。这是美国电影《壮志凌云》里最后的高潮场景,影片中的敌机是现实中并不存在的米格-28。

在冷战年代里,米格在西方成为苏联集团战斗机的代名词,以至于不少西方人只知道米格,而不知道还有其他苏联飞机。米格当然就是指阿尔腾姆·米高扬和米哈伊尔·格列维奇的设计局及其设计的飞机。诞生于第二次世界大战前夜的米格设计局曾经代表了苏联航空技术的前沿。在20世纪的后50年里,米格战斗机和西方战斗机在世界各地的天空里追逐,有过辉煌,也有过黯淡。但在任何时刻,米格的历史都是一部激动人心的历史,是世界航空史中不可或缺的一章。

一、艰难的起飞

俄罗斯的军用航空开始得并不晚,发生在中国东北的日俄战争中,俄军就使用气球为炮兵观察,为炮兵指示目标。但俄罗斯在重于空气的固定翼飞机的探索中落后了。美国人莱特兄弟在1903年12月17日首次成功地把重于空气的飞机飞上天空,法国人路易·布莱里实(Louis Bleriot)在1909年7月25日成功地飞越了英吉利海峡。俄罗斯这才开始关注这一具有巨大潜力的领域。早期俄罗斯飞机基本上都是从法国进口散件组装而成。在第一次世界大战期间,正当俄罗斯急需大量扩建自己的空中力量时,法国连自己的要求也满足不了,便中断了对俄罗斯的供应。俄罗斯航空工业反而因祸得福,开始了艰难的起飞。这期间涌现了诸如伊戈尔·西科斯基和尼古拉·茹科夫斯基等俄罗斯的航空先驱。俄罗斯航空先驱茹科夫斯基首次用数学理论证明了升力原理,奠定了航空技术的理论基础

西科斯基是从精英的圣彼得堡理工学院毕业的,但他是一个实干家,除了捣鼓用橡皮筋作动力的直升机外,还设计了世界上第一架4发动机飞机“俄罗斯骑士”号(西科斯基自己称之为“大块头”)。西科斯基在学习飞行时,曾因为蚊子掉入发动机汽化器里堵塞油路而差点坠机丧命,从此他下决心要设计多发动机飞机,以解决一台发动机故障后的飞行安全问题。西方对俄罗斯的航空技术嗤之以鼻,根本不相信这样巨大的一架飞机能飞起来。但西科斯基不仅亲自首飞,还证明了乘客在飞行中可以在机舱里走动,而不至于引起飞机的平衡和控制问题。不过“俄罗斯骑士”的运气不好,在一架小飞机着陆过程中从低空飞过时,一台发动机脱落,掉下来正好砸在“俄罗斯骑士”上,飞机被毁。西科斯基正好趁此机会,设计了更大的“伊利亚·莫若梅茨”号。这是以俄罗斯传奇中一个英雄的名字命名的。这起先是作为豪华客机设计的,有舒适的藤椅、暖气、电灯和专用的客舱。1913年12月10日,“伊利亚·莫若梅茨”号载着16名乘客,从圣彼得堡飞到基辅,中间只着陆一次进行加油,创造了载客民航的历史。1914年第一次世界大战爆发,“伊利亚·莫若梅茨”成为历史上第一架战略轰炸机,可以携带800千克炸弹和9挺机枪,发动机还有5毫米装甲。“伊利亚·莫若梅茨”共生产了73架,在战争期间出击400次以上,总投弹量65吨。强大的机枪火力使德国空军的战斗机不大敢靠上来拦截,在某种意义上奠定了此后很长一段时间里重型轰炸机的基本设计特征。1916年9月2日,“伊利亚·莫若梅茨”首次在空战中被击落,但在被击落之前,也把前来拦截的4架德国“信天翁”式战斗机打下来3架。整个战争中,共有3架“伊利亚·莫若梅茨”被击落,但德国战斗机被击落40架以上。西科斯基设计了世界上第一架4发动机的飞机“ 俄罗斯骑士”号,并亲自参加首飞,3名机组人员中,左面的就是西科斯基

不过西科斯基的成就主要在移民美国后取得。相对而言,茹科夫斯基对俄罗斯航空事业的贡献更大。茹科夫斯基毕业于著名的莫斯科大学,后任教于著名的帝国技术学校,也就是今天的鲍曼莫斯科国立技术大学。茹科夫斯基毕生致力于航空理论的研究,首先用数学解释了升力的环流理论,将升力和速度用数学关系联系起来,并设计了前缘圆浑、后缘尖锐的理想翼型。茹科夫斯基还建立了俄罗斯的第一个风洞。十月革命后,在新生的苏维埃政权的支持下,茹科夫斯基创建并领导了著名的中央流体力学研究所(Tsentralniy Aerogidrodinamicheskiy Institut,TsAGI)。从1919年建立到现在,TsAGI一直是世界航空理论研究的领导中心之一。通过TsAGI,一大批年轻的苏联航空人才在茹科夫斯基的领导下成长起来,其中不光有从事理论科学的研究人员,也有从事实际工程设计的工程师,如安德烈·图波列夫、帕维尔·苏霍伊、亚历山大·米库林(著名发动机设计师)等。

帝俄空军在第一次世界大战中没有多少突出的表现,但军事航空的种子已经播下了。新生的苏维埃政权从一开始就陷入了帝国主义和保皇派的包围之中,红色空军在保卫苏维埃的战斗中发挥了不可磨灭的作用。但在20世纪20年代前期,第一次世界大战的阴影尚未消失,残存的万国牌飞机极度缺乏备件,苏维埃经济极端困难,广袤但本来就不太富裕的国土遍布了内战的疮痍,苏联没有能够在航空领域有所作为。波利卡波夫设计的I-15号称世界上最好的双翼战斗机,但再好的双翼战斗机也已经落后于时代。I-15在抗日战争前期作为苏联对华援助曾参加中国的抗战,这是中国空军涂装的I-15

1924年斯大林上台,他集中力量、不计代价地推行重工业化,航空工业也跟着起飞。这个时期由波利卡波夫设计的波-2轻型多用途飞机成为历史上产量最大的飞机,其4万多架的产量纪录至今没有人能够打破。在图波列夫领导下由苏霍伊具体设计的ANT-25创造了超远程飞行纪录,从莫斯科直飞美国加利福尼亚的圣哈钦托(St Jacinto)。I-16采用下单翼,速度和爬升率大有改善,但依然在气动设计上落后于西欧正在涌现的诸如梅塞斯密特Bf-109那样的先进战斗机

但是,巨大的数量并不能掩盖技术水平上的差距,创纪录的飞行也难以掩盖苏联战斗机已经落后于时代的窘境。在西班牙内战期间,苏联志愿军空军参加了共和派一方的作战。前往援助的志愿军空军的主力战斗机依然是速度较快但机动性平平的单翼战斗机I-16和机动性优良但速度较小的双翼战斗机I-15。但到第二次世界大战爆发时,包括米格-3在内的更先进战斗机才终于开始进入现役,这是年轻的米格设计局的第一个重要产品。由于源自最高统帅部的巨大的指挥失误,先进战斗机并没有改变与德国作战初期的败局。在纳粹德军空地协同的突然袭击面前,苏联红军西线空军一败涂地。但飞行员的力量保留了下来,飞机的设计和生产的体系保留了下来。没有多久,苏联红军飞行员就驾驭着包括米格-3在内的战斗机重返苏联的天空。经过4年艰苦卓绝的战斗,最后主宰了柏林的天空,赢得了战争的胜利,苏联航空也由起飞走向辉煌。I-16也作为对华援助参加中国的抗战,著名中国空军英雄高志航就是在接收I-16的途中牺牲的

二、米高扬与格列维奇

在苏联还没有自我崩溃的时代,曾经有15个加盟共和国,亚美尼亚是其中不大出名的一个。对于很多人来说,能依稀记得在高加索还有这样一个地方就不错了。但在历史上,亚美尼亚曾经有过自己的辉煌。耶路撒冷的老城被划分为四个区域,前三个分别由犹太教、罗马天主教、伊斯兰教管辖,第四个就是由亚美尼亚东正教管辖。这是亚美尼亚在早期基督教历史中具有特殊重要地位的结果。亚美尼亚也出了很多名人,第二次世界大战中功勋彪炳的伊万·巴格拉米扬元帅,谱写出激越人心的《马刀曲》的作曲家阿拉姆·哈恰图良,将邱吉尔不屈、愤怒的形象凝固成人们共同记忆的肖像摄影家约瑟夫·卡许,建造MGM Grand超级酒店并刮起拉斯维加斯巨无霸酒店之风的亿万富翁柯克·科科良,好莱坞著名的歌星、影星雪儿,国际象棋巨星加里·卡斯帕罗夫,F1赛车手阿兰·普罗斯特等,都是亚美尼亚人。

但是对于很多人来说,亚美尼亚最著名的儿子无疑是阿尔腾姆·米高扬。阿尔滕姆·米高扬本名阿努沙万·米高扬,阿尔滕姆其实是他的小名,但叫着叫着,大名阿努沙万反而没有人用了。

阿尔滕姆于1905年8月5日出生在现亚美尼亚的萨那欣(Sanahin)的一个木匠家庭,离斯大林的格鲁吉亚老家只有100多千米远。阿尔腾姆有两个哥哥,两个姐姐。作为家中最小的儿子,阿尔腾姆自然备受疼爱。在第一次世界大战期间,奥斯曼土耳其进行了现代历史上第一次种族大清洗,对亚美尼亚人进行了大屠杀,一百多万亚美尼亚人丧生。米高扬的老家离土耳其边境不远,害怕被祸及,搬到山里逃难去了。在山里,小阿尔滕姆第一次看见了飞机。这是一架因为故障而在仅有的空地上迫降的法国制造的法曼双翼飞机。小阿尔滕姆和小伙伴们在飞机上爬上爬下,看得如痴如醉,夜幕降临了都舍不得离开。小阿尔腾姆立志航空的种子就在这时播下了。

阿尔腾姆有一个很有名气的哥哥阿纳斯塔斯。阿纳斯塔斯·米高扬是一个神学学生,但他发现对上帝研习得越多,他反而越来越不信上帝。阿纳斯塔斯受到布尔什维克运动的影响,在高加索组织了工人苏维埃,领导工人运动,后作为高加索红军的政委,领导保卫新生的苏维埃的战斗。阿纳斯塔斯·米高扬、谢尔盖·奥尔忠尼启则和尤塞普·杜加斯维利组成了“高加索三人帮”,开创了高加索的共产主义运动。人们对尤塞普·杜加斯维利参加革命后的化名更熟悉,那就是约瑟夫·斯大林。列宁逝世后,阿纳斯塔斯支持斯大林上台。斯大林投桃报李,对阿纳斯塔斯委以重任,主管经贸,官拜部长会议副主席,相当于副总理的职位。但是第二次世界大战结束后,阿纳斯塔斯对贝利亚的秘密警察政治极度反感,也险遭斯大林的清算。斯大林死后,阿纳斯塔斯支持赫鲁晓夫,并成为去斯大林化的主要推手之一,是苏共二十大秘密报告的主要起草人之一。在推翻赫鲁晓夫的宫廷政变中,阿纳斯塔斯挺身为赫鲁晓夫辩护,但勃列日涅夫因其德高望重而将其留任,并委任为最高苏维埃主席。有了这样一个三朝元老的哥哥,阿尔腾姆自然也受到影响,早早走上革命的道路。

1921年十月革命成功后不久,才16岁的阿尔滕姆在哥哥阿纳斯塔斯的影响下,组建了当地的共青团组织,但阿尔腾姆没有走上职业的革命道路。哥哥作为斯大林的战友,在20世纪20年代初负责北高加索的党务工作,在顿河的罗斯托夫任职。家里子女多,父亲去世了,母亲一个人带很多孩子不易,于是阿纳斯塔斯把最小的弟弟接了过来。阿尔滕姆进了一家农机工厂的技校。阿尔腾姆学习极端专注,这个特点在以后的年代愈发显现出来。阿尔腾姆在校时成绩优秀,毕业后直接留厂当车工。

1924年,米高扬到了莫斯科。在斯大林的重工业化浪潮中,莫斯科地区的重工业得到迅速发展,米高扬由于出色的车工技艺,很快在有名的“迪纳莫”工厂找到了工作,并在这里入了党。“迪纳莫”是发电机的意思,象征了重工业化的前锋,很多苏联的重要工厂、俱乐部、运动队都以此命名。阿尔腾姆·米高扬

由于住宿空间的严重紧缺,米高扬只能在一个厨房的角落里栖身。贫寒的居住条件和辛苦的工作严重损害了米高扬的健康,他很快就染上了肺结核。但米高扬大难不死,在工厂铁哥们的照顾和帮助下,大体恢复了过来,不过留下的病根从此折腾了米高扬一辈子,所以米高扬总是有点病怏怏的样子。米高扬人缘好,这个特点也一直跟了他一辈子,成为他的重要财富。

1928年,米高扬担任党支部书记,但很快就应征入伍当步兵。在短时间基层部队服役后,米高扬被调任到著名的伏龙芝军事学院当兵,和很多在即将到来的第二次世界大战中建功立业的将星们摩肩接踵。复员后,米高扬重新干起党务工作,学到了很多管理和人事经验,对以后管理设计局有极大的助益。30年代时,苏联处于高度发展时期。由苏联共青团出面,苏联空军赞助了大批有志青年进入理工院校学习,参加空军建设。于是,26岁的米高扬于1931年进入著名的茹科夫斯基空军工程学院学习。1920年建立的茹科夫斯基空军工程学院是苏联/俄罗斯航空科技人才的摇篮

茹科夫斯基空军工程学院是茹科夫斯基一手缔造的,培养了一代又一代的苏联/俄罗斯空军和航空工业的高级人才,至今依然是进入俄罗斯空军和航空工业高层的必经之路,几乎所有的空军将领都是茹科夫斯基空军工程学院的毕业生,航空工业界的飞机、机载系统或武器设计局以及主要工厂的总师就更不用说了。但20世纪30年代初的茹科夫斯基空军工程学院不仅是苏联航空科研和教育的中心,还有点像20世纪50年代的中国大学,一半学生来自高中毕业生,另一半是“调干生”,来自部队,有飞行员、陆军军官、机械师等。另一方面,学院的教授中不乏早期航空科研先驱,不仅在学术上具有极高的造诣,还对具体问题有自己的第一手研究心得,不是从学校到学校的纯学院派学究。学生们也自己组织各种兴趣小组,从火箭飞机到喷气雪橇,彻底实现了百花齐放。这个混合的学习环境对思想活跃和贴近实际很有好处。米高扬的数理基础不好,但他发挥了特别专心致志和不屈不挠的优点,一面补习预科知识,一面咬牙跟上正常课程,很快赶了上来。茹科夫斯基空军工程学院的学生们思想活跃,这等带翼坦克的疯狂正是出自茹科夫斯基的学生之手

茹科夫斯基空军工程学院不是光说不练的地方,学生都要用暑假的时间学习飞行。米高扬经常和同一个游泳班上的搭档安德烈·柯切托夫学习飞行。两人一搭档就是几十年。柯切托夫日后成为米格设计局的主要试飞员之一,荣获“苏联英雄”称号。1933年夏,米高扬不仅完善了自己的基本飞行技能,还第一次从空中跳伞。这是跳伞技术的早期,跳伞本身还是很冒险的一件事情。开学后,米高扬还在业余时间自己到莫斯科飞行俱乐部继续学飞行。但米高扬的胃口不仅仅在于飞行,他要在实践中研究飞机的升力、稳定性和机动性。在波-2上放单飞行后,他特别注意比较波-2的实际飞行特性和根据课堂上学习的理论计算出来的结果。这个经历使他以后在工作中特别注意理论和实际的结合。

茹科夫斯基空军工程学院的学生毕业前,都要到工厂实习一段时间。米高扬选择了哈尔科夫飞机厂,在早期苏联著名飞机设计师德米特里·格里戈罗维奇的指导下工作。格里戈罗维奇很赏识这个年轻人的见识、能力和干劲,鼓励他走自己的道路。米高扬受到鼓励,回到学校后更起劲了,和另一个同学一起,捣鼓着要自己设计一架飞机。米高扬已经琢磨这个事情好几个月了,但一直要等到毕业设计的经费有着落了才能够真正开干。

毕业设计的经费很局促,米高扬和同学还是信心满满,大张旗鼓地设计他们的第一架飞机。他们对当时流行的“先进设计”不满足,大胆地采用悬臂式上单翼和推进式螺旋桨,也就是像船舶上的螺旋桨一样,把飞机往前推着走,而不是通常的螺旋桨在前面拉动飞机。这样可以减少螺旋桨气流和机身不利交互作用带来的阻力。另外,木质的机翼可以折叠,便于停放和运输。这架单座飞机只有敞开的座舱,[1]起飞重量只有250千克,样机成本12000卢布,大批生产时成本可以降到5000卢布。在设计方案得到教授们的肯定之后,又有3个同学参加了他们的小组,米高扬自然成为小组的领头人。米高扬和同学们的设计获得了莫斯科国防科普组织的奖励,这使年轻人很受鼓舞。在[2]意外淘到一台破旧的25马力发动机和获得一家家具厂捐赠的木质螺旋桨后,飞机装配起来了,也飞起来了。但在第四次飞行中,本来就在苟延残喘的老爷发动机自我爆炸,飞机栽了下来。幸好高度和速度都不高,飞机迫降成功,飞行员没事,飞机也没有太大的损坏。但这时大家都到了写毕业论文的时候,没有心思再捣鼓了。米高扬的毕业论文是关于飞翼的,这在20世纪30年代还是十分科幻的东西,教授们对这个题目也是充满了好奇。米高扬对这种只有机翼、没有机身的气动布局的评价不高,认为飞翼相比于常规布局没有太大的优越性。70年后米格设计局的人员在设计和B-2轰炸机酷似的“魟”式飞翼型无人机的时候,不知道有没有修改他们的祖师爷毕业论文的冲动。1937年时,米高扬毕业了。米高扬设计的第一架飞机

米高扬特别心仪高性能飞机,要求分配到和战斗机有关的部门,果然如愿以偿地分配到了波利卡波夫的设计局。尼古拉·波利卡波夫是20世纪30年代苏联战斗机之王,当时苏联的主要战斗机基本上都是他设计的,包括主力战斗机I-15和I-16。尼古拉·波利卡波夫是20世纪30年代苏联最重要的战斗机设计师,他的设计局负责战斗机的设计,安德烈·图波列夫的设计局负责轰炸机和运输机的设计,两家差不多就平分了苏联航空的天下

苏联的设计局和工厂不互相隶属,两者之间仅是业务联系,设计局的设计被空军采纳后,由上级部门统一指派飞机工厂负责生产。如果设计局的设计接连被采纳,那通常就在同一工厂持续生产,形成一种事实上的隶属关系,直到新的设计断档,工厂转产别的设计局的设计。米高扬没有直接分到波利卡波夫的设计部门,而是被安排到莫斯科郊外沃努科沃的第一飞机厂担任交货前的质量检验,沃努科沃今天早已成为莫斯科的市区了。在这个岗位上,米高扬和从设计到生产到物流的所有部门都有广泛的联系,经常与设计和工艺部门的人员讨论技术问题。米高扬对机械和航空具有独特的敏锐,经常提出一些非常到位的建议,很快得到设计人员的器重,设计人员甚至主动去征求这个年轻人的意见。不到一年,连波利卡波夫也听说了这个新来的小伙子,把他调去解决新型的I-153战斗机的航炮振动和发动机过热的老大难问题。米高扬不负众望,几个星期的苦干后,出色地完成了任务。接着,米高扬受命调查I-153战斗机试飞中3起事故中的一起。事故调查通常是资深工程师的事,米高扬受此重任非同小可。很快,米高扬在波利卡波夫的设计局里青云直上,升任I-153项目的副总。 也是在这里,他遇上了波利卡波夫的副手之一米哈伊尔·格列维奇。米哈伊尔·格列维奇

米哈伊尔·格列维奇年长于米高扬12岁,于1893年1月12日出生于库尔斯克地区的一个富裕的犹太人家庭。1910年时,格列维奇进入哈尔科夫大学学习数学,但因为卷入学生运动,只读了一年就被开除出大学,并被流放出国。格列维奇在法国的蒙彼利埃大学继续学业,靠给有钱人家的孩子私人补习维持生计。这是一所13世纪就建立的大学,曾出过文艺复兴诗人彼得拉克,教皇乌尔班五世和本笃十三世在还没有成为教皇前都在这里的神学院当过教授,后者就是臭名昭著的阿维农教皇,和罗马教皇分庭抗礼但最终失败。此后格列维奇到巴黎国家高等航空学院(École Nationale Supérieure de l’Aéronautique et de l’Espace,1968年搬迁到图卢兹现址)继续深造,这是法国所谓的高等学院(grandes ecoles)之一,是比普通大学更高级的精英学校。1914年格列维奇回俄罗斯探亲期间,第一次世界大战爆发了。之后的十月革命和内战打断了他的学业,直到1923年,他才从哈尔科夫技术大学航空系毕业。

新生的苏联缺乏航空高级人才,只能从西欧引进一些人才主持新飞机的设计。1928年,格列维奇到引进的法国专家保罗·理查德(Paul Richard)手下工作,参加设计水上起飞的鱼雷攻击机TOM-1。TOM-1计划取消后,保罗·理查德回国,设计团队解散,大家自谋生路。格列维奇总算在TsAGI找到一份工作,负责设计了苏联第一架旋翼机。这是一种带有无动力旋翼的飞机,用前进的速度换取旋翼作风车般的自转以产生升力,是现代直升机出现之前重要的超短距起落飞机形式。但更多的时候,格列维奇则是饥不择食,农业机械、矿山机械、船舶,什么都设计。1935年时,格列维奇被派到美国商洽引进制造DC-3事宜,两年后回国,加入波利卡波夫的设计局,担任负责新技术预研的副总。米高扬和格列维奇在观看飞行表演

米高扬在就读茹科夫斯基空军工程学院期间,曾在哈尔科夫的飞机工厂实习一年。这段在哈尔科夫的共同经历成为米高扬和格列维奇的交集,把他们两人拉到了一起。年轻的米高扬冲劲十足,富有领导才能,善于出主意;年长的格列维奇办事沉稳,经验丰富,长于审视主意。两个人一拍即合,成为好朋友。[1] 如无特殊说明,本书所指重量均为质量。[2] 1马力=735.4瓦。

三、斯大林急了

这也是一个黑云压城的年代。战争的暴风雨就要到来,空气中已经可以攥出水来了。欧洲的各种政治势力激烈交锋,战斗首先在伊比利亚半岛的西班牙打响。支持法西斯主义的保皇派和支持宪政自由主义的资产阶级联合,与支持社会主义的共和派在西班牙打响了第二次世界大战的前奏,西班牙的天空则成为纳粹德国的秃鹰军团和苏联志愿军空军探索未来空军战术和技术的舞台。

苏联志愿军空军开始时是占上风的。后来在第二次世界大战初期的闪电战中大出风头的德国梅塞斯密特Bf-109这时还在早期测试阶段,还有很多初期的技术问题,尤其是动力不足。但随着更大功率的奔驰601发动机的采用和Bf-109E的出现,空中战场的情势开始扭转了。这不是简单的胜败乃兵家常事,而是代表了战斗机技术和空战战术的新的高度。苏联战斗机在先进的德国Bf-109战斗机(还有正在进入英国皇家空军的“喷火”战斗机)面前显示出概念上的落后。

波利卡波夫作为苏联当之无愧的“战斗机之王”,实际年龄只比格列维奇大一岁,和同时代的雅克夫列夫、苏霍伊等人相比,也没有大多少。但波利卡波夫的战斗机设计思想却实实在在地老了。

飞机设计的基本问题永远是升力和阻力。机动性在本质上是用升力损失换取姿态改变的过程,具有更大的储备升力就意味着有更大的提高机动性的潜力,而追求速度的要素之一自然是减阻。早期战斗机很多是双翼机,双翼机升力大,机动性好,双翼机的转弯和筋斗半径至今依然难以匹敌。但双翼机的阻力也大,严重影响速度的提高。在动力严重不足、飞机速度较小的时候,双翼机的缺点还不明显。由其是在特别需要最大限度地缩短起飞着陆距离的时候,如早期航空母舰上的舰载飞机,双翼机甚至还曾经是最佳选择,在偷袭塔兰托和围剿德国战列舰“俾斯麦”号的战斗中立下殊勋的英国“剑鱼”式鱼雷攻击机就是双翼机。单翼机的特点和双翼机则恰好相反,速度快,但机动性和起飞着陆性能相对较差。双翼机曾是战术飞机的主要构型,在偷袭塔兰托和围剿“俾斯麦”号战列舰的战斗中立下殊勋的“剑鱼”式鱼雷攻击机就是双翼机,这幅画作描绘“剑鱼”从“皇家方舟”号上出击去攻击“俾斯麦”号的历史性情景

长期以来,战斗机的机动性和速度/爬升率似乎是一对不可调和的矛盾。波利卡波夫更是举棋不定,既看到单翼机的速度和高度优势,又舍不得放弃双翼机的机动性优势。苏联空军出于对波利卡波夫的信赖,最后采取了折中的办法,用机动性特别优秀但速度较低的双翼I-15战斗机和速度、爬升率特别优秀的单翼I-16相配合,用前者担当前线格斗空战,后者担当追击敌人或者拦截入侵的轰炸机的任务。这是一个简单实用的组合,在西班牙内战前期还取得了良好的战绩。波利卡波夫I-15战斗机也是双翼,曾以优异的机动性在西班牙内战前期和中国抗战早期取得不错的战绩,但随着航空技术的发展和单翼机的后来居上,很快落后于时。I-15还有一个很大的问题:上机翼遮挡飞行员的视线,这是很要命的

但航空技术发展了,Bf-109一级的单翼机是革命性的突破,速度和爬升率优势得到了进一步的增长,同时机动性也开始迅猛提高,在和I-15的格斗中旗鼓相当。在如狼似虎、翻飞自如的新一代战斗机面前,双翼的I-15的低速成为致命的弱点,机动性再好也白搭,就好像在敏捷凶残的豹子面前在平地上翻跟斗的猴子。开放座舱的I-16战斗机在速度和机动性方面都难以匹敌采用了增大功率的奔驰发动机的德国梅塞斯密特Bf-109E(下左)I-16的起落架可以收放,但是要靠手摇。如果碰上紧急起飞拦截,飞行员根本没有时间把起落架摇上来。暴露在气流中的起落架将极大地增加阻力, 降低速度。I-16的操控相当暴烈,这是异常短粗的机身的结果(下右)

速度较快的I-16也开始暴露出自己的问题。I-16采用20世纪30年代很流行的气冷星形发动机。从很早开始,活塞式航空发动机就有两大流派:气冷星形发动机和水冷直列(包括V形)发动机。气冷星形发动机结构简单,可靠性和抗战损性好,不会因为一个汽缸被击中而丧失整个发动机的冷却能力。但气冷星形发动机的迎风阻力大,同等体积和重量下最大功率不易提高。星形发动机的一个优点是前后总长小,十分紧凑,但这使得整个飞机具有短粗的外形,使得飞机的方向和俯仰稳定性不好。I-16十分暴烈的操控和这点有关。号称“历史上最美丽的战斗机” 的英国“喷火Mk5”在设计理念和技术性能上更加先进,“喷火”式椭圆形机翼平面是对升力分布和机翼减阻设计最优化的结果,代表了20世纪30年代气动设计的最高水平

水冷直列(包括V形)发动机和气冷星形发动机的特点正好相反,迎风阻力小,功率密度高,但需要额外的管路和散热器,增加了系统的复杂性和成本。在发动机功率不大的时候,水冷的散热器和管路的超重问题都突出,还有冷却水泄漏造成发动机开锅的问题,但在20世纪30年代,冷却水泄漏问题早已解决。

水冷发动机的抗战损性不如气冷发动机,一旦被击中,冷却水大量流失很快会使整个发动机发生故障,飞行员就只有跳伞逃生一条路了。但战斗机生存力的第一要素是抢先把对手打下来,其次是不被对手打中,被打中后的生存力只能是第三位的。对于战斗机来说,速度、机动性和高度是一个永远不变的主题,增大功率、减小阻力是不二的法门,水冷直列(或V形)发动机有天然的优势。

气冷星形发动机之所以在今天依然有大批忠实信徒,一是因为抗战损性,二是因为战时美国对气冷星形发动机的偏好。但除了早早退居二线的P-47,P-38和P-51都是水冷V12发动机。在欧洲,福克-沃尔夫FW-190在研制的时候,本也打算用水冷V12发动机,只是由于战事的关系没有落实,最后使用BMW801气冷星形发动机。然而,改用水冷V12的计划一直没有取消,这就是一直被人们津津乐道的终极FW-190——Ta-152。美国海军偏好气冷,除了抗战损性好、飞行员逃生机会多以外,还有一个原因:水冷系统需要在出击前补足高纯度冷却水,在惜水如金、只有很短的再次出动时间的航空母舰上,这是不必要的麻烦,并不意味着气冷发动机的本质优越性。典型气冷星形发动机,注意暴露的汽缸及千层酥一样的散热片(左)罗尔斯·罗伊斯“默林”V12发动机号称历史上最优秀的活塞式战斗机发动机,注意其V形排列的两排汽缸,这是把两排直列发动机按V形在曲轴处连接起来,可算是直列发动机和星形发动机的一个折中(右)相比于采用水冷发动机的“喷火”来说,采用气冷星形发动机的I-16迎风面积很大

I-16和早期Bf-109还可以打一打,但梅塞斯密特采用增大功率的奔驰V12发动机后,I-16就力不从心了,发动机功率不足和阻力太大使得最大速度落后了整整100千米/小时。短粗的机翼翼载小,瞬时机动性还问题不大,但在持续的空战格斗中很难保持高度,几个回合下来就只有挨打的份了。另外,I-16的稳定性十分糟糕,一不小心就容易失事。速度不足而机动性欠佳的I-16就像膝盖不会打弯的拳击手,在对方的闪跃腾挪面前连还手都吃力。面对Bf-109和“喷火”的挑战,波利卡波夫的回答是I-180,依然采用气冷星形发动机,只是加了一个整流罩而已(下左)和I-180相匹配的双翼I-153更是落后于时代,基本上就是I-15的简单升级(下右)

然而,波利卡波夫对未来还是把握不定,继续在高机动性的双翼机和高速的单翼机的组合上打转转。西班牙内战中苏联志愿军空军初期的良好战绩更加加剧了波利卡波夫的踟躇,波利卡波夫对未来的答卷是I-153和I-180。但I-153已经有相当数量进入现役,并参加了与日本关东军在中蒙边境上哈拉欣河的战斗

米高扬参与的I-153是双翼I-15的改进型。苏联空军本来对I-15太小的最大速度十分不满,但西班牙内战初期的意外表现使苏联空军也犹豫了起来,于是I-15重获新生,I-153就是I-15第三次重大改型的意思。采用了更大马力的新型发动机后,双翼的I-153保持了I-15的优秀机动性,最大速度大有提高,但还是不及I-16,更不用说先进的Bf-109或者“喷火”式战斗机了。

波利卡波夫还在I-16的基础上,研制速度大大提高的I-180。除了采用更大功率的发动机外,I-16还采用了类似美国国家航空咨询委员会NACA整流罩一样的东西。NACA是国家航空航天局NASA的前身,他们在20世纪30年代研究出一种整流罩,不仅把星形发动机正面凹凸不平的表面遮挡住,还相当于发动机前的环形翼,提供一点升力,大大降低阻力,并把迎面气流向圆心集中,改善曲轴的冷却。不过这个罩子对整个发动机的冷却带来损失,遮挡在整流罩后的星形发动机必须用专用的冷却风扇辅助冷却,这样就损失了气冷简单的优点。在空中飞行的时候还好,着陆后自然的气流没有了,而发动机关掉后冷却风扇也停了,常常会导致发动机过热。德国的福克-沃尔夫FW-190采用了类似的发动机整流罩技术,其BMW801气冷发动机在初期就经常出洋相,刚着陆的发动机突然着火,所以德国空军的地勤人员索性在飞机着陆后,还没有停稳就直接把消防泡沫浇了上去,省得措手不及。

I-180比I-16更快,重新设计的机翼也使机动性有所改善,但I-180的性能依然远远不及Bf-109E或者“喷火”Mk5所代表的航空技术前沿。更糟糕的是,I-180的试飞出现了严重问题,接连坠机,牺牲了几个苏联最优秀的试飞员,包括深得斯大林器重的著名试飞员契卡洛夫。这正值大清洗的时候,间谍和破坏的嫌疑很快落到波利卡波夫的头上,还为此抓了几个人。波利卡波夫本人虽然得以幸免,但苏联空军对他失去了信心,本来奉他为神明的同行们对他失去了信心,他对自己也失去了信心。最糟糕的是,斯大林也对他失去了信心,在1939年把他支到德国去考察德国的航空工业,实际上把他从苏联战斗机设计的领导地位上拉了下来。波利卡波夫直到1944年在郁闷中去世也没有恢复过来,好在斯大林还是给了他几个奖章作为安慰。斯大林亲自到机场接见刚远航堪察加半岛作创纪录超远程飞行回来的契卡罗夫和机组人员。契卡洛夫是深得斯大林器重的试飞员,但在试飞I-180的时候失事牺牲了

从西班牙回国述职的苏联飞行员迅速将苏联战斗机的明显差距反映上去,西班牙内战中的苏联王牌斯捷潘·苏普隆、彼得·斯捷潘诺夫斯基等人直接写信给斯大林,严厉指责苏联航空工业的无能。苏联试飞员也通过种种渠道得以试飞包括Bf-109和美国P-35在内的先进战斗机,第一手经验表明了苏联战斗机惊人的差距。

苏联战斗机严重落后于时代,新型战斗机的研制又陷于失利,这最终惊动了斯大林。1939年2月,斯大林在克里姆林宫亲自主持了一次紧急会议,请来了有关人员,包括苏普隆、斯捷潘诺夫斯基等王牌飞行员,伊留申、波利卡波夫、雅克夫列夫等飞机设计师,克里莫夫、米库林等飞机发动机设计师,还有如卡冈诺维奇、莫洛托夫、伏罗希洛夫等军民有关领导部门的最高主管。会上除确认了苏联战斗机的差距外,还指出苏联航空工业的体制需要大规模改革。紧接着的第二次会议确认了一个问题:不能把所有的资源和希望寄托在一个设计局上,万一出现技术方向或者进度上的偏差,将很难弥补。会议决定,由各有设计能力的团队递交新型战斗机方案,择优录用,并在此基础上,组建新的飞机设计局。

1939年七八月间,原图波列夫和波利卡波夫设计局以及“在野”的多路人马纷纷提交设计方案,伊利亚·弗罗洛夫和阿里克谢·波洛夫科夫、彼德·格鲁辛、亚历山大·雅克夫列夫、谢尔盖·科兹洛夫、谢苗·拉沃奇金、弗拉德米尔·戈布诺夫、米哈伊尔·古德科夫、米哈伊尔·帕希宁、弗拉德米尔·佩特里亚科夫、帕维尔·苏霍伊、弗拉德米尔·谢夫钦科等团队都各显身手。

波利卡波夫在失意前也没有闲着。他偏好气冷星形发动机,自然大力向苏联空军推荐正在研制中的I-180。当发动机设计师米库林研制成功新型的AM-37水冷发动机时,原本准备采用的图波列夫轰炸机中途换马不用AM-37了,因为发动机还没有过关,也有超重的问题。米库林不甘放弃,转向波利卡波夫的设计局试探。波利卡波夫尽管依然心仪气冷星形发动机,但对AM-37的高空高速性能很感兴趣,于是指令格列维奇等人开始以AM-37为动力的K计划。

这时节,和波利卡波夫设计局挂钩的沃努科沃飞机厂面临生产断档的问题。厂长帕维尔·弗罗宁和总工程师彼德·德缅蒂耶夫(在1954年官拜航空工业部长,任期长达24年,是20世纪50~70年代苏联航空工业的决定性人物)开始寻找接替的产品。开始时,正在设计中的雅克夫列夫的雅克-1很有希望,但1939年11月间,一个8人委员会决定采用K计划为生产基准。12月8日,以K计划团队为基础,组建新的设计局,米高扬被任命为总设计师,格列维奇为副总设计师,沃努科沃为挂钩飞机厂。米高扬出于对格列维奇的敬重,坚持将米高扬和格列维奇的名字并列,这就是米格的名字的来历。与此同期,雅克夫列夫和拉沃奇金的方案也入选,组建了各自的设计局。

在20世纪二三十年代,图波列夫和波利卡波夫的设计局是苏联最主要的两个设计局,图波列夫设计局主持轰炸机、运输机等大型飞机的设计,波利卡波夫设计局主持战斗机和轻型飞机的设计。但苏联还是有一些小设计局的,如佩特里亚科夫、格里戈罗维奇、阿肯杰尔斯基、米亚西斯切夫等人的设计局,甚至雅克夫列夫也有一个设计局。但这些设计局不像图波列夫和波利卡波夫的设计局那样有实际上固定的挂钩飞机厂和几乎保证的设计任务,而是更接近于按任务或项目组建的临时设计团队。然而,这一次米格、雅克夫列夫、拉沃奇金都是直接升格为正式设计局,获得正式编号,如米格设计局编号为155设计局,雅克夫列夫设计局为115设计局,拉沃奇金设计局为301设计局,都有飞机厂挂钩。

米格的正式写法是MiG,中间的“i”是俄文中“与”的意思。有意思的是,米格设计局是苏联历史上唯一以两个人的名字命名的设计局,但米格设计局不是唯一的由两个甚至更多主要人员组成的设计局。拉沃奇金设计局在一开始是拉沃奇金、戈布诺夫、古德科夫三人合组的,所以早期的战斗机以拉格(如LaGG-9)命名,但设计局只挂了拉沃奇金的名字。

不过,这时的米格设计局在名义上还是挂在波利卡波夫设计局的名下,算是个“二级”设计局,还没有自立门户。波利卡波夫原先手下的人马面临选择,是跟着米高扬拉出去,还是留下来跟波利卡波夫干。结果40%的人跟着米高扬走了。留下的人在波利卡波夫设计局最后解散时,被拉沃奇金拉走了。设计局被肢解对波利卡波夫的打击是灾难性的,但这时候他已经回天乏力了。

有意思的是,在米高扬还在I-153项目担任副总的时候,总师阿里克谢·卡列夫就代表沃努科沃飞机厂的厂长弗罗宁示意米高扬分出来单干,但米高扬没有同意,强调自己经验不足,手头的工作也推不开。不过说他真的那么谦虚也不见得,连三顾茅庐都不需要,只要两顾就可以出山了。

四、一切为了速度和高度

米格设计局一诞生,就马上投入了空前紧张的设计和试飞工作。战争的阴云已经压上了苏联的国门,苏联战斗机的差距已经在西班牙得到证明,时间紧迫,新战斗机要求在1940年4月就要首飞。米高扬和格列维奇以K计划为基础,递交了采用AM-37发动机的I-63方案,同时还有采用AM-35A发动机的I-61方案作为备用。AM-37发动机性能先进但实验意味较重,风险较大;AM-35A发动机是现有的,已经比较成熟了。从1938年开始,苏联航空工业内对飞机型号重新编号,米高扬的飞机获得编号200,所以I-63改称I-200AM37,I-61改称I-200AM35。亚历山大·米库林,20世纪三四十年代苏联著名的航空发动机设计师

为了减少风险,米高扬和格列维奇决定将精力集中在采用AM-35A发动机的方案。新战斗机去掉了AM35的后缀,直接称为I-200。研制工作进展迅速,原型机比预定时间提前10天完成,在1940年4月5日由试飞员叶卡托夫首飞成功,5月24日就创造了在6900米高度上飞出648.5千米/小时的苏联速度纪录。5月9日,试飞员雅库谢夫首飞2号机成功,以后飞出了651千米/小时的速度纪录。6月6日,试飞员朱可夫首飞3号机成功。米高扬和格列维奇从一开始就按照大批生产的标准设计,而不是传统的先按纯科研性的原型设计再转入生产型设计,这使得原型机试飞成功后转入生产型设计的过程大大加速。

苏联空军迫不及待地将I-200投产,5月31日就批准批量生产。与此差不多同期,拉沃奇金的设计I-22和雅克夫列夫的设计I-26也准备投产。在此期间,苏联飞机命名体系开始采用设计局的名字,而不再以飞机功能命名(I是俄文战斗机Istrеbitеl的缩写)。同时,为了突出战斗机的特殊地位,战斗机以单数命名,所有其他飞机以双数命名。因此I-200改称米格-1。I-26和I-301也获得了冠以设计局名字的型号,这就是米格-1、拉格-1、雅克-1的开始。

米格-1的国家验收实际上在投产决定之后,要到1940年8月间才通过国家验收。不过米格-1一次通过全部验收项目,漂亮地交出了第一张答卷。相比之下,雅克-1和拉格-1的磨难要多一点。生产型米格-1很快开始下线,进入苏联空军服役。生产型的最高速度稍低,但也达到了630千米/小时,比当时先进的英国“喷火Mk5”的604千米/小时和德国梅塞斯密特Bf-109E的560千米/小时还是要快不少。相比之下,同时代的其他苏联战斗机的最大速度一般只有600千米/小时左右。米库林AM-35A水冷V12发动机相对来说比较成熟了,没有在研的AM-37先进,但是马上可以装机使用,这最后成为第一架米格战斗机的心脏

还在K计划期间,波利卡波夫就为I-200制定了“最小的机身、最大的发动机”的原则,所以米格-1简直就像插上翅膀的发动机,一切都为了速度和高度。虽然米格-1是作为米高扬和格列维奇的作品,但波利卡波夫在1940年还是被授予国家奖章,作为对他前期工作的承认。和五短身材的I-16不同,米格-1采用了流行的修长布局,纺锤形的机头内安装着很长的水冷V12发动机,散热器则布置在座舱之下,飞行员坐在这个火盆上十分痛苦。这不光使座舱内酷热难当,要是发生泄漏或者被击中,飞行员就要被活涮了。尽管水冷系统前后重新设计了17次,滑油冷却系统前后重新设计了14次,座舱温度的问题一直到米格-1的改进型米格-3停产也没有彻底解决。第一架I-200战斗机,日后正式投产时改称米格-1(上)米格-1最显著的外观特征就是侧开的座舱盖,米格-1基本上就是插上翅膀的发动机,机身的大头都被发动机占用了,座舱很靠后(下)

米格-1的座舱盖是向侧面翻开的,结构简单可靠,但开关不易。尤其令飞行员恐慌的是,如果卡住的话,只有在地面有机械师的帮助时,才能从外面打开。很多米格-1的飞行员索性把座舱盖拆除,万一需要跳伞逃命的时候,好不至于被陷在座舱里。但这样要破坏气动外形,最大速度要损失15千米/小时。除了座舱视界受限、起落架刹车不灵、操纵杆沉重等其他问题外,米格-1最大的问题在于飞行稳定性,俯仰和横滚稳定性都很糟糕,可以同时进入失速和螺旋。加上AM-35A发动机的性能不稳定,油门响应不好,还不容许粗暴操作,受到飞行员的批评。

1939年底之前,米格-1就开始批量交货,供空军组建第一支试飞中队,著名试飞员苏普隆、斯捷潘诺夫斯基和米高扬的老同学柯切托夫参加了试飞。苏联空军在西班牙吃尽了Bf-109的亏,急于了解新战斗机的性能,还在试飞中,米格-1就被用来做模拟空战。不管米格-1有多少缺点,其优秀的高空高速性能是受到肯定的,尤其在6000米以上的高空几乎无敌,解决了西班牙内战以来苏联空军的一个心病。

但米格-1的问题也是显然的,尤其是飞行稳定性。米高扬和格列维奇将发动机向前移动了100毫米,使重心前移,增加了俯仰稳定性。飞机的俯仰方向上的静态稳定性有两个重要的点,一个是重心,这是机体俯仰运动的支点;另一个是升力中心,这是升力作用的点。重心处于升力中心前的话,飞机在俯仰方向上是静态稳定的,或者说飞机有自然恢复水平姿态的趋势。也就是说,水平飞行的飞机如果受到扰动而机头上仰的话,增加的机翼迎角将产生更大的升力,更大的升力向上作用位于重心之后的升力中心上,以重心为支点使机头下压,机体姿态恢复水平。机头在扰动作用下下俯的恢复机理正好反过来。重心越靠前,或者升力中心越靠后,稳定性越好。重心在升力中心之前的话,飞机是静态稳定的,也就是说,机头因为气流扰动而上扬的话,机翼的迎角增加, 导致升力增加,靠后的升力中心自然使机体恢复水平;机头因气流扰动而下俯的情况正好相反

稳定性太好的飞机机动性不好,需要高度机动性的战斗机应该适当放宽静态稳定性,但稳定性过于靠近临界点的话,维持稳定的飞行就很困难。尤其是改变飞行姿态时,机头下俯带来自然加速,气动控制面的作用增加,还相对容易改出;但机头上仰带来自然减速,气动控制面的作用减少,弄得不好不但没有改出,反而进入失速或者螺旋。米格-1就是这样一种情况。米格-3的发动机前移,使得重心前移,稳

试读结束[说明:试读内容隐藏了图片]

下载完整电子书


相关推荐

最新文章


© 2020 txtepub下载