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雅克-15战斗机,德国喷气式发动机和雅克-3的跨代组合_苏联

时间:2021-05-07 03:18:03        来源:

前言

成立于1939年的雅科夫列夫设计局,因其在二战中设计的多款战斗机表现优秀而世界闻名,同时跻身苏联几大飞机设计局之一。当上世纪40年代中期航空工业进入喷气时代起,极富前瞻性的雅科夫设计局也开启了喷气式战斗机研制工作,雅克-15“羽毛”正是它的第一款喷气式作品。

1946年4月24日首飞,只比米高扬设计局的I-300(米格-9)晚3个小时上天,当天土希诺机场安排首飞的雅克-15和I-300(米格-9)正在互争谁先上天。“苏联第一款喷气式战斗机”——这个荣誉对于两家设计局来说都志在必得,最后没办法只能通过抛硬币方式才得以解决。很不幸雅克-15没能优先,眼睁睁看着I-300绝尘而去,也许这一幕无形中暗示了接下来的日子里,米高扬设计局必将引领新一轮喷气时代大发展,而雅科夫设计局只能甘拜下风逐渐退化到依赖教练机求生存。

看起来胖乎乎的I-300(米格-9)以投硬币的方式,首飞耗时20分钟成为苏联第一款喷气式战斗机,采用德国BMW 003发动机(苏联仿制型号RD-20),设计参考德国He 162“火蜥蜴”国民战斗机。

米格-9战斗机

硬币没抛赢的雅克-15只能听天由命,在I-300(米格-9)回来后再安排上天,两者仅差3个小时荣誉擦肩而过只能感叹认命。

雅克-15战斗机

研制基础

活塞战斗机时代雅科夫设计局简直是光芒四射,二战期间雅克系列机型总产量超过3万架,雅克-3更是在吸收苏德战争前两年经验基础上研制而成。极强的机动性甚至让德军规定不能与之在低空缠斗,雅克-3凭借优异的性能以及战场出色表现,成就一代名机这也为接下来的雅克-15出炉打下基础。

1942年底,当雅克-3投入战场时成了全球最先进战斗机之一,甚至可以将它称之为同期真正意义上的低空狗斗之王。采用一台M-105R液冷发动机,最大飞行速度660千米/小时,实用升限11500米,最大爬升率每秒19.3米。这还不算完,后期装备VK-108发动机甚至达到745千米/小时最大飞行速度,基本已经达到活塞式战斗机的性能极限。

雅克-3战斗机

雅克-3战斗机采用全金属结构、以及后三点收放式起落架,下单翼布局并应用气泡式座舱,一门20毫米机炮和两挺12.7毫米机枪。以装备VK-107A发动机的雅克-3为例,最大飞行速度720千米/小时,最大升限11800米,航程1060千米。

雅克-3总计生产4000多架,是苏联在二战后期空优性能最强的战斗机,也是唯一可以单挑德国Bf 109E/F机型。传闻1944年,一队新编成18架雅克-3迎战30架Bf 109,战果是击落15架敌机而自身无一损失。

雅克-3战斗机

二战德国投降后,趁着攻入本土苏联获得大量德式科研成果,其中就有喷气式发动机,包括:BMW 003、容克斯Jumo 004涡喷发动机。另有大量成品机型,包括:He 162“火蜥蜴”国民战斗机、Me-262喷气式战斗机、阿拉多Ar 234喷气式轰炸机。见识过喷气式战机威力的苏联,急切想在航空新时代占有一席之地,但在该领域苏联技术积累却相当薄弱。

由于手上有现成的德国发动机,暂时走捷径开始照搬仿制。1945年起,26号厂仿制出RD-20发动机(原型BMW 003A)、16号厂仿制出RD-10发动机(原型Jumo 004),这两款发动机刚好安装在文章开头提到的米格-9、雅克-15战斗机上,苏联也自此开启了喷气新时代。

Jumo004发动机

Jumo 004发动机是世界上最早投入实用的喷气发动机,也是最早应用的轴流式发动机,二战期间德国神秘的Me-262战斗机、HO-229飞翼机、阿拉多Ar 234喷气式轰炸机都有采用。不过仿制终归不是长远之计,由于德国工艺水平高于苏联,一旦战时缴获而来的配件用完之后,苏联仿制产品将存在质量问题无以为续。因此苏联双保险同步在自主研制发动机,比如TR-1、VK-1等,VK-1后来大量用于米格-15/17、伊尔-28等机型,不过这些都是后话。

Me 262喷气式战斗机

缴获的Jumo 004发动机配件终有用完的一天,对于苏联来说仿制只是一个过渡,配套米格-9以及雅克-15也仅是解决有无问题。

Jumo 004发动机

简单的组合

到目前为止,苏联已经拥有一款全金属结构又高机动性的战斗机雅克-3,同时来自德国Jumo 004的仿制品RD-10发动机也已配套。再加上大量缴获的德国喷气式战机用于前期探索飞行,对于苏联飞行员以及航空设计师来说喷气式战机已经不再陌生,于是在条件基本满足的情况下苏联第一代喷气式战斗机即将诞生。

雅克-3战斗机全金属结构机体,完全适应高亚音速条件下带来的空气阻力及高温,由于早期苏联同样热衷于火箭发动机。因此事先有多架雅克-3被改为喷气式及火箭发动机的试验机,在确定喷气式发动机更才是趋式后,接下来开始大量改装。

雅克-15由雅克-3换装RD-10发动机并对机头进行适当修改而成,看起来就像玩具组合简单又高速,由于改动不大基本保留了活塞式战斗机的主要特征。比如后三点式起落架,其他飞行性能和同期活塞式飞机相比区别不大。

雅克-15战斗机

雅克-15战斗机 三视图

雅克-3和雅克-15三视图对比,除了换成喷气式发动机带来机头进气和机腹尾喷管的区别,在外型上再难找到大的变化。

雅克-3战斗机 三视图

除了外在造型上的区别,两款机型在性能上多少有些差异,比如下图中同样的起始点转弯。很明显外侧白线是雅克-15的飞行轨迹,由于喷气式发动机带来速度上的变化,同样起始点转的圈会更大一些。

下图也一样,转弯半径雅克-15(外侧白线)大于雅克-3,不过由于两者发动机推力还没真正跨代的变化,因些差距相对来说不是那么高不可攀。

改装入役

正是由于雅克-15改装过于简单,甚至有四十分钟全套教程飞上天的笑谈,1946年首飞后,在不到半年时间内就生产了15架用于测试评估。从1947年5月开始大量改装,由于雅克-3数量充足,雅克-15的产量完全取决于发动机生产数量以及军方需求量。

1948年初,总计改装生产了280架雅克-15,作为第一代喷气式战斗机它们并不进行作战部署,基本都用于充当教练机供飞行员更快掌握操控喷气式战斗机。

下面是一组来自教学片中的截图仔细看挺有意思,地勤在起飞前的检查直接上手螺丝刀,拧开盖子确认没问题之后重新盖上。这种场景在整个教学视频中多个地方出现, 也从侧面说明雅克-15结构简单皮糙肉厚,对于保养要求很低可以适应恶劣环境下实战使用。

飞行员起飞前穿戴好降落伞,由于雅克-15没有弹射座椅,在空中发生险情时得依靠飞行员推窗自行跳出。注意座舱盖是前后滑盖式,其实和活塞式飞机没什么两样,雅克-15顶多是一款过渡测试机。

座舱内布局同样简陋,这个时期不用考虑有多少先进航电系统装在机内,其实就是雅克-3换了一台RD-10喷气式发动机。万变不离其宗,整体操作基本一致,而且动力和原型相比没有质的飞跃。

雅克-15基本性能参数:

机长8.7米、翼展9.20米、机高2.2米、最大起飞重量2634千克、最大飞行速度786千米/小时、最大航程600千米、最大升限1.3万米。武器装备配套两门23毫米口径机炮,载弹量不多总计120发。

作为苏联航空史上第一代喷气式战斗机,虽然起了个大早却赶了个晚集,从首飞面对更强的对手米格-9开始。雅科夫设计局就开始从巅峰跌落,在喷气式时代没有太大建树,后期本可翻盘的雅克-141垂直起降飞机因苏联解体而靠吹,最终越走越远慢慢远离曾经光芒四射的战斗机领域。

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