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斯特蕾卡/现实原型

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2024-04-14更新

    

最新编辑:湖边的风

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更新日期:2024-04-14

  

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湖边的风
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徐天辰-霜天

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角色信息 空艇数据 现实原型 测评 画廊

本次「铁屑余烬Ⅱ」活动的斯特蕾卡的ARMS明显是BI火箭动力战斗机。BI在苏联航空航天历史上是举足轻重的。

BI

基本信息

按照一般苏联飞机命名原则,BI应取两位设计师的名字缩写,即Berez-Isa,但这个原则是1941年夏季卫国战争爆发后才开始使用的,当时别列兹尼亚克和伊萨耶夫只是总体设计团队和发动机设计团队的负责人,如果按设计师名字命名,那应当以293厂总师博尔霍维季诺夫的名字命名(当时的文件也确实是这么命名的)不过按1941年以前根据用途的命名方式,BI也可理解为“短程战斗机”

Berez-Isa结构图

BI采用下单翼常规布局,机身长6.9米,翼展6.5米。机身使用硬壳式结构,主要使用木质组件。为增强后机身强度与航向稳定性,机尾安装了尾鳍,恰好也用于安装尾轮,平尾的末端也加装两个小的圆形垂直安定面,同时,平尾与垂尾、尾鳍之间有加强杆支撑。

BI使用的发动机是由L·S·杜什金领导设计的RD-1A1100型火箭发动机。该发动机海平面推力为1100千克力,平均推力204千克力,最长连续工作时间不超过3分钟,使用寿命20分钟。由于火箭发动机是通过产生高速气体推动飞机,因此发动机被布置到飞机尾部,飞行员座椅后方就是硝酸氧化剂罐和火箭发动机

由于机头不需要安装发动机,所以空出来安装煤油燃料瓶罐和武器。关于武器,BI早期考虑携带两挺7.62mm机枪和两挺12.7mm机枪,但受重量限制,原型机安装的是两门20mm ShVAK机炮,总备弹90发,真就苏空人均狙击手。不过也是,BI比普通战机小上一圈,她是一架迅速爬升、一击脱离的前线截击机,而不是需要长时间巡航、与敌机狗斗的战斗机。

火箭截击机与普通战斗机性能对照表

相较于当时的普通战斗机,BI最大的优势在于极高的爬升率和极快的反应速度,让敌方轰炸机几乎没有时间准备防御,也使夜间探照灯发现敌轰炸机后迅速截击成为可能。

BI的另一个优势是全机只有约100个部件和9个系统(传统飞机则有多达上千个部件和十几个系统),成本大大降低,在战争期间甚至可以在普通的家具制造厂完成制造(什么空中T-34)

研发历史

20世纪30年代,随着火箭的发明,苏联一批设计师开始论证给飞机安装液体火箭发动机的可能性。

在这批设计师中,科罗廖夫将火箭助推器安装到自己的滑翔机上,这架新飞机被命名为RP-318。1940年2月28日,RP-318在2600米的高空以80千米/小时的速度投放。在火箭助推器的帮助下,RP-318达到了150千米/小时的速度,成为了苏联第一架火箭动力飞机,但离从地面自行起飞还有相当一段距离。

1941年早春,受RP-318启发,设计一种新型火箭动力飞机的想法在苏联第293厂的两位工程师:亚历山大·亚科夫列维奇·别列兹尼亚克与阿列克谢·米哈伊尔洛维奇·伊萨耶夫的交流中诞生了。

别列兹尼亚克:“阿列克谢,让我们设计一种由燃料火箭发动机驱动的战斗机吧!”

伊萨耶夫:“液体燃料火箭发动机?驱动战斗机?那是什么想法?”

随后,别列兹尼亚克详细地向伊萨耶夫描述了RP-318,并提出了他自己的想法。然后伊萨耶夫被吸引住了,两位设计师便开始利用晚上的空闲时间初步设计这型飞机。这个阶段的设计都是在一块胶合板上进行的。

阿列克谢 米哈伊尔洛维奇 伊萨耶夫

一个多月后,别列兹尼亚克和伊萨耶夫将他们的设计工作向293厂的首席设计师维克多·费奥多洛维奇·博尔霍维季诺夫汇报。博尔霍维季诺夫仔细研究后,对两人说:“嗯,这可能是对的,你们大胆地设计下去吧!”博尔霍维季诺夫十分支持这个项目,几乎每晚都会去别列兹尼亚克和伊萨耶夫那里看他们的图纸和计算过程。

维克多 费奥多洛维奇 博尔霍维基诺夫

随着卫国战争的爆发,苏联空军大量飞机被德国的突袭摁在地上,苏联急需拥有快速拦截能力的火箭动力飞机。

1941年7月9日,博尔霍维季诺夫将有关火箭动力战斗机的预研报告寄给斯大林,斯大林对该项目十分满意,并希望这种火箭动力飞机可以在一个月内完成初步设计,而不是设计团队估计的三个月。

然后嘛,飞机的总体生产和发动机生产开始高速进行,较为复杂的起落架承包给了另一家工厂。到了1941年9月1日,除发动机以外的所以部件都总装完成,开始在拖车上进行高速滑行试验。不久之后,BI的全尺寸模型在苏联中央空气流体力学研究院(TsAGI)的T-101风洞中进行气动试验,之后BI将火箭发动机尾喷口用整流罩封住,由一架Pe-2携带进行了15次滑翔试验,试飞员鲍里斯·N·库德林全程参与了这15次试验,并记录了飞机低速飞行的气动特性,稳定性与操控性。

火箭发动机的试验也相继开始,不过由于氧化剂是毒性较强的硝酸,进展较为缓慢。

被封住尾喷口的BI试验机

与此同时,德军跨过第聂伯河,包围了基辅,逼近莫斯科。1941年10月16日,设计局与293厂奉命转移到乌拉尔山脉以东的斯维尔德洛夫斯克(现叶卡捷琳堡)的一个小镇上,依托一座废弃大坝建立了试验平台。

此时库德林的身体状况不太乐观,不适合进一步跟进测试,后续的试飞由在卫国战争期间击落6架德国战斗机的王牌飞行员、航空发动机测试专家格里戈里·巴赫奇万吉负责,他还是从前线被秘密召回的。

格里戈里 巴赫奇万吉

第一次与设计师见面,巴赫奇万吉就提出了一个请求:“我愿意在这里熟悉这架飞机,毕竟我曾是个机械师。”后来,他整天在车间和试验台参与新飞机的研发。

1942年2月20日,在三次短时间试车后,火箭发动机进行了第一次全状态试车,但刚刚开始试车3秒后就发生了剧烈爆炸,失控的发动机击穿了氧化剂罐,硝酸喷射而出,在现场的测试员帕洛和巴赫奇万吉的脸上留下了伤痕。

同年3月,试车台被重建,进行了14次点火测试。5月,BI整机开始进行高速滑行试验,并短暂离开地面。

1942年5月15日,斯维尔德洛夫斯克附近的科利佐沃机场所有航班取消,连飞机都全部转移进机库。BI要首飞了!

巴赫奇万吉穿着一件旧的飞行夹克和一双旧靴子坐在BI的机舱内。另一位试飞员费多罗夫驾驶Po-2执行气象侦查任务,已于稍早些起飞。

天气一直阴沉沉的,直到下午6点,天空才逐渐放晴(由于苏联纬度较高,此时尚早)拖拉机牵引着BI从滑行道滑入跑道,伴随着“远离飞机尾部”的命令,火箭发动机喷射出一道明亮的火焰,BI开始在跑道上高速滑行。抬尾轮,拉杆,飞机开始以最大速度拖着长长的尾焰快速爬升,几乎在1分钟之内就爬升到了1500米以上,地面上的人只能看到一个闪亮的小光点。

由于火箭发动机的特性,巴赫奇万吉只能通过爬升来控制飞机的速度。等到发动机因燃料耗尽而关车后,才能返场着陆。

首飞持续了约3′9″,火箭发动机工作了约66″,飞机最大速度达到了360㎞/h,最高高度达到了840m,最大爬升率23m/s。

这次飞行是BI的第一次飞行,也是苏联载人火箭动力战斗机的第一次飞行。

巴赫奇万吉是这样描述BI的飞行特性的:

“这架飞机在操作上与Yak-1非常类似,起飞和爬升十分平稳,没有偏航和滚转倾向,可以以更高的速度和更陡的角度爬升。飞机转弯时机头不会上下抖动,需要根据转弯的程度带杆。与传统飞机相比,驾驶这种飞机是非常愉快的,飞行员没有螺旋桨、活塞式引擎噪声和机头的废气进入驾驶舱。飞行员的机舱视野要好得多,仪表也经过精心布置,易懂且十分简洁。这架飞机要优于同时代的绝大多数战斗机。”

BI(绘画作品)

BI一共制造了7架。第一架原型机BI-1的结构被硝酸蒸汽腐蚀,所以随后的试飞任务在第二架和第三架原型机上进行。

BI-2于1943年1月10日同样由巴赫奇万吉完成首飞,这次进一步提高了飞行高度,也检查了第一次飞行时起落架产生的振动现象。BI-3则在1943年3月完成了全部试验。

1943年3月27日,第七次飞行,BI-3准备冲击800千米/小时的极速。就在发动机关车后,飞机的机头突然下垂,巴赫奇万吉不管怎么努力拉杆,飞机都没有任何响应,最终BI-3以50度角撞击地面,试飞员巴赫奇万吉不幸牺牲。

此次试飞事故的原因,也是当时各国的科研人员普遍没有认识到的问题。BI的平直翼在亚音速段性能较好,但在跨音速段气动焦点后移严重,造成极大的低头力矩。同时,伴随速度的提高,BI暴露出锁舵的问题:舵面上的气动载荷随速度的增加而增大,相应的,飞行员想要偏转舵面则需要更大的力。在螺旋桨飞机上,只有俯冲时才会锁舵,但在BI上就需要时刻注意速度的控制,否则飞机随时会变成一块飞砖,完全无法控制飞行方向。

BI原型机(从上到下依次为BI-1 BI-5 BI-6)

后来在D-1A1100的基础上,伊萨耶夫将火箭发动机的寿命提升至1小时,并于1945年1月设计局返回莫斯科后进行了最后几次试验,最终的最高速度达到了587千米/小时。

BI-6安装了冲压发动机,尝试延长续航时间,但最终BI的留空时间依然不足。

过短的留空时间、不足的火力严重制约了BI的发展,巴赫奇万吉的殉职更为她的研发蒙上了一层阴影。最终在卫国战争结束后,BI的相关试验全部停止。

BI-6设计图

后来的故事

BI的总体布局设计师别列兹尼亚克从1957年3月起担任彩虹设计局局长兼首席设计师,成为苏联导弹领域的中流砥柱,先后设计了苏联第一型空对舰导弹AS-1以及大名鼎鼎的SS-N-2“冥河”反舰导弹。

BI的发动机系统设计师伊萨耶夫设计的一系列校正制动推进系统先后在“东方”号、“上升”号和“联盟”号载人飞船上使用,他也为苏联探月计划研制了苏联第一台氢氧火箭发动机,他的名字也被用于命名月球上的一座环形山。

苏联为了纪念伊萨耶夫发行的信封

1942年10月17日,巴赫奇万吉因测试第一架火箭战斗机而被授予列宁勋章,他牺牲40年后被追授苏联英雄称号。苏联为了纪念巴赫奇万吉发行的邮票和信封

依托BI展开的研究推动了苏联一大批航空航天技术的发展。尤里·加加林曾评价道:“如果没有这些设计师在BI液体火箭动力飞机上做出的探索,就不会有后来苏联航天的一系列成果,我就更不可能在1961年4月12日乘坐飞船进入太空。”

BI的原型机后续被用于各种测试,但几经波折,最终只有BI-1保存了下来,并在修复后于1981年8月27日在莫斯科郊外的莫尼诺中央空军博物馆展出。在叶卡捷琳堡的科利佐沃机场(SVX),也矗立着一座直指长空的BI雕像,这里正是她诞生、测试和起飞的地方。

在莫尼诺中央空军博物馆展出的BI-1

灰烬战线DOLLS

在了解BI的历史后,斯特蕾卡·改 中的信息便十分耐人寻味。

在立绘中,很明显可以看到翼稍安装有两台发动机,结合图纸不难发现斯特蕾卡·改 的机装原型就是BI-6,翼稍的发动机就是冲压发动机,DOLLS资料也证实了这一点。

资料最后一句提到的“新装备”我想应该是冲压发动机没跑了,那么“进一步的可靠性测试”和“已经有许多DOLLS也希望能够使用斯特蕾卡改进后的新装备进行实战”反应的便是现在的一些国家对冲压发动机的研究,以及尝试在高超音速飞行器上使用冲压发动机。

至于冲压发动机,这便是另一个故事了。