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逐步国产化

2016-03-29江上

兵器 2016年4期
关键词:发动机飞机

江上

基本构造

里-2系列飞机数量庞大,变型颇多,但基本构造则大同小异。

◎基本参数

里-2可兼作夜间轰炸机和军用运输机使用,长19.647米,机高5.135米,翼展28.813米,总重11.28吨,最大平飞速度325千米/小时,实用升限5600米,最大航程2500千米,最大载重约2000千克,载客12?14人。机组成员为6名,分别是机长、领航员兼投弹手、无线电报务员、随航机械师和两名机枪射手。

◎飞机结构

里-2是一种双发张臂式全金属单翼飞机,其组成部分包括机身、前后中翼、发动机舱、外翼、翼尖、副翼、高度舵、方向舵、垂直尾翼、水平尾翼、机尾整流罩和着陆襟翼等。机体各部分用角钢和螺栓相连。

该机机身为桁梁式结构(半硬壳式),机身横切面为椭圆形,大部分桁条(纵梁)由圆头角钢制成,上下两侧都是客(货)舱的窗户,每个窗框都是由“门”字形加固桁条制成。机身框架由铆接构件和冲压构件组成。外表蒙皮为0.6?1.8毫米厚的硬铝板。螺旋桨旋转面铆接有补充金属板。用隔板将机身分隔为驾驶舱、客舱、后行李舱和尾舱。驾驶舱采用金属地板,货舱地板由松木桁条和胶合板铺设而成。机首整流罩采用冲压工艺,机尾整流罩有骨架和蒙皮。左舷设有前舱门和客舱门,后者打开时向上掀起。在机尾货舱门内还有一个小门,右舷后部也有一个舱门。

驾驶舱风档正面由三合安全玻璃(夹层玻璃)构成,旁边是可滑动打开的有机玻璃窗。机长与领航员座椅都安装装甲靠背,机长在左,领航员在右,中间是过道。驾驶舱顶部设有紧急出舱口。客舱内有25个为乘客提供的可折叠式木质座椅,客舱内还可以安装一些支柱,用以固定18个担架。同时会保留两个座椅,供陪护的医务人员或轻伤人员使用。客舱内没有暖气和内饰蒙皮,窗户框为木质。

中翼内有三个主翼梁和一个副翼梁,这些翼梁的横剖面均为“工”字形。翼肋由金属冲压而成,桁条由圆头角钢制成。桁条表面覆盖着带有褶纹的承力蒙皮。再外面的蒙皮由0.8?1.8毫米厚光滑金属制成。机翼后部是由冲压翼肋和桁条组成的骨架。机翼的可拆卸部分(外翼)由三个翼梁、桁条和翼肋组成,外面覆盖有光滑的硬铝蒙皮。与外翼相连是带有差动控制的开缝副翼。着陆襟翼分为4个部分:2个在中翼下,2个在外翼下。可调节的襟翼采用液压传动方式。

尾翼采用经典的单垂尾布局。垂直尾翼与水平尾翼为多梁式整体机翼,外面有硬铝蒙皮。补翼为单梁结构,外面有蒙布。所有补翼和副翼都安装有配平装置。发动机舱内部署有润滑油箱、润滑油散热器和起落架主支柱。飞行过程中,起落架主支柱被液压系统向后收起,进入发动机舱,然后发动机下舱门关闭,此时机轮的一部分被留在外面。起落架减震系统采用气动液压装置。前机轮尺寸为 1200×450毫米,采用液压制动装置。后机轮尺寸为500×250毫米,是不可收起的全向回转机轮(可作360度回转的转向机轮),安装有制动锁。机轮可以替换成不可收起的滑雪板,此时,起落架后部会采用冬季支撑柱。

◎发动机和螺旋桨

该机采用ASh-62IR型九缸星形气冷活塞发动机,单台功率735.5千瓦。发动机安装在钢管焊接的发动机架上,外面有橡胶减震套筒和圆柱形发动机罩。冬天还会在前面安装用于调节空气的百叶窗。发动机启动时,可以使用RI-24型电动机或自动启动机激活。

与发动机配套的VISh-21型螺旋桨采用三叶布局,桨距可变,桨轴上安装有尖顶卵形整流罩、轴套上安装有棘齿,自动启动机通过这种棘齿带动发动机。中翼的翼梁下有四个汽油箱,由铝锰合金铆焊而成。前面的油箱最多可以加注795升汽油,后面为760升。油箱内加注有惰性气体。润滑油箱容积为145升,安装在发动机舱内。它的设计与汽油箱相同。发动机舱内还部署有立式润滑油散热器。外部冷却气体主要从发动机舱下的导管进入,可以吹送到散热器上。夏天,发动机舱内还会加装一个水平的润滑油散热器。为了除冰,可以用酒精混合液清洗桨叶和风档玻璃。

◎武器系统

里-2的轻武器包括4挺7.62毫米ShKAS机枪,机首有不可旋转式机枪架,弹药为450发。机长利用左操纵盘上的按钮通过M10电子系统进行射击,机械式装弹系统分为手动和铰索传动方式,与机枪配套的KPT-5瞄准具则位于机首左侧蒙皮之外。射击时,弹壳通过专门管道从下后方排出机舱,空弹链则被收集于机首底部的隔舱内。

机身顶部安装有一挺带MV-3型枪架的ShKAS机枪,配备三箱子弹,每箱500发,控制它的射手使用MPT-1瞄准具,空弹壳与弹链收集在一个大口袋里。

还有两挺机枪安装在原来的行李舱处。非作战条件下,舱门上的小窗口是关闭的。作战时可以向内、向上掀开这个小窗口,将机枪枪管对准窗外。射手也使用KPT-5瞄准具,每挺机枪的弹药为1000发,弹壳与空弹链将被收集在专用口袋里。

飞机的轰炸武器挂在一个桥形横梁上,梁上有四个Der-19挂架,可悬挂四枚250千克重或两枚500千克重的航空炸弹,与之配套的NKPB-3瞄准具安装在驾驶舱右侧窗口处,覆盖有可掀开的遮阳板。

◎操纵系统

飞机有两套驾驶系统,通过钢索与摇杆来执行驾驶指令。飞机装备所有必需仪表,其中包括曾经计划安装的盲降系统,即“夜-1”(也称“警戒线”)。飞机还安装有AVP-12自动液压驾驶仪。机上还有两套独立的液压系统,第一套液压系统供AVP-12自动驾驶仪使用,液压泵在右侧发动机舱内,由该发动机带动;第二套为剩下所有液压设备提供动力,液压泵在左侧发动机舱内,另外第二套液压系统还包括紧急手动液压泵。机载供电系统为双线模式,由两台GS-100发电机或两组12-A-30蓄电池提供电能,每台发动机带动一台GS-100发电机。飞机上装备有FS-240着陆灯、导航灯(机翼上为AB-37型,机翼整流罩上有HS-37型)和内部照明系统。

飞机使用RSB比斯电台,天线杆位于驾驶舱顶和垂尾项端。RPK-2电罗经的环形天线位于机身顶部水滴形整流罩中。发动机舱内设有灭火系统,机舱内放置有手持灭火器。

生产中完善

1939年10月,仅苏联空军就提出510架的订货,到了1943年1月则希望增加至815架。民航总局到1940年1月也提出要购买100架里-2客机,显然仅靠第84工厂远不能满足需要。为使里-2年产量达到500架,航空工业人民委员会开始在中亚名城塔什干新建第34飞机制造厂。1940年1月11日,该委员会还命令第124飞机制造厂转产里-2,但因该厂负责繁重的别-8多用途水陆两栖飞机维修工作,所以前后仅造出10架里-2。

◎1940年的增产工作

作为生产大本营,第84工厂紧急引进新机床、征召专家、申请大量补充经费,终于使里-2飞机的产量从1940年第二季度开始骤增。1940年底至1941年初生产的飞机采用了苏联国产部件,如启动机下带有棘轮的整流罩和正面冬季整流罩、VISh-21螺旋桨、RPK-2无线电罗盘和大尺寸起落架机轮等,仪表与设备全部实现国产化。但由于苏联产品没有美国原装货那般精巧,所以高度国产化的里-2空重比原型机增加了140千克。

1940年全年,苏联一共生产64架里-2,其中51架被接收。但第84工厂未能完成年度75架的计划。所有交付的飞机都是客机,其机组成员为五人,即机长、领航员、无线电报务员、随航机械师和女乘务员,当时女乘务员被称作服务员(在餐室或小卖部工作)。机舱内可以乘坐21名乘客,如果飞机加满油的话,则只能坐13人。

这一年生产的里-2飞机有很多毛病,尤其刹车卡滞现象频繁出现。其主要原因是苏方简化了刹车系统的设计方案,而且液压与制动系统长期存在露油现象。另外,无线电设备与发动机汽化器也经常发生故障,令里-2机组总是提心吊胆,非常羡慕在美制DC-3客机上工作的同行。不仅如此,首批交付的国产里-2还存在造价高的问题,原计划单价为149.8万卢布,可实际交付价格则达到395万卢布,是原来的264%。

不过,第84工厂改进生产的能力也显著提升,1941年第一季度就生产了40架里-2,4月就交付当年第100架里-2。随着产量上升,性能可靠性也得到改善,用户的抱怨不再像1940年那么多了。

◎卫国战争早期的生产与改型

1941年纳粹德国发动全面侵苏的“巴巴罗萨”行动之前,第84工厂只生产里-2民用客机。战争开始后,该厂把产量增加了122%,并开始转产军用运输机。从1941年7月开始,第84工厂拿出一批简装版的空投货机,舱内没有乘客座椅。8月上旬,工厂开始生产带宽大舱门的里-2,舱门向上开启,可以运载2500千克甚至3000千克的货物。10月起,第84工厂又拿出一批简装版里-2特种飞机,主要用来输送伤员,舱内可以安置18名卧姿伤员和2名坐姿伤员。

战争爆发的头几个月,苏联运输机损失惨重,为此苏军决定原先的客运型里-2安装防御武器。7月底,民航总局特别航空大队的库利克设计出一款VUS-1机枪,采用MV-3旋转枪架,机枪安装在机身顶部,对付从高空俯冲攻击的敌机。另有两挺机枪安装在行李舱内,通过小舷窗向外射击。

不久,民航总局特意在莫斯科弗努科沃机场成立一个武器安装车间,专供库利克团队为民航总局的机群安装武器,同时还在机身底部安装防护装甲。仅在1941年8月,该车间就武装了30架里-2客机。

很快,库利克的设计方案被推广到第84工厂,从9月初开始,该厂为量产里-2飞机安装顶置机枪旋转架,9月底又在侧舷和机首安装固定式ShKAS机枪(采用佩-2俯冲轰炸机的制式枪架)。为了让机首机枪将弹壳排出舱外,设计师专门制定了一个向下开口的管道,但开始时弹壳总是卡在管道里。这是因为管道材料不够坚固,总被弹壳击破击穿,导致卡塞。后来管道采用更坚硬的钢材后,这一问题就不再出现了。

◎迁往塔什干

因为德军快速逼近莫斯科,1941年10月14日第84工厂全面停产,设备开始向中亚塔什干疏散,放置到尚未建完的第34工厂厂区里。后来这两家企业干脆就地合并,仍叫第84工厂。1942年1月7日,新工厂生产出第一架里-2飞机,整个1月份共生产出6架。

由于许多工厂都在疏散过程中,飞机的大量零部件都不能及时到位。为了尽快造出更多飞机,第84工厂只好自己加工型材和零部件,因此质量有所下降。为了节约金属,第84工厂不得不使用大量木质构件,不仅导致飞机自重增加,还降低了飞机的性能。例如该厂一度为飞机安装比斯h-21-D-22型木质螺旋桨,桨根由热压胶合板(多层白桦木薄板热压)制成,其它部分用松木制成。但前线飞行员反映,采用木质螺旋桨后,飞机航速下降12-25千米/小时,超过1800米后爬升速度下降,最大升限也下降了500米,结果木质螺旋桨被紧急叫停。这个时期制造的里-2还把统一的液压系统一分为二。自动驾驶仪使用右侧发动机的液压泵,其余设备使用左侧发动机的液压泵,显然失去双液压系统后会降低各种设备的可靠性。由于物资匮乏,液压系统内流动的也不再是昂贵的MVP高纯矿物润滑油,而是廉价的酒精甘油混合物。

继续完善

◎变身轰炸机

1942年春,第84工厂将苏军在卡累利阿前线缴获的两架芬兰民航DC-3客机(当时芬兰已追随纳粹德国展开对苏作战)改成临时轰炸机。3月8日,丘里科夫机组驾驶其中一架袭击了芬兰奥卢港,取得一定战果。

鉴于运输机改轰炸机方案可行,苏联第43独立设计局负责人舒雷金协助第84工厂拿出正式的里-2运输/轰炸多功能飞机,并于7月送到空军红旗科研所测试,结果令人满意。从9月15日起,大量新生产的里-2飞机开始接受轰炸功能改装,10月开始对此前生产的里-2进行改造。

根据方案,炸弹悬挂在飞机中翼下,上面有4个Der-19型挂架,挂架上最大可悬挂500千克的炸弹。除了炸弹,还可以挂载带降落伞的货物袋或油箱。飞机使用ESBR-ZP型电子炸弹投掷器和紧急情况下使用的机械投掷装置,驾驶舱右窗外部还安装NKPB-3(夜视)轰炸瞄准具。另外,所有量产的轰炸机在侧舷处安装UTK-1旋转机枪。

经过轰炸功能改装后,里-2的最大航程缩短为2350千米,爬升速度也降低了,需要10多分钟才能飞到5000米高空。机体进行一系列加固,起落架主支柱采用向后的双撑杆,减少了起落架上横梁在飞机转弯降落折断的概率。飞机起落架在夏天时可以安装机轮,冬天可以使用滑雪板。另外,飞机夏季长时间高空高速飞行会导致润滑油过热,为解决这一问题,不得不在夏季再安装一个润滑油散热器,它安装在发动机舱外的机身上,没有任何整流罩,发动机排放出的气体经过冷却后吹送到汽油箱上。这样做的目的是当炙热的弹丸击穿油箱时可以降低起火的危险,也有些飞机用纤维油箱取代金属油箱。

◎除冰装置

从第62批次开始,量产里-2飞机都安装除冰装置。除冰装置是利用一根金属管沿着机翼向其前缘冲送热气。有些飞机还尝试除去水平尾翼上的结冰,方法是为水平尾翼涂上导电浆液,以便电流经过,利用浆液发热来除冰。1942年11月5日,弗努科沃机场车间曾将这种除冰装置安装到两架里-2飞机上,年底又有12架飞机参与这项试验。

从第67量产批次开始,水平尾翼电热除冰装置成为里-2运输机的标配设备。

◎1943年的改进

从第90批次开始,驾驶舱内开始引入紫外线发光技术,极大地减轻机组成员在夜间的工作强度。在肉眼不能看清的黑暗之中,发光的仪表盘与按键、开关、操纵杆上的各色灯标可以让机组成员轻松操作。由于里-2承担大量夜间行动,机组对排气道消焰设备的需求非常强烈。因为排气道中出现的火焰会暴露飞机位置,极易被敌方高炮和拦截战机发现。

设计人员尝试过多种消焰方案,最终选择GAM10消焰罩,它由中央航空发动机制造研究所的A·I·采波夫设计。装GAM10消焰罩的里-2先送交空军红旗科研所进行试验,随后又转交给远程航空兵第1师进行部队试验。1943年7月,部队试验工作结束。从同年8月的第98批次开始,里-2机群全面列装安装GAM10消焰罩,由于军方要求为本批次所有里-2运输机都安装GAM10消焰罩,所以交货时间推迟五天。从第107批次开始,里-2飞机安装一种可以自动挂弹的设备(此前均需手工挂弹),又解决了货舱门外凸问题,减小襟翼与副翼、整流罩与桨根之间的缝隙,机翼前缘采用隐藏式铆接工艺。

◎专用飞机

在1943年量产的里-2运输机中有三批数量不大的专用飞机。10架飞机在机身内加装补充式油箱,从而扩大作战半径,以便前往敌后执行轰炸任务,另有5架飞机经改装后被作为前沿基地加油机,装备给远程航空兵部队。这两种飞机都没有喷涂特殊标志。还有5架里-2运输机被改装成军民两用客机,专供1943年6月苏联代表团前往德黑兰开会,它们组装得非常仔细,并且有专门的委员会进行监督。

另有一架(有消息称三架)专机交给内务人民委员会第1航空团(驻扎在莫斯科郊外的贝科沃村),它是斯大林的专机,座位减少了,隔出来的单间很豪华。但斯大林一次也没有乘坐过该机,原因是他认为美国军援苏联的C-47运输机更好一些,虽然不怎么舒适,但比较快速和可靠。

附录1:里-2去了哪些国家

1944年8月,苏联向波兰人民军移交五架里-2,这是该机型第一次走出苏联国门。这些飞机不是新的,也不是同一批次的。它们装备波军独立第2航空兵大队,全部飞行与地勤人员均来自于苏联。第6运输航空兵大队是第一支由波兰人组成的里-2部队,该大队驻扎在华沙附近的奥肯切空军基地,1945年3月中旬,该大队开始赴前线作战。

1945年7月,苏联政府决定向波兰提供20架里-2客机和货机,这些出口型里-2加工精致,首批15架于1946年4月交货。但它们并未交给波兰空军,而是给了LOT航空公司。1947年4-7月,波兰空军拿出4架里-2飞机,跟随“维斯拉”部队集群行动,打击活动于波兰和苏联国境线上的追随纳粹的乌克兰反抗军。这些飞机主要用来运送弹药、粮食和医药,返回时运载伤员。1972年5月,所有里-2才从波兰空军中退役。

1946年上半年,苏联援助罗马尼亚12架里-2,9至10月援助保加利亚2架,后来又开始向其他东欧国家提供里-2。1952年,匈牙利获得两架里-2P运输机,波兰3架,捷克斯洛伐克8架。1951至1952年,苏联还生产了58架空军专用的里-2,提供给中国和朝鲜。后来,里-2又提供给古巴和越南民主共和国(北越)。1968年夏,北越飞机在夜间向南越空投物资和空降兵,机组成员来自苏联和北越,虽然这些里-2在返航时伤痕累累,但没有一架被击落。

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