图说:80年前 米格-3战斗机首飞 这款全新机型为何短时间内停产?
就在80年前,即1940年10月29日,第一架米格-3战斗机——二战前苏联产量最大的新型战斗机首次试飞。
1941年上半年,共生产1363架米格-3,相比之下,战争爆发前,位于东线的德国空军战斗机中队只有1026架单发战斗机,比苏联的米格-3少了三分之一。但是,米格-3并没有满足苏联军方的要求,因此很快退出一线部队。战争爆发后五个月,即1941年12月,米格-3就停产了。
米格-3是根据1939年N·N·波利卡波夫研制的伊-200战斗机(如图)研制的,当然,这架漂亮的战斗机可以被称为同一位设计师的另一架飞机——伊-16——的直系后代,只是外观与它完全不同。尽管伊-200与伊-16有许多不同,但同时保留了主要的通用性。首先是从伊-16继承而来的结构动力方案,只是机身根据液冷发动机进行了重新设计。
伊-16和伊-200的中部和后部机身(包括龙骨)为半硬壳结构,桦木胶合板贴合在龙骨上,并用木桁条加固。机头框架由薄壁钢管焊接而成,并覆盖硬铝薄板。机翼中心部分和垂尾为全金属结构。这种结构上的相似度并非偶然:波利卡波夫希望新新飞机能够在伊-16相同的工厂,用相同的设备进行生产。
但是两者有区别,这也是很重要的。由于缺少硬铝,苏联飞机设计师别要求增加木材的使用比例。因此新型战斗机的外翼段为木制,现在已经很难说是谁做出的决定,到底是波利卡波夫本人,还是米高扬和古列维奇。1939年秋,波利卡波夫将伊-200所有的研发成果转交给后者。正因为木制部分的比例较高,让飞机重量更大。
另一个让机动性变差的因素是,伊-200配备了一台大功率却很重的830千克的AM-35发动机,与之形成鲜明对比的是雅克-1和拉格-3上使用的M-105P发动机重量为570千克,轻了近35%。AM-35另一个缺点就是,不能通过变速箱轴安装机炮。
当时苏联认为AM-35是一款高空发动机,在5000米高度可以达到1200马力,在4000米高度功率约为1100~1150马力。因此,在苏联航空业历史文献中有一种说法就是,伊-200是作为高空战斗机而研制的,然而在文献中并没有提及这种战斗机是针对什么目标的。
伊-200被称为高空高速战斗机,在空气较稀薄的高空,更容易发挥高速性能。对于伊-200而言,最佳高度为7500~8000米,可以显示出它最佳的机动性。在7800米高空,伊-200原型机最高速度达到了640千米/小时,但是高度越低机动性越差。
伊-200第一个改进型就是米格-1,中央翼段布置两个油箱。这种飞机只生产了100架,在战争中没有发挥任何作用。接下来的改进型米格-3与它的区别是在机身上加装了一个油箱,以增加航程,不过这样的改动,进一步增加了这架飞机的重量。
为了减轻重量,就必须牺牲火力。米格-3最初只配备一挺UBS重机枪(12.7×108mm)和两挺ShKAS机枪(7.62×54mmR)。1941年,这种火力配置已经很弱,尤其是对轰炸机没有任何效果。因此,后续型号开始在机翼下方安装两挺BK大口径机枪(12.7×108mm)。
由于机翼的木制结构带有大量承力部件,因此不能直接将机枪安装在机翼中。只能通过悬挂在机翼下方的吊舱来布置新的机枪,这样做不仅增加了飞机的重量,还加大了阻力,让飞行数据恶化。因此,在战争爆发后苏军高层发出了将所有米格-3的机翼吊舱全部拆除,并将机枪运回工厂安装到新型飞机上的命令。
1941年11月7日,在斯大林飞机维修厂修理的三架米格-3战斗机飞机移交给飞行员。这些飞机没有天线,机身侧面有红色箭头,写着“为了祖国”,“为了斯大林”和“为了布尔什维克”的口号。
1941年上半年生产的米格-3,即便是配备三挺机枪的轻型版本起飞重量也有3355千克。翼载达到192千克,而德军梅塞施密特Bf.109仅为163千克,功率重量比为2.8千克/马力,米格-3只有2.2千克/马力。因此几乎在所有高度上,米格-3的飞行速度、爬升率全面落后Bf.109并不奇怪。
落后的爬升率尤其致命,在空战最多的4000米高度,Bf.109的爬升速度几乎比米格-3快了近一半。当高度逐渐增加,德国发动机功率开始变小,两者的差距逐渐变小,在升限高度时两者差距才完全消失,因此垂直机动对于米格-3来说就是绝对的禁忌。
在水平机动性方面,米格-3也落后很多,尤其是早期没有襟翼的型号。Bf.109转弯速度比米格-3快了几秒钟,而且转弯半径更小,米格-3飞行员在转弯时必须不断注意自己的高度,以免失去稳定性。1942年初,苏联空军研究所的测试数据表明,在1000米高度,米格-3以稳定侧倾姿态转弯,需要28秒以上的时间才能完成一个360°转弯。Bf.109只需要22~23秒,这样的差距过于悬殊。
另外还有说米格-3战斗机的另一个严重缺陷——不必要的复杂和困难的操纵性。如果伊-16是过于灵活和不稳定,那么在伊-200上波利卡波夫就走到了另一个极端。米高扬和古列维奇也没有改正这个缺陷。这样的结果就是,米格-3几乎无法做出任何机动,特别是高速情况下。以350千米/小时的速度飞行时,飞行员施加在操纵杆上的力量是伊-16和雅克-1的几倍,随着速度的提高,这种差距还会继续增加。
著名的苏联空军飞行员G·N·扎哈罗夫表示:“米格-3战斗机太笨重了,它不能原谅飞行员的失误,是专为优秀飞行员设计的。普通飞行员驾驶这样的飞机会暴露所有的弱点,让它根本不能飞行。”
另外,不可靠的发动机更是为这架飞机的前景蒙上一层阴影。AM-35的油门响应度很低,就是说它加速很慢。它还会突然罢工,让飞机失速。这种发动机经常出现烧毁的情况,每三个飞行小时就要进行更换。
AM-35在飞行时,机油会从变速箱轴封中渗出。为防止机油溅到驾驶舱玻璃上,因此必须延长发动机罩,让螺旋桨主轴后缘位于发动机罩下方。这样的结果就是从变速箱渗出的机油积聚在发动机罩下方,不仅污染了发动机,还增加了火灾隐患。
尽管米格-3的理论升限达到了11500米(这个数字出现在所有的苏联航空文献中),但空军研究所的报告中表示,实际上考虑到发动机机油压力的因素,米格-3的升限不能超过8000米。我们的设计师无法解决AM-35的这个缺陷,因此米格-3的高空性能并不能在实战中发挥作用。
米格-3的武器系统同样招致很多批评,由于座舱视野差,没有陀螺仪,因此很难在云层和夜晚飞行。即便是晴朗的白天,也很难通过PBP-1准直式瞄准镜进行瞄准。由于机枪靠近温度很高的发动机,因此枪管很可能过热,造成弹膛中的弹药因为高温而自行发射,因此飞行员必须控制开火的时间。对于飞行员来说,三挺机枪的火力本来就很弱,还要控制射击时间,实在无法满足作战的要求。
1941年6月22日凌晨,德军入侵苏联,苏联在五个边境军事区共有917架米格-3战斗机,几乎是所有苏联战斗机总数的四分之一。到了6月24日上午,只剩下了380架,损失超过了500架。战前被寄予厚望的新型战斗机,在战争初期表现让人失望。但是,从客观角度来说,造成如此巨大损失的原因不仅是飞机本身的缺陷,还有许多其他方面的原因,这远远超过本文要讨论的范围。
从上至下:
1942年春,黑海舰队航空兵第8团的米格-3;
1941年夏,德军在白俄罗斯的一个机场缴获的米格-3;
1941年秋,莫斯科第34防空团的巴伊科夫中尉的米格-3;
以上三架飞机都在原厂的绿色涂装基础上绘制了各自的迷彩。
如果我们将飞行特性和战斗特性进行比较,那么我们可以得出一个令人失望的结论:米格-3几乎所有的参数都比1940~1941年的德国战斗机要差,只是在俯冲加速性方面具有优势。俯冲过程中,米格-3速度提升比Bf.109要快一些,因此可以借此来摆脱被追杀的命运。
无论是战斗机飞行员、空军研究所测试人员还是空军司令部,都对米格-3的评价不佳。这就是1941年8月米格-3的产量达到顶峰之后,迅速下降的原因之一。但是,最终决定它命运的是国防委员会为伊尔-2攻击机增加AM-38发动机产量的命令,这些发动机与AM-35是同一个工厂生产的。1941年10月,该厂停产AM-35,大量生产AM-38。12月米格-3停产,共生产3278架。
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