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紅色“支奴干”旋翼家族的興衰

 胡侃雜史 2024-11-22 發(fā)布于黑龍江

CH-47“支奴干”直升機成為了越南戰(zhàn)爭的象征之一,那場戰(zhàn)爭中旋翼機的使用異常頻繁。這種巨大的縱列雙旋翼“飛行香腸”被用來運送部隊、救援遇險人員、運輸物資,甚至還充當(dāng)過致命的“炮艇機”。自然會產(chǎn)生一個問題——為什么“鐵幕”另一側(cè)沒有制造類似的直升機?或者說,他們是否真的制造過?這是一個非常奇怪的現(xiàn)象,從武器裝備發(fā)展來看,雙方應(yīng)該是相互借鑒式與相互制約式發(fā)展。只要對方研制出一種新式武器,另外一方必須進行對應(yīng)研制?,F(xiàn)在看來,蘇聯(lián)似乎對這東西并不感冒,反而偏偏只有美國一家獨立發(fā)展。難道是技術(shù)限制了蘇聯(lián)的設(shè)計與制造嗎?還是因為其他原因。

皮亞塞茨基的到來

保羅·科爾紐設(shè)計的直升機明顯帶有他發(fā)明家職業(yè)的獨特印記。

1933年10月25日,“佛羅林II”直升機在空中停留了9分58秒,這在當(dāng)時創(chuàng)造了直升機飛行時間的世界紀(jì)錄。

HRP-1和皮亞塞茨基的成功

HRP-1直升機的設(shè)計采用了一種略顯粗糙的開放式框架結(jié)構(gòu),完全暴露在風(fēng)中。

在1907年,第一架雙旋翼縱列式直升機實現(xiàn)了“20秒的飛行時間”和“30厘米的離地高度”,雖然這些數(shù)據(jù)在今天看來微不足道,但在當(dāng)時卻是一次真正的突破。這架直升機是第一架成功將人類——其創(chuàng)造者、從事自行車制造的保羅·科爾紐——送上天空的飛行器。

25年后,俄羅斯移民尼古拉·弗洛林在比利時制造了三架類似的直升機,它們展現(xiàn)出了不錯的性能。然而,真正讓縱列布局享譽世界的是擁有波蘭血統(tǒng)的美國人弗蘭克·皮亞塞茨基。他在工程職業(yè)生涯中輾轉(zhuǎn)于多個公司,后來創(chuàng)立了自己的企業(yè),參與了旋翼機和橫列式直升機的研發(fā)。他的前兩款個人設(shè)計均為單旋翼直升機,其中PV-2成為VS-300(西科爾斯基設(shè)計)的后繼者,是美國第二款成功的直升機。憑借這一成就,皮亞塞茨基獲得了海軍的合同,用于開發(fā)一款運輸和救援直升機。

這位工程師嘗試了多種設(shè)計方案后,又邁向了一個全新的領(lǐng)域,并且取得了成功。PV-3直升機于1945年3月完成首飛,并以HRP-1的編號成為第一款量產(chǎn)的縱列式直升機。這只是個開始。皮亞塞茨基找到適合自己的設(shè)計布局后,其一系列作品陸續(xù)裝備了軍隊、海軍和航空公司,并創(chuàng)造了速度、高度和載重能力的記錄,為后來的傳奇“支奴干”直升機鋪平了道路。不過,支奴干的誕生已經(jīng)與皮亞塞茨基無關(guān)了。

不過,大多數(shù)生產(chǎn)出來的HRP直升機看起來更像真正的航空器。

縱列式布局確實非常合理。兩個旋翼能夠相互抵消反扭力,使這種直升機不需要尾槳。此外,其主旋翼無需像共軸直升機那樣采用復(fù)雜笨重的轉(zhuǎn)軸裝置,也無需像橫列式直升機那樣依賴側(cè)翼或支架。發(fā)動機可以巧妙地布置在機身兩端,而中間自然形成了一個寬敞的貨艙。這種設(shè)計使直升機對重心變化的敏感性較低,尤其適合用作運輸機。

N-16(PV-15)在1950年代初以超過20噸的起飛重量成為當(dāng)時世界上最重的直升機。然而,它在試飛中的失敗導(dǎo)致帕塞茨基被要求離開自己創(chuàng)立的公司。

縱列式布局一度成為潮流,吸引了其他美國公司以及全球直升機愛好者的關(guān)注,包括蘇聯(lián)。在蘇聯(lián)的直升機制造領(lǐng)域,形成了一個有趣的局面:在五種常見布局中(除了同步槳布局),其余四種都有堅定的支持者。單旋翼和共軸布局得益于世界級的傳奇人物——米哈伊爾·米里和尼古拉·卡莫夫——取得了巨大成功。然而,另外兩種布局的支持者未能取得同樣顯赫的成就,只生產(chǎn)了少量型號。伊萬·布拉圖辛傾心于橫列式布局,而縱列式直升機的支持者則是伊戈爾·亞歷山德羅維奇·埃爾里赫。

伊爾庫茨克的最后一人

一個令人驚嘆的巧合:米里、卡莫夫和埃爾里赫三人都出生于同一個城市——伊爾庫茨克。然而,他們彼此并不相識,且各自獨立地進入航空領(lǐng)域。埃爾里赫出生于1922年,而在他上學(xué)期間,米爾和卡莫夫已經(jīng)于1930年代在中央空氣動力學(xué)研究院(ЦАГИ)中設(shè)計了蘇聯(lián)最早的自轉(zhuǎn)旋翼機和直升機。1947年,埃爾里赫從莫斯科謝爾戈·奧爾忠尼啟則航空學(xué)院(МАИ)畢業(yè)后,進入了亞歷山大·雅科夫列夫領(lǐng)導(dǎo)的第115號設(shè)計局(ОКБ-115)。

實驗性直升機“Ш”(意為“玩笑”)

與許多其他設(shè)計局不同,雅科夫列夫在運動中未受波及,并在戰(zhàn)爭期間憑借成功的戰(zhàn)斗機設(shè)計贏得了聲譽。他不僅是設(shè)計局的負(fù)責(zé)人,還擔(dān)任航空工業(yè)人民委員部的副部長,是慈父的寵兒……并充分利用了自己的地位。雅科夫列夫敢于冒險,而直升機這一新興領(lǐng)域充滿了機遇,但也蘊含著風(fēng)險。在新項目中,帕維爾·薩姆索諾夫(П. Д. Самсонов)擔(dān)任首席設(shè)計師,而埃爾里赫在團隊成立之際便加入,參與了直升機“Ш”的試飛工作——這是蘇聯(lián)第一款共軸布局的直升機。

盡管性能優(yōu)秀,Yak-100并未投入量產(chǎn)

當(dāng)時軍方對這些“嗡嗡作響的小玩意兒”并不上心,將其視為某種難以理解的玩具。用于研發(fā)的資金也僅僅是剩余預(yù)算的一部分。然而,朝鮮戰(zhàn)爭爆發(fā)后,美國人在戰(zhàn)場上廣泛應(yīng)用直升機,蘇聯(lián)才意識到自己在這一領(lǐng)域完全沒有對等的應(yīng)對手段。

1951年,慈父召集了包括資深飛機設(shè)計師和在旋翼機領(lǐng)域嶄露頭角的專家在內(nèi)的會議,明確提出了一個緊迫的問題:必須在一年內(nèi)研制出實用的運輸直升機。米里提出了一款可容納12名傘兵的直升機設(shè)計方案,盡管他按時完成了設(shè)計,但初期的產(chǎn)品并不成熟,最終經(jīng)過長時間的改進和調(diào)整,才發(fā)展成了相當(dāng)成功的Mi-4。

另一方面,雅科夫列夫選擇挑戰(zhàn)一款載重能力是米里方案兩倍的直升機。然而,他并沒有像米里那樣積累足夠的技術(shù)儲備——畢竟,在此之前,從未有旋翼機能夠運載20名全副武裝的傘兵。很快就發(fā)現(xiàn),受限于當(dāng)時的技術(shù)條件,無法制造如此龐大的單旋翼或共軸式直升機。必須探索其他方案。

盡管蘇聯(lián)在橫向布局直升機上積累了豐富的經(jīng)驗,但這些經(jīng)驗往往伴隨著失敗和挫折,因此被認(rèn)為是不可取的。而縱向布局雖未在蘇聯(lián)本土發(fā)展,但皮亞塞茨基的成功案例激發(fā)了蘇聯(lián)設(shè)計師的想象力。最終,決策者選擇了采用縱向布局的方案。

飛行貨車的短暫時代

Mi-4直升機的研發(fā)與Yak-24幾乎同時進行,并為后者提供了其旋翼系統(tǒng)的技術(shù)支持。

M-82/ASh-82系列發(fā)動機為從拉沃奇金的La-5戰(zhàn)斗機到Su-2、Tu-2、Pe-8、Il-12、Il-14等眾多著名飛機提供了強勁動力。其中,配備直接噴射系統(tǒng)的ASh-82FN更是蘇聯(lián)戰(zhàn)時最優(yōu)秀的航空發(fā)動機之一。進入1950年代后,基于這一發(fā)動機研發(fā)出了ASh-82V,用于驅(qū)動蘇聯(lián)第一代重型直升機Mi-4和Yak-24。這些發(fā)動機中的一臺如今收藏于德國維爾尼格羅德航空與技術(shù)博物館。

經(jīng)驗豐富的設(shè)計團隊滿懷熱情地投入了這個前所未有的直升機項目,Yak-24的研發(fā)。為了加速進程,其旋翼系統(tǒng)直接沿用了Mi-4的設(shè)計。兩臺功率為1700馬力的ASh-82V雙排星形發(fā)動機分別安裝在駕駛艙后方和機身尾部。通過減速器與長同步軸相連,這些發(fā)動機驅(qū)動著直徑達21米的旋翼。葉片的縱梁由鋼管制成,肋骨為膠合板,外殼則覆蓋了棉布,這些結(jié)構(gòu)設(shè)計在當(dāng)時極為典型。

為了縮短過長的機身,旋翼盤被設(shè)計為部分重疊,并將尾部旋翼通過一個巨大的支柱提升到前旋翼之上,以避免葉片相撞。尾翼采用了從前方看呈V字形的獨特設(shè)計。機身部分看起來像是采用現(xiàn)代技術(shù)制造:三座位的全玻璃駕駛艙延續(xù)到光滑閃亮的側(cè)面,但巨大的起落架桁架顯得格格不入。然而,這種外觀是虛假的——Yak-24那被稱為“飛行貨車”的方形機身實際上是一種框架結(jié)構(gòu),外部覆蓋著棉布。

雅克-24在列寧格勒的組裝

雅克-24的試驗機在列寧格勒的第272廠(“紅色飛行員”廠)生產(chǎn)。1952年1月3日,埃爾里赫被派往列寧格勒,負(fù)責(zé)技術(shù)監(jiān)督。這次出差幾乎徹底改變了他的生活,新年假期轉(zhuǎn)瞬間變成了長達八年的嚴(yán)酷工作日。年輕設(shè)計師的家人留在莫斯科,孩子們每月只能見到父親幾天。同年7月,雅克-24首次試飛。與此同時,決定在列寧格勒和薩拉托夫的第292廠(“薩爾科姆拜恩”廠)開始量產(chǎn)。然而,薩拉托夫廠僅制造了兩架樣機后,將生產(chǎn)設(shè)備轉(zhuǎn)移到列寧格勒,自己則回歸飛機制造。

帶有V形水平尾翼的雅克-24試驗機

圖片清晰地顯示了V形尾翼的角度。

作為蘇聯(lián)最大的直升機之一,雅克-24原本被寄予厚望,似乎注定會有輝煌的前景,但實際研發(fā)過程卻充滿波折。在首飛之前,起落架就已經(jīng)需要改進。而在試飛中,直升機在沒有達到高速時就會開始無法控制地右偏并左傾。然而,最讓人頭疼的是嚴(yán)重的振動。這架13噸重的技術(shù)奇跡像一只小型吉娃娃一樣劇烈顫抖,飛行員的牙齒打顫,機體結(jié)構(gòu)甚至出現(xiàn)裂縫。

通過調(diào)整旋翼安裝角度并修改尾翼和支柱的設(shè)計,穩(wěn)定性和操控性有所提升。將旋翼葉片截短50厘米后,成功避免了葉片振動與機體共振的頻率重疊,這些措施在一定程度上緩解了震動問題。

雅克-24直升機。圖中間為伊戈爾·埃爾里赫

1952年11月,經(jīng)過一番努力,雅克-24勉強完成了工廠試驗,并移交進行國家試驗。然而,國家試驗的考官更加嚴(yán)格,各種問題也像滾雪球一樣不斷增加,試驗多次被迫中斷。1953年1月23日,一架在莫斯科制造用于壽命測試的樣機起火燒毀。不足一個月后,另一架“莫斯科制造”的樣機在系留懸停測試時進入不穩(wěn)定狀態(tài),拉斷纜繩墜地后同樣被燒毀。還有一架直升機因穩(wěn)定器損壞被迫緊急實施自轉(zhuǎn)著陸。

直到1955年春天,國家試驗才在國防部長格奧爾基·朱可夫的強力干預(yù)下得以完成。盡管在274項缺陷清單中仍有大約20項未完全解決,但第272廠的生產(chǎn)線上已經(jīng)開始陸續(xù)交付批量生產(chǎn)的雅克-24。第272廠還成立了由埃爾里赫領(lǐng)導(dǎo)的第115設(shè)計局分部,后續(xù)的改進工作完全由他負(fù)責(zé)。

四架配有“系列”穩(wěn)定裝置的Yak-24在圖申航空節(jié)上

Yak-24在列寧格勒宮廣場上方拍攝全景

帶有Yak-24圖像的郵票

然而,改進工作仍然漫長且繁重。飛行員們繼續(xù)抱怨三維穩(wěn)定性差,起飛時有明顯的擺動傾向。系列生產(chǎn)的“車廂”再次遭遇劇烈震動,飛行員甚至在座位上跳躍。經(jīng)過細(xì)致的排查,問題終于找到了:機身的彎曲振動傳遞到了控制拉桿,導(dǎo)致螺旋槳的總步進發(fā)生波動。在1955至1957年期間,Yak-24在進行左轉(zhuǎn)彎時發(fā)生了三次急劇滑行,俯仰角達到70°并急劇失高。所有事故均以硬著陸告終——幸運的是,機組人員沒有受到嚴(yán)重傷害。

于是,他們不得不完全重做控制系統(tǒng),并將“蝴蝶”型尾翼改為常規(guī)的20°橫向V型尾翼,并在尾翼端部增加了更大的方形墊片;這種尾翼最終被大多數(shù)系列機型采用。此后,他們完全放棄了橫向V型尾翼。盡管經(jīng)過多次改進,仍未能完全馴服這個“不馴的馬”。例如,1957年5月30日,Yak-24在從列寧格勒飛往托爾日的途中突然抬起機頭并墜落。直升機變成了一堆廢鐵,但機組人員依然未受傷——令人驚訝的是,在所有的Yak-24事故中,沒有任何人因此喪生。對于這次事故的原因,至今未能確定。

寬敞的機身使得它能夠運輸各種類型的貨物

飛越葉卡捷琳娜宮的王座大廳

盡管“飛行火車廂”存在許多不足,但它仍然是獨特的。它能夠運送19名全副武裝的傘兵、18名躺臥病人及醫(yī)務(wù)人員、最多3.5噸的貨物,包括汽車、大炮和帶彈藥的迫擊炮……這架直升機還能進行較遠(yuǎn)距離的飛行,包括飛往東德,參與演習(xí)和試驗性使用。1956年,四架Yak-24在當(dāng)時還屬于莫斯科郊區(qū)的圖申航空節(jié)上精彩展示了它們的能力。兩年后,計劃再次展示,但由于埃爾里赫的脾氣問題,這個計劃未能實現(xiàn)。由于他在“紅箭”列車出發(fā)前到達車站時發(fā)現(xiàn)即使是“民航部”的工作人員也沒有票,他誤以為售票員索要賄賂,于是酗酒作出反應(yīng)。售票員報警,結(jié)果“飛行火車廂”的創(chuàng)造者被關(guān)進了三天。由于沒有埃爾里赫,Yak-24無法在游行中亮相。

Yak-24U把疲憊的伙伴帶回家

“長腿”反潛型Yak-24,配有圓筒形雷達罩的項目

通過懸停給坦克加油

1955年12月17日,雅克-24在將4噸貨物提升到2902米的高度和2噸貨物提升到5082米的高度時,創(chuàng)下了兩項世界紀(jì)錄。1958年,經(jīng)過改進的雅克-24U通過了飛行適航性考試,這一改進版的主旋翼直徑恢復(fù)為21米,貨艙寬度增加了400毫米,并進行了其他優(yōu)化。它能夠運輸更多種類的貨物,包括外部吊掛;埃爾里赫提議用直升機運輸導(dǎo)彈。雅克-24的用途不再局限于“貨車”角色。曾有計劃將其用于搜尋和摧毀潛艇、排雷等任務(wù)。1958年,它還進行了管道鋪設(shè)測試:88根管道被固定在機身兩側(cè)的盒式容器內(nèi),依次從低空釋放;一次可鋪設(shè)超過半公里的管道,即使是在完全無法通行的地形中。原本計劃用這種方式為紅星坦克軍團建立野戰(zhàn)燃油管道,直通拉曼什海峽,但軍方最終沒有采納這一方案。不過,在民用領(lǐng)域,實驗機成功鋪設(shè)了從塞爾普霍夫到列寧格勒的部分天然氣管道。

Як-24與下機身攝影平臺拍攝的列寧格勒全景

凱瑟琳宮的修復(fù)

在凱瑟琳宮的修復(fù)過程中,使用的是晚期生產(chǎn)的帶有“平面”穩(wěn)定器的Jak-24直升機。

民用客戶將Jak-24用于地質(zhì)勘探、拍攝列寧格勒全景,甚至還用于恢復(fù)位于俄羅斯的皇家凱瑟琳宮。這座精美的巴洛克風(fēng)格建筑在德國占領(lǐng)期間遭受嚴(yán)重破壞,其中包括皇座大廳的屋頂被毀。需要拆除30根受損的木制椽子,每根重達3200千克,并將其替換為18根兩噸重的鋼制支架。由于擔(dān)心使用塔式起重機會進一步破壞這座歷經(jīng)滄桑的宮殿,甚至可能使周圍的公園變成建筑工地,因此他們選擇了使用直升機。

很可能,這在世界上是第一次在這類安裝中使用直升機。拆除舊的支架僅用了三分鐘,而安裝新的支架(精度為30毫米)則需要多一兩分鐘。后來的起重直升機會配有一個額外的機艙,朝向后方,方便操作。然而,Jak-24并沒有這種設(shè)計,工廠飛行員I.S.格里戈里耶夫憑借精準(zhǔn)的操作完成了任務(wù),甚至幾乎看不清楚自己的貨物。所有工作只用了兩天時間,而如果使用起重機,可能連安裝一部分都會需要更多時間。

外觀上,Yak-24K的主要特點是900毫米一邊的方形窗戶

“客艙”版本的布局

在20世紀(jì)50年代末,為了迎接美國總統(tǒng)艾森豪威爾的預(yù)定訪問,專門制造了兩架Yak-24K直升機用于VIP乘客。外殼采用了鋁合金,并且為了更大的窗戶,甚至修改了結(jié)構(gòu)和強度設(shè)計。Yak-24K配備了所有可能的便利設(shè)施,可以容納最多八人,但最終未得到實際使用——在鮑爾斯事件后,“緩和”結(jié)束,艾森豪威爾并沒有來訪。與之命運相同的是,30座的Yak-24A為“普通”乘客設(shè)計,而裝備了燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的Yak-24P則僅停留在設(shè)計階段。

Yak-24P模型

乘客型Yak-24A

在蘇聯(lián),管道是這樣鋪設(shè)的

在鮑爾斯這個愣頭青出現(xiàn)以后,蘇聯(lián)在策略上發(fā)生的急轉(zhuǎn)。如何去反制成為關(guān)鍵要素,此時最有效的反制手段是防空導(dǎo)彈。所以,幾個航空制造廠被改造以生產(chǎn)這些導(dǎo)彈。1958年,它們也進入了列寧格勒的工廠,迅速將直升機排擠出去。Yak-24總共生產(chǎn)了略多于40架,包括原型機。Yak-24K是在埃爾里赫(Erlich)團隊準(zhǔn)備離開時才完成的,Yak-24A似乎是在莫斯科制造的。隨著“飛行車廂”的生產(chǎn)結(jié)束,位于涅瓦河畔的半個世紀(jì)航空制造歷史也宣告結(jié)束。曾考慮將生產(chǎn)遷移到捷克斯洛伐克,但就在那時,Mi-6開始投入使用——這是一款更具載重能力、問題更少且屬于新一代的渦輪發(fā)動機直升機。同時,傳奇的Mi-8也在接近投入使用,幾乎完全取代了“飛行車廂”這一角色。1960至1961年間,所有2到6年的Yak-24直升機都被退役。

Yak-24U在涅瓦河上空

1961年,電影《迪瑪·戈林的職業(yè)生涯》上映,主演是亞歷山大·德米揚年科(當(dāng)時還不是《舒里克》)。而在這部影片的配角中,出現(xiàn)了一架巨大直升機,具有明顯的類似Yak-24的外觀,而那時,Yak-24的生產(chǎn)已經(jīng)結(jié)束。

列寧格勒分支的OKB-115當(dāng)然已經(jīng)關(guān)閉。埃爾里赫(Erlich)收到了科羅廖夫(Korolev)的邀請,科羅廖夫在60年代初期開始對宇宙飛船通過自旋螺旋槳著陸產(chǎn)生了興趣。然而,這種轉(zhuǎn)行不僅僅是換個工作那么簡單,它意味著要換一個部門。航空工業(yè)部長P.V. 德門捷耶夫(Dementyev)并沒有放行伊戈爾·亞歷山大羅維奇(Igor Alexandrovich),因此他不得不回憶起15年前他設(shè)計共軸直升機的經(jīng)歷。在一次爭取工作的過程中,他在烏蘭斯基巷的一座房子里遇到了尼古拉·卡莫夫(Nikolai Kamov)。

兩個香蕉給蘇聯(lián)

Yak-24在莫斯科郊區(qū)的莫尼諾空軍博物館展出,背景是與其采用縱向布局的同類——Vertol-44C。

1952年,在弗蘭克·皮亞切茨基的領(lǐng)導(dǎo)下,創(chuàng)造了44型號直升機,軍事上稱為H-21。盡管它在軍隊和民用領(lǐng)域的服役時間不算長,但也相當(dāng)值得。且不論這些,然而它的經(jīng)歷中發(fā)生了一個意外的插曲。1959年秋,蘇穗宗對美國進行了著名的訪問。就像在不久前的“廚房辯論”中一樣,蘇穗宗大肆吹捧蘇聯(lián)的生活方式,但私下里,他和隨行人員觀察到蘇聯(lián)缺乏的很多東西。其中,他對美國的直升機深感興趣,蘇聯(lián)決定購買這些直升機進行了解,美國方面也同意出售。

“莫尼諾”Vertol-44C出現(xiàn)在1974年《如果你想幸?!冯娪爸校椦萦《群娇照股系恼蛊贰kS后,它還在博物館里展出,涂上了奇怪的黃紅色涂裝,并在尾翼上畫有英國國旗。

1961年初,四架“美國貨”抵達蘇聯(lián):兩架單引擎的S-58和兩架雙引擎的“44C型號”。其卓越的操作技術(shù)(發(fā)動機和主減速器可在三小時內(nèi)更換)、創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝、大幅延長的槳葉使用壽命、獨特的操控系統(tǒng)和自動穩(wěn)定技術(shù)——盡管“44C型號”被認(rèn)為是過時的,但它還是讓蘇聯(lián)專家大開眼界。與Yak-24不同,它體積更小,只有一個發(fā)動機,機身設(shè)計也不同。列寧格勒的Yak-24采用傳統(tǒng)的圓柱形機身,后槳通過支架安裝來實現(xiàn)槳葉的分開。而“美國貨”則在后起落架附近的機身上做了彎曲處理,這是皮亞切茨基的傳統(tǒng)設(shè)計,給他的產(chǎn)品貼上了“飛行香蕉”的外號。

Vertol-44C在莫尼諾空軍博物館的角落。

關(guān)于這些“客人”的結(jié)局知道的不多。第一架在首飛時發(fā)動機熄火,著陸時受損。第二架(可能是同一架)則被送往莫尼諾的空軍博物館。它們中的一架曾被送往米哈伊爾·米里設(shè)計局(OKB-329)進行仔細(xì)研究。Yak-24也被送去了那里。但問題是,作為世界頂級直升機設(shè)計師之一的米里,究竟能從這些老舊的美國和蘇聯(lián)直升機中找到什么呢?尤其是這種他似乎并不十分青睞的縱向布局的設(shè)計。

未誕生的巨人

卡-11、卡-12和卡-14-2的設(shè)計

如果米里和卡莫夫是某種單一布局的狂熱支持者,他們或許永遠(yuǎn)成不了今天的米里和卡莫夫。他們選擇直升機的外形布局并非基于個人偏好,而是通過(幾乎)公正的對比分析得出的結(jié)果,當(dāng)然,他們也早已聽聞皮亞切茨基的成功。20世紀(jì)40年代末,年輕的卡莫夫設(shè)計局繪制了“縱列布局”的卡-11、卡-12和卡-14設(shè)計圖。其中卡-14的尺寸與Yak-24相當(dāng),而其余的則更輕一些。巨型直升機卡-16“伊凡雷帝”則看起來非常宏大,它采用了四個螺旋槳,由兩組縱列的共軸槳葉構(gòu)成。不幸的是,在慈父主持的那次會議上,米里和雅科夫列夫的項目獲得了支持,而卡莫夫因猶豫(或者說理智)的態(tài)度失去了機會,他的雄心勃勃的構(gòu)想不得不被束之高閣。后來,隨著埃爾里赫的加入,卡莫夫開始研制海軍直升機卡-28,但最終客戶選擇了單旋翼的米-14。

GМ-3直升機的整體設(shè)計

米-6取代了Yak-24,成為蘇聯(lián)最大的直升機。而米里和埃爾里赫很快就產(chǎn)生了一個想法:能否在超重型縱列直升機上使用米-6的雙旋翼系統(tǒng),就像此前米-4的部件被移植到Y(jié)ak-24上一樣?

米里也沒有忽視縱列布局的可能性。他最早在1949年便開始思考這種布局。當(dāng)時設(shè)計的直升機GМ-3起飛重量為4噸,配備1000馬力的發(fā)動機,定位于米-1和米-4之間的市場,而這一市場最終被裝配燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的米-2占據(jù)。在米里的大多數(shù)重型直升機設(shè)計中,他都認(rèn)真考慮過縱列布局,尤其是在蘇聯(lián)航空中心(ЦАГИ)的建議下。然而每次都發(fā)現(xiàn),同樣的問題可以通過單旋翼布局解決,并且能夠避免雙旋翼設(shè)計固有的復(fù)雜問題。

20世紀(jì)50年代末,設(shè)計師們的目光瞄準(zhǔn)了前所未有的載重能力:20噸甚至40噸。似乎在這種巨型直升機上,單旋翼已經(jīng)無法勝任了,這為曾在縱列布局上積累經(jīng)驗的列寧格勒設(shè)計團隊提供了短暫的回歸機會。

巨型Yak-24與未實現(xiàn)的巨型Yak-60(В-38)的設(shè)計——僅停留在模型階段

B-38的布局

В-38(也稱Yak-32、Yak-38或Yak-60)的設(shè)計方案在埃爾里赫幾乎無望的團隊中被提出。該機計劃裝備四臺功率為6000馬力的D-25В燃?xì)鉁u輪發(fā)動機,設(shè)計載重能力為35噸,并計劃進一步提升至40噸。然而,最初的估算過于樂觀,對所需功率的需求低估了將近1.5倍。經(jīng)過與國家航空技術(shù)委員會的協(xié)商,1961年最終確定了一項技術(shù)任務(wù):制造一架載重20至27噸的飛行器,沿用Yak-24的雙旋翼布局,使用米-6的兩套現(xiàn)成的螺旋槳與發(fā)動機系統(tǒng)(兩臺D-25В)。動力設(shè)計部門還被要求從發(fā)動機中額外榨取至少500馬力,而隨著埃爾里赫團隊的解散,直升機的設(shè)計工作轉(zhuǎn)交給了米里團隊負(fù)責(zé)。

В-38可在外部掛載重型和超大尺寸裝備

“縱列布局”В-12的多種方案模型

米哈伊爾·列昂季耶維奇·米里熱情投入到這個項目中,他將其視為突破新載重能力的又一次嘗試。他的團隊認(rèn)真研究了Yak-24和美國的“飛行香蕉”(即H-21直升機),而米里本人則與駕駛過這些直升機的飛行員進行了詳細(xì)交流。然而,隨著項目的推進,他對縱列布局的懷疑越來越深。

在設(shè)計局博物館至今保存的兩種模型中,可以清楚地看到發(fā)動機布局的差異,而這恰恰是項目中的難點之一。燃?xì)鉁u輪發(fā)動機對進氣口的氣流參數(shù)非常敏感。如果后方的發(fā)動機吸入了前方發(fā)動機的廢氣,極有可能導(dǎo)致后方發(fā)動機熄火。一個解決方案是像最新的“支奴干”(Chinook)一樣,將所有發(fā)動機都安裝在后方。然而,這種設(shè)計在當(dāng)時從未在如此大功率的直升機上實現(xiàn)過——如此設(shè)計會使傳動系統(tǒng)的重量變得難以承受。

然而,這還只是一個具體的技術(shù)問題,是有可能解決的。更嚴(yán)重的問題在于,縱列布局的直升機經(jīng)過十幾年的使用,暴露出了一系列幾乎無法根除的缺陷。

縱列布局直升機一直缺乏足夠的載重能力,設(shè)計者試圖通過增加更大的機翼,類似于Mi-6來解決

兩個旋翼相互抵消反向力矩,但這并沒有使縱列布局變得對稱——它的右轉(zhuǎn)和左轉(zhuǎn)表現(xiàn)不同,而且在直線飛行時會產(chǎn)生額外的側(cè)向力。后旋翼處于前旋翼的誘導(dǎo)氣流中,其效率較低,旋翼葉片消耗了大量的額外動力。

在對Yak-24的試飛報告中,米爾驚訝地發(fā)現(xiàn)并未提及這一問題——難道是埃爾里赫和他的團隊巧妙地解決了這一問題?事實上,開發(fā)人員知道同步軸會承受額外的負(fù)荷,但他們選擇忽略了這些問題。當(dāng)直升機轉(zhuǎn)彎時,后旋翼會脫離旋渦氣流,它的性能會發(fā)生變化,這可能導(dǎo)致側(cè)向不穩(wěn)定性,并最終導(dǎo)致交叉耦合現(xiàn)象:在做轉(zhuǎn)彎時,機尾可能會突然抬高。

不朽的CH-47,2016年

縱列布局的直升機還面臨著機身的問題,這使得其在裝載貨物時非常方便。單旋翼和共軸旋翼直升機的主要質(zhì)量集中在主旋翼下方,而縱列布局的直升機則將貨物放置在中間,旋翼位于兩端。負(fù)荷通過較長的路徑傳遞,造成機身的彎曲力矩,因此需要使機身更加堅固,也就意味著更重。此外,長機身會引起彈性振動,即那種讓人厭煩的晃動。為了稍微縮短機身,設(shè)計師采用了重疊的旋翼盤,這雖然減少了升力。旋翼葉片末端的高速氣流對機身的氣流沖擊也沒有增加升力。

這些問題在試飛和使用過程中逐漸暴露,最終,縱列布局的熱潮迅速消退,從60年代中期開始,幾乎沒有新的縱列布局直升機出現(xiàn)——只有那款不朽的“CH-47”不斷進行現(xiàn)代化改進,一些初創(chuàng)公司則進行著奇怪的實驗。米里也不喜歡這一悲慘的結(jié)果,因此他做出了艱難的決定——改變氣動布局,即從零開始重新設(shè)計已經(jīng)取得了一定進展的項目。

В-12最終展示了橫向布局的可行性和前景,盡管在那時它似乎已經(jīng)過時

縱列布局仍然有許多支持者,包括在第五(直升機)部門的ЦАГИ(中央航空航天研究院)。最堅定的支持者是列昂尼德·謝爾蓋耶維奇·維爾德格魯布——在40年代末,他曾在雅科夫列夫公司工作,并可能參與了最初關(guān)于Як-24的浪漫研究。作為ЦАГИ的專家,維爾德格魯布強烈反對米里的設(shè)計理念。蘇聯(lián)的設(shè)計局通常在選擇總體方案時并不獨立,而是與科學(xué)界協(xié)調(diào)。米里可能會被命令采用縱列布局,這正是維爾德格魯布所堅持的觀點。最終,決定權(quán)在新任ЦАГИ負(fù)責(zé)人弗拉基米爾·米哈伊洛維奇·梅夏奇夫手中——他是一位才華橫溢的航空設(shè)計師,在“火箭狂潮”中失去了自己的設(shè)計局。順便說一句,他與埃爾里赫有過交情:梅夏奇夫曾指導(dǎo)埃爾里赫的畢業(yè)設(shè)計。

關(guān)于特別委員會的最后一次會議,通常很嚴(yán)謹(jǐn)?shù)念I(lǐng)導(dǎo)者為什么在工作日結(jié)束前才通知,實在讓人不解。米里的主要專家團隊直到深夜才完成報告,第二天一早就遞交到了梅夏奇夫的辦公桌上。而維爾德格魯布顯然沒有準(zhǔn)備好回應(yīng)。弗拉基米爾·米哈伊洛維奇對此非常不滿,支持了米里的觀點——在擔(dān)任ЦАГИ(中央航空航天研究院)負(fù)責(zé)人最初幾個月,他不怕和“自己人”作對。世界上最大的直升機——В-12就是基于橫向布局設(shè)計建造的。

最后的夢——最甜美的夢

В-50的最初草圖

在米里決定選擇縱列布局還是橫向布局的同時,卡莫夫和他的第一副手伊戈爾·阿列克謝耶維奇·埃爾里赫之間的沖突悄然升溫。埃爾里赫在負(fù)責(zé)船用直升機Ка-25的改進工作時,悄悄組建了一支設(shè)計團隊,主動提出了В-50項目(以慶祝十月革命50周年命名,項目構(gòu)思始于1967年)。根據(jù)同事們的回憶,盡管他們對埃爾里赫非常尊重,但他似乎希望通過推動自己的項目來“搶奪”卡莫夫的位置。繼任者謝爾蓋·米哈耶夫?qū)Υ耸录幕貞浵喈?dāng)謹(jǐn)慎:

埃爾里赫提出В-50項目的時機恰逢彼得·瓦西里耶維奇·德門捷耶夫和尼古拉·伊里奇·卡莫夫之間關(guān)系的緊張加劇。矛盾激化到一個程度,有一次,部長向卡莫夫提出了優(yōu)厚的薪酬和職位,想通過這種方式讓他離開設(shè)計局。類似的情況在航空工業(yè)中曾經(jīng)發(fā)生過——例如,格奧爾基·米哈伊洛維奇·別列耶夫就曾被通過類似手段從領(lǐng)導(dǎo)崗位上解除。然而,尼古拉·伊里奇拒絕了這一提議,但有理由相信,正是德門捷耶夫讓埃爾里赫產(chǎn)生了希望,認(rèn)為他將成為卡莫夫的繼任者。

而埃爾里赫的親密支持者尤里·拉扎連科則毫不掩飾地表示:

作為生產(chǎn)組織者,埃爾里赫無疑超過了卡莫夫。他是一個更現(xiàn)代、更有活力、更勇敢的領(lǐng)導(dǎo)者。伊戈爾·阿列克謝耶維奇開始與卡莫夫爭奪公司領(lǐng)導(dǎo)的位置,簡單來說——就是爭奪領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)。

艦載版В-50的葉片可折疊

是的,蘇聯(lián)的設(shè)計局中,復(fù)雜的權(quán)力斗爭往往比“星光”劇院的幕后還要精彩。В-50的創(chuàng)作者們在“地下”工作,在伊戈爾·阿列克謝耶維奇·埃爾里赫的高層公寓里,通常是在晚上和周末進行。其設(shè)計的流線型機身和非常小的機頭上,承載著兩個三葉螺旋槳。通過不尋常的大面積葉片重疊,成功地使得這款直升機保持了緊湊的外形。兩個發(fā)動機(預(yù)計為用于米-24的ТВ3-117)被布置在機尾兩側(cè)。從圖紙和模型中可以看到不同形狀的機艙和尾部設(shè)計,以及不同數(shù)量的承載表面。

外觀并非一開始就定型,而且埃爾里赫還計劃了多個版本的修改。這個系列中唯一沒有的就是重型運輸型,因為人們認(rèn)為縱向布局更適合這種用途。在海軍領(lǐng)域,В-50挑戰(zhàn)了卡莫夫的項目Ка-25-2,而在陸地上,它則與運輸攻擊型米-24競爭。再往后20年,Ка-50和米-28會變成怎樣呢?

埃爾里赫的“海灘”小組在“南方角”體育館完成了В-50的初步設(shè)計

于是,他們設(shè)計出了這樣的模型。從大量窗戶來看,這應(yīng)該是運輸攻擊型版本的模型(類似于米-24),不過讓人疑惑的是,艦隊的旗幟圖案——難道這款“奇跡武器”是為海軍陸戰(zhàn)隊設(shè)計的嗎?

關(guān)于В-50的計算特性,僅知其最大速度為405公里/小時——即使在今天,對于傳統(tǒng)直升機而言,這也是不可思議的數(shù)字!如果埃爾里赫的設(shè)想能夠?qū)崿F(xiàn),它將成為超級武器。然而,回想起Як-24的經(jīng)歷,可以清楚地看到,必須解決的問題將是無窮無盡的??驈娏曳磳Η?50,埃爾里赫則公開與之沖突,這場爭斗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了“公司”的范圍。行業(yè)部長彼得·德門捷耶夫召集專家們,試圖弄清楚,到底是手中的Ка-25-2更好,還是空中的В-50更強?

科技委員會傾向于選擇風(fēng)險較小的Ка-25-2,后來這一型號發(fā)展成了Ка-27,但埃爾里赫依然在繼續(xù)“攪局”。他的支持者們前往位于費奧多西亞的“南方角”試飛基地,這個基地實際上是由埃爾里赫親自創(chuàng)建的。在基地的體育館里,這些“海灘風(fēng)格”的工程師們繼續(xù)完善設(shè)計,但一切都無濟于事:技術(shù)討論最終變成了爭吵。1970年,卡莫夫成功將這位倔強的副手調(diào)到了另一家公司。

這顯然是配備導(dǎo)彈的攻擊型版本。它取消了后部的升力表面,假尾翼也變小了,駕駛艙和尾翼的形狀發(fā)生了變化,發(fā)動機的位置也被降低了。

1973年尼古拉·伊里奇去世后,埃爾里赫被視為最有可能的接班人,但這一提議遭到了國防部部長伊·德·謝爾賓的反對?!拔覀冞@些姓氏不對,”埃爾里赫自己也對此進行了諷刺。然而,正是他的上級說服他從曾經(jīng)的同事中挑選候選人來擔(dān)任這一重要職務(wù)。即便心中有不滿,埃爾里赫還是在面試時指導(dǎo)了他們,最后成功當(dāng)選的謝爾比·米哈伊耶夫第一件事就是邀請埃爾里赫回歸。他不再推動縱向布局的方案,而是對Ка-27和Ка-32的改進作出了巨大貢獻。

伊戈爾·亞歷山德羅維奇·埃爾里赫(Igor Alexandrovich Erlich,1914年-1988年)音譯,也有翻譯為:伊戈爾·亞歷山德羅維奇·埃利希

當(dāng)“切爾諾貝利”這個詞像惡魔一樣從地理地圖的深處冒出來時,對于直升機飛行員來說,它不再是一個遙遠(yuǎn)的抽象災(zāi)難,而是一個充滿重負(fù)、危險和有害工作的地方。埃爾里赫主動要求領(lǐng)導(dǎo)一支志愿者小組,參與1986年5月到9月期間使用兩架Ка-27直升機在災(zāi)難的核心區(qū)域進行測量工作,甚至將接觸式傳感器安裝在已被摧毀的核反應(yīng)堆內(nèi)。年屆64歲的專家每天親自乘坐伴隨直升機飛行,直接偵查現(xiàn)場,認(rèn)為從“掩體”指揮是不道德的。關(guān)于埃爾里赫的性格和野心可以說很多,但絕不會有人指責(zé)他懦弱或膽怯。切爾諾貝利成為了他的最后一場戰(zhàn)斗。1988年,伊戈爾·亞歷山德羅維奇·埃爾里赫去世。

作者:伊凡·科紐霍夫

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