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历史的角落——苏联拉系战机(1):二战中的螺旋绝唱LaGG-3到La-7

时间: 2024-08-23 03:19:04 作者: 新闻中心

  说起苏军战机,第一时间想起的是苏霍伊、伊尔、米格等这些耳熟能详的名字。与这些声名赫赫的明星战机相比,有一种飞机显得格外低调,那就是拉式飞机。它在螺旋桨飞机时代达到了巅峰,二战时期,苏联空军每3架歼击机中就有1架是拉式飞机。不过,在螺旋桨飞机时代取得辉煌成就的拉沃契金设计局,却没能跟上喷气式飞机时代,一度错失发展良机走向衰落。

  谢明·阿列克塞耶维奇·拉沃契金(1900—1960)苏联飞机设计师。拉沃契金设计局的创始人。拉沃契金1900年9月11日生于斯摩棱斯克。1918年参加红军,1920年退役后在莫斯科高等工业学校学习,成为尼古拉·耶戈洛维奇·茹科夫斯基领导的航空小组的积极分子。1929年毕业后,拉沃契金进入航空工厂,为安德烈·图波列夫的TБ-1轰炸机作机体强度设计工作,同时撰写学位论文,后被分配到里夏尔设计局,任强度设计部长。次年该局被撤销,他又到古里格洛维奇设计局工作,以后进入重工业人民委员会的工厂,协助别人做设计工作。直到进入中央航空工业局之前,他都是默默无闻。

  20世纪30年代中期,欧洲局势相当紧张,苏联许多能为航空服务的企业都转向飞机制造业。苏联政府发出“采取紧急坚决措施巩固和发展国家的航空工业”的指示后,许多能为航空服务的企业都转向飞机制造业。位于莫斯科郊外的一家家具厂,随着苏联国防工业人民委员会于1937年6月1日颁发第 0121号命令,从此没有了昔日熟悉的电锯、刨床轰鸣声。它被赋予了一个全新的名称:OKB-301航空工厂(拉沃契金设计局前身)。

  与其他军工同行的发家史相比,OKB-301航空工厂的起步像是“赶鸭子上架”。 为了改变窘境,工厂管理层走访调研多家军工厂,发掘潜在技术人才。没过多久,一位名叫拉沃契金的年轻设计师引起了工厂管理层的注意。不甘当“绿叶”的拉沃契金苦于找不到施展拳脚的机会,而此时OKB-301航空工厂向他抛出了“橄榄枝”,双方一拍即合,在拉沃契金、弗拉基米尔·彼得洛维奇·戈尔布诺夫和米哈伊尔·I·古德科夫三人被任命为设计局的领导之后,301 照搬别人图纸的生产即告结束。因他们三人的创造性劳动,工厂变成了全新的航空企业,按照自己的设计图,生产自己的航空产品。就此开启了一段颇富传奇色彩的航空制造史。

  1939年1月西班牙内战尚未结束,苏联发现其空军现役的I-15、I-16(I为俄文istrebitel“驱逐战斗机”之义)等第一线战斗机都不是德国Bf-109战斗机的对手,斯大林遂要求苏联各战机研发单位尽速研发与Bf-109抗衡的新战机。当时共有十余个设计团队参加这次新战机设计竞赛,在这十多个团队中,还有一个默默无闻的小组,那就是拉沃契金、戈而布诺夫及古德科夫三人所组成的“拉戈古”(LaGG)设计团队,也就是日后的拉戈古设计局。拉戈古设计局日后虽然演变为拉沃契金独挑大梁的“拉沃契金”设计局,事实上戈而布诺夫却是拉沃契金的老长官。

  1941年6月22日,苏德战争爆发,苏联空军是德军打击的重点目标。在整个西部前线,苏联空军部署的战机有1200架毁于德军最开始的空袭,随着战线日,苏联空军战前数目庞大的空军仅剩2516架飞机,其中638架还处于维修状态。战争初期的巨大损失使得苏军失去了前线的制空权,但也使得苏军得以从头开始建立一支全新的空军力量。

  按照苏联军方的要求,拉沃契金三人顺利地完成了LaGG -1的设计工作。不过,到了原型机试飞的时候,空军忽然将对航程的要求从800公里提高到1000公里。为此,拉沃契金不得不修改了原先的设计,改进后的原型机也就成了LaGG -3。LaGG -3主要的问题是相对于笨重的木质机身来说发动机的功率明显不足,但苏联一时间又拿不出比克里莫夫M-105功率更大的液冷引擎。为此,设计人员在LaGG -3的生产的全部过程中不断试图减轻飞机的重量来改善性能,包括减少飞机上的武装。此外,在后期生产的机型上还安装了前缘襟翼以提高飞机的机动性能。

  除发动机支架外,机身完全由木头制造,并用胶合木进行加强。与普通木材相比,这种被称为“三角木”的材料具备更高的强度,不易燃烧也不容易腐烂。但是制造这种胶合木的化学胶水是从德国进口的,因此苏德战争爆发后,储存的胶水很快用光了。

  LaGG-3的研制始于1939年,研制代号最早是И-22,定位于前线战斗机,采用一台克里莫夫的V型液冷M-105发动机。1939年8月底原型机开始生产,工厂生产编号称为И-301。И-301于1940年3月30日首飞成功,试飞表明所有性能满足了设计的基本要求,但这时候上级对前线战斗机的要求有所更改,航程增加到1000公里,根据这个要求,飞机上增加了一个附加油箱。原型机的武器配置为一门备弹80发的23 毫米MP-6航炮,穿过螺旋桨轴发射;其他的还有机头两挺各备弹220发的12.7毫米机枪,通过协调器射击。后来MP-6和设计师出事,量产以后就被放弃了,改为一门20毫米航炮,机翼上又增加了2挺7.62机枪,各备弹1000发,用俄文资料上的话说,这在当时是“令人发指的武器配置”。И-301后来就被称为LaGG-1,改进型后来就被称为LaGG-3。

  LaGG-3配备胶合木的木制机翼从外形上类似雅克-1的机翼,不同之处是LaGG-3的机翼可以拆卸,更能够很好的满足苏联空军的需求,而雅克-1在此方面就有所欠缺。可拆卸的机翼极大方便了铁路运输,以及前线维修工作,尽管因此带来结构较为复杂、重量增加的缺点,但还是值得的。

  与雅克-1一样,LaGG-3在设计时就确定采用M-106发动机,但实际列装时,却更换成了功率更低的M-105P。这样做的影响LaGG-3比雅克-1越来越明显,因为采用了木制结构和可拆卸机翼,LaGG-3起飞重量达到3300千克,比采用相同发动机的雅克-1重了350千克。LaGG-3的单位功率负载达到了3.12千克/马力,雅克-1只有2.73千克/马力,而它们的对手Bf.109仅有2.22千克/马力。

  这让LaGG-3变得非常缓慢,操纵沉重,直接影响到飞行性能。飞行员普遍感觉LaGG-3反应迟钝,爬升困难,几乎没办法从俯冲状态中摆脱,而且没办法急转弯。LaGG-3量产型不仅无法与Bf-109F相比,甚至许多方面还不如较老的Bf-109E。苏德战争爆发后,三角木的生产停止了,这让LaGG-3的情况更加恶化。1942年以后,不得不用普通的松木和桦木代替,这让LaGG-3更重了。

  LaGG-3所有性能都全面落后,低空时最高速度仅有474千米/小时,高空时最高速度为550千米/小时。作为对比,雅克-1能够达到580千米/小时,Bf.109则能够飞出610千米/小时的速度。LaGG-3水平盘旋一周需要24~26秒,Bf.109只需21~22秒,这在某种程度上预示着在实战中,LaGG-3面对Bf.109时,打不过也跑不脱。

  对于LaGG-3主要的对手,Me -109F来说, LaGG-3在空战中处于很大的劣势地位。飞行员普遍对LaGG-3的操纵性能抱持敌意,甚至将LaGG曲解为“百分百的油漆棺材”。由于生产上的质量把控不足,送到前线的飞机性能比原型机要差得多。在最大平飞速度这一项上,有些飞机的速度竟然比技术手册上低了足足40公里/小时(25英里/小时)。和其他的苏联战斗机比较,LaGG-3的主要优点是机体结构坚固,早期型号的火力也较强。当被炮弹击中时,LaGG-3并不像雅克式(采用钢管蒙布结构)那样容易起火,但木质结构在遭受损伤时更容易碎裂解体。

  尽管LaGG-3有诸多不足,但是在二次大战空前激烈的苏德交锋中,面对战争损耗,有总比没有强,况且LaGG--3也并非一无是处。苏联飞机设计师在LaGG-3的整个生产的全部过程中一直对其进行改良,因此各个生产序列的飞机在细节上会有小小的不同。LaGG-3的总产量为6258架,共分为66个生产批次。后期型号的操纵性能有了很大的改善,其中的第66系列一直使用到1945年。

  LaGG-3的生产线架送交苏联空军,戈而布诺夫主管的第31厂对LaGG-3做了许多改良。由于实战经验显示,Yak及LaGG战机在最高时速及爬升高度都逊于Bf-109,因此将战机上所有能拆下的装备都拆除以减轻重量,例如氧气设备及多余(小口径)的枪炮等如ShKAS机枪;LaGG战机从第11批次起就只配备一门机炮和一挺BS机枪,一直到1943年底才将第二挺BS机枪装回去。另一种减肥方法是减少机体燃料搭载量,例如第7批次的燃料箱容量便比前批次少40公升;第11批次甚至没有机翼油箱,改以100公升抛弃油箱代替,但这种设计后来没有广泛运用。

  LaGG-3的第29序列开始换装了M-105PF 发动机,第34序列换装了一门37毫米航炮,等等。最后一个是66序列,除了液冷发动机以外,还采用了一些这时候已经投产的拉-5的技术。LaGG-3的最终改良型为第66批次,从1943年秋天到1944年春在特比利西被阿氏以导流板的设计解决了。这架测试机的武装为两门ShVAK同步式(synchronic)机炮和两挺12.7mm同步式机枪,其同步协调器是将I-16的剩余零件拿来运用的。

  LaGG-3的气动外形是当时的主流之一,流线型也比较好,空气阻力按常规来说会小一些。但LaGG-3飞行速度并不高,除了原型机以外,其他各型无论在哪个高度上的最大速度也超不过600公里/小时,初期生产型在5000米高度甚至不到550公里/小时,根本原因是发动机功率比较小,相应爬升率等指标也M-105的功率只有1050马力,而米格-3的M-35已经有1300马力。另一个原因是因为战争的影响,生产比较仓促,机体的木质表面处理得不够光滑,而且据说只是喷漆而不是烤漆,由此也增加了一部分阻力。LaGG-3的各方面性能指标都不如Bf109,加上装备时间又短,而苏军飞行员在开战之初也没多少作战经验,相比之下德军的飞行员和Bf109从西班牙内战期间就投入战场,论机论人都差一截,苏军初期的惨败也就不足为怪。

  LaGG-3是一款用来应急的过渡性产品,其机体寿命和零件寿命都很短,俄国人自己也承认,这种飞机“充其量飞50个小时”就要报废”——不过惨烈战场上,大部分飞机也飞不到这一段时间。叛逃到日本的LaGG-3战斗机经过测试和模拟格斗得出的结论是:这种飞机性能平庸,制造是粗制滥造,质量上的问题严重。一些劣质的LaGG飞机甚至发生过空中解体事故。例如东线因为空中解体,就造成该团的副团长莫斯卡廖夫牺牲。很多量产机与原型机的技术指标出入巨大。LaGG-3在战争危急关头,生产了6000多架——生产周期仅仅是8个月。仅仅是为了充数的临时之作。

  武器最初生产型为1门20毫米机炮和1挺12.7毫米机枪。后改进生产型有多种武器配置方案:如装1门20毫米备弹120发的机炮、1挺带弹220发的12.7毫米机枪和1挺带弹325发的7.62毫米机枪;或是1门备弹80发的23毫米机炮、2挺7.62毫米机枪和1挺12.7毫米机枪等。

  薄弱的火力,糟糕的机动,让LaGG-3获得了“油漆棺材”的外号,1942年苏联军方无奈下令停止LaGG-3战斗机的生产,短短一年的时间LaGG-3就退出了苏联空军的服役序列,毕竟当时的苏联空军还有性能更佳的雅克-1战斗机和米格-3战斗机呢。1941 年下半年,德国空军给苏联空军造成了惊人的损失,苏联空军迫切地需要一种在梅塞施密特Bf-109 面前不落下风的现代战斗机。

  要提升LaGG-3战斗机的综合性能,要么减轻战斗机的整体重量,要么就只能够为LaGG-3战斗机换装动力更为强劲的发动机。在短时间内无法筹措充足航空铝的情况下,拉沃切金设计局唯一的出路,就剩下换发动机一条路了。当时的M-82风冷发动机上限功率达到了1700马力,但是M-82发动机比克里莫夫液冷发动机的体积更大,整体重量也更重,如果强行换上M-82风冷发动机的话,不仅会改变新型战斗机的整体重心,还将增加新型战斗机的飞行阻力。此外,由于M-82风冷发动机无法兼容轴炮的使用,也会导致新型战斗机在使用大口径航炮方面有一定的问题。不过形势让拉沃切金设计局没有更多的选择,最终,拉沃切金设计局还是选中了M-82风冷发动机作为新型战斗机的动力来源,而这款新型战斗机,则被命名为LaGG-5战斗机。

  1942年3月21日,LaGG-3 M-82战斗机原型机首次试飞。1942 年5 月,拉-5 通过了国家验收测试,并在两个月后开始量产。脱胎换骨的拉5战斗机实现了LaGG系列战斗机鸟枪换炮的改变。1942年7月底,这种飞机在高尔基的第21号工厂开始制造,9月8号飞机完工。前200架飞机的前机身部分是由双层厚度的桦木构成的,这是为了能够更好的保证从座舱前圆形的发动机罩直到椭圆形的后机身和机尾都能够有平滑的过度。相比LaGG-3 M-82,新的制造工艺让LaG-5战斗机的重量降低了188磅,生产型飞机的特点是机翼外段安装了前缘襟翼,供油系统包括5个油箱,其中四个安装在机翼内,飞机在制造时安装了一门舍瓦克20MM机炮和一挺布雷金UBS 12.7MM机枪。

  1942年9月8日,按照航空工业人民委员会的第683号命令,LaGG-5以La-5作为新的型号开始投产。从1942年9月开始到当年年底, 在第21号工厂共制造了1107架La-5战斗机,有22架改进过的型号在第比利斯的第31号工厂完工。这种飞机的最大时速为355MPH/6500英尺、362MPH/18500英尺。以前驾驶LaGG-3的飞行员们抱怨这种飞机的机身过重,机翼控制面也太小。这些要求使得后期生产的La-5进一步增大了升降舵和尾鳍面积,前风挡也换成了57MM厚的钢化玻璃,增加了飞机的外挂架,但是在水平尾翼部分仍然没有变化。

  1942年9月16日,航空工业人民委员会下达了第778号命令,指示在莫洛托夫的第19号发动机制造厂开始生产M-82F型引擎,改进过的增压器使得发动机在10000英尺高度能工作,此外该发动机能在2600英尺高度输出1760马力。为了能装下新的发动机,飞机的引擎罩进行了修型,同时增加了增压器进气口以满足M-82F更大的进气量。此外,每两架La-5F配备一部rsi-4型无线电。更重要的是,为了改善驾驶舱内视野,后机身高度被降低并在驾驶舱后部也安装了防弹玻璃,这些飞机在第21号工厂的内部编号为 “39型”。这些改进首先出现在1942年11月生产的第九批次La-5F上。从1943年1月开始,位于乌兰乌德的第99号工厂和下塔吉尔的381号工厂也加入了La-5F生产的行列。

  1942年6月,配备燃油直喷系统的M-82FN在什韦佐夫工厂完成台架试验。此外,由于M-82引擎在La-5机身上已然浮现了过热的问题,M-82FN为此进行了重新设计以改进在战斗中的冷却性能,在内部,发动机的活塞和连杆都进行了加固,每个气缸都配备了单独的排气管,最后,燃油直喷系统被安装到了原先M82发动机上化油器的位置。发动机输出提升到了:1850马力/低空、1670马力/5000英尺、1460马力/15000英尺的水平。La-5FN原型机在1942年12月完成了第一次测试,这架飞机被称为高背型拉5(使用较旧的37型机身)。

  为了使新的发动机发挥最大效用,拉沃契金而对机体进行了大量的改进,增压机身、可伸缩的尾轮,增大了面积的尾翼使得操作性更好,杆力更小。但是伸出的无线电桅杆和为了扩大进气而在在发动机罩上安装的齿轮传动增压器都造成了更大的空气阻力。字母FN和一个菱形图标被刻到发动机短舱侧面。尽管有着更好的性能,但是La-5FN并没有立刻得到生产,因为飞机需要的M-82FN引擎产量不足。事实上,高尔基工厂直到1943年秋才得到足够的M-82FN引擎转产La-5FN。而其他工厂直到1944年初才开始制造La-5FN。这种型号采用有燃油喷嘴技术的M-82PN发动机以改善高空性能;同时降低了后机身高度并采用新型座舱,改善了各个方向的视野;首次使用前缘襟翼的构造,大幅度的提升了飞机的机动性。La-5FN战斗机性能上不但可以和Bf-109相抗衡,甚至足以媲美Fw-190。

  La-5战斗机是前苏联在第二次世界大战中后期的主力战斗机之一。它装备了两门20毫米机炮及四枚82毫米 RS-82 火箭弹,这使得La-5战斗机的火力极为强悍,当时只有少数战机能够与其匹敌。

  水平机动性方面,这种新型苏联战斗机几乎能与梅塞施密特相抗衡。配备自动前缘襟翼的La-5能够直接进行同样的急转弯,而不会有进入尾旋的风险。与LaGG-3相比,La-5盘旋一周的时间从28秒减少到22秒。La-5还有一个重要优势,就是所有飞机都配备了无线电设备,每架都配备了RSI-3接收机,三分之一配备了RSI-4发射机。从1943年夏开始,所有飞机都配备了发射机,并且之前没有配备发射机的型号都进行了加装。

  早期的战斗显示,La -5 几乎在每个方面都优于Bf-109G。La-5FN比Bf-109G 和Fw-190A4拥有更好的爬升性能与机动性。La-5FN1943 年3 月首次出现在前线,并很快在某些很出色的苏联飞行员手中大放异彩。La-5战斗机首次大规模作战是在1942年的斯大林格勒会战,La-5在苏联红军的驾驶下小露头角,击落了德军一部分的BF-109战斗机和JU87斯图卡轰炸机,在1943年7月库尔斯克战役开战的当天就击落了德军320架左右的敌机。拉-5机群扮演了坦克杀手的角色,摧毁了大量德军坦克,为苏军取得库尔斯克大战的胜利立下了不朽个功绩。

  La-5FN的优秀性能培养出一大堆的苏空王牌,其中不得不谈的就是苏空第一王牌伊凡·尼基托维奇·阔日杜布,1943年3月26到4月19号之间,他打下德国飞机62架,这个战绩不但是苏军第一,也是同盟国空军王牌飞行员首位,同时他还是苏军中唯一曾击落德国喷气式战斗机的飞行员。

  La-5飞机的实力在当时是很有威慑力的,根据官方数据我们大家可以知道,其上限功率1268千瓦,其最高时速为680公里每小时,最大上升率每秒十九米,航程765公里,在一千米高时360盘旋只需19秒。虽然这一些数据在今天看来也许已经不是最厉害的,但是回到几十年以前,这些优秀的性能足够使得La-5飞机在同时代的众多类型飞机之中脱颖而出,并且迅速的成长起来成为一个天空中的佼佼者。

  武器:两门 20毫米机炮,翼下可携带200千克弹药(四枚82毫米 RS-82 火箭弹)

  1943年末,设计人员开始在一架La-5FN上进行了新的改进:他们对此前La-5都会存在的发动机整流罩缝隙进行了密封,同时重新调整了飞机的排气和散热系统,这一系列的改动让飞机产生了质的飞跃。几个月之后,La-7的雏形出现了——这款飞机拥有流线型的机身、全金属制的翼梁以及位于机翼根部的全新增压进气口。不过在随后的测试阶段,这架飞机出现了机身外皮撕裂与发动机故障等问题,导致测试只进行了几次就停止了,但是其680km的时速还是让军方对此持乐观态度,并投入量产。可惜的是,实际产出的La-7质量更加糟糕,不仅发动机的缺陷依然存在,连螺旋桨、整流罩都出现了问题,其送检时的表现让人大失所望,好在制造厂没放弃,于1944年9月份推出了符合规定标准的版本。

  1944年2月到3月进行试飞,试飞结果表示,比La-5FN的速度快50-60千米/时,全部符合苏联最高统帅部的要求,决定以La-7的编号进行生产。

  改进后的La-7安装了一台1850匹马力的ASh-82FNU活塞发动机。其机组人员为一人,机身长8.6米,高2.6米,翼展9.8米,整机空重2620千克,整机最大起飞重量3400千克,从重量方面就能够准确的看出La-7适合中低空作战,较轻的重量也就注定了其在高空的劣势。

  较轻的机身重量,也是为La-7提供了灵敏的盘旋性能,和较快的时速。其最大时速达到了680公里每小时,这样时速在同期产品中可谓是首屈一指!其最大航程也达到了990公里。并且从地面上升到5000米的中空,也只需260秒左右。La-7的时速在二战期间处于各国战斗机中的一流水平,同时也是苏联卫国战争的主力战机。La-7战斗机的综合性能甚至超越了德军的BF-109战机,特别是在机载火力方面。如果和FW-190相比,La-7在低空几乎能完胜FW-190,但是在高空,FW-190则完胜La-7战斗机。不过上了5000米后的爬升速度就会下降很多,并且其整体性能也大打折扣。但是这并不影响La-7的性能,因为La-7的定位本就是一款中低空战斗机,尤其是在2000米左右的低空,其灵活的狗斗能力和盘旋能力,就连“零式”也自愧不如!

  La-7战斗机在拥有出色机动性的同时装备了三门大威力的20毫米机炮,备弹130发,虽然和同期美英空军战机动辄备弹上千发比起来数量很少,给战机驾驶员提供的攻击机会并不多,如果射击失误。很可能会丧失作战机会,但20mm的机炮威力极其巨大,几乎打中敌机即可击落敌机,苏军飞行员们依靠极高的射击素养弥补了这一缺陷。

  在主体结构方面,La-7主要是采用的木材,而蒙皮为较薄的胶合板和多层高密度织物压制而成的,全机的厚度在3.5-6.8毫米之间,也正是整体的结构与发动机的原因,使得La-7无法在高空进行相对有效的攻击。但这也使得La-7战机成为了二战低空战场的佼佼者!

  La-7战机直到二战末期的1944年开始服役,虽然参战时间过晚,但La-7仍为关键时期的苏军空中支援部队提供了有利的制空支撑,总产量达到了惊人的5905架。该战斗机在战斗中甚至击落了德国喷气式的ME-262战斗机,苏联红军空战王牌伊万.阔日杜布曾驾驶优秀的La-7击落了多达17架的德国战斗机,击落击伤多架轴心国战机的La-7自身在整个战争期间仅损失了4架,足以看出该战斗机的性能如何优秀,出色的战绩和强大的战场生存能力最终使La-7成为苏德战场上最优秀的战斗机。1950年La-7正式退役时,西方阵营不少军事强国甚至还不忘再“赞美一番”:二战中的苏式La-7,是当时欧洲上空“当之无愧”的最优秀战机之一。

  武器:二门 20毫米机炮,弹药170/200;后期型三门20毫米机炮,弹药130发/门;翼下可携带200千克弹药(四枚82毫米 RS-82 火箭弹)

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