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狐蝠双子



 
 
  早在 50 年代后期,苏联情报部门就获悉美国正在秘密研究双三(三倍音速、三万米升限)飞机,包括截击机、侦察机和轰炸机,这就是后来的
YF-108

SR-71

B-70
计划。苏联的各飞机设计局也开动起来,力求尽早推出对等的飞机,避免陷苏联于被动之中。对于米格来说,这就是 61 年 3 月 10 日启动的 Ye-155 计划。在技术上刚刚突破双二的时候,人们对突破双三十分乐观,但双三在技术上是一个坎,有很多意想不到的困难。除了发动机外,最大的问题是材料。在气动加热严重的环境下,除了基本的机体结构材料外,如何保证座舱透明材料、机身上的橡胶密封材料和连接件等具有足够的耐热性,这些都是大大的问号。就连大功率的空调系统都是一个问题。面对巨大的技术风险,米格设计局内部也有很大的争议。原来安排的总师布鲁诺夫拒绝受命,老当益壮的格列维奇只好亲自披挂上阵领军。64 年格列维奇以 74 岁高龄退休后,另一个米格总师马丘克接任。双三的技术方向还是由米高扬拍板,Ye-155 是米高扬亲自过问的最后一架战斗机,这就是日后大名鼎鼎的米格-25 的前身。
  由于双三需要克服严重的气动加热问题,常用的铝合金不能用了,钛合金不仅昂贵,而且难于加工,米格设计局别出心裁地用镍合金钢作主要机体材料。钢当然比较重,这是米格-25 空重就达 29 吨的主要原因,但钢不仅坚固、价廉、耐热,而且热胀冷缩小,容易焊接,还是有优点的。服役后,米格-25 在外场维修时,用简单的焊接就可以修复机身的裂缝,钛合金、铝合金或者现在流行的复合材料就没有那么方便了。由于采用廉价的钢,米格-25 的产量达到 700 多架。相比之下,技术上更先进的 SR-71 的产量只有 32 架,B-70 轰炸机和 F-108 根本就下马了,其中部分原因就是飙升的成本。

米格-25 的巨大的进气道,可以看到压气机前的喷水加力装置

发动机也同样巨大

这不是恶搞,而是一个真人在米格-25 的喷管里

这里更能看出喷管的大小。那么巨大的喷管,要喷出多少炽热的气体啊!难怪米格-25 耗油惊人,起飞总重 40%都是燃油,乐观估计也依然只有 300 公里的作战半径
  Ye-155 的另一个问题是发动机。米格决定用两台 Ye-150 使用过的 R-15 发动机,并作改进。改进内容之一是增加了喷水加力。喷气发动机的进气的质量流量越大,可以喷注的燃料量也越大,产生的推力也越大。但加大进气口面积是有限度的,过大的进气口引起很大的迎风阻力,因此在体积力量不变的情况下,只有增大进气密度才能增大进气得质量流量。喷水加力就是在进气道内喷水,使空气冷却,增加空气密度的办法。为此,米格-25 的进气道内有一个淋浴头一样的喷水装置,向吸进得气流喷洒水和乙醇的混合溶液,混以乙醇是增强溶液的挥发性,加强效果。米格-25 在机内除了携带巨量燃油外,还携带了一个 250 升的水箱,装水和乙醇混合溶液。不过据说在远东的米格-25 机组人员常常把乙醇贪污了兑酒喝,他们真不怕工业乙醇里残存的甲醇引起中毒啊。
  发动机的隔热也是一个问题,为此米格在发动机外包覆一层金属网络,把辐射热反射回来,不致使机体过热。金属网络是镀银的,每架米格-25 镀 5 公斤银。本来是要镀金的,反射率更高,但金的成本太高,只好作罢。
  在气动上,Ye-155 采用双垂尾和双腹鳍,以增加三倍音速时的方向安定性。这还不放心,翼尖还增加了相当于翼梢小翼的装置,进一步增加方向安定性。试飞结果表明,翼尖装置不必要,腹鳍也可以适当减小。上单翼的 Ye-155 是没有机翼下反的。试飞表明,飞机在横滚上过于稳定,所以米格-25的机翼有一点下反。

最初的 Ye-155 装有翼梢小翼一样的装置,用于增加方向安定性,后来取消

双垂尾也是为了增加方向安定性,不过西方情报界开始把这误以为是用作高机动性了。要是双三和高机动性结合在一起,这可如何了得?
  为了缩短起飞距离,Ye-155 曾经考虑过安装鸭翼,但风洞和试飞结果表明不必要。Ye-155 巨大的楔型进气口上唇本身也产生一定的升力,所以鸭翼就省却了。不过 Ye-155 遇到相当大的液压系统功率不足导致控制力矩不足的问题,还遇上机翼刚性不足导致的气动弹性发散问题,试飞中发生过机毁人亡的事故。机翼的刚性问题解决后,液压机构功率依然不足以克服高速飞行时巨大的气动压力,研制全新的大功率液压机构太费事,最后全动平尾向前移动了一点,降低对控制力矩的要求,于是本来就不怎么样的机动性进一步损失了一点。
  Ye-155 创造了很多世界纪录,但 Ye-155 给世界带来最大震动的不是飞行纪录,而是 67 年在多莫达多沃航展的露面。米格-23 也在同一航展初次露面,但风头被米格-25 彻底盖过了。随着巨大的轰鸣,四架和以往苏联战斗机绝然不同的双发、双垂尾战斗机轰然而过,西方观察家甚至为这是不是米格而争论不休。双垂尾和并不太大的后掠角给人以高机动性的印象,苏联同时又公开宣称这是能飞三马赫的战斗机,于是西方空军陷入一片恐慌,疯狂加速研制能够匹敌既能达到双三又是高机动的米格-25,这就是 F-15 计划的开始。

Ye-155 在 67 年多莫达多沃航展露面时,引起西方极大的震动

这时的 Ye-155 的机翼还是水平的,没有下反
  实际上,米格-25 的机动性相当糟糕,机体过载限制在 4.5g,满载的时候只有 2.2g。作战半径只有 300 公里,航渡航程也只有 1,200 公里。双三在理论上是达得到的,但实际上限制在 2.8 马赫以下,飞行员被要求平时飞行不超过 2.5 马赫,飞一趟三马赫后,发动机就要报废。
  最初的米格-25 实际上是两个型号,米格-25P 截击机和米格-25R 侦察机。米格-25 从 71 年底开始服役,6 个设计团队为此获得列宁奖金,其中包括气动、发动机、电子系统等。有趣的是,米格-25 的第一次战斗飞行甚至在进入苏联空军服役之前。1971 年秋,苏联派了 4 架米格-25R 到埃及,在严格保密和埃及人员不得靠近的情况下,对以色列进行空中侦察。这些米格-25 一直呆到 1972 年 3 月才离开。
  神秘的米格-25 的面纱在 1976 年 9 月 6 日被彻底揭开。远东国土防空军飞行员
别连科
驾驶一架全新的米格-25P,穿越日本北方的雷达屏障,突然降落在函馆民用机场。由于燃油即将耗尽,别连科的米格-25 不管不顾地直冲跑道而下,差点和一架正在起飞的客机相撞。跑道的长度也不够,最后还是冲出了跑道尽端。但这架完好的米格-25 对美国情报机关来说真是天上掉下来的大蛋糕,马上就大卸八块,用 C-5A 运到北海道的千岁基地。对米格-25 从头到脚的分析使西方对苏联战斗机技术有了全新的认识,苏联使用简单甚至“落后”的技术达到相当先进的总体性能的能力给西方留下了深刻的印象。美国在研制双三飞机的时候,一门心思在钛合金上打转转;战斗机电子设备也是晶体管的固态电路。米格-25 不光用钢结构,还是电子管的电子设备,这看上去是匪夷所思地落后,实际上相当符合苏联的实际情况。苏联的晶体管技术水平不高,可靠性不好,外场维修困难。电子管除了没有这些问题外,好处还有电流输出特别大,频带特别宽,不怕核爆引发的强烈电磁干扰,对环境温度不敏感,所以不需要麻烦的温度控制。米格-25 的雷达功率高达 500 千瓦,可以把一公里外一个跑过跑道的兔子当场煮熟,所以地勤人员维护雷达的时候都是战战兢兢的。这样变态的功率的好处就是不怕干扰,设计指标是在 80 公里距离上可以烧穿一切已知的电子干扰。这样的要求是当时苏联晶体管技术达不到的。

别连科的米格-25 在函馆降落时冲出了跑道

美国情报机构如获至宝,连夜将机翼拆下,将机身用 C-5A 运输机运到附近的千岁基地

美日情报人员像久旱的民工遇上天上掉下来的林妹妹一样,哦不,是横路敬二遇上莎拉波娃,迫不及待地对这架米格-25 上下其手,全面检查,获得了大量极其珍贵的第一手资料
  别连科的米格-25 在 67 天之后才大卸八块地归还苏联,苏联只好打碎牙齿往肚里咽。美国可能没有想到,30 年后美国的 EP-3 也会落到同样的命运。
  米格-25 的战斗机生涯和其他米格前辈不大一样,除了侦察飞行外,苏军的米格-25 从来没有参加过战斗。叙利亚的米格-25 是否被以色列击落过,以色列 F-15 是否被叙利亚的米格-25 击落过,都是争论不清的事情。但伊拉克的米格-25 确实参加了战斗,在第一次伊拉克战争和后来的禁飞区摩擦行动中,若干架米格-25 被击落。然而伊拉克米格-25 也击落了一架美国海军的 F-18,再另一次行动中迫使 EF-111 逃出战区,将受到掩护的 F-15 撂给伊拉克的地空导弹,结果一架 F-15 被捅了下来。更有意思的是,米格-25 在偷袭不成时,可以调转身来,用速度甩掉追射的空空导弹,这是通常战斗机做不到的。但是在第二次伊拉克战争中,残存的米格-25 不是在地面被摧毁,就是被
活埋
进沙漠中,战后被占领美军起出来,其中一架现在被送到代顿的美国空军博物馆。

米格-25 最威风的时候是在以色列上空三万米高度以 3.2 马赫呼啸而过的时候,以色列的“鬼怪”式战斗机只好望机兴叹。以色列所不知道的是,这样 3.2 马赫飞一趟,米格-25 的发动机也报废了



作为战斗机,最悲惨的结局莫过于还没有得到升空战斗的机会,就被肢解活埋。这是伊拉克战后美军发现的埋藏在沙漠里的米格-25 之一
  米格-25 是米格设计局的骄傲,米格人用简陋的技术实现了不可思议的性能。米格人的雄心不仅于此,还在米格-25 的基础上,设计了一架超音速商务飞机,不过这停留在纸面上,没有到详细设计的阶段。

米格-25 还差一点有了这么一个远亲,3 倍音速的商务飞机一定很酷
在别连科叛逃前两年的 74 年,苏联空军已经在考虑新型截击机的问题了。米格-31 作为别连科暴露米格-25 的机密后的应急之举之说,其实并不确切。事实上,别连科也告诉美国情报机关,米格正在设计新的“超米格-25”,只是他的很多描述和后来的实际情况有很大的差距,这可能是他作为前线飞行员不能接触机密、只有道听途说的缘故。美国的双三轰炸机没有实现,但高亚音速超低空突防的 B-1 轰炸机和巡航导弹成为越来越显示的威胁。国土防空军急需一家具有强大雷达、可以下视下射而又速度快、航程远的截击机。米格设计局研究了很多方案,包括放大的米格-23 那样的变后掠翼方案,最后决定在米格-25 的基础上,加长机身以容纳双座,增强机体以提高机动过载容限,换用涡扇发动机以降低油耗,最重要的是,采用先进的被动相控阵雷达和数据链,实现自主、自动的多机协同作战。
  米格-31 的设计思想和到那时为止的苏联战斗机有点不一样。苏联战斗机一般是按紧密的地面指挥设计的,地面雷达搜索和跟踪战场上的状况,地面指挥管全面掌握战局,引导空中的飞行员接敌作战。这个模式在越南战争中应用得卓有成效,但在中东战争中就被以色列的野小子飞行员们冲得稀里哗啦。这里面有阿拉伯飞行员的素质问题,也有地面指挥体系的概念问题。地面指挥体系最大的问题就是对飞行员不放手,影响了飞行员的主观能动性。地面指挥在理论上可以掌握全局,有利于作出更好的判断。但在实际上,由于雷达的分辨率、通信的干扰或信息上传下达的不精确,很多指挥决定是带相当的猜测和判断的成分的。飞行员在空中对附近的局势看得更清楚,自主协同作战更加有利,只需要对视力和机载探测设备范围之外的威胁作简单提醒就可以了。因此,苏联从米格-23 时代开始就开始鼓励飞行员在空中自主作战,但米格-31 就是第一架在按自主作战概念设计的战斗机。为了实现自主作战,米格-31 的火控和通信系统比通常的苏联战斗机要强大和先进得多,因此也需要一个专职的雷达和系统操纵员,这就是米格-31 采用双座的最大原因。为了为雷达和系统操作员提供一个较暗的工作环境,后座差不多是密闭的,只有两个小小的窗可供后座向外张望。后座不仅操作雷达,也负责半主动雷达制导空空导弹的末端雷达照射。米格-31 强大的雷达和专职的雷达操作员使它可以充当简易预警机,和其他战斗机协同作战,但这和真正的预警机还是有很大距离的。米格-31 也可以用红外搜索跟踪装置发现和攻击敌机。

这是米格-31 的设计模型之一,和后来的米格-29 有几分相像

这是另一个米格-31 的设计模型

米格设计局还考虑过这个变后掠翼的设计,基本上就是放大的米格-23 加上米格-25 的进气口

这是双垂尾的变后掠翼设计

还有安装升力发动机的短距起落型的设计

最后的米格-31 还是以米格-25 为基础,加长成双座,并作了大量改动,实际上和米格-25 已经是貌合神离了

米格-31 的 R-33(AA-9)导弹据说有美国 AIM-54“不死鸟”的影子,这是米格-31的主要武器

米格-31 最牛的当属这个巨大的被动相控阵雷达,这是世界上第一个把相控阵雷达搬上战斗机的飞机
  米格-31 其实和米格-25 已经是貌合神离了。在结构上,米格-31 的钛用量从米格-25 的 8%增加到 16%,铝从 12%增加到 33%。发动机从两台图曼斯基 R-15 涡喷换成两台加力推力达 14,886 公斤的索洛维耶夫 D-30 涡扇发动机,这是当时世界上推力最大的战斗机发动机。从推重比和气动外形来说,米格-31 应该可以达到 3 倍音速的,但受限于发动机和机体的耐热能力,最大速度限制在 2.8 马赫。挂副油箱、带 4 枚 R-33 导弹、以 0.8 马赫巡航的航程达 3,000 公里,为此还特地为飞行员们提供了按摩椅、塑料管装的自加热的汤或饮料,还有尿袋。翼根增加了不大的边条,机动性有所提高,过载容限从 4.5g 增加到 5g,并且容许在低空飞超音速。米格-31 最大的变化在于武器系统,其被动相控阵雷达可以探测 200 公里外轰炸机大小的目标,跟踪距离 120 公里,可以同时跟踪 10 个目标,攻击 4 个目标。米格-31 还有后向雷达,后向探测和跟踪距离分别为 90 和 70 公里,可以探测尾追的敌机和制导发射后向后转弯的空空导弹。米格-31 的雷达可以在正负 70 度的圆锥里攻击目标,这比通常西方战斗机雷达的攻击角度要大得多。米格-31 的红外搜索跟踪装置也在水平方向上有正负 60 度的范围,在垂直方向上有正 6 度、负 13 度的范围,追尾探测距离达 40 公里。4 架米格-31 可以按 200 公里间距,脱离地面引导,由数据链控制自动地协同交战。最神的是,“长机”可以通过数据链,直接控制“僚机”的自动驾驶仪,飞往目标区,自动截获目标,并自动交战。当然,这一切也可以半自动地进行,数据链传送指令,“僚机”飞行员执行指令,所有数据交换不需要通过话音信息。在地面控制范围内,地面也可以遥控。这是空中网络战的前身,是苏联电子技术的巅峰。米格-31 的主要武器是外形酷似美国海军的 AIM-54“不死鸟”的 R-33(北约代号 AA-9)远程空空导弹射程达 120 公里,射高为 28-50,000 米,后向射程也达 20 公里。有趣的是,米格-31 有一门 6 管 23 毫米加特林炮,射速 6,000 发/分(一说 8,000 发/分),带弹 260 发。就米格-31 的机动性,要用航炮攻击敌人的战斗机或者巡航导弹,那是要撞大运才能打得上;用来对地攻击就更离谱了,这样庞大、昂贵的战斗机用航炮扫射地面目标,实在是大材小用。大改的米格-31M 取消了航炮。
  米格-31 在 1975 年 9 月 16 由试飞员费多托夫首飞,1983 年进入现役,但各种试飞依然在继续进行,费多托夫就是在 1984 年飞米格-31 时失事牺牲,米格设计局的首席试飞员由曼尼茨基接任。米格设计局本来在研制大改的米格-31M,取消航炮,挂载射程达 300 公里的 R-37 导弹,雷达探测距离增加到 400 公里。但米格-31M 生不逢时,流产了。具有对地攻击能力和防空压制能力的米格-31F 及种种增强米格-31 的能力的计划也同样流产了。米格-31 在冷战后也遇到了俄罗斯军费裁减的大斧,空军和防空军合并后的第一任俄罗斯空军司令邓涅金将军在军费严重紧缺的情况下,大刀阔斧地整顿空军装备体系,将所有单发战斗机退出现役(所以所有米格-21、米格-23 和米格-27 退出现役),防空专用的米格-31 也大量封存。这不能简单归结为米格设计局在政治上的失势,而是和俄罗斯空军的作战思想有关。苏-27 具有无可置疑的优秀的空战性能和对地攻击的潜力,航程远,武器系统能力十分强大而且均衡,比专业防空的米格-31 更能适合灵活主动的空军战略。但两次伊拉克战争后,巡航导弹和隐身飞机的威胁剧增,米格-31 这样的空中机动的防空导弹营既具有高速、远程、机动部署的特点,又具有容易识破隐身和巡航导弹的下视下射的能力,对俄罗斯防空的重要性重新得到了赏识。在普丁的介入下,据说 75%的米格-31 都恢复了现役状态,米格-31 的未来或许不那么暗淡。



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分类:武器装备
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 2007-08-04 22:00