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聊聊米亚-50:从来没有超过音速的“超音速”远程轰炸机

 朝_五_晚_九 2022-01-13

四十年代后期战斗机已经在朝着超音速不断奋进,到了五十年代,轰炸机什么时候能超过音速就成了指日可待的事情,同时防空体系也还在不断完善、性能也不断提高,在技术和需求两个方面,研制能超音速飞行的轰炸机都成了顺水推舟的事,当然还需要马内的支撑。于是美国于50年代初由康维尔公司研制了B-58,1956年首飞成功,成功世界上第一款超音速轰炸机。苏联则在同一时期由米亚西舍夫设计局开始了进行代号“50”的超音速轰炸机研制,英文资料上一般写成M-50,按照国内对苏联飞机翻译的一般规则,用中文应该是“米亚-50”。

博物馆里的米亚-50

从外形上看,米亚-50与B-58有一些相似之处,但其实拿这两者相比较显然不太合适。米亚-50的机体长度是B-58的两倍、空机重量和最大起飞重量都是B-58的2.5倍,B-58只能通过外部挂架挂一枚核弹,最大载弹量不到8吨,而米亚-50的30吨载弹量全部由机身内置弹舱挂载,因此和米亚-4比起来,B-58只能说小得可怜,两者完全不在一个档次上。在30吨的载弹量下还要求超音速飞行,不要说上世纪50年代,就是现在也只有图-160和B-1B两种飞机能做到,严格来说B-1B都还差强人意。

B-58与米亚-50对比示意

由于美国可以利用设在欧洲基地对苏联核心地带进行打击,而苏联要做到“对等打击”则要困难得多,必须发展更大航程的轰炸机。因此苏联对超音速远程轰炸机的要求,是在14000-15000米的高度、以时速1500-1800公里进行巡航;当时苏联一颗原子弹就有5吨重,所以要求载弹5吨时航程要达到13000公里。

和图波列夫、米高扬、拉沃契金、雅科夫列夫等这些二战中甚至二战前就已经扬名立万的设计局比起来,米亚西舍夫的设计局组建得最晚,但此前在图波列夫手下的工作经历,特别是前期在米亚-4的研制过程中都已经展露了不少实力,加上图波列夫始终对超音速大航程的轰炸机持反对意见,因此研制超音速轰炸机的任务就交给了米亚西舍夫。

经过对39种不同的气动布局进行逐一试验以后,设计局先是选定了一种名为“鸭子”的方案:载机到达一定范围时把无人驾驶的武器平台发射出去,靠武器平台自身的动力继续飞向目标,飞行员驾驶载机返航。这种方式其实与轰炸机发射巡航导弹比较类似,所不同的是那时候的武器平台非常巨大,远没有现代巡航导弹那么小巧。但这个方案经过仔细研究后发现研制难度很大,而且并不实作,最终还是回到了采用三角翼的常规布局。

米亚-50的两种布局方案

要同时满足远航程和超音速飞行这两个要求,气动布局是一个方面,动力装置也非常关键,需要一台大推力发动机,不带加力时单台推力必须达到17000千克力(166.7千牛)、同时耗油率还要很低,这对于当时普遍采用的高耗油率的涡喷发动机而言并不是一件很容易的事,最后选中了喀山发动机厂的M16-17发动机,号称当时世界最大的涡喷发动机。发动机的安装位置也经过仔细检验,以最大限度地减少空气动力阻力,最后经过风洞试验和飞行测试,采用了2台发动机吊挂在翼下、两台发动机安装在翼尖的模式。

准备试飞

此前在米亚-4上积累的经验,在米亚-50的研制中也得到了应用,例如自行车式的串列主起落架和翼尖支撑轮,这种方式在保证弹舱容积的同时减轻了结构重量;为了减少着陆距离,苏联人的解决方案“简单粗暴”,让飞机着陆后从后主起落架前面伸出四根钢梁在地面上摩擦,这种方式效果不错,就是有点费跑道。与B-58只能扔一枚核弹相比,米亚-50的30吨载弹量显然不只是为核炸弹准备的,计划中的机载武器还包括同样由米亚西舍夫设计局研制的、射程为1000公里的M-61超音速巡航导弹等其他武器。据说赫鲁晓夫还亲自“建议”发展一种无人驾驶的米亚-50,机上安装超大当量核武器,不过没有下文。

超音速飞行时飞机的气动焦点会大幅向后移动,飞机会出现低头俯冲趋势,需要升降舵提供额外的配平力矩,这在小型的战斗机等飞机上可以采用全动平尾等措施来解决,但对于米亚-50这个级别的巨物来说,即使采用全动方式,平尾面积也必须十分巨大。为此在米亚-50上增加了一组特别的燃油泵,可以根据飞行速度在飞机上前后油箱之间调整油料分配,借以调整全机重心位置,这种装置一直沿用到了后来的图-160、图-144飞机上。

无语问苍天?

1959 年 10 月 27,米亚-50原型机试飞成功,历时35分钟成功。但这时M16-17发动机还没有研制成功,首飞使用的发动机是推力少了近一半的VD-7B发动机,单台推力9750千克力,为了增加推力,翼下的两台发动机增加了加力燃烧室,加力推力为14000千克力。接下来的一年时间,米亚-4一共进行了11次飞行,总飞行时间为 8 小时 33 分钟。在随后的飞行测试中,飞机最大速度为1090公里/小时,设计局认为达到了1.01马赫,但根据格罗莫夫飞行研究所的数据则只有0.99马赫——没有超过音速。

停放地面近一年以后,计划中的M16-17还没影,到1961年,米亚-50换上了更先进的VD-7MA发动机,又进行了8次试飞,但仍然没能超过音速。这种情况下米亚-50的前景本就堪忧,再加上赫鲁晓夫一门心思要搞核潜艇和战略导弹上来,迟迟不能达到设计状态的米亚-50也就走到了头。1961年7月,米亚-50的原型机在两架米格-21的伴飞下参加了在图希诺举行的空中阅兵,这也是它的最后一次飞行。

最后一次飞行

三个月后,1961 年 10 月,失去了设计任务的米亚西舍夫设计局宣布解散,米亚西舍夫本人调任中央流体力学研究院院长,米亚-50的设计工作就此终止,此前准备好的几种改型方案也一并终结,唯一的那架米亚-50后来被放到莫尼诺中央空军博物馆,一直到今天还在那儿。

参考数据:

机组:2人

机长:57.48米

翼展:25.10米

机高:8.25米

翼面积:290.6平方米

空重:85,000公斤

最大起飞重量:238,000公斤

动力装置:

2 ×VD-7F加力涡喷发动机,单台加力推力137.29千牛

2 ×VD-7无加力涡喷发动机,单台推力110千牛

最大速度:1950公里/小时(设计值)

巡航速度:1500公里/小时(设计值)

航程:7400公里(计算值)

实用升限:16500米

载弹量:30,000公斤

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