80年前 拉格-3 M-82戰(zhàn)斗機首飛 二戰(zhàn)時期蘇軍獲得技術(shù)優(yōu)勢的開始
80年前,即1942年3月21日,拉格-3 M-82戰(zhàn)斗機原型機首次試飛。

為了讓結(jié)構(gòu)超重的全木結(jié)構(gòu)的拉格-3(LaGG-3)戰(zhàn)斗機的飛行性能達到先進標(biāo)準(zhǔn),需要大幅提高戰(zhàn)斗機的功率重量比。設(shè)計師謝明·阿列克塞耶維奇·拉沃契金在飛機上安裝了M-82雙排14缸星形風(fēng)冷發(fā)動機,功率1700馬力。起飛五分鐘之內(nèi),發(fā)動機功率1540馬力,高度2000米發(fā)動機功率是拉格-3配備的M-105P發(fā)動機功率1.5倍以上。經(jīng)過外形修改,M-82非常適合這種新型戰(zhàn)斗機的外觀,最初很多人都認(rèn)為這種沉重的星形發(fā)動機根本不適合裝在戰(zhàn)斗機上。
在試飛期間,這架拉格-3 M-82戰(zhàn)斗機被改名為拉格-5,隨后改名為拉-5,這是因為戈爾布諾夫和古德科夫?qū)嶋H上并沒有參與這架新型戰(zhàn)斗機的設(shè)計工作。超低空速度531千米/小時,3000米速度586千米/小時。與拉格-3相比,這些參數(shù)是相當(dāng)出色的,于是拉-5于6月在高爾基21飛機廠投入生產(chǎn),此前該工廠計劃由拉格-3轉(zhuǎn)產(chǎn)雅克戰(zhàn)斗機。

第一批拉格-5戰(zhàn)斗機其實在部分完成的拉格-3機身上改裝而成,這些戰(zhàn)斗機于1942年9月交付前線。這種戰(zhàn)斗機起飛重量3370千克,配備兩門ShVAK型20mm同步機炮,每門機炮備彈220發(fā)。
同年底,為了減輕重量,機身前部油箱被拆除,并將一門機炮更換為機槍,座椅裝甲厚度從10mm減少到8mm。經(jīng)過改裝之后,起飛重量減輕到3200千克,機翼負(fù)載增加到183千克,超過了當(dāng)時的雅克和梅塞施密特。
重量功率比為2.07千克/馬力,打開增壓器的情況下達到1.88千克/馬力。根據(jù)這個數(shù)據(jù),拉-5比雅克戰(zhàn)斗機要好得多,動力方面的表現(xiàn)略超過當(dāng)時德軍剛剛裝備的梅塞施密特Bf.109F-4戰(zhàn)斗機。然而,由于空氣動力學(xué)外形較差,其飛行性能比梅塞施密特要差,尤其是在高空爬升率和速度方面。

不過由于重量更大,拉-5在俯沖時加速更快,并且在五分鐘起飛和增壓模式下,在3000米高度上具有比梅塞施密特更快的速度。接近地面的爬升率從14米/秒提高到18米/秒,不過即便如此,啟動增壓器的拉-5還是追不上梅塞施密特。
水平機動性方面,這種新型蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機幾乎可以與梅塞施密特相抗衡。配備自動前緣襟翼的拉-5可以進行同樣的急轉(zhuǎn)彎,而不會有進入尾旋的風(fēng)險。與拉格-3相比,拉-5盤旋一周的時間從28秒減少到22秒。
拉-5還有一個重要優(yōu)勢,就是所有飛機都配備了無線電設(shè)備,每架都配備了RSI-3接收機,三分之一配備了RSI-4發(fā)射機。從1943年夏開始,所有飛機都配備了發(fā)射機,并且之前沒有配備發(fā)射機的型號都進行了加裝。

同時,拉-5沒有嚴(yán)重的操作缺陷,主要問題就是發(fā)動機隔熱性差,機艙通風(fēng)不足,以及在飛行速度超過350千米/小時后,無法打開座艙蓋。此外,由于發(fā)動機艙密封性差,廢氣經(jīng)常進入駕駛室。座艙內(nèi)的溫度在冬季就能達到40℃,夏季高達55~60℃。坐在如此悶熱的駕駛艙內(nèi),不少拉-5飛行員都開著座艙蓋作戰(zhàn),盡管這樣做會嚴(yán)重影響飛行性能并被明令禁止。
由于拉-5座艙蓋的有機玻璃質(zhì)量低劣,讓飛行員的視野雪上加霜。交付前線的拉-5戰(zhàn)斗機座艙蓋很快就會發(fā)黃,透明度降低,當(dāng)然同樣的問題也出現(xiàn)在雅克戰(zhàn)斗機上。這樣的問題也是導(dǎo)致飛行員在作戰(zhàn)時打開座艙蓋的原因之一,有些飛行員甚至將拉-5戰(zhàn)斗機的座艙蓋可拉動部分完全拆除。
這樣做的結(jié)果就是喪失了封閉駕駛艙的空氣動力學(xué)優(yōu)勢,最高飛行速度降低了25~30千米/小時。1943年,拉沃契金戰(zhàn)斗機才開始配備座艙蓋緊急解脫裝置,然而,低劣的有機玻璃和駕駛艙高溫的問題仍然存在。
德國飛行員對蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機的這些問題并不了解,戰(zhàn)爭爆發(fā)后,他們的戰(zhàn)斗機座艙蓋就有緊急解脫裝置,并可以長時間保持良好的透明度。順便說一句,Bf.109座艙罩在飛行中根本不會打開,除非是飛行員決定要跳傘逃生。

如果與Bf.109F相比,拉-5的飛行數(shù)據(jù)看起來還不錯,那么與它幾乎同時出現(xiàn)在蘇德戰(zhàn)場上的更先進的Bf.109G,則立刻宣布拉-5已經(jīng)落后。在這樣的情況下,拉-5在低空失去了優(yōu)勢,在4000~6000米高度,Bf.109G的飛行速度比拉-5快40~60千米/小時。
Bf.109G在爬升率方面的優(yōu)勢非常大,比拉-5快2~3米/秒。當(dāng)拉-5飛行員被迫關(guān)閉增壓器避免損壞發(fā)動機時,梅塞施密特的優(yōu)勢達到7~8米/秒,這使得蘇聯(lián)飛行員不得不盡量避免進行垂直機動。
隨后,M-82F發(fā)動機的出現(xiàn)部分解決了這個問題。這種發(fā)動機的最大功率不變,但可以無限使用增壓裝置。這意味著在3000米高度功率得到提升,而在2000米高度功率幾乎提升了300馬力。
1942年11月,配備M-82F發(fā)動機的拉-5通過了國家試飛,并于12月投入生產(chǎn),型號為拉-5F。1943年春,21飛機廠生產(chǎn)出改善視野的拉-5F,座艙罩降低,變成了水滴形。防彈玻璃固定在飛行員頭部后方,不再是鋼制裝甲。

另一改進就是由于PBP-1a瞄準(zhǔn)具質(zhì)量較差,部分飛機安裝了老式的VV-1瞄準(zhǔn)具。拉-5F配備了兩門ShVAK同步機炮,每門機炮備彈200發(fā),與早期拉-5相同。
M-82發(fā)動機改用了燃油直接噴射方式,不僅過載時工作更加穩(wěn)定,更重要的是,可以將起飛功率提高150馬力,發(fā)動機重量僅僅增加30千克。新型發(fā)動機立刻安裝到拉-5戰(zhàn)斗機上,并在發(fā)動機編號后面加上FN,意為強制直接噴射。1944年,M-82FN發(fā)動機為紀(jì)念首席設(shè)計師A.D.舍夫佐夫,這種發(fā)動機改名為ASh-82FN。
拉-5FN通過為每個氣缸設(shè)置獨立的排氣管,而非以前那樣設(shè)置兩個排氣管,發(fā)動機排氣口尺寸略有增加。起飛重量3290千克,機翼負(fù)載188千克,發(fā)動機啟動10分鐘增壓器模式下,重量功率比為1.78千克/馬力,標(biāo)稱值為2.02千克/馬力。
因此,即便在標(biāo)準(zhǔn)模式下,拉-5FN在重量功率比方面也超過了Bf.109G-2,而后者是當(dāng)時德國空軍最好的戰(zhàn)斗機。超低空時,拉-5FN速度比Bf.109G快10~15千米/小時,開啟增壓器后接近50千米/小時。隨著高度的增加,這種優(yōu)勢逐漸變小,6000米高度時,Bf.109G-2速度更快。

開啟增壓器時,拉-5FN是開戰(zhàn)以來首次獲得爬升率優(yōu)勢的蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機,但高度超過1500米,這種優(yōu)勢就喪失了。盡管如此,拉-5FN仍是第一種在各種高度可以與梅塞施密特戰(zhàn)斗機相抗衡的蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機。
與Bf.109G-6相比,拉-5FN武器更強,機身更重。低空爬升率更高。直至3000米,拉-5FN仍具有速度和爬升率的優(yōu)勢。
總之,拉-5FN是一款非常成功的戰(zhàn)斗機,但不幸的是,這種戰(zhàn)斗機對于改變前線總體態(tài)勢意義并不大。由于M-82FN發(fā)動機短缺,直至1943年底,只有429架拉-5FN交付空軍,約占蘇聯(lián)戰(zhàn)斗機總產(chǎn)量的3%。同一時期,拉-5和拉-5F共生產(chǎn)4619架,約相當(dāng)于拉-5FN的11倍。就算已經(jīng)落后的拉格-3生產(chǎn)量也是拉-5FN的2.5倍。
次年,情況開始好轉(zhuǎn),1944年3月15日,衛(wèi)國戰(zhàn)爭最先進的拉沃契金戰(zhàn)斗機拉-7服役。