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“隐形” 在第二次世界大战上空中的U

发布日期:2024-07-29 14:07    点击次数:171

本文非常有标题党嫌疑,因为此U-2非彼U-2。两者仅仅是编号相同,其他没有任何一点相同。如果说这个名字有些迷茫,假如称呼为“波-2/乌-2”你一定会更熟悉它。

尼古拉·尼古拉耶维奇·波利卡尔波夫的U-2(У-2)飞机在苏联和全球航空史上都发挥了重要作用。数以万计的飞行员在这架飞机上接受了训练。U-2(У-2)的生产成本低廉,使用起来也不挑剔,因此长时间以来都大量生产。

在一所飞行学校里,教官向学员们解释这架飞机的主要特点时曾说过:“У-2飞机由棍子和洞组成。棍子用于加固,洞用于减轻重量。”尽管这种解释有些幽默,但实际上包含了一定的理性。У-2的飞行特性也是独特的,它不易进入尾旋,而且能够以最小的延迟从中恢复出来。据说,瓦列里·帕夫洛维奇·恰卡洛夫曾经在飞行中将У-2机身几乎旋转了90度,穿过两棵白桦树之间的距离,而这两棵树的间距比机翼展还小。

许多出版物详细描述了这架优秀飞机的结构和应用历史。然而,这架飞机的创造历史对许多读者来说并不为人所知,即使在瓦迪姆·鲍里索维奇·沙夫罗夫的详细著作中,也对此提及甚少。让我们尝试揭开时光的面纱,讲述У-2的创作历程。

从1919年开始,苏联的主要培训飞机是У-1,它是基于英国侦察机Avro-504发展而来的,该机1913年首飞。因此,1922年提出了开发更现代化的培训飞机的必要性,尤其是培训方法已经发生了重大变化的情况下。有必要让飞行员在初级培训机上进行独立飞行训练,并在过渡机型上磨练技艺。

尼古拉·尼古拉耶维奇·波利卡尔波夫在У-2飞机的驾驶舱内

尼古拉·尼古拉耶维奇·波里卡尔波夫在1923年直接参与了培训飞机的开发。在他早期的项目中,有一款搭载18马力ABC发动机的双座“小型培训飞机”计划。这架飞机采用自由支撑的清洁形态单翼设计,最大飞行速度达到107公里/小时。然而,由于发动机功率不足,无法进行高难度飞行动作的训练,因此这个项目未能实现。

1924年10月,苏联空军技术委员会制定了关于初级和过渡培训飞机的总体战术技术要求,强调需要低着陆速度的双翼机型。根据这些要求,波里卡尔波夫在1925年设计了2У-БЗ,“第二种搭载BMW-3液冷发动机的培训机”,功率为185马力。设计允许将BMW-IV 240马力的发动机安装在上面,使其可以作为过渡机使用。这款飞机在空气动力学形态和结构设计上都表现出色。它于1926年2月完成建造,从3月开始进行试飞。

然而,新出现的对初级培训机器的要求,要求将其视为过渡型飞机,因此将其改名为P-1。试飞证实了P-1(2У-БЗ)的良好飞行特性,尤其是在试飞报告中指出,“进行尾旋时表现较为迟缓,类似陡峭螺旋”。虽然订购了一批这些飞机,但由于新的过渡机要求的变更,未能建造。根据当时苏联空军武装部队总监P.I.巴拉诺夫的指示,过渡飞机需要装备武器,以便同时用作训练和战斗机器,以及轻型侦察机。因此,装备BMW-IV发动机的武装化P-1机型问世,随后又发展成装备M-6发动机的P-2。

У-2,首架原型机

在开发项目中,尼古拉·尼古拉耶维奇·波里卡尔波夫采取了一些措施,将学员和教练的座位安排得更靠近飞机的重心,与2У-БЗ飞机相比。特别注意简化飞行操作。为了降低运营和生产成本,上下翼具有相同的结构,可互换使用。机翼和尾翼的设计采用了直角形式,以便于生产,这一点区别了首批У-2实验和系列机型。尽管这种设计降低了空气动力学性能,但由于当时对最大飞行速度的要求并不高(即使按当时的标准),这被认为是可以接受的。

波里卡尔波夫在向Aviatrest报告中指出:“在飞机中首次引入了一些在运营方面显著改进的设备,例如:可移动的脚踏控制,可移动座椅,可关闭的脚踏和手动控制,可互换的副翼和升降舵等。”发动机气缸的排气管被合并成一个环形集气管。化油器进气口位于发动机罩的底部。大部分控制线缆系统内部布置,这也是这种设计与后来型号不同的地方。

波利卡尔波夫 По-2

1926年10月6日,У-2-M12的草图设计在Aviatrest技术委员会会议上审议。决议指出,“苏联空军地面部门所采用的У-2-M12飞机设计方向是正确的”(当时波里卡尔波夫的设计局是Aviatrest中央设计局陆军飞机部门的一个部门)。然而,也要求将燃油箱从机身移至上翼,并“将其从中心平面下移出”。波里卡尔波夫对此提出反对意见,认为这样的燃油箱布置将影响机翼的空气动力学性能,但他无法改变决定。

У-2的模型在1927年2月5日建成,并立即开始制造第一架飞机。然而,对发动机的选择尚不明确。Авиатрест管理层最初支持M-12发动机,但该发动机在试验台上故障频发。1927年2月2日的决议中,Авиатрест技术委员会提议研究在У-2上安装国外的路西法(Люцифер)100马力和萨尔姆森(Сальмсон)120马力发动机的可能性,这些发动机的样机在苏联的各个机构中已经存在。

У-2图纸

到了1927年4月底,根据航空托拉斯的指示,第一架У-2的原型机装备了什韦佐夫设计的M-11发动机,尽管该发动机当时已经通过了台架测试,但尚未通过国家测试。1927年6月23日,这架飞机被推出到飞机场,试飞工作从6月24日开始。很快就发现,M-11发动机在飞行中存在油温过高和频繁故障的问题,可以说,飞行试验和调试工作主要是在处理发动机的“早期问题”。航空联合公司紧急指示将У-2更换为M-12发动机,但是M-12发动机的可靠性问题一直无法解决。通过波里卡尔波夫和什韦佐夫的合作努力,成功消除了M-11的许多缺陷。1927年9月15日,该飞机被移交给空军研究所进行国家试飞。试飞显示,该机具有良好的飞行特性,包括良好的失速特性,总体上符合空军的要求,尽管存在爬升性能不足的问题。

在第二架У-2上,波里卡尔波夫显著改进了空气动力学性能,采用了椭圆形翼尖和尾翼。原来厚重的“Prandtl-R65”机翼剖面被替换为更细的“№ 2”剖面,这一剖面由波里卡尔波夫设计局的空气动力学家们开发,因为在中央空气流体动力学研究院(ЦАГИ)没有合适的剖面可供选择。为了改善飞行特性,增加了方向舵的面积。飞机在合理范围内进行了一些减重处理。一些资料表明,第二架完全体现了波里卡尔波夫对这种飞机的看法,它与第一架同时进行了设计,但由于各种原因,在第一架完成试飞之前不打算投入生产。不过,这两个项目非常接近:同样的肋条间距、肋条和所有主要元素的相同结构设计。第二架飞机的草图设计于1928年2月28日获得批准,在试飞开始后才进行了设计工作。

У-2方案

飞行员格罗莫夫从1928年1月起进行的测试显示了У-2出色的飞行性能。在飞行测试的第一阶段简要报告中指出:“……除尾旋外,飞机可以正常完成所有动作,至于尾旋,进入尾旋很困难,但退出尾旋非常容易。” 1928年3月29日,空军科技委员会(НТК ВВС)决定在第25工厂生产6架У-2的试验系列,用于飞行学校的试验运行。批量生产在列宁格勒的第23航空工厂展开。截至1929年10月29日,该工厂建造了25架У-2,其中19架交付给订购方。此后,生产发展迅速。例如,仅在1933年,第23工厂就生产了1508架飞机。批量生产的飞机与第二架原型机主要区别在于修改了引擎罩。У-2将迎来长寿命和广泛的声誉。

这架飞机由波利卡波夫于1928年设计,成为最著名的苏联飞机之一,也是世界上最好的飞机之一。

У-2飞机被广泛使用超过35年。1944年,在设计师去世后,它被改名为波利卡波夫-2(По-2)。最初,这架飞机是作为教练机设计的,非常适合飞行员的初级训练。飞机具有出色的飞行性能,只有在有意的情况下才能进入尾旋,并且很容易从中恢复。У-2原谅年轻飞行员的粗糙错误,由于其非常好的起降性能,可以在非常小的起飞场地上使用,甚至经常是在未准备的场地上。У-2一直量产到1935年,总共生产了超过3.3万架,这使它成为历史上量产最多的飞机之一。

从布局方案来看,У-2是典型的双翼飞机。其结构主要由木材和帆布覆盖。飞机配备了功率为100马力的M-11风冷发动机。与飞机一样,M-11发动机也非常成功。近20年来,它一直是苏联轻型飞机的主要且几乎唯一的发动机。然而,У-2(По-2)不仅仅是作为教练机设计的。它有许多不同的改型,具有不同的用途。其中包括农业、指挥、联络、医疗、客运、航空摄影、浮筒等版本。

在卫国战争期间,许多这种双翼飞机被改装成轻型夜间轰炸机,最多可携带300公斤炸弹。这种被称为У-2ВС的飞机在后座舱安装了机枪。前线有几个航空团装备了这些飞机,他们在夜间飞行,对敌人的后方和前线进行骚扰性轰炸。

У-2 (По-2)飞机结构描述

У-2飞机的结构由木材制成,采用松木和胶合板,外覆帆布。结构节点由软钢制成,最初机翼支柱采用椭圆形铝管,但很快被圆形钢管取代,木制整流罩用胶带缠绕在钢管上,以降低整个结构的成本。机身前部为胶合板,尾部为拉线结构,尾部上方覆有1毫米厚的胶合板制成的可拆卸拱形罩,便于检查。发动机框架最初是环形的,用4毫米厚的铝合金冲压而成,但从1931年起被整体焊接的钢管取代。

У-2的机翼是常规的双翼梁结构,采用ЦАГИ-541翼型,相对厚度为8.1%,下缘为平面。肋骨由胶合板壁和无槽木条制成,翼梁为盒形。木条通过钉子和胶水固定在胶合板上,制造过程中只使用酪蛋白胶。水平尾翼也是双翼梁结构,其安装角度可以通过调整尾翼梁上的叉形螺栓来在地面上改变。所有机翼和尾翼的边缘都是铝合金制成的,水平尾翼支柱由钢管制成。

双翼飞机的起落架包括前后支柱和一对拉线和轴。后支柱为减震结构,由带有横梁的伸缩管制成,每个支柱上缠有13毫米的橡胶绳(每个支柱16米)。飞机的轮子是辐条轮,尺寸为700×120毫米。尾轮由白蜡木制成,并且可定向。它通过扭簧与方向舵一起操纵。操纵系统是钢索传动,在直线部分为金属丝传动。为了在冬季使用,飞机可以安装滑雪板。主滑雪板尺寸为2200×334×264毫米,尾滑雪板为500×204毫米。

最初,发动机整流罩覆盖了整个曲轴箱,但随后进行了修改。整流罩只覆盖了发动机的四个独立部分,从曲轴箱的后壁开始的部分全部裸露。整流罩通过特殊的铰链和梳状结构固定在后缘,用带有弹簧和锁的钢索在前缘将其紧固在发动机架周围。这样,整流罩可以快速打开和关闭,大大简化了发动机的维护。在冬季,可以使用简化的整流罩覆盖曲轴箱。

飞机的飞行性能很大程度上取决于其使用目的以及所做的改装。但无论是哪种版本,该飞机都以出色的可靠性著称,并且非常易于操控。У-2飞机可以轻松地从非常小的机场甚至未准备好的场地起飞。起飞和着陆滑跑距离仅为100-150米。教练机型的空重约为650公斤,其他型号的空重为750公斤。起飞重量在890到1100公斤之间,携带炸弹时可达1400公斤。最大速度为150公里/小时,巡航速度为100-120公里/小时,着陆速度为60-70公里/小时,最大飞行高度为3800米。

У-2(По-2)飞机的应用

多年来,这种飞机一直是同类中唯一用于初级培训的机器,被广泛用于苏联航空俱乐部和飞行学校。战争期间,防御协会的培训机构利用У-2飞机培养了近10万名新飞行员,这对战争的胜利作出了显著贡献。

У-2/По-2轻型夜间轰炸机版本

У-2飞机于1928年1月7日首次飞行。最初作为教练机设计,它在随后的十年间演变出多种额外的任务和功能。在首次飞行中,苏联著名试飞员格罗莫夫驾驶了这架飞机。尽管最初军方计划将У-2ВС用作轻型战斗机,到了1930年代末,它主要被用作空军的教练机。机组可以利用它来训练轰炸、航空摄影和空中射击技能。

在与德国的战争最初几周,各种改型的У-2双翼飞机被用来解决广泛的任务,这些任务超出了它们最初的设计用途。这种教练机的效能如此显著,以至于在整个战争期间,У-2/По-2不断进行现代化和改进,主要是为了扩展其战斗能力。

在战争初期,苏联面临着惨痛的撤退、边境战败以及将主要军工厂疏散至国内深处的恐怖局面。在这些条件下,轻型教练双翼飞机У-2正好派上了用场。这些从航空俱乐部和飞行学校获取了临时武装的飞机被转移到各种战斗部队。后来,所有这些飞机都被整合到专门的部队中,随后转变为轻型夜间轰炸机团。这种几乎没有防护的轻型、低速飞机在白天作战时损失惨重。然而,战争初期,一些指挥官给装备这种飞机的部队下达了自杀式任务,导致了人员和技术装备的巨大损失,而从中获得的实际效益微乎其微。随着战线形势的稳定,装备У-2的部队完全转向了夜间轰炸任务。这些小型轰炸机的频繁袭击削弱了德国部队的战斗意志,在夜间时分让他们无法得到休息和睡眠。德国人将这种飞机称为“缝纫机”或“咖啡磨”,因为它们在夜晚用炸弹声打破了寂静。

苏联夜间轻型轰炸机Po-2在二战中的作用。它们在黄昏时分开始行动。这些飞机低空飞行,从基地飞往几乎靠近前线的小跃机场。在那里,它们装载弹药并在夜间升空,对德军阵地进行轰炸。跃机场靠近前线使得它们能够在一夜之间进行多次作战飞行。已知有些情况下,Po-2飞机一夜内可以起飞多达10次。如果将这个数字乘以最大的弹药负载,即300公斤,那么这种小型、低速的双翼飞机在一夜之间所投下的炸弹,可能比重型轰炸机还要多。

По-2 RA-1945G

在二战期间,苏联的Po-2轻型夜间轰炸机经常成对出击。第一架飞机关闭引擎或降低转速,以利用突袭的效果,避免被防空炮火发现。与此同时,第二架飞机从侧面进攻已被照明的甚至正在燃烧的目标。德军通过惨痛的经验发现,他们的高射炮火力对在黑暗中隐蔽的飞机的效果有限,反而让它们更容易进行精确轰炸。战争末期,德军甚至试图复制苏联的“打扰性”夜间轰炸战术,组建了自己的战斗部队,装备Gota Go 145C飞机。苏联Po-2轰炸机在战争中的广泛使用程度可由596夜间轰炸航空团的飞行员伊万·安德烈耶维奇·谢德林的飞行日志表明,他在1942年12月1日至31日期间在斯大林格勒战线上执行了400次战斗飞行。

У-2(自1944年起称为По-2)

1943年8月,在顿巴斯战役的激战中,Po-2轰炸机对重要的乌斯彭斯卡亚铁路枢纽进行了定期的夜间轰炸,使其运输能力立即减少了50%。德军因此完全停止了夜间货运,担心该站被彻底摧毁。总体而言,大约有60个团和中队参与了使用Po-2/По-2飞机的战斗行动,其中46号卫队塔曼夜间轰炸航空团完全由女飞行员组成。

发布于:黑龙江省