简单粗暴——苏联军工的“另类”辉煌

历史 07-04 来源：涛哥兵站

另辟蹊径的追随者

冷战时期, 东西方的航空竞赛显得精彩纷呈。苏联的图-160轰炸机与美国B-1轰炸机的惊人相似为剑拔弩张的军备竞赛添加了殊途同归的注脚。

另外, 1973年在巴黎国际航空博览会上, 正在空中作飞行表演的图-144超音速运输机, 竟突然解体, 令在场的观众大惊失色。这架外形上跟英国“协和”几乎一模一样的“大鸟”惨剧,无疑为人类的航空事业平添了几分悲壮。

“协和”超音速客机

图-144超音速客机

但总的来说, 国力的限制仍旧使得苏联略逊一筹。一个具有代表性的例子就是, 第二次世界大战后, 美国发展了新的远程战略轰炸机B-52, 并于1955年装备部队。而苏联重量、速度、航程、载弹量与B-52相仿的轰炸机图-95装备部队的时间则晚了一年以上。

在这种情况下, 以现有的飞机为基础,配合新出现的科技成果, 加以融合而产生新ー代战机的做法, 就成为苏联航空界的惯例。因为这种方式既不必另起炉灶, 避免开发全新机种的高风险性, 同时又可以将飞机世代更新的频率提高, 使航空战斗力随时保持一定的水准, 于是这种方式ー直被苏联航空界相当严格地遵循着——阿尔乔姆·伊万诺维奇·米高扬生前亲自挂帅设计的最后一种战斗机米格-23也是如此。

F111“土豚”可变后掠翼战斗轰炸机

1967年10月, 一种新式战机进入美国空军服役, 这就是F-111“土豚”。它是世界上第一种实用的变后掠翼战机。所谓“变后掠翼”, 指的是每个机翼都分为固定翼段和活动翼段两部分。其中的固定翼段与前机身组合成一个整体, 而活动翼段是可以前后掠动的。

这样一来,通过调整掠动的角度解决了高低速飞行之间的矛盾一一高速飞行时用大后掠角,飞机的阻力小, 加速性好; 低速飞行时使用小后掠角,机翼展弦比大, 续航时间长, 飞机的经济性能好且起降安全。

米格-23“鞭挞者”可变后掠翼战斗机

美国人第一个吃了螃蟹, 苏联自然也想赶个时髦。可是当时的苏联实际上不具备实现在后掠角、气动控制面和飞行条件之间达到最优匹配的自动控制系统的技术。为了减少技术风险,米高扬设计局干脆另辟蹊径: 米格-23的机翼后掠角只有3个固定位置, 即16度、45度、72度。这不是按速度、高度、机动性由计算机飞行控制系统自动设定, 而是由飞行员手动设定的。

它的铰接机构干脆只是采用一根100多毫米粗的螺栓。在苏联人看来, 常用的飞行条件其实不多。无非起飞着陆、巡航、空战、全速冲刺或者逃离。

起飞着陆和低速飞行需要小后掠角, 高速巡航和空战需要中等后掠角, 全速冲刺或低空突防需要最大的后掠角。手动控制的3个固定位置已经可以达到无级可调的大部分效果。更精微的选择并不见得对常用情况有很大的作用, 采用自动控制反而会大大增加系统的复杂性, 实在得不偿失。

雅克-38战斗机正在苏联基辅级航母上起降。这款被北约称为“铁匠”的战斗机是苏军唯一一款服役的垂直起降战斗机, 同时也是苏联第一种实用化的固定翼舰载机。不过, 1976年雅克-38首次搭载“基辅”号航空母舰出巡时, 出发后不久即有近一半故障不能飞行。主要是其发动机在垂直升降时向飞行甲板喷出灼热气流容易把甲板烧穿, 迫使航空母舰加装隔热钢板并且用钛合金铆钉固定

雅克-38垂直起降示意图

这样看上去显得简单粗暴的技术障碍解决方案并不是米高扬设计局的专利。1967年7月, 在苏联航空节的飞行表演中, 出现了苏联第一架垂直起落喷气战斗机。它未经滑跑就垂直上升到50米的高度, 逐步开始水平加速, 并收起起落架, 随后旋风般从观礼台掠过。飞了一圈后,飞机又开始减速, 接近着陆点后垂直下降, 平稳着陆。

这就是雅科夫列夫设计局研制的雅克-36(正式服役后称为雅克-38)“铁匠”战斗机。它也是继英国“鹞”式战斗机之后, 世界上第二种投入使用的垂直起落喷气战机。“鹞”式战斗机赖以实现垂直起降的关键是其设计独特的“飞马”MK104推力可转向涡扇发动机。当飞机垂直起飞时 ,这种发动机前后四个喷管转到垂直向下的位置, 在喷气反作用力的作用下产生向上的推カ, 实现飞机垂直上升。

“鹞”式垂直起降战斗机

“飞马”推力转向发动机

类似“飞马”的推力可转向发动机同样也是当时苏联不具备的技术。为了实现垂直起降的功能, 雅科夫列夫设计局的解决方案跟米高扬设计局的同行如出一辙 :既然造不出推力可转向发动机, 那就干脆不用。

结果一架“铁匠”实际上装备了三台发动机: 两台是专用的升力发动机, 在垂直起降时使用; 一台是用作主推力的“图曼斯基”R-27V-300涡轮喷气发动机, 在向前飞行时启动。

由于“铁匠”的发动机各有“分工”, 所以它从垂直起升到向前飞行的过渡配合过程就比较复杂, 飞机在起落阶段要消耗掉机内总燃油量的1/3。如此“因陋就简”的设计虽然导致“雅克-36”只有2000公斤的载弹量、100公里的作战半径和有限的机载电子设备, 以致被讥讽为“桅杆保卫者”或是“和平鸽”, 但毕竟使得苏联拥有了一种与“基辅”级航空母舰(苏联称为“载机巡洋舰”)相配套的舰载战斗机。成败得失,只能是仁者见仁, 智者见智了。

蛮力创造的奇迹

SR-71“黑鸟”高空高速侦察机

话说回来, 苏联的航空工业并非只会跟在美国人或是西方后面亦步亦趋, 但苏联的航空工业也有自己的骄傲, 譬如1969年装备部队的米格-25。这是一种重达22吨、可以实现“双三”(飞行速度3倍音速, 高度3万米)性能的高空高速截击歼击机, 北约组织给予其的代号是“狐蝠”。

在20世纪70年代, “狐蝠”魅影成了北约挥之不去的梦魇。当时美国SR-71“黑鸟”高空高速侦察机的最高速度可达音速的3倍, 令普通截击机望尘莫及, 而“狐蝠”却可以轻松地尾随其后监视航向, 并随时提出警告。

1971年第四次中东战争爆发前夕, 4架苏联“米格-25R”进驻埃及, 不时被派往以色列上空实施侦察, 令以军非常头疼。一次, 以色列空军派出当时西方最好的战斗机——美制F-4"鬼怪”实施拦截。谁知“狐蝠”打开加力燃烧室, 转眼就抛开了尾追的“鬼怪”。后者情急之下发射“响尾蛇”空空导惮, 怎知“狐蝠”快得离谱, 连导弹都摊不上。

米格-25高空高速截击机

此时以色列的地面雷达站发现, 这架“米格-25”的速度已经超过了3.2倍音速! 这足以令美国人惊呼“这大概是当今世界生产的最好的截击机”。美国人完全无法理解, 苏联如何能在短短几年间制造出最高时速超过3倍音速, 还能在2.7万米高空携带4枚大威力重型导弹的歼击机。毕竟美国人自己在20世纪70年代研发的F-15战斗机都无法实现这一性能指标。

至于苏联方面更是将“米格-25”当作武库中最可怕的武器来进行最严格的保密防范。这种战斗机一直只配置在苏联本土防空部队, 并不提供给东欧卫星国; 在苏联的官方文件中, 甚至不能直呼米格-25战斗机, 而必须以“产品第84号”来代称。

别连科以及降落在日本函馆机场的米格-25

可是, 谁也没有料到, 1976年9月6日午后1时半, 日本北海道南端的函馆机场上, 竟然降落了一架从苏联叛逃出来的“狐蝠”战斗机。苏联空军上尉维克多·伊万诺维奇·别连科为西方送上了一份做梦也不曾想到的大礼。

几天后被卸下机翼的“米格-25”由一架美军运输机运至东京近郊的空军基地, 由于苏联战斗机仍在离函馆不远的上空徘徊, 为了这800公里航线, 2个小时的秘密夜航, 日本航空自卫队调集了第2,6,7三个航空团的40架战斗机为运输机保驾护航。随后, 这架“狐蝠”被大卸八块, 200多名美国飞机制造、武器装备、电子、冶金和空气动力学方面的专家把飞机仔仔细细研究个遍。

揭开神秘面纱的“米格-25”战斗机令美国人有些失望。专家们事后说,“狐蝠”机体70%的部件是镍合金钢, 结构重量大, 格斗性能差, 虽然极限速度很高, 但是并没有想象中那么可怕, 有些地方简直粗糙得令人吃惊: 它的座舱狭小, 视界不好; 作为战斗机, 它缺少适应空中格斗的机动性;作为截击机, 它的雷达又没有“下视”能力, 对于对方采用低空突防战术的飞机, 它就没有截获的本领了。

米格-25座舱看上去十分“原始”

但美国人也不得不承认, 苏联工程师用相对落后的技术生产出了米格-25这种某方面性能突出的战机。超音速3倍的飞行会使得飞机表面产生高温, 美国为此不得不放弃常用的航空铝合金, 改用耐热性能强10倍的钛合金来制造SR-71, 但钛合金不仅昂贵, 而且难于加工, 造成成本高昂的“黑鸟”机动性很差, 高速时转弯都费劲得像火箭一样; 而“简单粗暴”的苏联人只用镍合金钢就做到了超音速3倍这个指标。

米格-25全机有80%是由钢制成, 其他主要材料则是耐高温的D19铝合金, 而钛合金只占8%。钢结构比较重, 这是“狐蝠”空重超过20吨的主要原因。但钢不仅坚固、价廉、耐热, 而且热胀冷缩相对较小, 容易焊接, 避免了高温铆钉和密封件的难题。

“米格-25”上的电子设备还在使用电子管, 这在已经采用晶体管固态电路的美国人看来是早就过时的做法, 但苏联看重的是电子管除了成熟可靠外, 电流输出特别大, 频带特别宽, 不怕核爆引发的强烈电磁干扰。

实际上, “狐蝠”雷达的设计指标就是在80千米距离“烧穿”一切已知的电子干扰。在如此苛刻的要求面前, 当时苏联晶体管技术力有不逮,最后仍旧靠的是电子管的“蛮力”解决了问题。这种“旋风”雷达的天线直径高达900毫米, 重达500千克, 功率更是达到600千瓦。由于发射功率太强, 苏联军方严禁“米格-25”的飞行员在地面打开雷达, 因为这种雷达发射的微波可以把300米外一个跑过跑道的兔子当场烤熟, 所以地勤人员维护雷达的时候都是战战兢兢的, 生怕被这个可怕的电磁旋风卷进去。

苏联航空人正是用简单粗暴的技术手段创造出了米格-25这个奇迹, 并赢得了对手的称赞。“这种飞机的制造过程, 反映出俄罗斯人极善于用取之不尽的聪明才智来弥补资源的局限。他们非常巧妙地把新老工艺结合起来, 在较短时间内且花费不多的情况下, 制造出这种技战术性能的飞机, 而西方要达到这样的性能则需要投入巨额经费。”

站在旁观者的角度看, 美国人的这番评论不啻是将米格-25的设计者们大大褒奖了一番。

最后的黑科技

1991年底, 苏联大厦轰然倒塌, 后苏联时代的俄罗斯航空工业与整个俄罗斯的国力一样江河日下。好在在此之前, 一种传奇战机已然面世, 这就是至今仍令人如雷贯耳的苏-27战斗机。

顾名思义, 这种战斗机由苏霍伊设计局研发。设计局的创始人全名叫作巴维尔·奥西波维奇·苏霍伊。1938年, 他组建以自己名字命名的飞机设计局, 开始飞机设计生涯, 但发展极不顺利。

截至1949年, 苏霍伊设计局共设计了13种飞机,但仅有少量投产, 其余的或半途而废, 或完成后未被采用。这一期间, 苏霍伊的成绩和名望远远比不了米高扬、波利卡尔波夫和拉沃什金, 1949年他的设计局也被迫关闭解散。

出人意料的是, 50年代初, 苏霍伊东山再起, 第二次组建设计局, 很快崭露头角。在“苏-27”之前, 苏霍伊设计局研发的苏-15战斗机被认为是苏军的第一种真正的全天候歼击机, 昼夜皆能作战——但它在服役期间从未参战, 真正令其名扬四海的却是1978年与1983年两次误击韩国民航客机(击落击伤各一), 被它吞噬掉的无辜者性命多达271条! 苏-15战斗机因此背上了“民航机杀手”的骂名, 尤遭韩国人痛恨。

苏-15截击机因两次误击韩国民航客机而闻名于世

相比之下, 苏-27的亮相同样带有几分传奇色彩。1987年9月13日, 挪威空军第333飞行中队所属的P-3B“奥利安”反潜巡逻机正在巴伦支海上空距离苏联海岸仅90公里的地方, 沿苏联海岸向东飞行。苏联对空警戒雷达立即发现了这个“不速之客”, 马上派出一架最新式“苏-27”战斗机前往监视。

连续追踪监视了17分钟的飞行员断然采取了奇特的警告措施: 驾驶飞机从P-3B右下方快速穿过。只见“苏-27”的垂直尾翼翼尖将P-3B飞机的右翼外侧发动机短舱切开一条大口子, 迫使受伤的P-3B逃之夭夭。苏-27就是以如此一个漂亮的“外科手术”姿态进入公众视野的。

实际上, 苏-27是苏霍伊设计局从1969年开始研制的全天候重型制空战斗机, 属于苏联赶超世界第三代(俄国标准为第四代)战斗机技术水平的作品。

第一架原型机于1977年5月20日试飞成功, 3年后第一架预生产型上天, 以后又经过修改、定型、批生产, 才陆续交付部队使用。到1986年, 已开始形成作战能力。

1989年6月8日, 第38届巴黎航展开幕。两架苏-27战斗机作为苏联新产品首次堂堂正正地公开亮相。初次登台的苏-27就为法国观众献上了技惊四座的高难度非常规机动飞行, 令观者无不目瞪ロ呆一一只见战斗机以每小时约400公里的速度从机场跑道一端平飞而来。

突然之间, 出人意料的场面发生了, 只见苏-27机头猛然抬起, 一直向上仰过去, 迎角从0度一直拉到120度, 机尾前冲, “肚皮”朝向斜前方的天空, 差不多是安然仰卧着向前平飞, 速度也一下降至每小时110公里左右, 形成短暂的机尾在前机头在后的状态。几秒钟后, 机头重新向前滑下, 又保持原来正常的平飞状态了, 而飞行高度几乎没有任何变化。

这个非常规机动动作的创始人是试飞员维克多·普加乔夫。由于苏-27飞机从平飞时安然自在的模样, 在瞬时就可将机头向前拉起的动作奇特得活像一条狂怒的“眼镜蛇”, 所以这个动作被命名为“普加乔夫眼镜蛇机动”。虽然现在还有人怀疑在空空导弹时代这一特技动作的实用价值, 但它所表现出的苏-27战斗机的优异机动性能是任何人都无法否认的。