“非正常”军武:“61红”往事

2021年6月23日,俄罗斯媒体报称当地时间11时52分,俄黑海舰队和俄罗斯联邦安全局边境管理局在黑海水域发现一艘侵犯俄罗斯领海的英国驱逐舰,口头警告无效后,对其警告射击。此外,俄军一架苏-24M战斗轰炸机也沿该舰的航向投掷航空炸弹,以示警告。

1975年列装的苏-24战斗轰炸机,已经是一线服役四十六年的老兵了。参加过苏阿战争、黎巴嫩内战、海湾战争、两次车臣战争,近年来由于叙利亚战乱四起,也被俄罗斯空天军用于打击极端武装分子,并在2015年遭土耳其战斗机击落,造成外交争议和俄国对土多方制裁。这种优雅的可变后掠翼战斗轰炸机,目前仍在至少八个国家和地区的军队中服役。

帕维尔·苏霍伊1895年生于俄国维尔纳省的格鲁博科耶,父母都是白俄罗斯人。五岁时,其父在戈梅利谋到一个教职,为铁路工人子弟提供教学,于是举家移居。1905年到1914年间,苏霍伊就在戈梅利当地的文理中学上学,成绩优异。1915年,他被帝国莫斯科技术学校录取,但当时沙俄在“一战”中急需兵员,因此苏霍伊被抓丁强征入伍,书没读几天就被丢到前线当炮兵,好在他活了下来。

十月革命后,他回到莫斯科希望继续学业,但由于时局混乱,学校关门大吉,他只好回到戈梅利和家人同住,并在布列斯特-利托夫斯克郊外的一个小村当数学老师糊口。1919年,波兰军队大兵压境,苏霍伊逃回戈梅利,去父亲当年任教的铁路子弟学校教书。

在此期间,由于生活条件艰苦,苏霍伊先后得了斑疹伤寒和猩红热。虽然他奇迹般地活了下来,但之后一直体质虚弱,而且落下了说话困难的病根。因为沉默寡言、性格木讷,后来在航空业界他被称为干巴巴先生,这是个双关语,“苏霍伊”在俄语中是干燥、干巴巴的意思,以此来形容他的性格。

长年内战重创了俄国的工业基础,赤地千里、一穷二白。新生的苏维埃俄国实行新经济政策,休养生息。就在这样看似风平浪静的时代,苏维埃航空业界却是群星闪耀。

早在内战时期的1918年12月,在苏俄最高国民经济会议主持下,被列宁誉为俄罗斯航空之父的科学家尼古拉·叶戈罗维奇·茹科夫斯基在莫斯科创立了中央空气流体动力学研究院(TsAGI),茹科夫斯基本人担任院长。

茹科夫斯基生于1847年,1868年毕业于莫斯科大学(专修数学和物理学),后来被聘为帝国工科学校的教授,在流体力学研究方面颇有建树。十九世纪九十年代起,茹科夫斯基的研究方向转向空气动力学,并从滑翔机开始研究动力飞行器。1902年,他搭建了俄国第一个风洞,1906年提出库塔-茹科夫斯基定理,确立了现代空气动力学的基础理论,对固定翼飞行器的翼型设计起到决定性的推动作用。

起初,TsAGI规模很小,只是供航空工业相关技术人员碰头开会的集结地。但随着航空技术日新月异,TsAGI急速完善扩大,1935年整体转移到莫斯科东南40公里的莫斯科河沿岸重新设置,成为苏联航空引擎、材料、试飞、机械设计等领域的重要核心,目前仍是世界最大的空气动力学与流体力学研究机构,对苏联的航空航天事业起到决定性作用[1]。很多赫赫有名的苏联航空巨擘都曾在TsAGI任职和进修,除苏霍伊外,还有弗拉基米尔·佩特利亚科夫、阿尔乔姆·米高扬、亚历山大·雅克夫列夫、谢尔盖·伊留申、尼古拉·库兹涅佐夫,以及TsAGI的协办人安德烈·尼古拉耶维奇·图波列夫。

俄国内战结束后,苏俄人民委员会要求停学的高等教育机构学生返回学校完成教育。苏霍伊也得以返校,1925年在图波列夫的指导下发表关于单引擎截击机的论文,顺利毕业。同年3月,他进入TsAGI担任工程师,成为图波列夫的设计局[2]一员,和佩特利亚科夫一起支持图波列夫的飞机设计,参与了著名的ANT-4[3]和ANT-6重轰炸机设计,即分别在二十年代末和三十年代初列装的TB-1和TB-3,都是当时处于技术领先地位的大型多引擎全金属飞机。

苏霍伊还设计了1933年成功首飞的远程验证机ANT-25,它发展为DB-1远程轰炸机。

1936年,斯大林要求图波列夫的设计局设计一种能兼顾短距离侦察和对地攻击的多用途飞机,图波列夫将实际设计任务交给了苏霍伊。样机以ANT-51的局内代号,在1937年8月底由传奇飞行员米哈伊尔·葛罗莫夫成功试飞。样机起初使用什韦措夫M62引擎,额定功率820马力,最高飞行速度只有约400公里/小时,速度方面未能达标。换装1000马力的图曼斯基M87引擎后才有所改观,1939年以BB-1的代号列装,这里的“BB”代表“短程轰炸机”。

此时正值苏联肃反扩大化的严峻时期,ANT-51样机试飞后才过了一个多月,图波列夫和佩特利亚科夫就都被逮捕,只能在条件比较差的沙拉什卡[4]继续设计工作。苏霍伊受到的冲击较小,1938年升至TsAGI的设计负责人。

1939年9月,苏霍伊成为位于哈尔科夫的第134设计局负责人,并设法在1940年春季把设计局整体迁移到科研环境好得多的莫斯科。同年,他的作品BB-1换装图曼斯基M88引擎,以他的姓氏更名为苏-2,共生产了约900架。

苏-2在苏德战争爆发时已经过时,而且在轴心国大军的突然袭击中遭受惨重损失。随着性能优异的伊尔-2强击机和佩-2、图-2等战术轰炸机出现在战场,苏-2多被用作侦察和训练,1944年退出现役。

战争期间到战后初期,苏霍伊四处碰壁。在战前开始设计的强击机苏-6,原本计划用作伊尔-2的后继机种,由于试飞后不久战争爆发,样机物资供应吃紧,加上战事紧迫,无法替代生产线。其性能也难以与后来伊尔-2的发展型伊尔-10比拼,不得不草草下马。当局在1943年颁发斯大林奖金给苏霍伊,算是给了个安慰。

之后,苏霍伊主导设计的混合动力样机苏-7和苏-5都不成功,战后于1946年参考德国Me-262设计的双引擎喷气式战斗机苏-9尽管成功试飞,也未能获批量产。加上1949年6月,全天候后掠翼喷气式战斗机苏-15样机在试飞中坠毁,可以说是倒霉到了家。

1949年12月,上级问责苏-15样机坠毁事故,第134设计局被撤销,苏霍伊只得回到图波列夫设计局担任副总设计师。

1953年3月5日,斯大林去世。同年10月26日,苏霍伊就被任命为航空工业部第一设计局总设计师。1954年1月,这里改称为第51工厂设计局,且工厂本身负责为设计局制造和测试样机[5],苏霍伊再次有了施展才华的天地。

重新振作后,苏霍伊的团队受命研制二倍音速的大型喷气式战斗机和供防空军使用的喷气式截击机。前者以S-1的局内代号启动,这里的“S”代表“后掠翼”,适配一台阿尔希普·米哈伊洛维奇·留里卡主导的第165设计局提供的AL-7涡轮喷气引擎,发展为苏-7战斗机并于1959年列装。

1958年,苏霍伊又根据空军的要求,以苏-7为基础研制局内代号为S-22的战斗轰炸机,发展为苏-7B战斗轰炸机并于1961年列装。其低空高速性能优异,初期型号可携带2吨武备,后期型号的携弹量更是升至2.5吨。至1972年停产为止,各种型号的苏-7共生产了约1800架,除苏联使用外还出口到阿富汗、阿尔及利亚、捷克斯洛伐克、埃及、伊拉克和波兰等国,目前仍未完全退出现役。

而苏联防空军要求的喷气式截击机,则以T-3的局内代号启动,这里的“T”代表“三角翼”,最终发展为苏-9截击机并于1960年列装,之后还发展出苏-11。两种机型产量超过1000架,是二十世纪六十年代苏联本土防空的核心利器。

1960年,苏-7B投入量产之后不久,苏联空军要求苏霍伊的设计局设计一种更大的战斗轰炸机,且必须能灵活周转,可在400米以内长度的临时跑道起降。换句话说,它应该是一种垂直/短距起降飞机。

1961年,苏霍伊指导团队拿出了四种初期设计方案,其中既有后掠翼、也有三角翼布局,既有机头进气、也有机身两侧进气布局。实际设计工作,由设计师叶甫根尼·菲尔斯内和奥列格·萨莫伊洛维奇合作主导,他们一度想在样机上应用可变后掠翼和升举引擎技术,但更保险的办法是保守一些,尽量沿用苏-7B现有的技术经验。最后拿出的S-6方案,采用固定后掠翼布局,展弦比为3.6,后掠角40°。图面上的起飞重量为20吨,实用作战飞行速度在1400公里/小时至2500公里/小时区间。

根据S-6的初始设计,其机身内并列安置两台第500设计局[6]提供的R21F-300双轴加力涡轮喷气引擎,由该局设计师尼古拉·梅茨哈利什维利主导设计的R11F引擎改进而成,单推46千牛,加力推力达70.59千牛。S-6采用两侧进气布局,进气口为矩形,有从上到下的内倾角(也有上下颠倒的第二设计案),这样有利于利用机头空间容纳高性能航电设备,S-6的机头内就敷设了美洲狮计算机辅助导航系统的雷达天线和火控系统,驾驶员和领航员坐在前后串列布置的座舱内。

但R21F-300的名声可不好。1962年9月,使用这种引擎的米高扬设计局Ye-8全天候战斗机样机在试飞时发生引擎爆炸,导致坠机。但梅茨哈利什维利称设计缺陷已经纠正,说服苏霍伊的团队接受了它。为实现短距起降,S-6还在机身设置了火箭助推装置。

S-6两侧机翼下方各有两个武备挂点,加上机身下的一个,可以携带最多3吨各类武备。

经过慎重研讨,设计团队不得不承认S-6的设计过于保守,难以满足空军的要求。要想成功,必须拥抱新技术。

1963年,第51设计局改造了一架苏-7BM战斗轰炸机,试验性地将其外侧半机翼改为可变后掠翼,称为S-22I——这里的“I”代表“可变后掠翼”。可变后掠翼能让飞机兼得高速及低速带来的优势,但结构相对复杂,且这架样机当时还在验证,设计局吃不准它到底是不是真的管用。

要想满足空军的短距起降需求,升举引擎看来潜力很大,这项技术当时已经在英国肖特SC.1垂直起降验证机平台和法国达索公司用幻影III战斗机改制的巴尔扎克样机得到验证。1965年初,第51设计局计划调用一架T-58战斗机样机(也就是1967年列装的苏-15截击机),用作升举引擎测试平台,以获取短距起降性能数据。

苏霍伊的团队选用局内代号T-58D-1的样机作为测试平台,它是用于验证双三角翼布局的,与之后的苏-15T大有关系。经过改造,它被更名为T-58VD,这里的“VD”代表“垂直起降引擎”,但实际上它不能垂直起降。

T-58VD的机身经过深度改造,巡航飞行使用并列安置的两台图曼斯基R13F-300加力涡轮喷气引擎,单推40千牛,加力推力约70千牛。机身中部串列安置三台RD36-35升举喷气引擎,这种引擎由彼得·克雷索夫主导的第36设计局[7]提供,单推23千牛。这些升举引擎位于两台主引擎之间,以10°前倾角近垂直埋设,顶端进气口设两块可以开合的舱盖,机腹的喷口通过叶片组调节:起飞时导向后下方,降落时导向前下方,以缩短起降距离。在平飞和机动时,进气口盖和喷口叶片组都可完全闭合,不会影响气动外形。

不过,由于机身空间被严重占用,T-58VD只能在机翼的油箱储存燃料,作战航程不佳。

1965年底,T-58VD完成了改造作业,1966年1月开始在地面测试升举引擎组和主要系统。在测试期间,还发生了一场可怕事故:2月,一位第51设计局推力实验室的机械师在走向T-58VD时,因升举引擎正在运转,他被强劲的气流猛地吹飞,命丧当场。

4月26日,地面测试工作顺利结束,T-58VD被运到米哈伊尔·葛罗莫夫飞行研究所,6月6日由试飞员叶甫根尼·索洛维也夫进行了首飞,之后,弗拉基米尔·伊留申也开始执行试飞任务。在1966年,T-58VD共飞行37次,并完成19次地面滑跑测试。

弗拉基米尔·谢尔盖耶维奇·伊留申是苏联飞机设计师谢尔盖·伊留申的亲生儿子,是苏联历史上最出色的试飞员之一。他一生致力于两大事业:打橄榄球,以及为苏霍伊叔叔试飞样机。他创建了苏联橄榄球联盟,身后入选世界橄榄球名人堂;此外,还完成了苏霍伊在冷战期间几乎所有重要军用飞机的试飞任务,包括截击机苏-11、苏-15,战斗轰炸机苏-17、苏-24,高空高速轰炸机T-4,强击机苏-25,以及战斗机苏-27。

测试证明,升举引擎组有效降低了样机起飞和降落的速度,起飞速度由原来的390公里/小时降至285公里/小时,降落速度则由原来的315公里/小时降至225公里/小时;原来所需1170米的起飞滑跑距离,缩短到500米,而原需1000米德降落滑跑距离,缩短到560米。不过,测试团队也发现升举引擎组的排列布局不太合理,最靠前的升举引擎在降落时会造成样机上仰,最后只得在降落期间关闭这台引擎。

1967年7月9日,T-58VD在莫斯科多莫杰多沃机场的航展上公开亮相。西方国家的航空航天协调委员会称之为“细嘴瓶B”。

T-58VD毕竟只是用于验证和取得测试数据的,早在1965年,第51设计局也在以T-58样机为基础并行设计一种放大版的战术轰炸机,它被称为T-58M。这种飞机布局与T-58类似,但两侧进气口采用半圆横截面,尾喷口横截面为矩形,机翼挂架可携带Kh-56型和Kh-24型空对地导弹。由于成本问题,T-58M计划在1965年初已经难以为继,但设计局决定以它为基础,应用将来T-58VD能够获取的数据经验,来设计空军要求的短距起降战斗轰炸机,并制造了全尺寸模型,和设计图纸一起提交审批。

1965年3月13日至18日,苏联空军和苏联航空工业部经过近一周的漫长讨论,同意第51设计局的新T-58M方案,同年8月21日由苏联部长会议和苏共中央委员会同意。苏霍伊本人对设计工作全权负责,实际上的设计主任是叶甫根尼·菲尔斯内,由于后者年事已高,在任上去世,后续工作由设计师罗格维诺夫接下。

新方案定名为T6,空军要求它能够担任空对地制导导弹和80毫米及240毫米空对地火箭弹的武备平台,此外设计局还必须负责火控与导航系统。为此,苏霍伊邀请叶·扎罗林入局担任副总设计师。当时,扎罗林在列宁格勒的第131科研所设计局[8]工作,负责美洲狮导航系统的航电设计。

T6初始设计方案的双人座舱为前后串列配置,在1965年夏季改为并列双座配置。和1964年秋季面世的美国通用动力F-111战斗轰炸机一样,这样的配置能保证机头空间足够宽敞,可安装高性能的猎户座火控雷达扫描系统。

1965年12月21日,苏霍伊本人同意了T6设计方案。1966年2月14日,时任苏联空军总司令韦尔希宁空军主帅也予以首肯。当时T6的设计参数为:

可挂装Kh-23、Kh-24及Kh-23空对地导弹,以及R-55空对空导弹

第51工厂制造了编号T6-0的静力试验机体,以及编号T6-1的原型机,后者于1967年春季完成,战术呼号为

1967年7月2日,弗拉基米尔·伊留申完成了“61红”的首飞。设计局原本打算在9日的莫斯科航展上,在多莫杰多沃机场进行公开展示,但4日的第二次试飞中,样机发生结构损坏,左侧座舱被撕开一个口子。虽然伊留申驾驶受损的样机安全降落并很快修复,但它这下没法参加航展了,只得让T-58VD替它出场。

T6-1样机最大起飞重量26.1吨,全长23.72米,比苏-15大得多。它采用双三角翼布局,翼展10.41米,机翼有5°下反角。其两侧进气口为矩形,机体和尾喷口横截面也为矩形。作为样机,其机头并不设实战系统,而是内设了用于测试的设备。驾驶员和领航员并排坐在驾驶舱内,各有一具K-36D弹射座椅,它由位于莫斯科州托米利诺的苏联航空工业部第918工厂设计局提供,具备零-零弹射能力。驾驶舱后方的区域,安设了导航设备和其他主要系统。

为实现短距起降,T6-1机身中段左右两侧完全对称设置了升举引擎舱,各以15°前倾角近垂直安置两台RD-36-35升举引擎,共计四台。这种引擎曾被用于T-58VD,以及后来雅克夫列夫设计局研制的雅克-38舰基垂直起降强击机。

T6-1依靠两台并列配置的图曼斯基R27F2-300加力涡轮喷气引擎巡航飞行,单台加力推力约99.6千牛。它由莫斯科的第500设计局提供,是苏-15截击机广泛使用的R27引擎的发展型。不过这也只是权宜之计,苏霍伊的设计团队正在等待留里卡的第165设计局,后者此时正在研发AL-21F加力涡轮喷气引擎。

1969年,T6-1机身经过修改后,安装了两台AL-21F引擎,其单推76.4千牛,加力推力约87.3千牛,后来经过持续优化,才得以超越原本的R27F2-300,达到约110千牛的加力推力。同时,T6-1翼尖也重新设计,带有明显的下反角,以改善飞行稳定性。

在T6-1测试期间,苏联空军再次更改了需求,要求更远的作战航程,以及超低空超音速对地攻击能力,同时维持对短距起降能力的要求。这样一来,极度占用机身空间的升举引擎就不再适用,翼型也必须更改。

早在T6方案评估时,设计团队就制订了若干预案,以备不时之需。1967年中,设计主任菲尔斯内带领团队冷静评估现状和军方要求,在TsAGI制订出十二种解决方案,其中借鉴了之前S-22I样机的可变后掠翼方案效能最佳。同年,奥列格·萨莫伊洛维奇带领部分设计局成员参加巴黎航展,特别观察了F-111的可变后掠翼布局。

1967年,米高扬设计局也先后试飞了采用升举引擎和三角翼布局的“23-01”样机(战术呼号“23蓝”)和采用可变后掠翼布局的“23-11”样机(战术呼号“231蓝”),经过比对,总设计师阿尔乔姆·米高扬决定后者胜出,并发展为米格-23。

因此,第51设计局的菲尔斯纳也着手根据T6-1的基本布局,去除升举引擎并改为可变后掠翼布局,制成了T6-2I样机,即“采用可变后掠翼布局的T6方案第二架原型机”(战术呼号“62红”),并于1970年1月17日由弗拉基米尔·伊留申完成了首飞。它后来多次迭代,至T6-7开始投入量产,1975年列装为苏-24战斗轰炸机,至1993年共生产约1400架。

至今,苏-24仍在俄罗斯、乌克兰、利比亚、叙利亚、阿尔及利亚等国服役。

设计方向转变后,对T6-1样机的试飞没有停止。从1967年到1970年,“61红”共完成120次测试飞行,大都由叶甫根尼·索洛维也夫负责驾驶,此时主要的目的是收集AL-21F引擎的技术数据,供T6-2I和S-32样机研发所需,后者就是后来的苏-17可变后掠翼战斗轰炸机。

1974年,经过约200次试飞任务,完成历史使命的“61红”飞往位于莫斯科以东40公里处莫尼诺的中央空军博物馆,成为藏品,至今仍在公开展示。

[1] 1947年,这里更名为茹科夫斯基,以纪念1921年3月去世的茹科夫斯基。 [2] 莫斯科第156工厂试验设计局。 [3] 取自安德烈·尼古拉耶维奇·图波列夫的姓名及父称首字缩写。 [4] 内务人民委员会主导的设计局,由被捕的科研人员组成。 [5] 1966年更名为莫斯科匿名机械制造厂设计局,1975年苏霍伊去世,遂于1976年更名为苏霍伊纪念设计局。 [6] 1966年更名为“联盟”图希诺机械设计局。 [7] 1966年更名为雷宾斯克引擎设计局。 [8] 1971年更名为全联盟电子系统研究院。

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