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空史丨为了安全着陆:苏霍伊设计局20年起落架攻关史

2017-10-24 米苏图 安全飞机

挂载了28枚S-3K非制导火箭的S22-4起落架试验机使用滑橇式主起落架装置进行试验。注意进气道下方向后的摄影机

苏霍伊S22-4试验机

1960年,苏霍伊设计局开始了解决Su-7B在未铺设简易跑道上使用方面问题的一个新工作阶段,在Su-23飞机上安装和试验了全滑橇式起落架后,提出试验一种组合式起落架,即在标准主起落架上安装一个非常小的支撑滑橇,称为“skillets”(lyzhonki),以增加起落架的触地面积,减小压力。

这样做,就有了选择性,可以使用轮式主起落架,也可以使用机轮一滑橇组合起落架,具体情况取决于实际条件。当飞机在混凝土跑道上起飞或着陆时,“skilets”保持收上位置;如果是在未铺设的简易跑道上起飞或着陆,对于常规轮式起落架而言,地面硬度不够,需要放下“skillets”,以减小跑道道面承载,更重要的是,飞机的起飞和着陆性能仍然保持在可以使用的范围内。设计局还决定在这架试验机上试验一种新型双伞减速伞系统,和两个SPRD-110喷气辅助起飞助推器(JATO)的连接件(固体燃料起飞火箭助推器)。

S22-4试验机的试验大纲内容非常广泛,在不同的气候环境区域,在每年的各个季节,在混凝土跑道和土质跑道,在使用和不使用JATO助推器的条件下,都进行了试验。在S22-4试验机上检验了机轮-滑橇起落架设计,以及改善飞机起飞和着陆性能的整体措施(这些措施包括:减速伞箱重新定位于垂尾底部;建议连续生产Su-7BKL飞机,到1965年取代Su-7BM 生产线)。


苏霍伊S-23起落架试验机

除了在Su-7B战斗轰炸机上开展的试验工作之外,苏霍伊设计局(第51设计局)同时还在开展其他研制和试验工作,其中有一项,就是利用Su-7飞机改善战术飞机的起飞和着陆性能。

当时,第51设计局是苏联能有效解决飞机在禾铺设跑道上使用问题的惟一设计局,而且,在寻求解决问题的方法和途径方面已经获得了相当大的成功。提出这一问题的原因是,战争期间,多数铺设跑道的机场在敌方的第一轮攻击中就会失去使用能力,解决问题的答案很明显,为战术飞机安装可拆卸滑橇起落架,或者安装机轮一滑橇组合起落架,以保证它们能在未铺设的简易机场(土质或草皮跑道)上正常使用。

为了研究这种设计思想的可行性,1958年,第51设计局设计了S-23试验机。这架试验机可以安装多种类型的起落架,包括全滑橇式起落架(3个起落架全部为滑橇式)和组合式起落架(前起落架为轮式,主起落架为滑橇式)。 S-23试验机的试验从1959年4月持续到1960年8月,试验分别在不同季节,在全国不同天气和气候环境的地区,在不同跑道道面条件(包括不同硬度的雪地和土质表面)下开展。这些试验为以后在S22-4和S-26试验机上继续开展这方面试验研究工作积累了大量经验。

S-23原型机试验机,用于试验基本型(用于喷气战斗机)滑橇主起落架装置,这些试验非常成功

以Su-7为基础改装的S-23研制型飞机停放在GKNII VVS,主起落架是滑橇式。机头下有一个摄影机整流罩

S-23试验机从土质跑道上起飞


苏霍伊S-26(S26-1和S26-2)试验机

第51设计局为改善飞机在未铺设简易机场上的使用性能,开展了多年试验研究工作。延续S-23试验机试验大纲,设计局在两架生产型Su-7B改装的试验机上(分别是S26-1试验机和S26-2试验机)开始了另外一个新试验阶段,进一步试验滑橇型起落架。与S-23不同,这次试验只针对混合起落架布局(前起落架为轮式,主起落架为滑橇式)。两架S-26试验机于1963年在第51设计局的原型机制造厂(位于莫斯科一霍登卡的第51机械制造厂)完成改装,改装内容主要包括:

1.在主起落架上安装两个滑橇,每个滑橇的面积为0.25平方米;

2.用660mm×200mmK2-106型无刹车前轮替换原来510mmx140mmKN-100带刹车前轮;

3.在方向舵根部整流罩内安装一种双伞减速伞(只在S26-1试验机上);

4.在后机身安装两个SPRD-110 JATO助推器。

S26-1试验机的滑橇主起落架装置带有两轮操纵小车,试验机携带了FAB-250M62低阻炸弹、副油箱和一台面向后的摄影机(安装在前轮舱前部),用于记录起落架工作状况

S26-1试验机(注意机背上的减速伞整流罩,S26-2试验机未安装此设备)启用SPRD-11OJATO助推器起飞,滑橇式主起落架清晰可见,JATO显著缩短了起飞距离

与S22-4试验机一样,两架S-26试验机也分别在一年的不同季节,在各种气候环境条件和不同硬度土质地面条件下进行了试验,结果表明,改装对飞机的起飞和着陆性能有很大程度改善。未编号的S26-2试验机目前以全滑橇起落架构型,保存在位于莫尼诺的俄罗斯空军中央博物馆(Central  Russian Air ForceMuseum)。


苏霍伊Su-17机轮/滑橇起落架试验机

机身编号为“红色30”的一架Su-17被用于研究在未铺设简易战术机场使用的可行性,为此,飞机的主起落架更换为类似于S-26试验机的主起落架。这种起落架可以安装前后错列机轮小车,用于滑行或牵引。一个装载摄影机(对准主起落架,拍摄其工作状态)的尖头圆柱形吊舱安装在机头下的一个短挂架上,在机身和垂尾喷涂了照相校准标识。

这架试验机以这种构型携带多种载荷在末铺设简易跑道上进行了试验,包括在右机翼内侧挂载的“暴风雪-A(Metel-A)”雷达探测/制导系统吊舱,这种吊舱与彩虹设计局Kh-28(北约代号AS-9 “海峡kyle”)反雷达导弹配合使用,用于压制敌方的空防系统。

¨红色30”号Su-17从土质简易跑道起飞,携带了外挂(右机翼内侧挂架挂载的是Metel-A型空对面导弹导航吊舱) 


苏霍伊Su-17M2D试验战斗轰炸机

Su-17M2D战斗轰炸机(内部名称为S-32M2D),是Su-17M2战斗机出口型Su-22 “装配匠-F(Fitter-F)”(S-32M2K)的原型机(其中D代表dvigatel,发动机)。因为留里卡(lyulka)设计局的AL-21F-3加力涡喷发动机(供应不足)被图曼斯基设计局的R29BS-300涡喷发动机所替换,相应地对后机身和机尾进行了重新设计。另外,对燃油系统、液压系统、电子系统和灭火系统也进行了必要改动。

Su-17M2D于1975年1月首飞,当年6月,交付给GKNII VVS进行专项试验,主要包括:性能试验以及在未铺设简易跑道和浸水简易跑道上的操作使用试验。为此,飞机安装了一种全滑橇式起落架装置。

“蓝色10”号SU-17M2D(S-32M2D)试验机是Su-22出口型的原型机,使用常规起落架和滑橇式起落架在土质简易跑道上进行试验

Su-17M2D在湿跑道上试验时的照片,注意,主起落架舱门已拆除,可以看见起落架液压支柱连杆


苏霍伊T-58L研制型飞机

1960年代早期,古巴导弹危机把两个超级大国推向了全面战争的悬崖边缘,苏联武装力量特别注意疏散其军队(包括空军单位),以防遭受敌方的大杀伤武器攻击。这项策略对于军事航空部门而言,就意味着必须能够在未铺设的战术机场和简易储备机场上使用各种军用飞机,因为当遭受突然攻击时,苏联空军单位和防空部队战斗机部队完全没有准备。这就导致军方强烈要求所有型号的战术飞机必须能在简单准备的土质简易机场使用。

在完成国家验收试飞之后,苏霍伊设计局按照国家权力机构的建议,为第二架 Su-15(无后缀,T58D-2)原型机研制了一种特殊滑橇式起落架,以研究这种新机型在未铺设机场使用的可行性。当时,苏霍伊设计局通过S22-4,S-23和S-26试验机项目,已经积累了滑橇式起落架设计和使用方面的丰富经验,因此,很快就确定了起落架最佳构型,在很短时间内就完成了设计工作。工程师们选择了一种混合布置方案,即与S-26一样,主起落架采用滑橇式,前起落架采用轮式。

最终构型的T-58L试验机,该试验机从T58-2改装而来,保留了机身“蓝色32”编号,新型双轮前起落架使飞机处于一个仰头姿态

对T58D-2飞机的改装在1965年上半年完成,改装后的试验机重新命名为T-58L(有时也称为T58-L),其中的L代表滑橇式起落架。飞机的改装内容包括:设计了新的主起落架轮舱和舱门;增加了滑橇润滑系统,以利于在草地上运动,并压紧地面;标准的小轮前起落架装置更换为可转向前起落架,与S-26 采用的一样(常规T-58 飞机在地面的转向通过差动刹车实现,而滑橇式起落架不可能使用这种转向技术);为安装固体燃料JATO助推器做了技术准备;对飞机的前机身和座舱也进行了必要改动;安装了苏霍伊新型KS-4弹射座椅。

1965年9月6日,试飞员弗拉基米尔·S·伊留申(Vladimir S.Ilyushin) 驾驶T-58L试验机进行了首飞。从1966年到1970年代中期,在各种气候环境区域,该试验机在各种半准备草地、土质跑道和大雪覆盖跑道上进行了广泛的飞行试验,GK NII VVS参与了这些试验和试飞工作。除了试飞员伊留申之外,苏霍伊设计局试飞员叶甫根尼·K·库克舍夫(Yevgeniy K.Kukushev)、叶甫根尼·S·索洛维耶夫(Yevgeniy S.Solovyov)、 弗拉基米尔·A·克利切塔夫(Vladimir A.Krechetov),GNIKI VVS试飞员也参与了试飞工作。

在一次试飞过程中,叶甫根尼·K·库克舍夫驾驶飞机在抬前轮瞬间,飞机向一边倾侧一侧平尾的防颤振杆划入地面,和一部分蒙皮一同折断。为了防止这类事故重演,所有Su-15战斗机的防颤振杆全部改为上偏15度,生产型和原型机一样。随后不久,T-58L试验机换装了一种更高的新型起落架装置,这种起落架使用一对620mm×180mmKN-9无刹车机轮。这次改装的目的是增加飞机起飞时的迎角(也就是增加升力,缩短滑跑距离),提高进气道距离地面的距离(降低发动机吸入外物的风险)并改善飞机的地面机动能力。

这种滑橇式起落架并未引入生产型飞机,因为通过T-58L的试验,发现其在未铺设简易跑道上使用操作时存在一些严重问题。在不平坦跑道上经受的振动导致航电设备和武器装备承受的载荷超出限制,足以使这些系统完全崩溃。另外,导弹也毫无保护地遭受泥土的迸溅,导致它们完全失效。应当提及的是,使用标准起落架的生产型Su-15也在未铺设跑道上进行了试验,通过这些试验,最终确定在Su-15TM上全部使用双轮可转向前起落架装置。

1974年,这项试验大纲全部完成,T-58L试验机移交给尼古拉·叶·茹科夫斯基(Nikolay Ye. zhukovskiy)空军学院,作为教学机身使用。很幸运的是,它没有被“解剖”,只是作为教学机身使用。后来,这架试验机移送给了位于莫尼诺的苏联空军博物馆(在中央俄罗斯空军博物馆)而一直保存至今。

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