U-2“蛟龍夫人”進(jìn)化論(三),如何山寨一架U-2

發(fā)布時(shí)間:2020-04-19??原作者:Armstrong?來自空軍之翼
如何山寨一架U-2
1960年5月1日加里·鮑爾斯的U-2被擊落之后,其殘骸相對(duì)完整。

鮑爾斯的U-2殘骸
蘇聯(lián)政府組織了一個(gè)特別專家小隊(duì)在墜機(jī)地點(diǎn)搜索了很長(zhǎng)時(shí)間,收集能發(fā)現(xiàn)的一切殘骸,其中包括最細(xì)小的碎片。收集到的殘骸先被送到蘇聯(lián)空軍在契卡洛夫的研究與測(cè)試研究院進(jìn)行深入分析,所有殘骸都經(jīng)過了精心的整理和分類,然后其中最有價(jià)值的設(shè)備被送到各研究機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)局進(jìn)行研究,只剩機(jī)身被拉到莫斯科馬克西姆·高爾基中央公園作為美國(guó)入侵蘇聯(lián)領(lǐng)空的鐵證進(jìn)行公開展示。但令人奇怪的是U-2機(jī)身殘骸展示了很短時(shí)間后就消失了。

赫魯曉夫觀看U-2殘骸
原來此時(shí)蘇聯(lián)政府決定山寨U-2以填補(bǔ)蘇聯(lián)在高空偵察上的能力空白。此時(shí)蘇聯(lián)空軍裝備的高空偵察機(jī)是雅克-25RV,曾被用于模擬U-2來訓(xùn)練蘇聯(lián)的防空部隊(duì)。但這種偵察機(jī)在性能上不如U-2,升限大大低于U-2的2萬多米。

雅克-25RV
U-2機(jī)身殘骸被運(yùn)到塔甘羅格的OKB-49設(shè)計(jì)局。該設(shè)計(jì)局由別里耶夫領(lǐng)導(dǎo),以研制水上飛機(jī)而聞名。
蘇聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)專家們首先對(duì)U-2的發(fā)動(dòng)機(jī)殘骸進(jìn)行了深入研究。蘇聯(lián)政府在1960年6月28日發(fā)布了第702-288號(hào)令,要求OKB-16設(shè)計(jì)局在喀山對(duì)U-2的普惠J75-P-13發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行逆向工程,蘇聯(lián)型號(hào)RD-16-75。U-2上的AFA-60照相機(jī)系統(tǒng)讓蘇聯(lián)專家非常感興趣,蘇聯(lián)空軍則認(rèn)為具有高空和遠(yuǎn)程飛行能力的輕重量機(jī)身很值得研究。

目前保存在莫斯科中央武裝部隊(duì)博物館的U-2殘骸
兩個(gè)月后的8月23日,蘇聯(lián)部長(zhǎng)會(huì)議在國(guó)防部和國(guó)家航空技術(shù)委員會(huì)的建議下發(fā)布918-383號(hào)令,下令利用U-2殘骸山寨出首批五架S-13偵察機(jī),其中兩架在完成試飛后立即進(jìn)入蘇聯(lián)空軍服役。S-13不僅要執(zhí)行偵察任務(wù),還將被用于氣象研究和氣球攔截。該項(xiàng)目的主要目標(biāo)除了使蘇聯(lián)空軍用上頂尖的高空偵察機(jī)外,還試圖通過對(duì)U-2的設(shè)計(jì)、技術(shù)和操縱特性進(jìn)行的全面研究來提高蘇聯(lián)航空工業(yè)在設(shè)計(jì)、材料和設(shè)備制造上的能力。
項(xiàng)目由別里耶夫設(shè)計(jì)局擔(dān)綱,配合研制的其他設(shè)計(jì)局和研究機(jī)構(gòu)多達(dá)數(shù)十家。蘇聯(lián)政府要求頭兩架原型機(jī)在1962年第一季度下線,隨后參加國(guó)防部和航空工業(yè)部聯(lián)合進(jìn)行的試飛,第49和86飛機(jī)制造廠負(fù)責(zé)S-13的批量生產(chǎn)。

別里耶夫S-13三面圖
這些設(shè)計(jì)局和研究機(jī)構(gòu)只有不到兩年的時(shí)間來山寨和測(cè)試U-2的彈射座椅、降落傘、飛行員高空代償服、高空燃料、發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、無線電通信和飛行導(dǎo)航設(shè)備、無線電和照相偵察設(shè)備。由于工業(yè)制造水平上的差距,S-13的重量在1961年初顯露出逐步增加的趨勢(shì),機(jī)身預(yù)計(jì)比原版重100-150千克,偵察設(shè)備比原版重10千克,其他系統(tǒng)和設(shè)備的重量也大都超出。1961年4月1日,OKB-49設(shè)計(jì)局凍結(jié)了全金屬機(jī)身的設(shè)計(jì),制造原型機(jī)所需的設(shè)備也準(zhǔn)備完畢,7月1日設(shè)計(jì)局發(fā)出了制造圖紙。

別里耶夫制造的S-13機(jī)頭段
S-13風(fēng)洞模型在中央流體研究院進(jìn)行了大量風(fēng)洞測(cè)試,顯示出很高的空氣動(dòng)力學(xué)性能,升阻比達(dá)到25。
但當(dāng)項(xiàng)目正按計(jì)劃進(jìn)行時(shí),蘇聯(lián)部長(zhǎng)會(huì)議在1962年5月12日發(fā)布40-191號(hào)令,突然要求停止所有S-13研制工作。人們的猜測(cè)背后原因可能是美國(guó)的新一代偵察機(jī)已經(jīng)轉(zhuǎn)向了高空高速,并且隨著導(dǎo)彈萬能論的興起,有人認(rèn)為S-13這種高空低速偵察機(jī)在一夜之間就過時(shí)了。
當(dāng)然S-13項(xiàng)目的努力并沒有白費(fèi),為該機(jī)開發(fā)的新材料、新工藝和技術(shù)解決方案都用在了后來的蘇聯(lián)新型飛機(jī)的研制中。但蘇聯(lián)空軍直到1990年才擁有了自己的高空偵察機(jī)——米亞西舍夫/莫爾尼亞M-17“神秘”。
高空氣球截?fù)魴C(jī)
在冷戰(zhàn)時(shí)期,美國(guó)曾動(dòng)用各種手段對(duì)蘇聯(lián)境內(nèi)戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)施偵察,但在1960年加里·鮑爾斯駕駛的U-2在蘇聯(lián)上空被擊落后,美國(guó)就再也沒有派出有人駕駛偵察機(jī)飛越蘇聯(lián)領(lǐng)空,取而代之的是向蘇聯(lián)飄飛高空偵察氣球,進(jìn)行迂回情報(bào)收集。

美國(guó)海軍“福吉谷”號(hào)航母放飛高空偵察氣球
高空偵察氣球讓蘇聯(lián)防空軍非常難堪,這種漂浮在平流層的氣球很難被發(fā)現(xiàn),即使被發(fā)現(xiàn)后,防空軍的地空導(dǎo)彈和截?fù)魴C(jī)也爬不到這種高度,不堪的現(xiàn)狀堅(jiān)定了防空軍利用別里耶夫制造S-13的技術(shù)成果發(fā)展一種高空氣球截?fù)魴C(jī)的決心。
研制氣球截?fù)魴C(jī)的重任被交給米亞西舍夫設(shè)計(jì)局。這個(gè)設(shè)計(jì)局以研制戰(zhàn)略轟炸機(jī)而聞名,曾研制過著名的米亞-4“野牛”戰(zhàn)略轟炸機(jī)以及M-50超音速戰(zhàn)略轟炸機(jī),甚至還研究了M-60核動(dòng)力轟炸機(jī)。米亞西舍夫的氣球截?fù)魴C(jī)項(xiàng)目代號(hào)“34號(hào)任務(wù)”,飛機(jī)綽號(hào)“海鷗”。目前關(guān)于“海鷗”的資料有限,只知道該機(jī)采用單座中央機(jī)身+雙尾撐布局,機(jī)身內(nèi)安裝一臺(tái)推力超過11800千克的RD-36-52渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),“海鷗”這個(gè)綽號(hào)來自于其長(zhǎng)長(zhǎng)的倒海鷗機(jī)翼設(shè)計(jì)。

米亞西舍夫“海鷗”三面圖
“海鷗”的武器為安裝在機(jī)背的一座斜射遙控動(dòng)力炮塔,內(nèi)置兩門23毫米GSh-23機(jī)炮,備彈600發(fā)。米亞西舍夫設(shè)計(jì)局還打算在翼下掛載兩枚雷達(dá)制導(dǎo)空空導(dǎo)彈,通過安裝在“海鷗”機(jī)鼻的雷達(dá)瞄準(zhǔn)。
1978年12月24日下午,試飛員切爾諾布羅夫金駕駛“海鷗”原型機(jī)在大雪中進(jìn)行地面高速滑行測(cè)試,由于不熟悉機(jī)翼的高升力特性,“海鷗”在滑跑中意外短暫升空。當(dāng)天晚些時(shí)候,切爾諾布羅夫金駕駛“海鷗”第二次高滑,結(jié)果再次意外躍入空中,但這次切爾諾布羅夫金沒有控制好姿態(tài),一側(cè)翼尖斜著撞在跑道旁的一輛UAZ越野車上。
為避免墜機(jī),切爾諾布羅夫金趕緊拉桿爬升,消失在大雪中,但在接近于零的能見度中撞在了跑道旁的一座小山上,導(dǎo)致機(jī)毀人亡。
M-17“平流層”和M-55“地球物理學(xué)”
這次致命事故促使米亞西舍夫設(shè)計(jì)局對(duì)“海鷗”進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),編號(hào)為M-17“平流層”。為了解決大展弦比倒海鷗機(jī)翼翼尖離地間隙小的缺點(diǎn),M-17采用了更常見的梯形平直翼設(shè)計(jì),并把發(fā)動(dòng)機(jī)升級(jí)為推力更大的RD-36-51V,也就是圖-114 ?RD-36-51渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的非加力改型。

M-17原型機(jī)三面圖
但此時(shí)美國(guó)的高空偵察氣球計(jì)劃因七十年代末大力發(fā)展的間諜衛(wèi)星而逐漸終止,使M-17失去了自己的作戰(zhàn)目標(biāo),結(jié)果米亞西舍夫最終只制造出兩架M-17原型機(jī)。其中第一架M-17(CCCP-17401)在1982年5月26日首飛,很快打破了國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)的12項(xiàng)世界飛行紀(jì)錄,其中5項(xiàng)保持至今。試飛員阿爾希片科在1990年3月駕駛該機(jī)創(chuàng)造了C-1i級(jí)別(陸基飛機(jī):起飛重量在16000-20000千克之間)21830米的飛行高度紀(jì)錄。

M-17 CCCP-17401
M-17的尺寸相當(dāng)大,翼展40.23米,機(jī)長(zhǎng)22.25米,都大于U-2。由于第一架M-17沒有安裝武器只安裝了傳感器,并參加了1992年對(duì)南極洲臭氧層的研究,所以北約認(rèn)為該機(jī)是一種純粹的偵察機(jī),賦予該機(jī)“神秘-A”的代號(hào)。第二架M-17(CCCP-17103)則裝備了與“海鷗”相同的GSh-23機(jī)炮。兩架M-17原型機(jī)最后沒有正式服役,目前都保存在俄羅斯的莫尼諾中央空軍博物館。

M-17第二架原型機(jī)
蘇聯(lián)空軍對(duì)“平流層”表現(xiàn)出的高空偵察能力非常欣賞,于是委托米亞西舍夫設(shè)計(jì)局把M-17進(jìn)一步發(fā)展成實(shí)用化的高空偵察機(jī),M-17的后繼機(jī)——M-55“地球物理學(xué)”就此誕生。第一架M-55在1988年8月16日首飛,該機(jī)共生產(chǎn)了四架,北約代號(hào)“神秘-B”。M-55共打破國(guó)際航空聯(lián)合會(huì)的15項(xiàng)世界飛行紀(jì)錄,都保持至今。

M-55“地球物理學(xué)”
M-55經(jīng)過了徹底重新設(shè)計(jì),中央機(jī)身加長(zhǎng),內(nèi)置兩臺(tái)索洛維約夫D-30-10V非加力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),翼展縮短,機(jī)身結(jié)構(gòu)加強(qiáng)以適應(yīng)更大的起降重量和更大的載油量,并配備全新的飛控系統(tǒng)和復(fù)雜的傳感器套件。雖然M-55沿用了M-17的氣動(dòng)布局,看起來有些相似,但兩者已經(jīng)是完全不同的飛機(jī)。

M-55四面圖
M-55的傳感器套件由紅外、光學(xué)和側(cè)視掃描成像傳感器組成,雖然號(hào)稱專為科學(xué)研究任務(wù)研制,但其軍事偵察能力是顯而易見的。例如在2016年,瑞典拒絕了歐盟科學(xué)家提出的租用M-55在瑞典上空進(jìn)行高空實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃,就是擔(dān)心該機(jī)順便在自己領(lǐng)空搞偵察。
由于具有突出的科研和軍事價(jià)值,M-55還將繼續(xù)服役很長(zhǎng)一段時(shí)間。就這樣原本為了攔截美國(guó)高空偵察氣球而生的“海鷗”一步步演變成了M-55,使俄羅斯最終擁有了一款能與U-2媲美的高空偵察機(jī)。

M55機(jī)身任務(wù)艙
U-2在60年代
除了鮑爾斯駕駛的U-2B,洛克希德公司還提出了另一種U-2B概念,該機(jī)將裝備紅外傳感器徘徊在蘇聯(lián)邊界之外,監(jiān)視對(duì)方的彈道導(dǎo)彈發(fā)射。兩架U-2A被改裝成U-2D來測(cè)試該概念,在Q艙內(nèi)增加了第二個(gè)座艙,并把紅外傳感器安裝后座艙右上方的整流罩內(nèi)。由于美國(guó)空軍最后選擇發(fā)展太空導(dǎo)彈發(fā)射預(yù)警系統(tǒng),所以U-2B沒有被采納,兩架U-2D被留作測(cè)試,前后經(jīng)過多次改裝。

外形奇怪的U-2D
幸存U-2大多被升級(jí)成U-2C,換裝了J75-P-13B發(fā)動(dòng)機(jī),推力增加到7710千克,性能得到全面改善。U-2C具有明顯增大的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口以提供更多進(jìn)氣,該機(jī)都升級(jí)自U-2B和U-2A,除發(fā)動(dòng)機(jī)之外,有的U-2C還具有從Q艙后方一直延伸到垂尾的脊背,該機(jī)還可以在兩側(cè)機(jī)翼前緣各安裝一個(gè)容量378升的“拖鞋”副油箱,并在尾噴管下方增加了“糖碗”紅外屏蔽裝置。規(guī)模相對(duì)較小的U-2機(jī)隊(duì)從未實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,在配置上幾乎各不相同。

U-2C的機(jī)身改進(jìn)

U-2C尾噴管的“糖碗”紅外屏蔽裝置
許多U-2C在背脊前部安裝了空中加油插座,被重新命名為U-2F。但U-2的空中加油非常棘手,加油機(jī)尾部紊流可能導(dǎo)致飛機(jī)解體,即使沒有空中加油,U-2任務(wù)的續(xù)航時(shí)間也把飛行員逼到了極限,如進(jìn)一步增加航程,除了必須增加氧氣供應(yīng)外,飛行員生理承受能力也是個(gè)大問題。美國(guó)空軍獲得了類似的U-2E,最后空中加油被證明毫無意義,U-2E/F大多被改回到U-2C構(gòu)型。

正在空中加油的U-2F
鮑爾斯事件迫使中情局停止了越來越危險(xiǎn)的對(duì)蘇飛越,B支隊(duì)和C支隊(duì)并入愛德華茲空軍基地的D支隊(duì)成為G支隊(duì)。從1961年開始,中情局控制中國(guó)臺(tái)灣省第35“黑貓”中隊(duì)成了H支隊(duì),駕駛U-2C對(duì)大陸進(jìn)行偵察,被解放軍使用“近快戰(zhàn)法”先后擊落5架,使得中情局在1967年之后再也不敢派U-2進(jìn)入大陸上空,U-2神話被解放軍地空導(dǎo)彈部隊(duì)終結(jié)。臺(tái)灣“黑貓”中隊(duì)還飛越了朝鮮和北越。

被我軍擊落的U-2殘骸
從1960年開始,G支隊(duì)開始飛越古巴,為計(jì)劃中的入侵行動(dòng)收集情報(bào)。1962年夏U-2發(fā)現(xiàn)了蘇軍在古巴開始部署大量SA-2防空導(dǎo)彈,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)SA-2保護(hù)的原來是蘇聯(lián)在古巴部署的中程彈道導(dǎo)彈,拉開了古巴導(dǎo)彈危機(jī)大戲的序幕。
美國(guó)空軍戰(zhàn)略空軍司令部在與中情局的爭(zhēng)吵中獲得了上風(fēng),美國(guó)空軍飛行員接替中情局飛行員開始執(zhí)行對(duì)古巴的偵察。結(jié)果1962年10月27日,一架隸屬第4080戰(zhàn)略偵察聯(lián)隊(duì)的U-2在古巴上空被SA-2擊落,飛行員魯?shù)婪颉ぐ驳律傩.?dāng)場(chǎng)身亡。由于事態(tài)似乎正在爆發(fā)戰(zhàn)爭(zhēng)方向失控,蘇聯(lián)總理赫魯曉夫宣布撤回導(dǎo)彈,美國(guó)空軍U-2繼續(xù)執(zhí)行對(duì)古巴蘇聯(lián)撤軍的監(jiān)視。

U-2拍攝到的蘇聯(lián)導(dǎo)彈
從1963年底開始,美國(guó)空軍第4080戰(zhàn)略偵察聯(lián)隊(duì)的U-2開始對(duì)北越進(jìn)行偵察,行動(dòng)代號(hào)“幸運(yùn)的龍”(LUCKY ?DRAGON),后來改為“特洛伊木馬”(TROJAN HORSE),最后是“巨龍”(GIANT ?DRAGON)。隨著北越軍隊(duì)開始部署SA-2,飛越北越的任務(wù)被瑞安“螢火蟲”(Lightning ?Bug)無人機(jī)(“火蜂”靶機(jī)的偵察型)接手,U-2只在國(guó)際空域沿邊界進(jìn)行窺探。

部署在南越邊和機(jī)場(chǎng)的U-2
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