二战德国轰炸机是谁发明的(苏维埃航空探索史)

目标:建造世界首架使用冲压发动机的轰炸机

设计局:雅科夫列夫设计局(ОКБ Яковлева)

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雅克-冲压 轰炸机

世界上第一架使用冲压发动机的有人驾驶飞机是法国的“勒杜克010”,设计师勒内·勒杜克(René Leduc)1929年就开始研究冲压发动机,1937年进行冲压发动机飞机设计,直到1949年4月21日才进行第一次试飞。

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冲压发动机原理

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在空中试验平台试飞的“勒杜克010”

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飞行中的”勒杜克022”

自1940年代中期以来,苏联的雅科夫列夫设计局研究了大量装备喷气发动机的战斗机方案。其中一些方案建造了原型机,其余则是为了探索一些问题的解决方案。1948年夏天,雅科夫列夫设计局开始设计装备冲压发动机的轰炸机,6月至7月份就完成了方案设计工作,设计师们提供了两种方案:第一种方案是将冲压发动机装在机身中,第二种方案是将四个冲压发动机悬挂在机翼下。两个方案都有一个后掠45°的中单翼,采用水平尾翼布置在垂直尾翼顶端的T型翼,机身主起落架为双轮结构,机翼下有支撑辅助轮。

机身机头和驾驶室被设计成尖尖的锥形结构,形成一个直径为1800毫米的圆柱形外壳。机组成员有2人,飞行员视野开阔,座椅位于飞机纵轴右侧,领航员位于机头的俯卧位置。机身长18.7米,翼展14.1米,燃料存储在机身和机翼油箱中,起飞重量达24000公斤,空机重量8000公斤。考虑到要为5~6枚500公斤航空炸弹预留足够大的弹舱,设计师们设计了几个方案供军方选择。

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第一种方案 水平弹舱

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第一种方案 垂直弹舱

这种轰炸机需要借助火箭助推器起飞。最初的版本是使用一个装配16个У-5火箭助推器的发射车进行起飞,每个助推器的推力为1560公斤,总推力为25000公斤。发射车的火箭助推器可以更换后重复使用,问题在于发射车与飞机脱离后可能会被损坏,重复使用需要进行长时间的维修后才能再次使用。这种费时费事的起飞方式显然不太实用。工程师们还设计了另一种更省时、更合适的火箭助推方案,将助推器悬挂在机翼下,助推器是一个圆形容器,里面有七个У-931型火箭。

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采取助推小车的起飞助推方案

第二种方案是将四个冲压发动机悬挂在机翼下。该机机长20.4米,翼展14.2米,冲压发动机成对悬吊在每个机翼下方的挂架上,极大地方便地勤人员维护和更换。而起飞用的助推器则挂载在发动机短舱和机身之间。一般认为机翼下悬吊发动机的方案是当时西方惯用的设计,而这架1948年年中设计的轰炸机再次清楚表明,当时雅科夫列夫设计局对所有飞机气动布局都进行了探索和验证。该机采用自行车式起落架,主起落架布置在机身下,支架高度较低,起飞后起落架和轮胎向上收回到冲压发动机之间的空间。机翼下起落架支柱的轮胎轨道为6.4米(翼展为14.2米),这提高了飞机跑道滑行的稳定性和机动性。机身前部有一个视野宽阔的驾驶舱,为驾驶员提供了良好的视野,也为机组人员之间的互动配合提供了更好的条件。

与单引擎轰炸机相比,采取机翼下悬吊发动机的方案,机身容量更大,可以从容的布置起落架舱室、燃料箱和更大的弹舱或货舱。这种布局让这款轰炸机更优雅而美丽。

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第二种机翼悬吊发动机方案

雅科夫列夫设计局的这款冲压发动机轰炸机最终没有实际建造,只能停留在图纸上。在有人驾驶飞机上使用冲压发动机的效果和稳定性未能在实践中得到验证。西方类似的采用冲压发动机和涡喷发动机串联组合的飞机也从未顺利发展下去和投入量产。如果冲压发动机本身能够产生巨大的推力并为飞机提供高速飞行的动力,那么随着飞行高度增加,冲压发动机的推力会下降得非常显著,这使得使用冲压发动机的飞机很难在广泛的速度区间和高度范围内达到期望的性能要求。

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三视图

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