测试器械

苏联动用全国苏德专家开发的战机,虽看似落

发布时间:2023/4/5 21:09:05   
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年春天,当和煦的阳光抚射大地,战火燃尽的焦土上,微小的生命在沉寂了数年之后静静地萌发。欧亚大陆之上的芸芸众生们,在历经了两次大战、数十余年的狂热与炮火之后,终于得以在残垣断壁之上重建往日的生活。只可惜,和平钟声敲响未久,丘吉尔只用了一场铁幕演说,便将暗流涌动的战后国际政治环境再一次推向了战争边缘。

不同往昔的是,此时的人类已经手握原子能的力量。牵一发而动全身的全面战争,不再仅是毁灭一座桥梁、几幢建筑、数个兵团的敌军,而是可以做到在顷刻间毁灭一座城市,生机荡然无存。同年8月,美军首飞了B-36和平缔造者轰炸机。作为战后首款大型轰炸机,该机型长达公里的作战半径使其具备了执行洲际战略轰炸的能力。在搭载原子弹之后,这一对搭档俨然是高悬在全世界头上的达摩克利斯之剑——下一秒钟美军的假想敌便遭到核子打击。仅仅在三年之后,该机型就正式服役于美军。为了具备与之相当的战略打击能力,苏军也几乎在同期开始了战略轰炸机的研制工作,这便是后来的图-95。

▲翼展长达70米的B-36,该型未搭载喷气发动机的早期型

一、简单的要求,有限的选择

为了尽快获得洲际投放能力,苏空军高层于年同时向图波列夫设计局和米亚西舍夫设计局发出了设计邀请,并提出以下设计要求:

1、轰炸机必须在不需要重复落地加油的情况下,具备公里的航程,能够威胁到北美的重要目标;2、轰炸机至少能携带1.1万公斤的弹药以倾泻在敌人头上;

这两个看似简单的设计要求,却着实难倒了图波列夫设计的设计师们。尤其是在航程上的要求,一时竟让他们一筹莫展。由于苏联的涡喷、涡扇发动机技术积累尚浅,即便能让战机获得高速的性能,但燃油经济性实在难以负担洲际任务。因此,即便当时大洋彼岸的美国普惠公司已经研发出了在当时先进的J-57发动机(JT3C)涡喷发动机,图波列夫设计局的同志们依旧不盲目上顶尖技术,而是执着地选定采用涡桨发动机方案。

▲比例看起来细长的M-4野牛

从日后的成果来看,图-95设计师的选择无疑是正确的。因为同期米亚西舍夫设计局交出的M-4野牛轰炸机,便是采用了涡喷发动机的方案,而其最大航程为公里。虽然勉勉强强达到了设计要求,但如果从执行洲际任务的角度而言,只能挠个痒痒。假若M-4从当时苏军近东基地起飞,那么还未飞到大西洋过半的地方,它就要折返了。如果从远东基地出发,仅仅是在阿拉斯加上空徘徊一阵子尚可,再往南飞依旧只能稍微碰一下就要返航了。就像一个身材魁梧的人,在后背痒的时候,背上总有那么几个地方只能稍微碰一下却挠不到,十分难受。

而且,令人出乎意料的是,大洋彼岸波音公司的设计师们在B-52的早期设计里,也是采用了类似图-95的涡桨方案。他们的理由大致相同:涡喷发动机油耗极高,不适用于洲际任务的作战半径。要不是当时的美航空军厄尔·帕特里奇少将不留情面的指出该设计毫无进步可言,那么我们将看到比B-36更大的轰炸机。在军方全面推翻设计稿后,才逐步有了后来的判若两机的B-52方案。即便最终定型的B-52拥有如此庞大的体积,财大气粗的美军还在B-52H型上换上了JT3D(军用版为TF33)涡扇发动机,以使其航程增大15%。

▲B-52设计方案,可以看到早期方案也是用的涡桨发动机,机翼也是逐渐后掠

此外,图波列夫设计局自身在同期也有一个涡喷轰炸机设计项目,这就是在年首飞的图-16。该型号轰炸机为苏军列装的第一款双发喷气式战略轰炸机,不过其最大航程为公里,甚至不及M-4野牛的水平。因此,在简单的需求和有限的选择之下,该设计局的工程师们发挥起了经典的俄式思路:有什么就用什么,简单粗暴也不怕。

就这样,他们把目光落到了一款尚在研发的涡桨发动机——TV-2。

▲年摄于西太平洋的图-16

二、二战的积淀,德国的积累

严格说来,图-95所用的NK-12系列发动机实际上有一部分德国血统。这并不出奇,美苏两国在战后吸纳了大批德国的技术专家及其相关技术。大名鼎鼎的冯·布劳恩,在为纳粹德国服务期间设计了V2导弹,而在之后的阿波罗计划中,他又设计了推力巨大的土星五号运载火箭。在二战末期,美国有一个回形针行动。而苏联也有一个与之相对的Osoaviakhim行动(有的翻译为飞行俱乐部行动)。

不过因为起步晚了一些,而且苏联更注重能够直接利用的工厂器械和工程技术。因此,这一批专家多为工程技术专家。在这一批人当中,有一个人名为费迪南德·布兰德纳(FerdinandBrandner)的航空航天设计专家。在纳粹德国麾下,他供职于容克斯飞机与发动机制造厂,主持设计了Jumo-发动机和Ju-轰炸机的设计。

▲Ju-轰炸机

战后,他被苏军安排在库比雪夫的一处搬迁工厂上班。该工厂的设备,基本都是从德绍的容克斯工厂和斯塔斯福特的宝马工厂搬迁而来的。而且他的主要任务是带领团队,重启Jumo-与Jumo-这两个发动机项目。在距离该厂30公里外伏尔加河畔,有一处Upravlencheskiy(暂无官方的中文翻译)的地方,这里重建的工厂聚集了名德国专家,涵盖材料强度、燃油等发动机各领域的顶尖专家。

在之后的一段时间里,布兰德纳将同他们一道参与设计研发。除了上面所述的容克斯发动机,苏军自年末起,还要求这里的专家重启BMW-、BMW-这两型涡喷发动机的研发。并且,他们很快就获得了成果。这些专家认为,在Jumo-和BMW-的基础上开发涡桨发动机,能够满足-km/h的设计需求。

年1月上旬,布兰德纳加入这一批设计团队。两个月后,经过一番协商,苏军高层希望他们基于现有的技术,开发四个发动机:

1、马力的涡桨;2、马力的涡桨;3、一个2吨推力,由活式发动机驱动压缩机运行的涡喷;4、完成并测试1.05吨推力的C涡喷。

▲米格-9战机

在开发新发动机的同时,在另一边,基于BMW-而进行生产的RD-21已经被应用于米格-9战机上了。不过,随着研发的推进涡喷被认为不够理想,而在年末遭到取消。年,整体项目在遇到多次涡轮叶片故障、燃油管断裂、轴承破损之后,苏军决定合并所有项目组,在Jumo-的基础上,全力开发新型发动机。

合并之后,苏军高层决定由布兰德纳领导整个设计小组。接手项目后,他立马带领团队重新设计了螺旋桨、压缩机、限速器和减速器等等,整个项目几乎推倒重来。不过,经验丰富的布兰德纳带领着团队仅在半年之内就完成了设计。当年年中,工厂就生产了三台原型用以实验。次年,在项目验证如火如荼的时候,工厂来了一位新的主任,这便是后来创立了库兹涅佐夫设计局的尼古拉·德米特拉耶维奇·库兹涅佐夫。

▲图-4轰炸机,基于B-29的逆向研发,外号B-29斯基

在工厂全体人员的努力下,TV-于成功试车小时,并获得了苏军的认可。年,该项目的成果被正式定名为TV-2(涡桨发动机2型)。同年,苏军将两台TV-2放置在图-4轰炸机上进行飞行验证。很快,另一个设计局为该发动机进行了升级,在更换了同轴对转螺旋桨的同时,并提升了马力,是为TV-2M。

当所有德国专家以为研发将告一段落的时候,他们又接到了一个新的设计项目,这就是来自图-95的发动机项目。该项目要求他们设计为图-95提供一个1.2万马力的动力方案。对该场的员工来说,最方便的莫过于将两台TV-2组合在一起,形成一个发动机组。对于德国人而言,这并不陌生,因为他们在He上就进行过类似的项目。

▲He

不过,理论不等同于实际。在将两个TV-2F前后并排放置后,发动机组确实能提供等效马力的输出功率。但是,在试车的时候,基本达不到小时的无故障运行。在年的一次飞行测试中,甚至出现了减速机故障进而导致坠机事件的发生。为了打造这一款稳定的新型发动机,这一次设计局动用了所有苏联和德国工程师。

最终,在年,新型的TV-12发动机成功完成飞行测试。该发动机基于TV-2M基础上,采用同轴对转螺旋桨,拥有5级涡轮驱动的14级轴流压气机。4具TV-12加在一起,能为图-95提供1.25万马力的动力。在之后的升级版本NK-12MV,图-95系列甚至获得了1.48万匹马力的动力。

三、普通的外表,优异的表现

在解决了动力问题之后,图-95终于算是苏空军一款拿得出手的战略轰炸机了。年,当图-95首次出现在航展上时,美国防部推测它的时速不过多公里,航程不过1.2万公里。但事实却狠狠地打了美军的脸,图-95最大速度可达km/h,至今保持着螺旋桨式飞机的最快速度纪录。其巡航速度为km/h,最大航程为1.6万多公里,最大起飞总量为18.8万公斤。美军的错误数据,直到80年代才得到修正。

▲与图-95强制伴飞的F-15

虽然看似一款落后的、不合时宜的轰炸机,但是图-95可是苏空军在冷战时期进行战略值班飞行的门面担当。在冷战高峰期,图-95MS将会从摩尔曼斯克所在的科拉半岛起飞,在北大西洋上空,飞过冰岛、格陵兰,尔后在加拿大的新斯克细亚向南,一路在公海空域沿着美国东海岸飞行至古巴降落。在此期间,美军都会派出战机进行伴飞,直至佛罗里达州。这段航程约摸1万公里左右,对图-95而言还算可以接受的一次洲际转场。相类似的,苏军自年起会派图-95在远东地区,于公海海域绕日本飞行一圈,称为东京急行。

▲图-95在冷战期间的值班飞行的大致行程

对于生活在当下的人们而言,冷战已经成为过去式。但是,我们不能就此忽视战争的阴云从未离人类远去。就如图-95一般,虽然它只是一型轰炸机,但是在它的背后却是一段起于二战、兴于冷战的故事。它的研发到列装历程,无不告诉着我们:历史不是断裂的,我们每一个人都是继承着人类过往历史的存在。

参考资料:

1、CreationoftheTV-2(NK-12)turbopropengine.D.A.Sobolev,D.B.Khazanov

2、《俄美的核力量、核战略与核谈判》,韩克敌

3、《图-95(Tu-95)战略轰炸机装备使用》



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