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十大股票配资平台网址 图-2的喷气式继承者“图-14“及其坎坷命运_飞机上_试验_发动机

2025-05-06 21:16    点击次数:172

十大股票配资平台网址 图-2的喷气式继承者“图-14“及其坎坷命运_飞机上_试验_发动机

喷气式发动机(ТРД)在德国、美国和英国飞机上的开始使用,标志着航空发展新时代的到来。喷气发动机显著提高了飞行速度和载重能力,提升了可靠性,并降低了维护成本,尤其在最初几型喷气机上表现突出。

在苏联,向喷气动力技术过渡的必要性也是显而易见的。然而,在战争年代,苏联的发动机工业无法从事喷气发动机领域的前瞻性开发,因此在20世纪40年代中期,并未能为各航空设计局提供可用的新式发动机。因此,最初的苏联喷气式飞机采用的是缴获的德国ЮМО 004和БМВ 003喷气发动机,这两种发动机推力较小,约为800–900公斤推力。苏联将其投入批量生产,分别命名为РД-10和РД-20。

随着1947年苏联从“劳斯莱斯”公司获得了英国的“德文特-V”(Derwent-V)和“尼恩-1”(Nene-1)发动机,苏联的喷气发动机局势有所好转。这两种发动机被国产化后命名为РД-500和РД-45。其中,“德文特-V”的推力为1600公斤,而“尼恩-1”则达到了2272 公斤。正是这两款发动机的引入,使得苏联得以研制出真正意义上的本土喷气前线轰炸机。

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在A.N.图波列夫设计局中,第一个喷气飞机是“77”号机(也称图-12),于1947年7月开始工厂试飞。该机是在图-2S活塞式轰炸机的基础上改造而来,其设计思路是通过更换动力系统并对成熟结构做最小更改,快速获得一种喷气式作战飞机。尽管图-12曾计划小批量生产,最终仅制造了3架。该机顺利完成工厂和国家试验,最大速度达到783公里/小时。

设计局详细研究了喷气发动机的新型动力系统在飞行器上的运行特点。英国“尼恩”发动机经历了一系列测试,揭示了实际使用中的细节问题,并发展出了设计喷气飞机时的新方法论。尽管图-12产量很小,但为空军科研测试机构的部分飞行员提供了使用喷气飞机的初步经验,为后续装备新型武器打下了基础。图-12实际上成为了从活塞机向喷气机过渡的中间型号。然而,该机未被列入大规模生产计划,因为要造出真正成熟的喷气式轰炸机,需要的是最先进的技术、设备和武器。

1947年,图波列夫设计局同时启动了多个使用喷气发动机的前线和远程轰炸机项目。其中第一组项目旨在打造结合传统活塞发动机和喷气发动机的复合动力飞机;第二组项目则聚焦于完全采用喷气动力的飞机。

但第一组项目在初期就暴露出重大缺陷:由于两种动力系统使用不同燃料,在同一平台上实现高效协同工作非常困难。因此,这类研发很快被叫停。

相比之下,使用纯喷气发动机的项目则得到了进一步发展,最终催生了图-14T鱼雷轰炸机,该机搭载了两台ВК-1喷气发动机。不过,在此之前,经历了一段漫长的设计和改进历程。

1947年1月初,设计局开始设计“73”号飞机,拟采用两台“尼恩-1”喷气发动机,起飞推力为2000–2100 公斤。预计该机最大速度可达850公里/小时,航程不低于3000公里,最大可挂载炸弹3吨,机组成员为4人。防御武器包括机头一门23毫米炮,以及两门用于尾部防御的20毫米炮。

对所提出任务和空军需求的详细分析表明,装备两台“尼恩-1”发动机的飞机无法满足所设定的性能指标。为此,1947年4月,图波列夫提出在“73”号飞机的尾部安装第三台「НИН-1」发动机,这一方案后来被改为使用“德文特”涡喷发动机,其起飞推力可达1590公斤力。第三台发动机的任务是在起飞和摆脱敌方战斗机追击时提供短时增推。

在设计局(OKB)内,该项目由图波列夫的副手阿尔汉格尔斯基负责,具体领导工作则由马尔科夫执行。计划将“73”号飞机于1947年11月交付国家试验使用。飞机的设计与制造仅被分配了几个月时间。当时新型试验航空装备的研发进度极为紧迫,时间以小时、天为单位来计算。必须尽快缩小苏联航空技术与西方领先国家之间的差距,并在最短时间内掌握喷气技术。

1947年夏末,飞机各部件和组件开始生产,组装工作以加速节奏进行。1947年12月29日,新飞机首次试飞升空。工厂试验于1948年6月结束,试验中飞机达到了873公里/小时的最大速度和2965公里的航程。经过后续改进与完善后,“73”号飞机被送往空军国家飞行试验研究所(ГК НИИ ВВС)进行国家试验。

“73”号飞机作为轰炸机的一个主要缺点是缺乏雷达瞄准系统。当时用于图-4轰炸机的“钴”型雷达过于庞大沉重,不适合前线轰炸机安装,而专门为该类飞机开发的新型雷达尚未研制完成并投入批量生产。

从1948年8月10日至1949年5月31日,“73”号飞机分两个阶段进行了国家试验。试验过程中根据空军的意见进行了若干改进。在试验期间,频繁出现「НИН-1」发动机故障,以及燃油系统方面的问题。经过所有改进和试验后,军方认为该飞机的飞行性能(除航程外)基本符合要求。但也指出了几个缺陷:缺乏在能见度差的条件下进行轰炸所需的雷达和无线电导航系统,机组防护装甲不足,机翼和尾翼缺乏防冰系统,以及使用了不同型号的发动机。

在1948年3月的厂内试验期间,便已决定以装配RD-45和RD-500涡轮喷气发动机的形式生产10架“73”型飞机的试验批次。在转入批量生产时,该机被命名为图-14。1948年夏,莫斯科第23号工厂开始图-14的批量建造工作。然而到了1949年,由于决定将双发型“73”飞机交由伊尔库茨克第39号工厂批产,整个试验批次的项目便转移至该工厂。最终,“73”飞机仅保留了唯一的一架原型机。

“73”飞机原计划生产两个版本:前线轰炸机和侦察机。其中侦察机获得了“78”号代号,其结构与“73”相比有以下不同:机头加长,中部截面加大,驾驶舱座舱罩抬高。在弹舱内加装了安装相机的专用挂架,可挂载AFA-33/100、AFA-33/75、AFA-33/20、AFA-BA-40(日间型号)以及NAFA-3c-50(夜间型号)等航空摄影器材。同时还加大了燃料储备,重新设计了前起落架结构。“78”机的一项有趣特点是其在巡航飞行时能通过整流罩关闭尾部第三台发动机,而这种设计在“73”机上虽然在方案中考虑过,但未被实施。

第二个方案被批准用于建造。1949年10月,“81”号飞机制造完成。如此快速地完成新飞机的制造,主要得益于最大限度地利用了第23号工厂已有库存中的“73”号批量生产型机体,同时也反映出图波列夫的焦虑——他担心伊留申及其伊尔-28会抢先一步。

1949年10月13日,开始了工厂试飞。试飞由奥帕奇再次担任,正如他之前测试过该系列的其他飞机一样。在这些试飞中,飞机达到了3110公里的航程,速度达到了870公里/小时。“81”号飞机被推荐参加国家试飞,该试飞于1950年1月至5月间进行。

试飞的总体结果证实,新前线轰炸机基本满足了客户的要求。然而,仍有一些问题未被认可:尾炮系统工作不可靠、机组成员没有弹射座椅,设备和机载系统方面也存在一些问题。

试验原型机被紧急改装,并于1950年8月至9月重新参加了第二轮工厂试飞。新版本的“81”号装备了飞行员和无线电报射手的弹射座椅,导航员的视野得到了改善。机身总长度有所增加,炸弹舱尺寸也相应扩大。飞机装备了新型尾部机炮系统,系统尺寸更大,射击角度更广。为实现这一点,垂直尾翼的下部被削去。此外,还安装了新的主机炮系统。该型号的“81”号飞机由试飞员佩列廖特完成工厂试飞。

自1950年秋季至1951年初,“81”号飞机在苏联空军国家飞行试验研究院(ГК НИИ ВВС)进行了第二轮国家试飞。军方飞行员总体上对该机给予了积极评价,但指出其起飞滑跑距离较长、爬升率不足。最终,他们并未建议将“81”号列装空军。

尽管如此,由于图-14(“81”号在国家试飞阶段获得的正式编号)具备搭载多种型号水雷和鱼雷武器的能力、配备了在当时先进的导航设备、并拥有较远的航程,空军研究院建议将该机推荐给海军航空兵使用。实际上,这一结论反映了一个简单的事实:此时空军已经获得了由伊留申设计局主导研发、性能优异的伊尔-28前线轰炸机。伊尔-28早在1948年就以自发形式开始研发,其机体更轻,却也装备了同样的两台VK-1发动机,因此在飞行性能上表现更优。此外,伊尔-28的设计也更适合大规模量产。

这一轮竞争中,伊留申方面获胜,其伊尔-28进入批量生产。图波列夫的图-14则被“安置”到海军航空兵体系中,在1950年代末之前一直在舰队中服役,担任鱼雷轰炸机和布雷机的角色。

在图-14不断进行改进、完善和试飞的同时,伊尔库茨克第39航空工厂也启动了其批量生产工作。批产工作由失去自己设计局、重返图波列夫团队的P.O.苏霍伊负责监督。首架量产型图-14于1950年7月完成,随后改装为鱼雷机型图-14T(亦称“81T”)。第二架量产机则被改装为侦察用途的试验机(编号“89”)。

与基本型轰炸机相比,图-14T在领航员舱的舷窗结构上做了修改,并安装了用于挂载鱼雷的挂架桥,同时设备也进行了相应改进,以便使用水雷和鱼雷类武器。图-14T一直试飞到当年4月底,之后被建议作为鱼雷-布雷机列装苏联海军航空兵。

1952年秋,一架标准型图-14T进入测试。该机加强了装甲防护,为领航员配备了弹射座椅,并安装了防冰系统和更高功率的直流发电机等设备。这一最终定型版本的图-14T被投入批量生产,并正式列装苏联海军航空兵。同时,黑海舰队也对9架图-14T进行了部队试验,决定了该机的服役命运——图-14T正式成为海军航空兵战斗序列的一员。

图-14T一直成功地在苏联海军航空兵中服役至1950年代末,随后被图-16所取代。即便在这些飞机于1950年代末正式退出现役后,它们仍在一些部队中“秘密”保留。飞行员和指挥人员非常喜爱这款飞机,因为它拥有出色的“飞行品质”和高度可靠性。在海军航空兵各部队中,图-14仍被长期用于飞行员的训练任务。

在服役的几年中,海军共接收了89架量产型图-14。海军航空兵自1952年起开始接收和使用这款新型喷气式鱼雷轰炸机。部队对图-14的掌握相对迅速,并未出现严重的飞行事故。地勤人员,尤其是飞行员,对这种喷气式新机型的转训表现出极高的热情和积极性。工程技术人员指出,图-14的维护远比活塞式飞机要轻松许多。技术员的工装不再沾满油污,他们的外表变得干净整洁,甚至有些体面讲究。

不过,由于缺乏配备双驾驶杆的教练型机型,飞行员的转训工作稍显复杂。通常采用两到三个阶段的训练方式。在三阶段训练方案中,最初阶段使用带前轮起落架的飞机(如伊尔-12或A-20)教授基本操控特性。

随后,转训使用教练型伊尔-28(УИл-28)。经过8至9次训练飞行后,飞行员再转向图-14。但图-14与教练型伊尔-28在操控上差异极大:尽管各类操纵杆、阀门、控制面板执行的功能相同,但它们的位置完全不同,有时甚至操作方向相反。此外,图-14和伊尔-28在飞行和滑行中的表现也截然不同,这些都使飞行训练的难度进一步加大。

在最初进行座舱模拟训练时,飞行员就指出图-14的座舱盖“视野昏暗”,由许多宽大的支架组成,严重阻碍了观察。而伊尔-28У的座舱虽然较小,但视野极佳,给飞行员留下了良好印象;他们评价说那是“更温暖”的座舱——相比之下,图-14的座舱虽然空间更大,却显得简陋、不修边幅。正如日后成为海军航空兵司令的航空中将伊·伊·鲍尔佐夫所说:“美学?这设计水平简直就是乡村铁匠铺的!”

在飞行中,图-14具有极佳的稳定性,这一点深受飞行员喜爱。然而在进行机动时,图波列夫的飞机所需的操纵舵面偏转力量要比伊尔-28大得多。但当爬升至8000米及更高高度时,情况发生了变化:图-14的操纵反而比伊尔-28更加轻便。这一现象的原因是图波列夫设计采用了硬连接的操纵系统,而伊尔-28则采用了钢索操纵系统。硬连接还使得图-14在自动驾驶时飞行更稳定,高度保持比伊尔-28更精确。

在图-14的作战使用过程中,还暴露出一项特殊的问题:在打开弹舱舱门后,飞机的航向稳定性会过高,导致侧向瞄准变得困难。因此建议在投放弹药前的最后一刻再打开弹舱门。

图-14T专门配备了一种新开发的高空直航型鱼雷,该鱼雷于1953年列装,被命名为РАТ-52。这种鱼雷可在飞行速度达800公里/小时、高度不低于1500米的条件下投放。其最大特点是配备了火箭发动机,使鱼雷速度提高至68节(约130公里/小时),比其他鱼雷快约1.5倍。除了炸弹和РАТ-52外,图-14T还能挂载低空投放的45-56НТ鱼雷,以及感应式水下水雷,如АМД-4-500、АМД-4-1000和АМД-2М。

图-14T装备于苏联北方舰队、太平洋舰队和黑海舰队的水雷-鱼雷航空团。但该型飞机在部队中服役时间并不长。到1957年,几乎所有鱼雷航空团都已换装伊尔-28。尽管如此,公平地说,在某些方面伊尔-28仍不如图波列夫的图-14,例如航程更短、设备较为落后、缺乏海上救生设施等。

图-14T至今没有一架实机保存下来。如今只能在照片、复原图纸和模型中看到它的身影。

正如前文所述,第二架量产机“81”被改装为侦察型飞机,代号为“89”。自1951年2月起,试飞员阿·德·佩列廖特开始对这架飞机进行厂方试飞。试飞中确认了照相侦察设备工作正常,这在当时对所有苏联侦察机来说都是个“老大难”问题——从图-2开始就饱受困扰。经过一些技术改进后,该机被准备投入批量生产。然而,此时图-14的基本型号命运已定。同时,伊留申设计局也在伊尔-28基础上开发出了侦察型伊尔-28Р,这种飞机不仅更容易投产、成本更低,而且避免了战术航空部队中飞机型号过于杂乱的问题。因此空军最终选择了伊尔-28Р,编号“89”的侦察型图-14最终未能投入量产。

1952年,安德烈·图波列夫试图对图-14进行一次根本性的现代化改进,提出了“93”号飞机的方案。该项目是一种新型鱼雷轰炸机,拟装备一对强力的涡喷发动机VK-5或VK-7。在此之前,还曾研究过“84”号项目,基于“73”号机体,采用两台VK-2涡桨发动机和一台RD-500涡喷发动机的组合。然而,这些方案最终都未能实现,仅停留在纸面上。

图-14成为了一个关键的平台,其上孕育出了图-16、图-104以及图波列夫设计局后来发展的多型飞机。图-14的研制和批量生产,为苏联轰炸航空的发展积累了大量宝贵经验。正是在这款飞机上,完成了高速状态下轰炸机机组成员空中逃生系统的试验;首次确立了低空飞行时的速度限制计算原则,这后来成为所有重型飞机设计的通行标准;还进行了密封座舱的验证和完善。

此外,图-14还开创性地尝试了三发动机布局——这一设计理念在1960年代被广泛应用于多种喷气式客机。许多航空系统、机载设备与武器系统也在该机上得到验证和改进,随后成为后续机型的标准配置。

最后,图-14还是图波列夫设计局研制的第一款批量生产的喷气式飞机。在此过程中,设计团队虽经历了不少挫折与磨炼,但也因此获得了极为宝贵的实践经验。

虽然没有实物,虚拟世界可是有这种轰炸机的虚拟模型。

发布于:黑龙江省

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