曲折的道路—苏联早期防空歼击机简史(2)[铁血档案馆 第72期]

基于OКБ-117ВК-3型发动机的И-3(И-380)与И-3П(И-410)和И-3У(И-420)防空歼击机项目

1953年6月3日,根据苏联部长会议所下达的第1399-562号命令以及5天后下达的第340号命令批准了第155实验设计局于1952年开始设计的新型防空歼击机项目的研制工作,在部长会议的命令中,新型截击机的相关指标被确定为:最大速度达到2000公里每小时,升限在1.5万米以上。命令还规定新飞机的飞机的国家测试应当在1955年5月开始进行。

随后第155实验设计局于1953年底确定了新机的设计方案,并将新机的代号确定为И-3该机采用了前缘后掠角达到62°,后缘后掠角48°的大后掠翼布局,动力装置则是一台尚在研制的ВК-3涡轮喷气发动机,这台于1951年开始项目设计的发动机干重量1850公斤(苏标干重量不含附件盒等部件重量,下文同),其技术水平在当时来讲十分先进,例如其涡轮前温度达到了1180К,整体压缩比12,最大军用推力5370公斤,而最大加力推力则达到了8440公斤。整体尺寸为长6140毫米,直径1000毫米。与已经进入试制阶段的АЛ-7相比,ВК-3虽然推力并不占优势,但是其体积明显要小,而且重量也较轻。对于短时间内还比较欠缺重型截击机设计经验的第155实验设计局来说,ВК-3显然更加合适。

而这台崭新的发动机最大的亮点在于,它是苏联第一台带有外涵道的加力涡轮喷气发动机,而且其应用了可变涵道比的崭新概念,全机整体涵道比可以通过油门进行调整,在不同的飞行状态下,可供调节的涵道比为0.25和0.5两档。这种理念在当时相当先进,外涵道的冷却作用使得ВК-3发动机的核心机可以在更高的速度和更大的转速上安全的工作。这点对于追求更高速度的新型飞机来说意义重大,但相应的,其技术风险也相当的高。不过跟其先进的技术理念相比,第155实验设计局显然认为这样的风险是值得去冒的。

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第117实验设计局的第一种轴流式涡轮喷气发动机ВК-3,仅就技术水平而言,ВК-3很明显的要压过АЛ-7一头,大量新技术的采用使得ВК-3的各项指标在当时可谓一时翘楚,但是,有一得,往往必有一失,ВК-3最终在冒进和前卫上付出了代价。


1954年初,И-3的深度设计宣告完成,最终确定的研制指标为:在起飞重量为8954公斤时,海平面最大速度1274公里/小时,在10000米高空时最大速度为1775公里/小时。在该机的设计任务计划书上还确定,该机的第一架样机将安装3门НР-30型30ММ航炮,与此同时,И-3的座舱周围还加装了装甲,各部分厚度分别为:座舱前部使用120毫米厚的防弹玻璃,座椅后部和头枕部厚度16毫米,座舱装甲总重量约为87.5千克。机载火控设备为一台АСП-5Н光学瞄准具,一部СРД-1М测距仪,并可以携带一个可以装载16枚57ММ航空火箭的АРС-57折翼火箭发射器。计划在1956年第一季度进行测试。随后装备有РП-1“绿宝石“雷达和2门НР30航炮的第二架原型机也将交付进行验收测试。

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АСП-5Н光学瞄准具是50-60年代苏联歼击机的标配,米格19和21均有配备

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АРС-57火箭本体

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НР-30型30毫米航炮

到1954年底, И-3飞机的设计和图纸已经完成,飞机的总装也已开始.1955年1月1日,施工图的准备程度达90.5%,样机的制造程度则达到了41.8%.飞机于1955年组装完成,但此时,ВК-3型发动机却未能按时交付,由于进度的拖延,И-3飞机最终停留在了地面试验样机的阶段,从来没有真正完成升空。

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И-3型试验歼击机的设计草图,与当时第155实验设计局正在进行的Е-2等几个项目十分神似。

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И-3型防空歼击机基本参数(设计值)。

[i]机体长(米) 14.83[i]

翼展(米) 8.99[i]

机翼面积(平方米) 30[i]

重量(公斤)[i] [i]

空重 5485[i] [i]

最大起飞重量 7600[i] [i]

燃油携带量 1800

[i]发动机型号 ВК-3[i]

推力(公斤力)[i] [i]

军用推力 5370[i] [i]

加力推力 8440[i] [i]

最大飞行速度(公里/小时) 1775[i] [i]

航程(公里)[i] [i]

内油 1365[i]

[i]携带副油箱 ----[i]

[i]实用升限 18800 [/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i]


1954年,基于И-3的改进设计И-3П(И-410)开始启动,其改动主要是用新的“钻石”(АЛМАЗ)雷达(由第857实验设计局设计)换下原本的РП-1雷达,由于И-3项目的前期准备与铺垫工作,使得И-3П的进度很快,在1955年年底,第一架地面试验样机已经生产出来,但是,此时的ВК-3发动机尚未就绪,而已经造好的И-3П又达不到军方的要求,因此,И-3П也最终停留在了地面试验样机的阶段。

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“钻石”雷达实际上是“翡翠”雷达的升级型号,仍然采用了“翡翠”雷达上的分置天线布置形式,直接反应在其使用型号И-3У上的特点就是进气道唇口上方安装有透波材料制成的搜索天线罩,而这最终也成为了И-3У飞行速度提升的一大障碍—透波材料很难保证足够的强度

[i]为了能够保证足够的方向稳定性。И-3У的垂直安定面十分高大,同时在尾部机腹下安装了单片小型腹鳍。同时,为了防止气流分离,И-3У在机翼上安装了一对大型翼刀[/i]

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曾经在苏军作战飞机上一度十分流行的座舱带离式弹射座椅,其在外观上最为显著的特征就是向前开启的整体式座舱盖,其作用机理为:[i]当开始弹射时座椅的上端先顶住座舱盖的后缘,接着舱盖便绕其前缘转动,在座椅出舱行程完成后,座舱盖前缘和座椅下端联接在一起,舱盖于是自动地扣在弹射座椅之前,而飞行员则位于座椅与座舱盖之间于是就可以避免高速迎面气流的吹袭。于是座舱盖扣合在飞行员和座椅的前面,形成一个小的相对封闭空间,这样舱盖就阻挡了迎面吹来的高速气流压力,对飞行员提供了足够的防护。当座弹射座椅上升到一定高度后扣合的座舱盖再次和座椅自动分离,然后飞行员再和座椅分离,打开降落伞完成救生过程。这种舱盖扣在座椅前面的弹射离舱方式尽管对飞行员提供了防护,但为保证座舱盖和座椅之间的扣合和分离,其联接部分的结构就比较复杂,锁的顺序开闭环节较多。扣合时的 15 个各种类型的锁要在弹射瞬间按预定顺序完成 19 次动作,分离时这些锁又要再度按相反顺序进行动作,加上由于制造误差和使用维护等方面的原因,弹射座椅的各机件很容易在弹射时发生故障导致救生失败。故而在弹射座椅技术得到更进一步的发展之后,这种救生方式便被淘汰了。[/i]


于1954年下半年自И-3П项目衍生出的И-3У(И-420)项目终于“见到彩虹”。当年9月,其实际设计工作全面展开。第一架И-3У实际上是从尚未完工的И-3第二架样机修改而来,整个制造工作于1956年1月完成,但此时,ВК-3发动机依旧没有就绪,这直接导致И-3У的首飞被拖后了小半年。

1956年7月,经过5年的研制,ВК-3发动机终于在这一年通过了100小时台架测试,随即制造出了可供试用的第一台ВК-3发动机。终于解决了心脏问题的И-3У随即展开了飞行测试,在1956年结束以前,И-3У已经完成了10次试飞,在试飞中,И-3У表现相当出色,在起飞重量9220公斤时,其最大速度达到了1920公里/小时,试飞高度扩展到了18000米。爬升至15000米高度耗时2.4分钟。但在试飞中,ВК-3发动机也暴露出了一些问题,诸如涵道转换装置不完善,涡轮叶片可靠性不高等问题,因此,И-3У的试飞工作在1956年12月停止,并将发动机运回了第117实验设计局进行修改,次年(1957年)1月,升级完成的ВК-3发动机被运回,试飞工作随即展开。但由于崭新的ВК-3一直毛病不断,1957年全年中И-3У足有118天因为发动机回厂升级而没有发动机供测试,同时,还有35天因为升级液压传动部件的原因停止测试。由于这一系列原因,整个1957年И-3У总共只进行了34次试飞,原定的飞行测试计划仅完成43%。

旷日持久的试飞工作最终使得И-3У变得落后于时代。到了1958年,И-3原本十分出色的性能指标已经变得落后,而ВК-3发动机一直没有停止的各种问题也最终让人失去了耐心。最终,И-3У在结束了1958年第一年度的维护计划后停止了试飞。同年6月4日,苏联部长会议下达命令,停止该机的所有研发工作。

曲折的道路—苏联早期防空歼击机简史(2)[铁血档案馆 第72期]

И-3У[i]型防空歼击机基本参数[i]

机体长(米) 14.83[i]

翼展(米) 8.99[i]

机翼面积(平方米) 30[i]

重量(公斤)[i] [i]

空重 5490[i] [i]

最大起飞重量 7580[i]

[i]燃油携带量 1800[i]

发动机型号 ВК-3[i]

推力(公斤力)[i] [i]

军用推力 5370[i]

[i]加力推力 8440[i] [i]

最大飞行速度(公里/小时) 1960[i] [i]

航程(公里)[i]

[i]内油 1290[i]

[i]携带副油箱 ---[i] [i]

实用升限 18000[/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i][/i]

--------------------未完待续---------------------------

一点说明:本文乃笔者2012年发表于军事评论杂志上的一篇文章,添加图片而成,版权所有,转载须告知。

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2楼西森

最早在资料上看到这家伙时,第一印象是怎么把米格19改得这么不伦不类,不过看到资料时已经是九十年代了,这种结构早已看不上眼了,不过看了文章,还是觉得苏联前进道路上还是很曲折的,苏联航空历史有许多稀奇古怪的设计,真是很有意思。

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