苏霍伊设计局传奇

苏霍伊设计局传奇1987年9月13日上午10时，北大西洋巴伦支海上空，一架挪威P-3B海上巡逻机正在靠近苏联领海线附近作例行的情报收集飞行。突然，一架新颖的大型单座双发双垂尾苏联战斗机高速逼近，要求挪威P-3B马上离开。双方在猫抓老鼠般地游戏一番后，苏联战斗机突然贴近挪威P-3B的下方，然后突然加速拉高离去。在一片巨大的金属碰撞声和剧烈的震动中，挪威P-3B的一号发动机（右舷外侧）螺旋桨被打坏，发动机舱被苏联战斗机的一个垂尾像刀割般拉开一条大口子。挪威P-3B在机组人员的一片惊呼中疯狂地下落高度，直到离海面不远才最后稳住，在关掉一号发动机后侥幸安全返航，无人伤亡。这是西方第一次见识20年后依然是俄罗斯空军第一主力的苏-27战斗机。在苏联和俄罗斯苏-27被亲昵地称为“鹤”，因其独特的略略下钩的机头，像埋首振翅的仙鹤在飞。西方第一次看到苏-27是在1987年9月13日北大西洋的巴伦支海上空显然这是一架与以前所有苏联战斗机迥然不同的先进战斗机苏联飞行员特意炫耀性亮出全副武装苏联飞行员的眼睛像钢铁一样冰冷，令人不寒而栗在一片金属的碰撞声和机组的惊呼声之后，一号发动机受损停车，机长好不容易才重新控制住飞机。不过这张图里不容易看出发动机舱被拉的一条口子如果说苏-27是苏霍伊设计局的顶峰制作，恐怕并不为过。这只美丽仙鹤振翅的成长过程，或许就是苏霍伊设计局艰难历程的写照。帕维尔·苏霍伊虽然航空工业在沙俄时代就已经播下了种子，但成为完整体系是在苏联第一次五年计划（实际时间是4年，从1928到1932年）期间开始的。由茹科夫斯基缔造的中央流体力学研究所（TsAGI）成为新生的苏联航空事业的孵化器，其下属的飞机设计局由安德烈·图波列夫领导，云集了当时苏联航空领域的众多精英。以后图波列夫从TsAGI分离出来，与尼古拉·波利卡波夫的团队成为苏联最早的两个飞机设计局，图波列夫主持包括运输机和轰炸机在内的大型飞机设计，波利卡波夫主持包括战斗机和轻型多用途飞机在内的轻型飞机设计，但两者也有交叉。波利卡波夫设计的伊-15机动性特别优秀，以历史上最出色的双翼战斗机著称，在西班牙内战期间表现出色；伊-16则具有较高的速度和爬高率，适用于截击轰炸机。但在面对技术上远为先进的梅塞斯密特Bf109（也称Me109）战斗机时，苏联战斗机的差距是十分明显的。苏共中央迅速决定大力扩充航空工业，从原有的两个设计局抽调力量，组建新的设计局，苏霍伊设计局由此应运而生。帕维尔·苏霍伊苏霍伊设计局的局徽莫斯科帝国技术学院是苏霍伊学习的地方，后称鲍曼工学院，现鲍曼技术大学帕维尔·苏霍伊1895年7月22日出生在白俄罗斯的一个小村庄。第一次世界大战前，他正好进入著名的莫斯科大学数理系学习，后很快转入莫斯科帝国高等技术学院——这是他梦寐以求的地方。不过苏霍伊在这里只读了一年就应征入伍，卷入了第一次世界大战这个巨大的绞肉机中。在彼得罗夫士官学校一年速成之后，苏霍伊被派往西北前线，两年后晋升团机枪连连长的副官。十月革命后苏霍伊依然留在军队里，1920年由于健康原因苏霍伊从军队复员，回到莫斯科高等技术学院继续学习——还是老地方，只是去掉了“帝国”字样，这就是后来的莫斯科国立鲍曼工学院和现在的莫斯科国立鲍曼技术大学，1925年一边读书一边在著名的中央流体力学研究所（TsAGI）做制图员的帕维尔·苏霍伊毕业了，毕业论文导师就是安德烈·图波列夫，题为《300马力的单座战斗机》。一毕业苏霍伊就加入TsAGI担任设计师。TsAGI不仅从事空气动力学研究，还涉及水动力学等领域。在图波列夫时代，苏霍伊不仅参与设计了多种重要的飞机，还参与设计了海军的鱼雷艇，某些型号一直服役到战后50年代初期，但苏霍伊仍然志在天空。ANT-5是苏霍伊参加设计的第一架飞机，年轻的苏霍伊负责发动机框架的设计和原型机的组装ANT-5战斗机的名气不是打出来的，而是作为子母机的“儿子”飞机。在30年代时，这样的子母机简直就是疯狂，但苏联人做到了这张模型图较好地显示了ANT-5上翼比下翼短得多，这样的设计兼具单翼和双翼的特点苏霍伊很早就展露了飞机设计方面的才华。20年代初期，苏联空军要求图波列夫设计局提交一款新型战斗机，图波列夫立刻主持设计了ANT-5，ANT是安德烈·N·图波列夫的缩写，年轻的苏霍伊负责发动机安装框架的设计和工程总装事宜。这是苏联第一架全金属战斗机，性能先进。虽然依然是双翼，但下翼翼展只有上翼的一半，可算是较为奇特的“1.5翼”飞机，兼具单翼和双翼的特点。苏联空军对ANT-5十分满意，将其定型为伊-4战斗机投入批量生产，苏霍伊作为设计局的技术代表，被派往红十月飞机厂监督飞机的制造。这也是苏联航空技术思想高度活跃的年代，近乎疯狂的子母飞机概念就是这时候提出的。也就是说由航程较远的重轰炸机背负轻小战斗机，轰炸机为战斗机增加航程，战斗机为轰炸机提供保护，或者冲锋陷阵抵近攻击危险目标。图哈切夫斯基对这个构想非常赞赏，责成大力研究，伊-4作为和TB-1、TB-3重轰炸机搭档的战斗机，也加入这个项目并作了试飞。试飞中TB-1左右两翼各载一架伊-4，一架成功地分离起飞，另一架在分离过程中和载机轻微碰撞，但最后所有飞机都安全返航。子母飞机的计划最后由于技术上太超前、实用性不足而取消。战斗机的航程虽然得到增加，但轰炸机的航程大大缩短，起飞分离的动作太复杂，不适合一般的作战飞行员使用。伊-4还作过挂载75毫米无后座力炮的试验，试验中一门炮炸膛，计划被取消。在图波列夫时代，苏霍伊还参与过ANT-13/伊-8截击机、装备105毫米无后座力炮的ANT-29双座战斗机、ANT-31/伊-14战斗机的设计。有意思的是，尽管新生的苏联处在帝国主义的围追堵截之中，早期苏联战斗机却经常使用从西方进口的发动机。伊-4使用英国的朱庇特II发动机，还计划使用德国BMWVI发动机的，但只生产了50架。伊-14使用美国莱特的龙卷风F2和F3发动机。当然量产后基本上还是采用国产化的进口发动机，是不是得到许可就只有天知道了。机翼特别细长的ANT-25好像滑翔机一样，所以可以最大限度地节约燃油和增加航程，缺点是速度较低，起落控制也很不容易机翼蒙皮原本是波纹板，为了减小表面积和摩擦阻力，外敷漆布苏霍伊的名气真正开始于ANT-25。1931年，伏罗希洛夫建议研制航程达13,000公里的超远程飞机，图波列夫开始初始设计，但委任苏霍伊主持具体设计工作。设计方案于1932年完成，TsAGI提供了理论计算和技术支持。这是一架全金属、下单翼的单发飞机，机翼特别细长，翼展比机身还长2.5米。巨大的翼内油箱使飞机起飞重量52%的为燃油，极大地增加了航程。巨量的翼内燃油也降低了翼载，便于空出机身内的容积，用于装载人员和货物，但是展弦比高达13.3的大翼展导致了结构颤振问题，不加以妥善处理会造成机翼结构解体。但在30年代颤振理论还十分粗糙，只知道颤振和速度有关，为了保险而一味降低速度不是个办法，但什么样的机翼在什么速度下会发生颤振并不清楚。负责气动理论保障的TsAGI有两条途径，一是制造一个ANT-25的机翼在风洞里实测，这样的结果可靠，但成本高，对未来设计的指导意义不大。第二个途径是理论分析，建立完整的颤振理论，从理论上根据翼型、翼展计算颤振速度。TsAGI在米斯梯斯拉夫·凯尔迪什的领导下冲破困难，最终成功地建立颤振理论，并成功地预估了颤振速度，解决了ANT-25的机翼气动问题。克服种种技术困难后，ANT-25终于在1933年6月22首飞，但试飞结果表明，速度和航程都低于设计指标。仔细分析后发现原因在于波纹金属板的机翼蒙皮，使用波纹板可以增强刚度，但波纹板大大增加了表面积，增加了摩擦阻力。于是机翼表面用涂漆的麻布覆盖，既不增加太大的重量，又解决了阻力问题。第一次正式飞行是1934年6月30日，由格罗莫夫和费林掌舵，领航员是斯佩林，从莫斯科起飞，在西伯利亚的一个名叫科比的小村降落，航程4,465公里，历时27小时21分钟。在莫斯科起飞时，跑道终端有一个水泥跳板，就像现在“库兹涅佐夫”号航母一样，帮助飞机起飞。7月24日，格罗莫夫的机组再次远航，成功地从莫斯科不着陆直飞远东的阿穆尔-尼古拉耶夫斯克（庙街），航程6,559公里，历时39小时1分钟。格罗莫夫因此获得苏联英雄的称号。受到格罗莫夫远航的鼓励，试飞员、苏联英雄莱万涅夫斯基提议跨越北极直飞美国，重工业人民委员奥尔忠尼启则直接命令苏霍伊负责试飞事宜。1935年，莱万涅夫斯基和另外两名飞行员试图从苏联本土直飞旧金山，但飞行2,000公里后，在白令海峡上空发现发动机漏油只得返航，在诺夫哥罗德降落。副驾驶发现漏油停止，建议继续飞行，但莱万涅夫斯基对单发飞机飞越北极已产生怀疑，最后还是放弃了。此后曾有人打算将ANT-25改装成双发，但无果而终。另一个试飞员契卡洛夫给斯大林写信，建议恢复直飞美国。斯大林建议在苏联境内横穿飞行，于是莫斯科到堪察加半岛的彼得洛巴甫洛夫斯基的航线诞生，也称斯大林航线。苏霍伊在一号机的经验上，对二号机进行了很大的改动，TsAGI理论计算表明，航程将增加8%，升限增加400米，3,000米以上的爬升率增加7%。苏霍伊还使得ANT-25可以在水面上降落，必要时可以将机翼内的燃油放空一些，启动紧急气囊增加浮力。1936年6月20日，契卡洛夫机组完成了飞越斯大林航线的壮举，三人都因此获得苏联英雄的称号。这次超远程飞行也暴露了飞行中的结冰问题，TsAGI为此研制了除冰装置。契卡洛夫的ANT-25参加了著名的土希诺空中表演，受到人们的热烈欢呼。飞机还在1936年11月前往巴黎，参加巴黎航展，向世界展示苏联的航空成就。ANT-25跨越北极的壮举为苏联赢得了极大的荣誉和尊敬莫斯科时间1937年6月18-20日迎来了ANT-25最辉煌的时刻，契卡洛夫机组驾机穿越北极，从莫斯科直飞美国俄勒冈州的波特兰，航程9,130公里，历时63小时25分钟，其中很大一部分是没有地标和地面导航的盲飞。三个星期后，格罗莫夫机组再飞美国，这一次直达加州的SanJacinto，航程11,500公里，历时62小时17分钟。这个纪录一直到1946年末才被打破。苏联空军当然不会没有注意到ANT-25的航程，但ANT-25像有动力的滑翔机一样的设计使速度很低，装载人员和武器的能力很小，所以没有太大的实战价值，只造了20架命名为DB-1的轰炸机就停产了，也没有正式列装。当然20年以后，动力滑翔机的概念在U-2侦察机上得到成功的应用，再过30年同样的概念才在苏联复活，可惜米亚西斯切夫的M-17生不逢时，正好撞上了苏联解体，不过这是后话。在ANT-25之后，苏霍伊还设计了双发的ANT-37，空军代号DB-2。设计航程5,000公里，载弹量1,000公斤。1935年6月16日第一架飞机下线，但在20日的试飞中由于制造过程中的失误，飞机坠毁，飞行员和随机工程师侥幸逃生，但随行的技术员不幸身亡。二号机虽然成功试飞，但载弹、航程已经不再能满足空军的要求，最后没有投产。不过苏霍伊将ANT-37改装为创纪录的运动飞机，由全女子机组创造了女子航程纪录，全程5,908公里，历时26小时29分钟。由于苏霍伊的出色成就，他在1938年升任图波列夫设计局的副总设计师。雏鹰展翅30年代中期，俯冲轰炸机得到各国空军的青睐，这种轻型轰炸机结构相对简单，容易大量生产，俯冲轰炸精度高于水平轰炸，还可以装备航炮或机枪，用于俯冲扫射和直接攻击。轻型轰炸机对跑道的要求也比较低，同时具有较大的航程，所以也适用于侦察甚至作为远程护航战斗机为重型轰炸机护航等，德国“斯图卡”就是一种具有部分以上特征的多用途轻型轰炸机。苏联当然也开始了自己的设计，由于图波列夫另有任用，因此决定佩特里亚科夫作为第一副总设计师代管设计局，苏霍伊担任佩特里亚科夫的副手。1935年，苏霍伊开始了新型多用途轻型轰炸机的设计工作；1936年，苏联空军正式下达设计任务；1937年，名为SZ-1的新轻型轰炸机组装完成，SZ是StalinskoyeZadaniye的缩写，意为斯大林交给的任务。时逢TsAGI的首席试飞员格罗莫夫刚从历史性的莫斯科-旧