紅色戰鷹,從拉格-1到拉-7戰鬥機,淺談二戰拉沃切金系列戰鬥機

2020-12-05 書劍雜談

如果要討論第二次世界大戰中的蘇制戰鬥機,那麼拉沃切金、圖波列夫、雅科夫列夫、米高揚和伊留申五大航空設計局,是研究者無法繞過的蘇聯航空設計局。這5大航空設計局在蘇聯的衛國戰爭期間,為蘇聯空軍提供了從輕型偵察機到轟炸機等一系列戰機,為蘇聯衛國戰爭的勝利立下了汗馬功勞。

圖中最左側的就是拉沃切金

在這5大航空設計局之中,拉沃切金設計局所設計的一系列戰鬥機,貫穿了蘇聯4年衛國戰爭期間大大小小無數的戰鬥,是當時蘇聯空軍手中為數不多的,性能還算出眾的戰鬥機。為了讓讀者朋友們對第二次世界大戰中拉沃切金航空設計局的產品有更深的了解,本文將以蘇聯衛國戰爭為主線,向讀者朋友們介紹當時拉沃切金航空設計局的一系列產品。

拉沃切金的開篇之作——從拉格-1戰鬥機到拉格-3戰鬥機

拉沃切金設計局的前身是蘇聯在30年代末期的301航空設計局,該設計局由拉沃切金、古德科夫、格本諾夫三人組建,用於競標蘇聯空軍在1939年提出的新一代戰鬥機招標工作。

格本諾夫和古德科夫

在這之中,格本諾夫對代號I-301原型機的設計產生了巨大的作用。格本諾夫曾經說過一句非常能代表其戰鬥機設計風格的話,即「只要俄羅斯境內還留有一片森林,那麼我們就能夠製造戰鬥機」。沒錯,格本諾夫屬於當時蘇聯軍用航空領域,支持用木質材料建造戰鬥機的一派。

正在製作木質機翼的蘇聯工人

格本諾夫認為,蘇聯當時缺少製造全金屬戰鬥機所需的航空鋁,相關配套工業也不完善。而未來的戰爭很有可能是大規模的消耗戰,如果戰鬥機採用全金屬設計,那麼蘇聯空軍很可能在戰爭中很快會面臨無戰鬥機可用的尷尬局面。而經過特殊處理的木材不僅數量源源不絕,而且抗擊打性也還不錯。在他的堅持下,I-301原型機使用了經過特殊處理的木材作為機身建造材料。

I-301原型機

到了1940年3月份,I-301原型機成功誕生並開始試飛,這也就是後來拉格-1戰鬥機的原型機。按照原本的規劃,在通過蘇聯空軍的測試驗收後,拉格-1戰鬥機就可以開始進行正式生產了。但是,蘇聯空軍此時突然臨時增加性能要求,要求新型戰鬥機的航程不能夠少於1000公裡的新要求。

在這種情況下,拉格-1戰鬥機不得不在機翼等部位增加油箱以擴大航程,經過增加油料和其他小改動的拉格-1戰鬥機名稱也變為了拉格-3戰鬥機

拉格-3戰鬥機的線框圖

增加油料的行為對拉格-3的性能產生了巨大的影響,因為拉格-3戰鬥機和拉格-1戰鬥機一樣,使用的是克裡莫夫設計局的M-105P液冷發動機,功率為1050馬力。在總功率不變的情況下,拉格-3戰鬥機的全重達到了3346公斤,比拉格-1戰鬥機多了378公斤,這極大的影響了拉格-3戰鬥機的機動性。

拉格-3戰鬥機的三視圖

1940年年底,升級改進後的拉格-3戰鬥機首飛,並在通過蘇聯空軍測試驗收後開始了自己的量產工作。正在蘇聯空軍緊張有序的開始接收和熟悉拉格-3戰鬥機時,衛國戰爭爆發了,拉格-3戰鬥機迎來了自己的第一個挑戰。

無論是拉格-3戰鬥機本身的性能原因,還是蘇聯空軍本身人員訓練的問題,在衛國戰爭爆發之初,拉格-3戰鬥機在面對德國空軍的BF-109系列戰鬥機時,總體上並沒有明顯的優勢。因為使用了質量更大的木質機身,加上M-105P液冷發動機的功率僅有1050馬力,拉格-3戰鬥機在進行幾次機動後就損失了大量動能,導致無法快速搶佔高空有利戰位。

發動機性能拖了拉格-3的性能後腿

不過,得益於使用了木質機身,拉格-3戰鬥機展現出了比同時期使用航空鋁機身的其他蘇制戰鬥機更強的抗擊打能力。因此,拉沃切金設計局也在後期的拉格-3戰鬥機上,加裝了37毫米軸炮和82毫米下掛式火箭彈來執行轟炸機攔截任務,或者和攻擊機一起執行對地打擊任務。

此外,因為戰爭初期蘇聯西線兵工廠正在大舉東遷,原材料供應不足,此時使用改性木材建造的拉格-3戰鬥機體現出了自己在快速生產方面的優勢,為戰爭初期損失了大量戰鬥機的蘇聯空軍提供了數量可觀的戰鬥機。

拉格-3戰鬥機面臨被取消生產的風險

然而,因為此時雅科夫列夫系列戰鬥機在戰爭中的綜合表現更加優秀,性能有限的拉格-3戰鬥機面臨被取消生產的危險。在這種情況下,拉沃切金設計局不得不開始想辦法設計一款性能比拉格-3戰鬥機更優秀的產品來應對這場戰鬥機產能之爭。

峰迴路轉之作——從拉格-5戰鬥機到拉-7戰鬥機

要提升拉格-3戰鬥機的綜合性能,要麼減輕戰鬥機的整體重量,要麼就只能夠為拉格-3戰鬥機換裝動力更為強勁的發動機。在短時間內無法籌措充足航空鋁的情況下,拉沃切金設計局唯一的出路,就剩下換發動機一條路了。

使用不同發動機後的尺寸對比圖

雖然當時的M-82風冷發動機最大功率達到了1700馬力,但是M-82發動機比克裡莫夫液冷發動機的體積更大,整體重量也更重,如果強行換上M-82風冷發動機的話,不僅會改變新型戰鬥機的整體重心,還將增加新型戰鬥機的飛行阻力。此外,由於M-82風冷發動機無法兼容軸炮的使用,也會導致新型戰鬥機在使用大口徑航炮方面存在問題。

使用了M-82發動機的拉-5戰鬥機

不過形勢讓拉沃切金設計局沒有更多的選擇,最終,拉沃切金設計局還是選中了M-82風冷發動機作為新型戰鬥機的動力來源,而這款新型戰鬥機,則被命名為拉格-5戰鬥機

因為M-82風冷發動機尺寸更大且比M-105P液冷發動機重了約200多公斤,因此拉-5戰鬥機的前半部機身重新進行了設計。發動機框架後移且進行了結構加強,發動機與機身銜接處使用裙板作為過渡,以減少風阻,機身兩側使用翼片來進行散熱。而在武器方面,則在發動機上方安裝了兩門20毫米什瓦克航空機炮,作為不能安裝軸炮的性能補充。

發動機上方的兩門20毫米什瓦克航炮

M-82風冷發動機給拉格-5戰鬥機帶來的幫助是巨大的,和拉格-3戰鬥機相比,拉格-5原型機提升了約10%的速度,拉沃切金設計局憑藉著拉格-5戰鬥機重新獲得生產權限。1942年9月份,拉格-5戰鬥機更名為拉-5戰鬥機,並開始大規模進入蘇聯空軍中服役

在基本型的拉-5戰鬥機進入蘇聯空軍服役的同時,拉沃切金設計局也開始了拉-5戰鬥機的升級改進工作。而換裝了擁有二級增加裝置的M-82F型發動機的改進型號,就是後來的拉-5F戰鬥機

拉-5F戰鬥機後部視野更好

因為擁有二級增壓裝置,拉-5F戰鬥機在中低空高度的機動性能更加優秀。除了使用M-82F發動機之外,拉-5F戰鬥機還使用了後視視野更好的新型防彈座艙,這也是基本型拉-5戰鬥機和拉-5F戰鬥機在外形上較大的區別。

拉沃切金設計局並沒有止步於拉-5F戰鬥機,很快,使用M-82FN發動機的拉-5FN發動機也出現了。拉-5FN戰鬥機具備燃油直噴功能,發動機功率達到了1850馬力。此外,因為軍工產能的恢復,拉-5FN開始可以在部分機身結構上使用航空鋁作為材料。

蘇聯空軍裝備的拉-5FN戰鬥機

作為種種改進的結果,拉-5FN戰鬥機性能得到了極大的提升。在戰鬥全重僅比拉-5F戰鬥機多102公斤的情況下,其最大飛行速度達到了630公裡每小時,比拉-5F戰鬥機提升了40公裡每小時的極速。同時,其5000米高度的爬升時間,也從拉-5F的5.5分鐘,下降到了4.7分鐘。

拉-7戰鬥機

在拉-5FN獲得巨大成功後,拉沃切金設計局很快設計出了拉-5FN(1944年型),這也就是後來的拉-7戰鬥機。拉-7戰鬥機使用了全金屬機翼,油冷器移到了機身底部,發動機進氣口放到了翼身兩側。同時,因為進行了充足的風洞測試,拉-7戰鬥機的機頭外形也更加的圓滑。

拉-7戰鬥機及其使用的發動機

使用拉-5/7系列戰鬥機最出名的,無疑就是蘇聯空軍的頭號王牌闊日杜布了。這位蘇聯空軍王牌一共取得了62架的戰績,其中在駕駛拉-7戰鬥機時還取得過擊落ME-262噴氣式戰鬥機的戰績。考慮到德國空軍飛行員的作戰素質,可見這位蘇聯空戰王牌的含金量還是很高的。

後記——穩步提升的拉沃切金設計局

從一開始幾乎面臨停產的拉格-3戰鬥機,到後面成為二戰蘇聯空軍主力戰鬥機的拉-5/7系列戰鬥機。拉沃切金設計局在二戰時期的歷程可謂是跌宕起伏。

拉沃切金設計局最終贏來了自己的勝利

拉沃切金設計局的勝利,在於其與M-82系列風冷發動機的不解之緣。依靠著澎湃的動力,M-82系列風冷發動機強行將早期沉重的木質機身帶動到了可以和德國空軍對抗的程度。而隨著航空鋁等金屬材料的應用,M-82系列風冷發動機更是體現出了自己在動力方面的巨大優勢。

從拉格-3到拉-5再到最後的拉-7戰鬥機,拉沃切金設計局最終和蘇聯空軍一起,迎來了最後的勝利。

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