雅克-15戰鬥機,德國噴氣式發動機和雅克-3的跨代組合

前言

成立於1939年的雅科夫列夫設計局,因其在二戰中設計的多款戰鬥機表現優秀而世界聞名,同時躋身蘇聯幾大飛機設計局之一。當上世紀40年代中期航空工業進入噴氣時代起,極富前瞻性的雅科夫設計局也開啟了噴氣式戰鬥機研製工作,雅克-15“羽毛”正是它的第一款噴氣式作品。

1946年4月24日首飛,只比米高揚設計局的I-300(米格-9)晚3個小時上天,當天土希諾機場安排首飛的雅克-15和I-300(米格-9)正在互爭誰先上天。“蘇聯第一款噴氣式戰鬥機”——這個榮譽對於兩家設計局來說都志在必得,最後沒辦法只能通過拋硬幣方式才得以解決。很不幸雅克-15沒能優先,眼睜睜看著I-300絕塵而去,也許這一幕無形中暗示了接下來的日子裡,米高揚設計局必將引領新一輪噴氣時代大發展,而雅科夫設計局只能甘拜下風逐漸退化到依賴教練機求生存。

看起來胖乎乎的I-300(米格-9)以投硬幣的方式,首飛耗時20分鐘成為蘇聯第一款噴氣式戰鬥機,採用德國BMW 003發動機(蘇聯仿製型號RD-20),設計參考德國He 162“火蜥蜴”國民戰鬥機。

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米格-9戰鬥機

硬幣沒拋贏的雅克-15只能聽天由命,在I-300(米格-9)回來後再安排上天,兩者僅差3個小時榮譽擦肩而過只能感嘆認命。

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雅克-15戰鬥機

研製基礎

活塞戰鬥機時代雅科夫設計局簡直是光芒四射,二戰期間雅克系列機型總產量超過3萬架,雅克-3更是在吸收蘇德戰爭前兩年經驗基礎上研製而成。極強的機動性甚至讓德軍規定不能與之在低空纏鬥,雅克-3憑藉優異的性能以及戰場出色表現,成就一代名機這也為接下來的雅克-15出爐打下基礎。

1942年底,當雅克-3投入戰場時成了全球最先進戰鬥機之一,甚至可以將它稱之為同期真正意義上的低空狗鬥之王。採用一臺M-105R液冷發動機,最大飛行速度660千米/小時,實用升限11500米,最大爬升率每秒19.3米。這還不算完,後期裝備VK-108發動機甚至達到745千米/小時最大飛行速度,基本已經達到活塞式戰鬥機的性能極限。

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雅克-3戰鬥機

雅克-3戰鬥機採用全金屬結構、以及後三點收放式起落架,下單翼佈局並應用氣泡式座艙,一門20毫米機炮和兩挺12.7毫米機槍。以裝備VK-107A發動機的雅克-3為例,最大飛行速度720千米/小時,最大升限11800米,航程1060千米。

雅克-3總計生產4000多架,是蘇聯在二戰後期空優性能最強的戰鬥機,也是唯一可以單挑德國Bf 109E/F機型。傳聞1944年,一隊新編成18架雅克-3迎戰30架Bf 109,戰果是擊落15架敵機而自身無一損失。

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雅克-3戰鬥機

二戰德國投降後,趁著攻入本土蘇聯獲得大量德式科研成果,其中就有噴氣式發動機,包括:BMW 003、容克斯Jumo 004渦噴發動機。另有大量成品機型,包括:He 162“火蜥蜴”國民戰鬥機、Me-262噴氣式戰鬥機、阿拉多Ar 234噴氣式轟炸機。見識過噴氣式戰機威力的蘇聯,急切想在航空新時代佔有一席之地,但在該領域蘇聯技術積累卻相當薄弱。

由於手上有現成的德國發動機,暫時走捷徑開始照搬仿製。1945年起,26號廠仿製出RD-20發動機(原型BMW 003A)、16號廠仿製出RD-10發動機(原型Jumo 004),這兩款發動機剛好安裝在文章開頭提到的米格-9、雅克-15戰鬥機上,蘇聯也自此開啟了噴氣新時代。

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Jumo004發動機

Jumo 004發動機是世界上最早投入實用的噴氣發動機,也是最早應用的軸流式發動機,二戰期間德國神秘的Me-262戰鬥機、HO-229飛翼機、阿拉多Ar 234噴氣式轟炸機都有采用。不過仿製終歸不是長遠之計,由於德國工藝水平高於蘇聯,一旦戰時繳獲而來的配件用完之後,蘇聯仿製產品將存在質量問題無以為續。因此蘇聯雙保險同步在自主研製發動機,比如TR-1、VK-1等,VK-1後來大量用於米格-15/17、伊爾-28等機型,不過這些都是後話。

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Me 262噴氣式戰鬥機

繳獲的Jumo 004發動機配件終有用完的一天,對於蘇聯來說仿製只是一個過渡,配套米格-9以及雅克-15也僅是解決有無問題。

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Jumo 004發動機

簡單的組合

到目前為止,蘇聯已經擁有一款全金屬結構又高機動性的戰鬥機雅克-3,同時來自德國Jumo 004的仿製品RD-10發動機也已配套。再加上大量繳獲的德國噴氣式戰機用於前期探索飛行,對於蘇聯飛行員以及航空設計師來說噴氣式戰機已經不再陌生,於是在條件基本滿足的情況下蘇聯第一代噴氣式戰鬥機即將誕生。

雅克-3戰鬥機全金屬結構機體,完全適應高亞音速條件下帶來的空氣阻力及高溫,由於早期蘇聯同樣熱衷於火箭發動機。因此事先有多架雅克-3被改為噴氣式及火箭發動機的試驗機,在確定噴氣式發動機更才是趨式後,接下來開始大量改裝。

雅克-15由雅克-3換裝RD-10發動機並對機頭進行適當修改而成,看起來就像玩具組合簡單又高速,由於改動不大基本保留了活塞式戰鬥機的主要特徵。比如後三點式起落架,其他飛行性能和同期活塞式飛機相比區別不大。

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雅克-15戰鬥機


雅克-15戰鬥機,德國噴氣式發動機和雅克-3的跨代組合

雅克-15戰鬥機 三視圖

雅克-3和雅克-15三視圖對比,除了換成噴氣式發動機帶來機頭進氣和機腹尾噴管的區別,在外型上再難找到大的變化。

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雅克-3戰鬥機 三視圖

除了外在造型上的區別,兩款機型在性能上多少有些差異,比如下圖中同樣的起始點轉彎。很明顯外側白線是雅克-15的飛行軌跡,由於噴氣式發動機帶來速度上的變化,同樣起始點轉的圈會更大一些。

雅克-15戰鬥機,德國噴氣式發動機和雅克-3的跨代組合

飛行軌跡對比

下圖也一樣,轉彎半徑雅克-15(外側白線)大於雅克-3,不過由於兩者發動機推力還沒真正跨代的變化,因些差距相對來說不是那麼高不可攀。

雅克-15戰鬥機,德國噴氣式發動機和雅克-3的跨代組合

轉彎半徑對比

改裝入役

正是由於雅克-15改裝過於簡單,甚至有四十分鐘全套教程飛上天的笑談,1946年首飛後,在不到半年時間內就生產了15架用於測試評估。從1947年5月開始大量改裝,由於雅克-3數量充足,雅克-15的產量完全取決於發動機生產數量以及軍方需求量。

1948年初,總計改裝生產了280架雅克-15,作為第一代噴氣式戰鬥機它們並不進行作戰部署,基本都用於充當教練機供飛行員更快掌握操控噴氣式戰鬥機。

下面是一組來自教學片中的截圖仔細看挺有意思,地勤在起飛前的檢查直接上手螺絲刀,擰開蓋子確認沒問題之後重新蓋上。這種場景在整個教學視頻中多個地方出現, 也從側面說明雅克-15結構簡單皮糙肉厚,對於保養要求很低可以適應惡劣環境下實戰使用。

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飛行檢查

飛行員起飛前穿戴好降落傘,由於雅克-15沒有彈射座椅,在空中發生險情時得依靠飛行員推窗自行跳出。注意座艙蓋是前後滑蓋式,其實和活塞式飛機沒什麼兩樣,雅克-15頂多是一款過渡測試機。

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降落傘

座艙內佈局同樣簡陋,這個時期不用考慮有多少先進航電系統裝在機內,其實就是雅克-3換了一臺RD-10噴氣式發動機。萬變不離其宗,整體操作基本一致,而且動力和原型相比沒有質的飛躍。

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座艙內佈局

雅克-15基本性能參數:

機長8.7米、翼展9.20米、機高2.2米、最大起飛重量2634千克、最大飛行速度786千米/小時、最大航程600千米、最大升限1.3萬米。武器裝備配套兩門23毫米口徑機炮,載彈量不多總計120發。

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雅克-15戰鬥機

作為蘇聯航空史上第一代噴氣式戰鬥機,雖然起了個大早卻趕了個晚集,從首飛面對更強的對手米格-9開始。雅科夫設計局就開始從巔峰跌落,在噴氣式時代沒有太大建樹,後期本可翻盤的雅克-141垂直起降飛機因蘇聯解體而靠吹,最終越走越遠慢慢遠離曾經光芒四射的戰鬥機領域。

雅克-15戰鬥機,德國噴氣式發動機和雅克-3的跨代組合

雅克-15戰鬥機 三視圖


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