巡洋艦上的垂直起降戰機,雅克-38噴流可燒穿甲板
前蘇聯在垂直起降領域的探索可以追溯到上世紀60年代。1967年7月9日,在莫斯科附近的特莫代托堡機場的航空展覽會上,雅克福列夫設計局研製的雅克-36進行了公開飛行。飛機在垂直起飛後,成功進行了空中懸停和水平飛行之間的切換之後垂直降落。
由於航程、載重等方面的限制,雅克-36試驗機並沒有受到蘇聯軍方的青睞。到了60年代末,蘇聯開始打造自己的直升機母艦和航空母艦。這時候問題出現了:強大的蘇聯海軍遠程防空卻是靠陸基戰鬥機來實現的。何不在雅克-36的基礎上研製一款艦載垂直起降戰鬥機呢?
雅克-38 的座艙,全部是令人眼花的機械儀錶
蘇聯部長會議的正式命令是在1967年12月18日的1164-413SS(SS代表機密)號決議中下發的。這個決議確定了雅克-36M 的一系列性能指標。計劃分為兩個階段,首先生產作為簡易攻擊機的雅克-36M(後更名為 Yak-38),然後開發截擊型的雅克-36P。此後設計師和軍方負責人花費整整一年時間裡完成了初期的設計。
到了1968年,最終確定下來的雅克-36M 方案主要技術數據為:總重量10噸,有效載荷3噸(若進行短距滑行載荷可增至3.5噸)全長15.6米,翼展6.42米,主翼摺疊後飛機全寬4.4米。起飛時發動機推力6.2噸,兩台升力發動機每台推力為 2.9 噸,起飛推重比1.175。1,400千米/時的最大速度和1,400千米的最大航程也基本滿足了軍方的要求。
試飛與試驗
雅克-36M 的原型機一共製造了 4 架,由莫斯科一家名為「速度」的機器製造廠生產,一號原型機 VM-1 被中央流體力學研究所用於動力系統的台架試驗,VM-2 和 VM-3 用於測試飛機的飛行品質,而四號原型機 VM-4 則被用於上艦試驗。
二號原型機 VM-2 於 1971 年 1 月 15 日進行了首飛,不過是以常規滑跑方式進行起落的 9 月 26 日,雅克-36M 首次懸停成功,當時的懸停高度是 5 米。而到了 1972 年 3 月 20 日,雅克-36M 成功進行了從懸停狀態轉換到巡航飛行狀態的轉換動作。雅克-36M 的試飛員米哈伊爾.傑克斯巴赫也因此得到了蘇聯英雄的稱號。
被五花大綁雅克-38A 原型機,這是為了在進行發動機測試時穩定飛行姿態
雅克-36M 在實驗所遇到的問題與早年的雅克-36 一樣,就是氣流外溢所造成的低壓區干擾了飛機的正常飛行,不過這個問題很快得到了解決,這也得益於雅克設計局早年在這方面的研究。
雅克設計局對雅克-36M 的實驗到 1972 年 4 月就已經基本結束了,所以原型機隨後被送到了位於亞哈拖賓斯庫的空軍研究所。1972 年末,雅克-36M 上艦實驗開始。為此黑海造船廠在「莫斯科」號反潛巡洋艦上加裝了比飛行甲板要厚 300 毫米的臨時降落平台——以防著艦時燒壞甲板設備。
雅克-36M 樣機由重型運輸機從莫斯科郊外的朱可夫市運抵烏克蘭的費奧多西亞市基洛夫機場。1972 年 11 月 18 日,雅克福列夫設計局的功勛試飛員米哈伊爾.傑克斯巴赫,駕駛飛機從基洛夫機場起飛後衝上陽光明媚的天空。在位於恰烏達海角正前方向的「莫斯科」號上空做了一個低空飛越動作,之後,雅克-36M 開始降落。飛機當時以近音速飛行,在距離「莫斯科」號 3.5 千米和 7 米處設有 2 個標誌點。傑克斯巴赫完成了下滑動作,在第一個標誌點上,他啟動了升力發動機,在第二個標誌點上,他把主發動機的噴口轉到了垂直狀態。
降落非常成功!進場降落時,飛機發動機的垂直噴射氣流在「莫斯科」號艦尾濺起了無數的水點,在秋日陽光的照耀下形成了一道美麗的彩虹,就在這道彩虹的映照下,飛機慢慢地、小心翼翼地接近戰艦並最終落在了降落平台的中央(那真是充滿幻想的美景)。飛機輪子最後的位置與預定位置之間的誤差僅有 10~15 厘米!。這不僅是雅克-38 的第一次著艦實驗也是蘇聯航空史上的第一次固定翼飛機著艦,當時的蘇聯海軍航空兵司令伊萬.布勒策夫也親自到場觀看了這次試驗。1 1月 22 日,雅克-36M 的第一次艦上起飛實驗完成,而整個實驗於 1973 年 1 月結束。
正準備著艦的雅克-36M,升力-巡航發動機的噴口已轉到垂直方向,強大的噴射氣流使得海面水花四濺
在亞哈拖賓斯庫空軍研究所的 A 階段實驗則直到 1974 年 9 月才結束,其結果不甚理想。本來雅克-36M 的設計速度為 1,400 千米/時,而實際上在高度 200 米時只有 1,210 千米/時,10,000 米高度時也只有 1,100 千米/時,根本達不到超音速飛行的性能。而且航程也比設計值要短,在掛載 2 枚 AS-7 導彈時的低空航程只有 500 千米,高空也不過 860 千米,實際作戰行動半徑只有 195 千米。
雅克-38 曾經是蘇聯海軍航母化的希望,但只有 2,000 公斤的載彈量和最小 100 公里的作戰半徑,使雅克-38 的實際作戰空域和圖中相差不遠
造成這個結果的主要原因是發動機的推力不足,升力/巡航用的 R-27V-300 發動機在實際實驗時只有 5,900 千克的推力,達不到設計的 6,200 千克,而且噴口射流在分流上所造成的推力損失比預定的要大 20%。為此,雅克設計局計劃在發動機噴口上安裝簡易的加力燃燒室,後來因為效果不明顯而放棄。不僅如此,試驗時雅克-36M 的載重量也臨時增加了 300 千克,而且在高空飛行時阻力又大大超過了設計值。
隨後雅克-36M 進行了更進一步的改進。首先為了保證飛行員視界,設計局的工作人員將雅克-36M 的機頭修改為略微向下垂的形態,抬高了坐艙,擴大了坐艙蓋的透明部分的面積。而且為了保證發動機的進氣量,設計師們還增加大了發動機的進氣口。
另一方面,為了安裝通訊用的高頻天線,雅克-36M 垂尾作了相應的修改。同時拆除了 AS-7 導彈的制導裝置,射擊瞄準器暫時使用米格-2 1的 ASP-PFD-21,而轟炸瞄準器則沒有安裝。經過了這些改進後的雅克-36M 二號原型機 VM-2,現在在雅克福列夫設計局的展覽館裡展出。
雅克-38 試驗過在民船上垂直起落,由於對甲板燒蝕過於嚴重,只有在緊急情況下偶爾為之,沒有作戰價值,最後放棄了
在雅克-36M 的驗收試驗結束之後,雖然在政府裡面還有很多反對意見,但是雅克-36M 仍然投入了批量生產,並決定上艦試驗。1975 年 5 月 18 日,兩架雅克-36M 在「基輔」號航空母艦上進行了首次著艦試驗,並進入政府驗收階段。在實驗過程中,北約的警戒雷達曾無意間探測到這種新飛機,而且這架雅克-36M 還在北約的速度記錄儀上留下了 1.5 馬赫的最大速度記錄,不過北約並未對此引起重視,以為只是一架普通的飛機而已。雅克-36M 的著艦試驗於 1975 年 10 月 24 日結束,隨後裝備部隊。
最初有 6 架雅克-36M 被送到了位於克里米亞半島的薩基海軍訓練中心,以進行部隊的試驗編組。弗科第斯特.馬特科夫斯基中校擔任了這個特殊的海軍航空團的指揮任務。而教官則是由雅克-36M 的試飛員擔任的。而首位駕駛雅克-36M 的軍方飛行員就是弗科第斯特.馬特科夫斯基中校。
使用與改進
西方首次知曉雅克-36M 是在 1976 年 7 月 18 日,「基輔」號大型載機巡洋艦穿越博斯普魯斯海峽的時候。當時蘇聯根據國際法,在己方艦隻通過土耳其領海時向土耳其通報了「基輔」號,以及上面搭載的雅克-36M。此後,西方便將這種這種飛機稱為「鐵匠」(雙坐型被稱為「鐵匠」B),並一度把這種飛機的制式名稱當作雅克-36MP。
最早在海上遭遇雅克-38 時,西方很是為之一震:莫非這是航母化蘇聯海軍的前奏?
同年 7 月底,當蘇聯「基輔」號首次進入地中海時,雅克-38 就在艦上垂直起落,估計當時是該機的預生產型裝備蘇聯海軍航空兵試用。「基輔」號在取道地中海、大西洋北上到達蘇聯北方港口摩爾曼斯克之後的一年中,只在公海上航行過兩次,共計 15 天。艦載飛機也都撤離了該艦,這說明「基輔」號在使用中出現了嚴重問題。除了母艦發動機可能出現毛病外,雅克-38 從垂直起飛到前飛的過渡時間太長,以致噴出的氣浪燒熔甲板可能也是一個重要原因。雅克-38 飛機都撤到摩爾曼斯克附近的空軍基地,直到 1977 年底才又重新配置到「基輔」號上向南遠航。1978 年初,西方國家第一次觀察到雅克-38 從「基輔」號上起飛進行對地攻擊訓練,對艦後的拖靶進行掃射和火箭攻擊。
升降機旁的雅克-38A,注意下面由小塊耐熱鋼板鋪就的跑道
事實上直到 1976 年 8 月 11 日,雅克-36M 才正式服役,並更名為雅克-38。為了這一天,蘇聯的設計者和飛行員都付出了很大的代價,多架飛機在實驗和訓練中損毀。最初損失的雅克-38 是 0302 號機,屬於第 2 生產批次的第 3 架飛機。當時是 1975 年 4 月 4 日,由米哈伊爾.迪克斯駕駛的飛機在薩拉托夫機場著陸時發動機突然停車,造成飛機機首下沉墜毀,機身著火,飛行員負重傷。
還有一次事故則是在 1976 年 3 月 4 日,蘇共中央第 25 次黨代會期間發生的。事故飛機屬於第 3 批次的 9 號機,飛行員弗拉基米爾.謝普科夫。當時飛機垂直起飛 40 秒後,開始進行轉換飛行,當噴口轉到 60 度時彈射坐椅突然將飛行員彈到空中,飛行員安全降落。不過飛機沒有馬上墜毀,因為事故發生時飛機正在進行轉換飛行,升力發動機仍然在工作,而自動控制系統也仍然在保持飛機的飛行姿態,所以飛機在無人駕控的情況下繼續向前飛行。
然而此時正值蘇共 25 大時期,如果飛機朝莫斯科方向徑直飛去並墜毀在克里姆林宮的會議所在地,那簡直是不可想像的。於是整個蘇聯防空軍進入戒備狀態,不過還好這架「無人機」並沒有朝莫斯科飛去,而是在繞了個大圈子之後飛向了薩拉托夫,速度為 650 千米/時,高度 10,000 米。此後速度逐漸減慢高度增加,結果在速度為 225 千米/時,高度為 8,000 米的時候飛機開始螺旋下墜,不過主發動機還在工作。在進行了 18 分 42 秒的飛行之後,飛機墜毀在彼爾哥德羅州的農場上,隨後飛機開始起火,好在被附近的一個司機撲滅了。
這次事件與後來在 1989 年 7 月 4 日蘇聯空軍駐波蘭部隊的一架米格-23,在飛行員已經跳傘的情況下,無人駕駛飛行穿越北約 5 國事件有著相同之處。不過從這個側面也反映出蘇聯的產品不象西方描繪的那樣粗糙,反而證明其可靠性是值得信任的。
正在起飛的雅克-38M,可以看到,前升力發動機的進氣門和排氣門已經打開,升力-巡航發動機的噴口也轉向垂直
按照設計,雅克-38 只能垂直起落,但飛行員們創造性地使雅克-38 短滑跑起落,大大改善了航程和載彈
服役之初的雅克-38 武器掛載明顯不足,所以 1981 年 8 月 27 日,蘇共中央委員會要求再增加 1,000 千克的武器掛載。改型後的飛機稱為雅克-38M,並採用一套自動控制系統保證飛機起飛時升力發動機的工作狀態及推力轉向後噴口的旋轉角度處於最佳情況,在兩側發動機進氣道後邊增加了輔助進氣口。動力系統則採用 R-27V-300 發動機和 RD-38 升力發動機。1982 年 12 月 8 日,雅克-38M 原型機由尤里.米第科夫進行了首次飛行。雅克-38M 起飛重量由 10.3 噸提高到 10.9 噸(滑行起飛時為 12 噸)。
停放在明斯克號上的雅克-38M,因為基輔級大型載機巡洋艦上用於提升垂直/短距起降飛機的升降機位於艦島中央左側,所以升降機前的甲板空間也就成了「鐵匠」們扎堆的地方
雅克-38M 四視圖
為了儘可能增加航程和載彈量,蘇聯海軍飛行員最後走上德國和英國同行的路,採用短滑跑起落。但早期的雅克-38 沒有考慮滑跑起飛,前機輪不能控制轉向。雅可夫列夫設計局的改進型雅克-38M,不光前機輪可以轉向,而且在機背升力發動機進氣口兩側,增加了縱向的擋板,可以緩解一點噴氣回吸的問題。蘇聯曾經想過將雅克-38 用於前線近距對地支援,但地面垂直起落時造成的巨大塵土大大增加發動機的磨損,也嚴重惡化了飛行員視界,危害飛行安全。很高的地勤支援要求也使前線部署不實際,這個想法很快就放棄了,雅克-38 再也沒有作為陸地起落的戰鬥機部署過。蘇聯解體後,軍費劇減,雅克-38 在92年就退出現役,配套的「基輔」級航空母艦也很快推出現役,其中的「明斯克」和「基輔」號成了中國人的海上主題公園,「巴庫」號靜悄悄的待在摩爾曼斯克的軍港中生鏽,而「諾沃羅西斯克」克號則被韓國人拆成了廢鐵。
進行短距滑跑起飛試驗的雅克-38M,可以看到一個小角度的滑躍跑道,升力發動機進氣口也裝上了網罩
雅克-38 在使用中對飛行員的操控要求十分苛刻,一個不小心就會出事故。雅克為此專門設計自動彈射救生系統,在垂直起落階段,一旦機體傾斜超過一定程度,就自動彈射,當速度和高度達到一定程度時則自動解除。從某種意義上說,雅克-38 是為了和「基輔」級航空母艦配套而匆匆投入使用的。作為作戰飛機,雅克-38 並不成功,只有 2,000 公斤的載彈量、100 公里的作戰半徑和有限的機載電子設備,在實戰中,很難作為同時代的 F-14、F-18 的對手,充其量也就是攔截一下諸如 S-3「北歐海盜」和 A-6「入侵者」乃至 P-3 之類的低速飛機,或者攻擊一些小型艦艇。雅克-38 的可靠性也十分糟糕,據說第一個中隊的 6 架雅克-38 隨「基輔」號出航時,出發伊始,就有一半不能飛,等到一個月後返航時,只剩一架還能升空了。
停放在甲板上的雅克-38M 機群,圖中標有「M」的大白圈就是它們的著艦位置
伴隨著強大祖國解體的是「鐵匠」的退役,這些鼎盛時期紅海軍照片見證了「鐵匠」曾經的榮光
在雅克-38長達15年的服役期間里,一共墜毀了 36 架,不過並沒有人員死亡。其中彈射坐椅工作 33 次,全部彈射成功,包括18次自動彈射,13次手動彈射。
在決定研製雅克-36M 的決議中,還有一個計劃就是開發雙坐型的雅克-36B,不過設計工作是在雅克-36M 的試驗開始後才進行的,雅克-36B 因為增加了教官坐艙,所以機首比單坐型更長。而為了配平,飛機的尾部也做了相應的加長。其結果就是造成了雅克-36B 形成了長細比高達 2.54 的奇怪造型。雅克-36B 還把控制系統改為 SAU-36V,換裝 K-36VMU 彈射坐椅,而且還增加了 SPU-9 通信系統。最大起飛重量 12.35 噸,最大速度 850 千米/時,升限 5,000 米。
1973 年 3 月 23 日,雅克-36B 的飛行試驗在茹科夫斯基飛行試驗場展開,1976 年 12 月 27 日進行了著艦實驗。1978 年 11 月 16 日開始在海軍航空兵服役,並更名為雅克-38B。
訓練歸來的雅克-38B,進氣口兩側也有和 M 型一樣擋板
大型載機巡洋艦上的雅克-38 教練型,通常每艘艦會攜帶 2~3 架
雅克-38M 原型機的工廠試驗於 1983 年 6 月 3 日結束,政府驗收試驗也在 1985 年 6 月完成。隨後,雅克-38M 正式進入部隊。此外雅克-38M 的 0413 機(第 13 生產批次的 4 號機)換裝了新型 Aл-21 發動機,不過飛機在 1985 年 4 月 12 日的第 101 次飛行中墜毀,幸運的是飛行員安全跳傘。
與此同時,鑒於僅能使用火箭彈和航炮執行對空任務的戰鬥機在現代空戰中沒有生存能力,雅克設計局還對雅克-38 的武器系統實施了改進,使之具備了使用 AA-2「環礁」和 AA-8「蚜蟲」近距格鬥導彈的能力。這對提高雅克-38 在複雜的高強度戰場環境的生存能力有至關重要的作用。
並排停放在航母甲板上的雅克-38M,翼下掛載著 R-60「蚜蟲」導彈
雅克-38M 是雅克-38 的改進型,外表上最明顯的改動,就是機背升力發動機進氣口兩側的擋板,用於改善噴氣回吸的問題。有消息證明,部分雅克-38A 也在服役後加裝了擋板。不太明顯的改動是前機輪改為可轉向,便於短滑跑起落時的控制
雅克-38 在 1973 年到 1983 年間共生產了 143 架,隨後生產線轉為生產雅克-38M,不過僅生產了 50 架之後也被畫上了休止符,其中包括 38 架雅克-38B。這些雅克系列全部服役於蘇聯海軍,空軍則一架也沒購買,也沒有出口。此後,雅克-38 則平分給了以摩爾曼斯克為基地的北方艦隊和以海參威為基地的太平洋艦隊,此外還有少數配備給了克里米亞半島的薩基海軍航空訓練中心。
駐紮在摩爾曼斯克附近空軍基地的雅克-38M,注意其打開的機頭維修艙口
停放在摩爾曼斯克海軍機場的雅克-38M,並沒有按照規定在進氣道側面塗上蘇聯海軍軍旗和兩位數的黃色機號,很可能是一架剛剛服役的新機
對於雅克-38 首次參加的實戰是在蘇軍入侵阿富汗的時候。不過效果非常不好,因為在高溫高原地帶發動機推力嚴重不足,飛機起飛困難,尤其是在上午 9 點以後。所以一般來說雅克甚至需要在早上 5 點的時候起飛,再加上雅克-38 的任務完全可以由蘇-25 和米-24 勝任,「鐵匠」便失去了他在阿富汗存在的價值,由於實戰效果不好,政府取消了截擊型的發展計劃。
蘇軍曾試圖將雅克-38 用於陸上的近距空中支援,但垂直起落造成的沙塵對發動機壽命和飛行員視野影響太大,其載彈、航程又太低,對地勤的要求也太高,遠遠不如武裝直升機實用,很快放棄了
這架雅克-38M 為防止吸入異物而加裝了進氣道網罩,但在地面垂直起落時造成的巨大煙塵會極大的增加發動機的磨損,也嚴重惡化了飛行員視界,危害飛行安全,所以蘇聯人很少在陸地機場使用雅克-38
對於雅克-38 來說,沒有實際製造的發展計劃還有好幾個。其中之一就是雅克-38I 計劃,採用留里卡的 AL-21 作為升力/巡航發動機。從蘇聯方面公開的模型中我們可以得知,雅克-38I 機體粗短,沒有升力發動機,只是在機體前部安裝了一台升力/巡航發動機。主翼,尾翼都沒有太大的變化。不過主起落架改為收起在主翼上的整流罩內。而且雅克-38I 有機首雷達整流罩。
留利卡設計局的 AL-21 渦噴發動機
還有一種就是雅克-38MS,這實際上是截擊型的雅克-38P 難以付諸實施的一種折中方案,不過為了給後來的雅克-141 讓開道路,雅克福列夫設計局上層終止了雅克-38MS 計劃。到了 80 年代,雅克設計局還進行了雅克-39 的設計,這實際上是一種雅克-38 的對地支援火力加強型。其加大,加厚了主翼,在機首安裝了為卡-50 和蘇-25T 的肖.科巴雷達(很可能就是大名鼎鼎的「弩」式火控雷達的早期型號),並能掛載電視制導導彈,反輻射導彈等對地攻擊武器。不過,這個計劃同樣也是無疾而終。
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