劃破長空(一)——米格-21的誕生

有希想了很久開不開這個題目,最後一咬牙一跺腳還是寫一個的說,不過這一期欄目的跨度可能會有點大,咱們開始吧。

說起米格-21,它曾經在世界各地的天空飛行了半個世紀,有超過50支軍隊裝備過它。時至今日仍然有國家在購買或者應用它的各種改進型。世界上幾乎在二十世紀發生的重大戰爭衝突:越南戰爭,中東戰爭,巴爾幹,海灣戰爭.....都能出現這種傳奇戰鬥機的身影,直到21世紀這種戰鬥機仍在生產(由中國出口第三世界),服役。就讓我們來看看米格-21的前世今生吧。

說起米格-21就不得不提蘇聯偉大的飛機設計師阿爾喬姆·伊萬諾維奇·米高揚(俄語:Артём Ива?нович Микоя?н,1905-1970),正是他和合作夥伴米哈伊爾·古列維奇一同創建了米高揚-古列維奇設計局。先後主持參與了MiG-1,MiG-3,MiG-15,MiG-19,MiG-21,MiG-23,MiG-25的設計。

偉大飛機設計師米高揚

米格-21(北約代號:fishbed)的設計起始於米格-19(北約代號:farmer),米格-19作為一型成功的雙發後掠翼戰鬥機,多次在實戰中證實了它的價值。1964年11月15日中國飛行員徐開通,駕駛殲-6戰鬥機(米格-19中國版)在超過該機實用升限1000多米的高空成功擊落當時被認為「絕對安全」的火蜂無人機,創下了世界空戰史的壯舉。隨後中國依靠殲-6又多次擊落美軍高空無人機,迫使美國最終停止了對中國的偵查行動。

創造奇蹟的中國飛行員

殲-6(米格-19)曾經守護了中國的天空

咱說回米格-21的故事吧,蘇聯提出了米格-19的進化型方案之後對米格-19後續型的設計交到米高揚的手上之後,他立即著手與新的戰鬥機的研發,在米高揚的主持下米高揚設計局(官方名稱experimental design Bureau NO.155)在50年代開發了一系列代號為Ye的系列原型機,而Ye系列的演進也被看作是米格設計局對於三角翼布局和後掠翼布局的重新思考。

米高揚在1954年推出的原型機Ye-2型,該機的設計類似於米格-19機翼後掠角55°和米格-19幾乎相同,但是採用了更加先進的單台R(最初代號為AM,有些資料也將R-11寫成AM-11)-11引擎取代了原來的兩台RD-9B發動機,RD-11擁有後燃模式下49.05kn的推力,賦予了Ye-2起飛時57°離陸攻角。首架Ye-2於1955年2月首次試飛,為了趕上實驗進度首架Ye-2隻使用了RD-9B發動機。1956年使用R-11發動機生產型R-11-300型發動機的Ye-2/A首飛,1957年第二架原型機首飛。隨後,並建造了預生產的五架飛機,這些飛機暫時被命名為米格-23,用於評估,最後並沒有被投入現役。

和Ye-2競爭的是1953年開始設計的Ye-1(稍晚時候作為Ye-4投入研發),蘇聯軍事航空工業當局下達的命令是在10000米空域,開啟後燃氣加速五分鐘達到達到1750km/h的速度。並且要求在1.2分鐘爬升至18000-19000米的高空,最大航程在使用發動機後燃器的時候1800km,不使用後燃器則是2700公里(15000米高度),起飛距離400米,著陸距離700米。因此,對於當時而言這種近乎苛刻的要求,就必須採用擁有更大升力設計——這就是三角翼。眾所周知三角翼在布局上相對於後掠翼,在同樣翼展下三角翼的翼面積比前掠翼或傳統後掠翼更大,升力更大。同時翼根更長,結構也就更穩固;同樣翼面積時重量更輕。因此這樣的特性賦予了三角翼翼型在高空更大的升力和更小的阻力,有利於達成蘇聯官方的要求。

米格設計局馬不停蹄,1954年4月,Ye-4正式拿出了樣機。這架飛機最大的特點就是7.749米的翼展。

Ye-4原型機

由於R-11發動機未能跟上研製進度,Ye-4隻安裝了一台RD-9I型發動機,從1955年6月到1956年9月,共進行了107次試飛,由於目標引擎尚未到位,該機並未達到蘇聯軍工當局的要求。不過仍然創下了最大升限16400米,最大飛行速度1290km/h飛行的記錄。這為米格設計局對後續機型的研製打下了良好基礎。在和Ye-2的對比中Ye-4的重量更輕,機動性也更好。堅定了米格設計局以三角翼布局設計戰鬥機的決心。

由於發動機沒有到位Ye-4不得不在機尾再安裝一部火箭發動機

米格設計局隨後在Ye-4的基礎上推出了Ye-5,Ye-5最大的改進是使用了新的R-11-300,該引擎擁有最大53.96kn的最大後燃推力,同時在機翼上增設了三對翼刀,有利於操控性能。

Ye-5最明顯的變化就是機翼上的三對翼刀(其實機翼靠近邊緣還有一對,雖然看上去並不明顯,有的資料也寫成四對),其機翼也是完全的三角形與米格-21的正式型不同為完全的三角形(米格-21機翼有切尖)。

Ye-5在研製的時候,蘇聯國防工業當局在1956年又提出了新的要求。他們要求新的戰鬥機必須要能達到最大1700-1750公里/每小時的最大平飛速度;以及實用升限17000-18000米;最大航程1700公里;使用可拋外掛油箱的時候要達到2000公里;起飛距離小於400米,著陸距離不大於700米。並且對空作戰狀態要能使用三門NR-30加農炮,和一部57mm火箭發射器。

面對蘇聯官方的新要求米格設計局加緊在1956年前拿出了Ye-5,在1956年5月的測試中創下了在11000米高空平飛速度達到1.8馬赫的記錄。在1958年的定型測試中更是達到了18000米1.85馬赫的速度記錄,達到了蘇聯軍方的要求。事實上1957年蘇聯軍方就開始生產了5架Ye-5用作測試。

Ye-5並不是米格系列的終點,1958年2個新東西的出現啟動了新機型Ye-6。第一個是中國在同國民黨空戰中獲得了「掉落」的(沒錯,真是掉落的)AIM-9B響尾蛇空空導彈。中國隨後將導彈樣品提供給了蘇聯,這種能用紅外線感測器鎖定目標的導彈大大的增強了戰鬥機的作戰能力。

R-3(K-13)導彈「copy」自米帝響尾蛇AIM-9B

美帝原版

新的Ye-6「原型機」(實際上已經和量產型米格-21相差無幾)已經可以使用AA-2導彈

另一個就是更新的R-11F-300型發動機,新發動機最大軍用推力提升到38.06千牛,最大後燃提升到56.40千牛。

新發動機進一步增強了Ye-6的戰鬥力

Ye-6還改進了進氣錐,將機頭的進氣錐改為可調,並對油箱也進行了修正。1958年底Ye-2正式被定型為米格-21F投入量產,1961年蘇聯在土希諾(Tushino)航展上公布了米格-21的存在,向全世界宣告了這個縱橫世界天空幾十年的傳奇正式誕生。

米格-21在1961年航展

最初的米格-21F就是 Ye-6 的生產型,但蘇軍很快在更多的試飛和使用中發現該機的操控性並不足以滿足需求。於是米格-21f加大垂尾,並具備掛載430升油箱的能力,氣動部分也進行了微調。值得一提的是,R-3導彈的量產生產型 R-3S,(又叫310工程,或者K-13A)也成為了該機的標配,因此米格-21F-13型又被成為導彈截擊機(guided missile interceptor)。

羅馬尼亞塗裝的米格-21F-13

米格設計局隨後又在蘇聯軍方的要求下將米格-21F-13 進一步改進成為米格-21PF系列。其中米格-21PFM又被稱為94型米格(type 94).這一型米格戰機由於採用了新型的RP-21雷達機頭進氣錐明顯加大,機身直徑也相應增大,使得該機比米格-21F-13更大。同時為了增加航程,米格-21PF系列 在座艙後至垂尾之間沿機脊安裝了一個機脊油箱,這這成為了米格-21PF系列的主要特徵。

RP-21雷達直徑較大安裝在進氣錐內,因此米格-21PFM加大了進氣錐直徑

羅馬尼亞空軍的米格-21FPM注意座艙後部突起的油箱

米格-21PFM 的發動機也升級到最大後燃推力為63.7kn(最大軍推39.9kn)的 R-11F2-300,賦予了米格-21PFM超越2馬赫速度的能力。

1963年,米格設計局又研製了米格-21S,又叫95型米格-21(type 95),機腹加裝了一門雙管23mm Gsh-23l型機炮。雷達也升級為RP-22系列。

新雷達發現目標的距離大約為18公里,有效跟蹤距離大約11公里

Gsh-23l機炮採用獨特的卡斯特原理,用一根炮管的后座作用作動力,實現另一根炮管的裝彈、擊發

米格-21S之後1968年又推出了米格-21M型,該型號又叫96型(type 96)主要供外銷,該機因為rp-22雷達不能出口而採用rp-21m投入量產,出口印度的「猴版」被叫做88型(你懂的說......)

東德的米格-21m

米格-21SM/MF是換裝了新型R-13發動機的戰鬥機,其中SM型又叫95M型,MF又叫96f型,R-13發動機的後燃推力提高到65.33kn,機背油箱進一步加大,幾乎延伸至垂尾,成為其主要識別特徵。

總的來說,米格21系列由於其在當時簡潔優異的氣動外形,以及不俗的性能,作為第一款能夠飛到2馬赫的飛機,在半個多世紀里,米格21成為現代還在一線服役的產量最大、品種最多、生產延續時間最長的戰鬥機。

米格-21在蘇聯兵工廠「喪心病狂」的生產數量,直到1985年蘇聯才停止了米格-21的生產

好啦這一期就到此結束吧,這一期咱們聊了米格-21的誕生,關於更多的米格-21內容,咱下期再見吧。

後記:有希最近幾乎被抑鬱吞噬,8月份得回重慶看病的說。總之有什麼指正的還請提出,有希上知乎的時間也不多了,儘力修改吧,祝大家安好,也祝世界和平

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