本文作者:大兵 “制造飞机需要想象力,然后一步步向它靠近...” ——米哈伊尔·格列维奇 二战末期,各主要航空大国开始迈过喷气时代的门槛,如德国的Me262、美国的P80、英国的“流星”等。但当时美、英两国已装备和在研制的喷气机尚未走出活塞式飞机的框架,只不过采用了更有发展潜力的喷气动力;而德国空军领先一步的Me262却在防空作战中给美、英轰炸机部队留下了难以磨灭的恐怖印象... 战争刚结束,美国人就急不可耐地向对手偷师。他们发现德国航空工程师已经在风洞中几乎测试过人类当时能想象到所有气动外形;其中一份1940年的报告引起了美国工程师的极大兴趣:后掠角机翼在高速飞行时相对于平直翼有明显的优势,可以延缓空气接近音速激波的产生,且具有更好的操控性... ▲美、英两国最早的喷气机依旧带有活塞式飞机的影子。 当时正在为海军研发新一代喷气式舰载机的北美航空公司,立刻在他们的“NA140”项目上引入了已经在德国喷气机上实战检验过的35度后掠翼,从而率先诞生了比其他竞争者更优越的XP86原型机。这种脱胎于海军的飞机被当时的美国陆军航空队看上,作为昼间战斗机进一步发展;1947年美国空军成立后, XP86被更名为F86,成为当时美军最先进的喷气战机投入了量产。 ▲图为NA140早期设计。 ▲生产型的F86A——相较于后来的改进型机身较为纤细。 ▲海军版的“F86”(或者说是空军的原型)代号“狂怒”。 生产型的F86搭载一台通用电气的J47涡轮喷气发动机,可产生2200千克以上的推力。这架飞机在测试中曾短暂地俯冲超过音速,事实上成为人类第一种突破音障的飞机,F86“佩刀”也因此名声大噪。 ▲J47是通用电气借鉴德国“轴流式”涡喷技术发展而来的第一代喷气发动机。 不过后掠翼虽然具有较好的高速操控性,但低速时也会带来令人不快的翼尖失速、且操控稳定性不好;于是北美公司保留了原“NA140”上的前缘自动缝翼设计——通过缝翼的自动开合在低速时加速气流的通过,以获得更大的升力和操控性。 ▲静止状态下完全展开的前缘缝翼。 故而F86是一种中低空盘旋机动性能远优于其高空加速能力的喷气式战机。在这点上“佩刀”与其后来的对手米格15,可以说是各有千秋、互补长短。究其原因是早期喷气发动机推力不足,难以做到在各空域和速度下,飞行性能面面俱到。F86的机载设备继承了美军一贯重视的人机功效:拥有气泡式的全景座舱、抗荷飞行服、自动驾驶仪等“奢侈”的配置… 飞行员普遍反映驾驶这种飞机是舒适而愉悦的感受! ▲美军飞行员在二战时就普遍装备抗荷服,“壕无人性”说的就是这帮家伙! ▲F86座舱仪表。 武器方面, F86依旧延续传统的6挺勃朗宁重机枪,总备弹量达到1800发——在航空武器的威力和火力持续性上,美军从二战时期就一直更青睐后者:一方面是美制12.7毫米枪/弹的品质优越,毁伤效果上比同时期轻量化的20毫米航炮并不差多少;另一方面是美军早早就装备了先进的衍射式光学瞄准具,集测距、弹着点修正功能于一身,故而机枪的有效交战距离反而更远,更重视弹药投射密度,而非“百发一中”的威力。 ▲F86装填机枪弹药——这帮“少爷兵”还发明了自动填弹器。 ▲全武装展示的F86—当然不可能全部都挂载。 后期型的F86也可挂载火箭弹或者1000磅的航空炸弹,其中搭载雷达的F86D全天候截击型取消了航空机枪,改为在机腹搭载24发的固定式火箭弹巢,用于发射大威力的“巨鼠”航空火箭,以拦截目标较大的轰炸机群——这种特殊型号的F86D从来没有装备过美国空军以外的盟国。 ▲搭载截击雷达的F86D。 作为西方当时性能最优越的战斗机, F86于1949年装备美国空军,一开始只有加拿大和英国两个铁杆盟友获得过。在朝鲜战争初期,“联合国军”的少量F86全部借调自驻扎日本的战斗机联队,并且不得在南韩地区长期停留,以避免这种先进的战机被对手窥得—— 直到遇见米格15… “喷气式飞机就像一张全新的考卷,有无数的空白需要勇敢者去填写” ——阿尔乔姆·伊万诺维奇·米高扬 1945年夏天,战争刚刚结束。当时在苏联航空界还是“年轻人”代名词的米格设计局,受命根据缴获的德国喷气机图纸和航空发动机复刻纳粹的设计——这就是著名设计师库尔特·谭克未来得及完成的“Ta183”。 ▲纳粹德国在投降前未完成的Ta183喷气机木质模型,据传F86的薄机翼设计就是偷师于此。 但是米高扬和格列维奇在“复制”的过程中,结合苏联航空技术的实际,将这款飞机改成了机头进气、舯部并列双发、重火力、平直翼的米格9——尽管看起来有点臃肿、丑陋,但风洞测试表明这种新布局的飞机阻力大大减小,很适合当时推力只在几百公斤的德国喷气发动机。 没办法,战争中满目疮痍的苏联航空工业在喷气发动机领域真的是一穷二白! ▲米格9作为苏联空军最早装备的喷气机之一,实用性能不佳;主要用于飞行员训练,并援助社会主义阵营。 ▲德国容克斯生产的Jumo004喷气发动机,是不是和上图通用电气的J47很像? 不过就连斯大林也没有想到,同样在战争结束后既缺面包又缺木材的英国,竟然同意了向苏联出口最先进的航空发动机—— 在引进并仿制英国劳斯莱斯“尼恩”喷气发动机的基础上,米格设计局迅速修改了米格9的设计:保留了推力损失较小的“圆筒式”机身和机头进气,改为大弦展比后掠翼,采用舵效更佳、更有利于生产的大倾角十字垂尾取代了德国人设计的“衍梁式”垂尾,从而诞生了闻名遐迩的米格15! ▲“尼恩”是早期喷气发动机中相对成熟可靠的产品,不过其“离心式”工作原理相对于德国工程师发展的“轴流式”是一种落后、或者说过渡型的设计;图为“尼恩”发动机燃烧室剖面。 ▲米格15机身简洁、生产性更好,符合苏军大量装备的需要。 作为初代喷气机,米格15的“追求”恰恰和F86相反:机身构造和机载设备尽量简化以降低重量,最大限度发挥喷气发动机的加速性能,强调“一击脱离式”的高空机动作战。 米格机解决后掠翼低速时翼尖气流分离引发失速的方式非常“简单粗暴”——在机翼中段竖起两片“翼刀”不让更多的气流顺着翼尖流走!另外米格15也没有F86那样奢侈且舒适的机载设备,甚至连操纵杆和方向舵的液压助力都没有,驾驶这架飞机真是个体力活… ▲米格15原型机,“翼刀”清晰可见。 和操纵米格15同样“恐怖”的是它的火力:机头下有1门备弹40发的37毫米加农炮和2门各备弹80发的23毫米航炮——虽然米格15的瞄准具略显简单,但只要在近距离被它咬住,就是被炮火撕碎的下场! ▲米格15的“组合拳”机炮模块,图为后来美军拆解研究这种飞机。 搭载着同时代最好的喷气发动机,却构造简单到近乎“落后”的米格15彰显出苏联工程师的智慧: 在技术条件限制下,追求最核心的性能指标,简化甚至放弃其他不必要的部分… ▲米格15的机载设备可就简陋得多。 需要指出的是,初期生产的米格15由于仿制英国航空发动机的工艺问题,在性能上和F86还差着一截。但英国人当初确实严重低估了苏联的航空技术和工业底子——苏联航空界并非搞不定先进的喷气发动机,只是受战争影响在一些关键技术储备上遭遇了瓶颈,才一时拿不出像样的产品。 ▲对于这次喷气发动机的交易,斯大林曾评价:只有白痴才会向我们出卖自己的秘密! 通过对“尼恩”发动机的反向测绘,苏联航空界很快补齐了欠缺的短板,并改进出更胜劳斯莱斯产品的克里莫夫喷气发动机。换装了这种推力更大、加速度更快航发的米格15被称为“比斯”(bis),俄语“改进”的意思,这才是真正在朝鲜上空和F86平分秋色的“米格15”。 从此,米格机和米格设计局名扬天下! (未完待续) |
|