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[军事] 米格-15诞生记

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发表于 2020-8-18 03:17 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


本帖最后由 源济 于 2020-8-18 03:17 PM 编辑

米格-15诞生记(上),传奇的开端

 Armstrong 空军之翼 2020-08-18

 在首次冲向云霄70年后,引人注目的米格-15仍然是历史上产量最高的战斗机,正是该机的出色成就才使米格设计局依据跃升为战后顶尖战斗机设计机构之列。

  米格-15的故事始于第二次世界大战的黑暗时期,在这场全球战争中,军用航空技术经历了迅速发展,以至于在战争即将结束时,新一代远程重型轰炸机成为令苏联人最为担心的武器。

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  虽然俄罗斯帝国是战略轰炸机的发源地,伊戈尔·西科斯基早在1913年就制造出世界上第一种四发重轰——“伊利亚·穆罗梅茨”号,但重型轰炸机的发展自那以后日新月异,到二战即将结束时,已经具有了毁灭国家的能力。

  1944年5月8日在德国投降前一年,波音B-29“超级堡垒”轰炸机进入美国陆军航空兵服役。1945年8月6日,一架B-29轰炸机在一次持续12小时的任务中向广岛投下了人类战争史上第一枚原子弹,凸显轰炸机的远程战略作战能力。战后迅速出现的B-50和B-36“和平缔造者”轰炸机进一步增强了美国的战略轰炸能力。

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投下第一枚原子弹的B-29

  1946年3月21日,美国陆航成立战略空军司令部(SAC)统筹战略轰炸机的作战,对苏联形成实质性威胁。同月,斯大林在克林姆林宫召见阿尔乔姆·米高扬和其他几位知名战斗机设计师,要求立即发展能够拦截迫在眉睫的美国战略轰炸机威胁的战斗机。苏联政府制定的新战斗机标准既严格又全面,新机在设计上必须皮实耐用,最大速度不低于0.9马赫,并安装重型武器,升限要达到11000米,续航时间一个多小时。

哪个傻瓜会向我们出卖自己的机密?

  苏联人很早就意识到自己的涡喷发动机不够先进,无法支持如此先进的战斗机的研制。当时最先进的涡喷发动机都被英国人垄断,于是苏联开始尝试以盟国身份与英国接触,要求购买。米高扬很快就随同苏联航空发动机权威弗拉基米尔·克利莫夫和发动机生产技术专家谢尔盖·基什金前往英国考察,罗尔斯·罗伊斯公司向三人展示了其最先进的“尼恩”(Nene)和“德文特”(Derwent)涡喷发动机,给苏联人留下深刻印象。

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“尼恩”涡喷发动机

  随后两国展开采购研判,斯大林对此持悲观态度,在早些时候发出了著名的“哪个傻瓜会向我们出卖自己的机密?”质疑。但尽管英国国防部极不愿达成销售协议,但工党政府却愿意向苏联出口这两种尖端发动机和支持文件,两国在1946年9月达成了10台“尼恩”的小批量销售,很快又续签了后续15台,6个月后苏联又买到了30台“德文特”发动机。


逆向工程

  几乎是英国发动机一运抵苏联国土,苏联人就开始了逆向工程,很快制造出了本土复制品——RD-45(“尼恩”2)和RD-500(“德文特”5),编号中的“ RD”是俄语“喷气式发动机”的缩写,“ 45和500”则表示生产工厂。两种发动机都在短短几个月内开始批量生产。

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RD-500涡喷

  此时米高扬的新战斗机设计已经相当深入,在确定新发动机指日可待后,米高扬立即对机身进行了大范围的修改。在经典的米格-15成形之前,米格设计局对新机气动布局进行了广泛研究,最终选择了后掠翼高置平尾布局,机翼后掠35度带2度下反,使飞机迈入高亚音速飞行领域。每侧机翼上表面都安装有两个翼刀,以阻止气流在后掠翼上表面展向流动,提高空气动力学性能。米格-15的机身粗短,后方两侧设置有减速板,前缘后掠56度的高大垂尾向后方伸展,与后掠平尾形成十字形尾翼布局。该机长10.1米,翼展10.09米,在米格-15的整个发展史中,这两个数据始终未变。

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I-310全尺寸风洞模型

  该机的其他创新设计包括火灾报警和灭火系统,以及使用绞盘和钢缆升起/放下的武器平台。该平台位于机鼻下方,米格设计局经过研究后确定这个位置对于机炮武器来说能实现精确度、可及性和重心保持的最佳结合。安装在平台上的武器包括左侧的两门诺德尔曼-苏阿诺夫(Nudelman-Suranov)NS-23机炮和一门安装在右侧的诺德尔曼N-37机炮,分别备弹80发和40发,持续射击时间不到9秒,可为了增加击落轰炸机的几率,必须要加大机炮威力。

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米格-15的武器平台

  机头圆形进气口之后的分叉进气道绕过座舱两侧,将进气输送给发动机。为了方便发动机维护,整个后机身可在主油箱后方整体脱开。除1240升的内部油箱外,该机还可在翼下挂载两个250升可抛副油箱。座舱在设计上充分考虑到飞行员的舒适性,具有增压和空调功能,并成为第一种具有气泡式座舱盖和弹射座椅的苏联战斗机,增强了座舱视野和飞行安全性。


I-310原型机

  米格设计局将新战斗机的技术验证机命名为I-310,该机于1947年底准备就绪。在等待合适的首飞天气条件时,第一架I-310 S-01号以各种速度进行了持续数天的滑行测试。最终在12月30日,该机在试飞员维克多·尤加诺夫上尉的驾驶下首飞并给予了总体肯定的评价。后续试飞一直持续到1948年第一季度,虽然试飞仍未完成,但苏联政府迫不及待地于3月15日颁布第790-255号命令,批准该机作为米格-15量产,此举最后被证明是明智的。

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I-310 S-01原型机

  米格设计局共制造了3架I-130,分别是S-01、S-02和S-03,S-01的最后一次飞行发生在1948年5月25日,两天后S-02首飞,不到两个月后的7月17日,S-03首飞。I-310在当年剩下的大部分时间里都在契卡洛夫斯克进行的分阶段试飞,S-03达到了0.934马赫(1152公里/小时)的最大速度。

  后两架原型机根据试飞结果进行了一些改进,如S-02安装了改进后的座舱盖和机翼,以及新型S-13照相枪和和ASP-1N瞄准具,S-03增加了减速板,尾翼经过了改进,副翼面积加大并配备了大型副油箱。两架原型机完成试飞后还被作为发动机试验台测试克里莫夫RD-45的改进型——VK-1及其VK-1F加力型。

  米格-15在8月23日开始全面生产,首架生产型由尤加诺夫驾驶在12月30日起飞,距离原型机首飞刚好一年。

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米格-15首架生产型


竞争对手

  米格设计局研制的I-310受到两家老牌战斗机设计机构的竞争,其中之一是雅克设计局的雅克-30。该机于1948年9月4日首飞。该机安装一台RD-500发动机,最大速度1025公里/小时,升限15000米。由于性能大幅落后于I-310,因此这种布局与米格-15类似的战斗机没有投产。

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雅克-30

  拉沃契金设计局的拉-168是实力更雄厚的参赛选手,于1948年4月22日首飞,与米格-15共享动力装置和武器装备。但该机的研制颇为不顺,经过大约十个月的测试后,机炮引发的机械故障证明该机存在严重结构缺陷。经过改进后的拉-174原型机仍存在结构振动问题,直到1948年夏末拉-174D的出现,项目才步入正轨。

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拉-168

  拉-174D和I-310存在许多共同点,但拉-174D的机翼后掠37.3度并且是上单翼,因此该机的主起落架被安装在机身两侧而不是机翼上。

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拉-174

  在性能方面,拉-174D拥有更出色的机动性和稳定性,但爬升、航程、火力和易于生产等方面都不及I-310。经过大约100架次对比试飞后,两者难分胜负,都获得了投产,分别成为拉-15和米格-15。由于米格-15的结构更简单,造价更低,所以在朝鲜战争爆发后获得大批量生产,而拉-15仅生产了235架,在苏联空军中服役到1953年。

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拉-15

米格-15比斯

  米格-15的生产速度非常快,但该机此时还远称不上完美。米格设计局在发现并解决存在的一系列问题后,相应的改进措施也被被应用在工厂的生产线上,导致各批次都存在细微差别。因此米格设计局在生产稳定下来后着手研制米格-15的第一种正式改进型——米格-15SD,其编号很快就改为米格-15比斯(Bis是“第二”的意思)。该机最重要的变化是使用VK-1发动机取代了RD-45,以解决后者需要频繁检修、推力不足、耗油率高和可靠性不佳等问题。

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VK-1发动机

  2.7吨推力的VK-1安装在中后期米格-15比斯上,使该机速度达到1076公里/小时,并能以2700米/分的速度爬升,分别比第一代米格-15增加了27公里/小时和183米/分。飞机的实用升限也从15200米提高到15500米,航程从1960公里扩大到2000公里。随着性能的提高,该机的降落滑跑距离也随之延长,因此需要配备减速伞。

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米格-15比斯

  米格-15比斯的其他改进重新设计的减速板,能张开22度。座舱经过升级,NS-23机炮换成了射速更快的NR-23。后期该机还可在翼下挂载两枚116千克的ARS-212或四枚26千克的TRS-190火箭弹。

 楼主| 发表于 2020-8-19 05:14 PM | 显示全部楼层
本帖最后由 源济 于 2020-8-19 05:17 PM 编辑

米格-15诞生记(下),一鸣惊人

 Armstrong 空军之翼 2020-08-19

UTI教练机

  米格设计局接下来推出的是双座教练型——米格-15UTI(“UTI”是俄语战斗教练机的缩写)。该机的研制工作于1949年春季在第1工厂展开,进度飞快,这是因为米格设计团队只获得了大约一个月的研制时间!

  紧凑的研制计划自然限制了UTI的改动幅度,仅针对座舱和燃油系统进行了修改。该机座舱区域向后扩展以安装第二张弹射器座椅和第二套飞行操纵装置,因此内油容量有所降低,并且只保留1门23毫米NR-23机炮。名为I-312T的米格-15UTI原型机于1949年5月23日首飞,安装一台2.27吨推力的RD-45F发动机,最大速度1015公里/小时,升限14625米,航程1400公里。

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米格-15UTI原型机

  米格-15比斯和米格-15UTI都在1950年开始量产,当年苏联生产了1911架单座型和56架双座型。除第1工厂外,还有其他8家工厂在生产米格-15,分别是第153厂(新西伯利亚)、381厂(列宁格勒)、21厂(高尔基)、31厂(第比利斯)、126厂(科莫索姆斯卡纳姆)、292厂(萨拉托夫)、135厂(哈尔科夫)和99厂(乌兰乌德)。

  1951年,米格-15的生产达到历史最高水平,生产出令人难以置信的4033架单座型和450架双座型。该机的生产一直持续到1959年,9家工厂共制造了11000架米格-15,此外其他国家还按许可证生产了大约5000架,全球总产量达到了约16000架。

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热火朝天的米格-15工厂


朝鲜战争

  1950年6月25日朝鲜制造爆发,在美国空军F-80“流星”和F-84“雷电喷气”、美国海军F9F“黑豹”喷气式战斗机的压制下,朝鲜人民军空军的拉-9和雅克-9活塞式战斗机很快失去制空权,导致美国空军的B-29轰炸机在朝鲜上空横行无阻。但随着苏联派出米格-15参战,情况开始改变。

  1950年11月1日,米格-15获得朝鲜战争中也是人类战争史上首个喷气机之间的击坠,苏联空军第50歼击机航空团的米格-15击落了美国空军的F-51“野马”和F-80“流星”战斗机。

  B-29轰炸机也迎来灭顶之灾,米格-15在这方面发挥了其重轰截击机本色,一种特别有效的拦截战术是米格-15机群分成小队上下夹击B-29轰炸机编队。1951年4月12日,包括48架B-29在内的一个美国空军大型混合编队遭遇44架米格-15的拦截,最终被击落击伤10架B-29、3架F-80和一架其他战斗机,米格-15仅损失1架。

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米格-15照相枪中的B-29

  关于这种凶猛的新型苏联战斗机的消息很快就在联合国军飞行员中传播,让西方世界感到震惊。时任英国空军元帅约翰·史莱瑟爵士表示“它不仅比我们制造的任何战斗机都快,而且已经大量生产。因此,在至关重要的截击战斗机方面,俄国人已经领先英国四年。”

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苏联参战米格-15


米格走廊

  美国空军在朝鲜的劣势直到1950年12月中旬才得到扭转,能与米格-15匹敌的北美F-86A型“佩刀”战斗机抵达战区。从1950年12月17日开始,两种战斗机在鸭绿江到其黄海入海口上空殊死搏斗,由于美国人始终无法在此获得空中优势,因此将这块空域称为“米格走廊”。

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米格-15与F-86的尺寸对比

  米格-15和F-86A大致旗鼓相当,各自具有优势区域。米格的升限更高(15500米 vs 13700米),爬升率更好,“佩刀”具有更好的俯冲性能和水平机动性。“佩刀”配备了六挺12.7毫米M3勃朗宁机枪,每门备弹300发,火力密度更大,但米格的NR-23和N-37组合威力更惊人。

  两种战斗机的性能是如此接近,以至于飞行员的经验和技术会决定每次空战的结果。最终,美国空军声称F-86击落了792架米格-15,损失了78架,交换比10:1,但其准确性一直受到质疑。苏联空军第64歼击航空军称在朝鲜战争中摧毁1106架联合国军飞机。

  战争中战绩最高的米格-15王牌是尼古拉·苏佳金大尉,他击落的21架敌机中包括9架F-86、1架F-84和一架“流星”,为此获得苏联英雄勋章,获此勋章的还有其他19名参战苏联飞行员。

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尼古拉·苏佳金


米格-17

  当米格-15在朝鲜上空一鸣惊人时,米格设计局也在积极研制其后继型,这项工作自1949年就开始了。该机最初被称为米格-15比斯45,将彻底解决米格-15战斗机基本设计存在的缺陷并能以更高的马赫数飞行。

  最终被命名为米格-17的新一代战斗机在总体设计上非常类似米格-15,但机翼和尾翼更薄,机翼后掠角大幅增加,内翼段为45度,外翼段为42度。尽管机翼更薄,但米格-17的机翼刚度比米格-15更大,这是为了抵抗翼尖扭曲趋势,这个问题会导致米格-15在高速或高翼载情况下出现左右机翼升力不对称。

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首架米格-17原型机

  其他显而易见的差异还有米格-17每侧机翼上表面有三个翼刀而不是米格-15的两个,更高的垂尾和向后逐渐收细的后机身使米格-17的长度从10.1米增加到11.26米。

  早期米格-17使用与米格-15相同的克里莫夫VK-1发动机、前起落架和武器,这些通用性使得I-330原型机能在1950年1月14日首飞,由试飞员伊万·伊瓦申科驾驶。

  但在仅3个月后的3月17日的一次试飞中,伊瓦申科就在试飞中遭遇颤振,导致水平尾翼被撕脱,飞机失控坠毁,他本人当场遇难。I-330在试飞中还被发现机翼刚度仍然不足,出现了副翼反操纵,该问题在1951年初首飞的SI-02原型机上得到了解决。

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SI-02原型机

  米格-17于1951年9月1日投产。即使是早期非加力型米格-17,与使用相同发动机的米格-15相比其速度也提高了50公里/小时,新机的高空机动性也更好。

  由于米格-15仍在大批量生产中,所以米格-17尽管在1951年第三季度就开始交付,但直到1952年10月才开始服役,此时米格-19即将试飞。

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米格-15/17的外形对比

  米格-17为白天任务进行了优化,配备了一门N-37 37毫米机炮和两门23毫米机炮,还具有根据缴获F-86“佩刀”设备仿制的ASP-4N瞄准具和SRC-3测距雷达。从1953年起,飞行员还获得了带有防护面罩和腿部约束的更安全弹射座椅。

  米格-17最重要的型号是1953年推出的米格-17F,“F”表示其VK-1F加力涡喷发动机,具有新型收敛-扩散尾喷管和燃油系统。加力燃烧室使该机爬升速度提高了一倍,虽然米格-17并不是一种超音速战斗机,但熟练的飞行员可以在浅俯冲中突破音障。

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VK-1F加力涡喷发动机

尾声

  虽然米格-17在苏联空军中的服役时间较短,很快被更先进的米格-19取代,但该机仍成为一种世界级战斗机,在越南战争中大放异彩。

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  米格设计局成为苏联著名的前线战斗机研发机构,研制出一系列飞行速度更快,影响更深远的型号,而所有这一切都始于无与伦比的米格-15。

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