红翼滑翔机(苏维埃航空探索史)
红翼滑翔机(苏维埃航空探索史)A-7滑翔机最终,设计方针对试飞问题进行整改:拆除飞行员和货舱之间的隔板;将飞行员座位前移;同时将起落架机械机构移至飞行员位置之后;水平尾翼保留原有设计形状,但面积略有减少,垂直尾翼面积也略有缩减;此外РФ-8被要求增加搭载人数,从5人增加到8人(1名飞行员和7名伞兵)。改进后РФ-8最终通过了苏联红军的试飞评估,赋予正式机型编号——A-7,并被批准投入批量生产。安东诺夫 A-7是在Антонова РФ-8(Рот Фронт-8,Rot-Front,红锋)的基础上改进而来,РФ-8是早期苏联军用运输滑翔机项目之一,该项目在 1940 年的比赛中获得第一名。RF-8是一种木制结构的上单翼飞机,可搭载4名伞兵和1名飞行员,该机首先在位于立陶宛的考纳斯飞机工厂建造,随着1941年6月22日德国入侵苏联,波罗的海地区的工厂和研究所都被疏散到苏联腹地,安多诺夫设计局最终在位于莫斯科附近的图希诺区
目标:提供适合前线渗透的滑翔机
设计局:ОКБ Антонова(安东诺夫设计局)
设计师:О.К.Антонова (1906-1984)
研制历程
安东诺夫 A-7是在Антонова РФ-8(Рот Фронт-8,Rot-Front,红锋)的基础上改进而来,РФ-8是早期苏联军用运输滑翔机项目之一,该项目在 1940 年的比赛中获得第一名。RF-8是一种木制结构的上单翼飞机,可搭载4名伞兵和1名飞行员,该机首先在位于立陶宛的考纳斯飞机工厂建造,随着1941年6月22日德国入侵苏联,波罗的海地区的工厂和研究所都被疏散到苏联腹地,安多诺夫设计局最终在位于莫斯科附近的图希诺区奥索维亚希姆滑翔机厂安顿下来,完成了РФ-8的原型机建造工作。
РФ-8原型机
1941年9月2日 В.Л.Расторгуевым(拉斯托古耶夫)驾驶РФ-8进行了首次飞行。在其中一次试飞测试中,滑翔机从高处着陆时,强烈撞击力导致驾驶舱的机身蒙皮破裂。技术人员分析后得出的结论是РФ-8与机身翼梁粘合蒙皮的面积太小。随后在维修过程中,这个缺陷得到了纠正。РФ-8首次试飞测试在9月18日结束。试飞中发现了该机一些缺陷,如:试飞员注意到飞机控制杆上的负载很大,并且对方向舵的操作反应过强;在飞机满载的情况下,底盘有些下垂,使得起飞过程中机腹和滑雪板与地面发生摩擦;驾驶舱布局也有些问题,飞行员的位置离玻璃窗过远,导致飞行员的视野受限,尤其是在黑暗中更为严重,影响起降安全。
最终,设计方针对试飞问题进行整改:拆除飞行员和货舱之间的隔板;将飞行员座位前移;同时将起落架机械机构移至飞行员位置之后;水平尾翼保留原有设计形状,但面积略有减少,垂直尾翼面积也略有缩减;此外РФ-8被要求增加搭载人数,从5人增加到8人(1名飞行员和7名伞兵)。改进后РФ-8最终通过了苏联红军的试飞评估,赋予正式机型编号——A-7,并被批准投入批量生产。
A-7滑翔机
A-7滑翔机
A-7滑翔机
改进之后的A-7空重比РФ-8更轻(从972公斤减少到955公斤),由于搭载能力提高,起飞重量反而增加了很多。从РФ-8的1547 公斤增加到1875公斤。A-7可以被多种类型的飞机牵引飞行,包括单引擎和多引擎机型。 1941年9月24日至10月1日,用СБ轰炸机作为牵引机,С.Н. Анохин驾驶A7总共做了16次飞行试验,牵引电缆的长度从60米逐渐减到5米,最后试飞人员改用长度为3米的刚性牵引杆进行试飞。试飞过程中发现当牵引电缆长度小于20米,滑翔机受到牵引机的螺旋桨气流的影响,方向舵和副翼的反应过于灵敏,导致驾驶滑翔机变得更加困难。而改用刚性牵引杆后,驾驶性能反而更加不可靠。最终,红军空降部队放弃了使用缩短电缆和刚性牵引杆的想法。
A-7滑翔机装载伞兵
1941年底,德军攻入莫斯科外围地区,安多诺夫设计局再次从图希诺区撤离到西伯利亚的秋明市,并在那里开始A-7滑翔机的批量生产。第一批量产飞机被移交给当时位于萨拉托夫的空降部队飞行试验支队进行测试。空降部队的测试过程非常顺利,他们分别测试了由Р-5、СБ、IL-4、Li-2 和ТБ-3飞机作为牵引机。测试期间收集了A-7的飞行数据、验证了其在不同模式下的飞行可控性以及在牵引机螺旋桨产生的涡流中的飞机操控性。虽然与РФ-8相比,A-7因为飞行重量增加导致起飞速度和着陆速度都有所增加,但整个飞行操作过程大体还是保持了良好的操控性。
A-7滑翔机受到了红军测试人员的高度评价。但是A-7交付作战单位后,连续发生了两起事故,飞机在某些条件下着陆时会出乎意料的失去平衡向一边倾斜,导致主机翼触地折断,飞行员虽然幸免于难,使用单位对该机低速性能产生了疑虑。著名的滑翔机飞行员С.Н.Анохину被邀请参与了A-7低航速下特殊测试项目,他以各种方式模拟导致滑翔机陷入失控的飞行条件,最终发现A-7在低速时很容易发生机翼失速。随后安东诺夫设计局根据飞行测试结果修改了A-7的机尾设计,并在主机翼前缘引入了扰流板。
修改后的A-7
1942年夏末,空降部队用A-7进行了林地和水面的着陆测试。Л. Ляпин上尉驾驶A-7第一次降落在林地,结果组织试飞的工作人员到达现场后发现滑翔机悬挂在松树顶上,飞行员则坐在旁边的粗树枝上抽烟,显然,这次林地降落的不太成功。两个小时后,Л. Ляпин上尉驾驶另一架A-7起飞,从牵引机脱钩后,他开始俯冲加速,高速冲击树顶。滑翔机坠落的路径上满是断枝和木头、胶合板、亚麻布碎片。滑翔机机翼几乎完全飞了出去,残破的机身却成功着地,机舱内的飞行员和货物都安然无恙,工作人员找到了如何在林地安全降落的方法。
过了几天,Л. Ляпин上尉再次驾驶A-7测试在水面降落。当天他穿着轻便的工作服,没带头盔,也没有系好安全带,事实证明飞机在水面上降落的距离比在草地上要短很多,只有10到15米便完全停了下来,飞行员的脸撞到了挡风玻璃上。溅落后,滑翔机开始慢慢下沉,当主机翼漂浮在水面后,Л. Ляпин走出机舱,在机翼等待救援人员。降落水面测试中发现A-7d的棘轮机构出现滑动,橡胶减震器会猛烈撞击机身下的防护罩,由于防护罩是着陆过程中保护飞机的重要部件,防护罩损坏是相当危险的事情。安东诺夫设计局在A-7的后续生产中解决了这些问题。1943年春,安东诺夫的工厂向苏联红军交付了第一架量产的A-7。
试飞中的A-7
除了标准的A-7之外,安东诺夫工厂还生产了A-7U训练机型和增加导航员的A-7Sh机型。在另一个衍生系列中,还建造了 A-7B(飞行坦克)机型,它可以视为Il-4轰炸机的拖曳式油箱,这是苏联空军为解决轰炸机短腿问题想出来的方案。为此,Il-4轰炸机进行了特殊改装,增加了一个牵引锁、一个机尾电缆护罩和油管收放装置。A-7B安装了两个油箱(前部 300 升,后部 700 升),以及一个电动输送泵和两个为其供电的24A-30电池,连接油管的油泵位于右侧的前机身中。安装这些设备后,A-7B的空重增加到 1087 公斤。飞行过程中,一根直径30毫米的油管用带子和金属丝连接到拖缆上,当轰战机从滑翔机的油箱中抽光汽油后,解开钩子,滑翔机将电缆和油管一并抛弃,再自行返航。
1942年12月27日至1943年1月6日对A-7B进行飞行测试,由飞行员С.Д. Спиваковский驾驶滑翔机。虽然A-7B的起飞重量增大很多,驾驶滑翔机的技术并没有显著的变化,只是在起飞阶段需要保持更高的高度,确保油管不会与跑道发生摩擦。牵引机和滑翔机在220-230 km/h的飞行速度区间进行汽油泵送作业,滑翔机的分离和油管的排放可以非常可靠实行。虽然测试很成功,然而,A-7B最终并未用于实战。
A-7B结构示意图
A-7B结构示意图
1942年底,位于秋明地区Za-vodoukovsk(扎沃杜科夫斯克)的499工厂接管了A-7系列滑翔机的工作,A.C.Москалёва(莫斯卡廖夫)被任命为该厂的经理和首席设计师。与此同时,安东诺夫成为A.S设计局的负责人,已经无暇管理A-7滑翔机项目,1943年5月15日,他书面确认委托Москалёва进一步改进该项目,允许他的同事修改A-7所有必要修改的东西,包括机翼的跨度和面积,机身长度等,出于飞行安全的考虑,限制了对该机载荷能力的修改,要求该机最多搭载11名装备齐全的战士(每个人确定为115公斤)。 空降部队指挥部向Москалёва提出一项提议,要求对A-7进行改进,增加飞机的装载能力。经过初步计算,滑翔机的载荷最终确定可增加到12-14人,超过了安东诺夫原来的预期。
在Москалёва的领导下,499厂的工作人员在很短时间内完成A-7M项目,并建造了原型机。A-7M的机身长度增加到11.206米,主机翼面积增加了5.3平米,翼展不变,增加了机翼弦长(主要在根部),机翼前缘安装了阻尼器。水平尾翼的形状做了修改,面积变大,龙骨和方向舵重新设计和放大,龙骨的前缘凸起,方向舵取消了角补偿器。为了坐下更多的伞兵,在机舱中增加了两个200毫米宽的长凳,伞兵们背靠背地坐着。正常情况下可以装12个人(每个长凳坐6人),最多可以装下14个人,多出来的两个人坐在右边长凳的前部,由于右边长凳伸长到驾驶舱内,为此飞行员的座位被向左移,就像A-7U训练机一样的布局。飞机运输货物时,长凳可以折叠到地板上,保证充足的运货空间。与A-7一样,A-7M保留了左前和右后的机舱门。
A-7M原型机通过了简短的工厂测试,由А.О. Добахов进行试飞工作。在第一次飞行中,飞行姿态表现出了上仰的倾向。不得不改变稳定器的安装角度之后,上仰得到一直,但横向稳定性又恶化了。再加上A-7M缺乏货舱舱口,导致该机评价不高。1943年下半年,又制造了另一架原型机,在机身右侧布置了一个尺寸为 1600x1060毫米的货舱舱口,带上下关闭的两扇窗户。此外,对机体结构进行了一些小调整。飞机空重增加到1080公斤,正常飞行重量2435 公斤,最大飞行重量达到2665 公斤。因此,起飞速度,着陆速度和飞行里程都有所增加。A-7M的牵引速度被限制在250公里/小时(A-7的牵引速度为300公里/小时)。
1944年1 月13日A-7M移交空降部队进行飞行测试。结果遇到了最初版本A-7相似的问题,在稳定性和可控性方面出现了一些问题,包括在低速时表现出机翼失速的趋势。其他缺点还有货舱的密封性不够好,空间狭窄,伞兵乘坐空间太拥挤。尽管如此,A-7M还是在499工厂投入了量产,代号 AM-14。
根据 A.C.Москалёва(莫斯卡廖夫)的回忆录,1943年5月末,他们接到了一项紧急任务,要求25天内生产50架AM-14滑翔机。这些滑翔机计划被送往明斯克地区的白俄罗斯游击队。滑翔机必须配备运输燃料和武器的设备,包括火炮。这个任务由斯大林同志亲自监督执行。最终499工厂按时完成了生产任务,生产出来的滑翔机首先被转移到莫斯科,然后装载到游击队手中。这是当时还没有真正测试过的AM-14在战斗中使用的唯一记录。
设计特点
A-7(РФ-8)滑翔机是一架采取上单翼和经典尾翼的木制结构飞机,它采取最大限度简化的设计方案,金属部件仅用于高负载部件、底盘部件和紧固件中,蒙皮采用帆布,窗户部件采用有机玻璃。非常适合非熟练劳动力进行批量生产。
A-7的高展弦比机翼具有相对厚度为18%的P-III剖面,机翼安装角度为 20°,可拆卸部件的横向V角为 30°。机翼由一个小的矩形中心部分和两个带有椭圆尖端的梯形可拆卸部件组成。中心部分完全被胶合板覆盖。着陆灯安装在左侧机翼的前缘。机翼的可拆卸部分从前缘到第一根翼梁用胶合板缝合,然后用亚麻布做蒙皮。着陆襟翼和副翼安装在机翼后缘,副翼在前部(直到翼梁)有胶合板护套,外面是帆布蒙皮。Frize型副翼具备空气动力学补偿功能,每个副翼分为两个部分,副翼占据主翼相当长的长度。机尾是经典的悬臂式设计,它由与机身一体成型的龙骨和稳定器组成。龙骨和稳定器用胶合板包裹,并具有相当厚的对称轮廓。它们与机身的连接处用铝制冲头封闭。方向舵的后缘安装了一个平板平整器。升降舵的设计与副翼相似,由两部分组成。整流器被放置在其两侧的后缘上。
滑翔机机身是由木板条和胶合板制成的箱型框架,机身纵向梁也是木质的。框架1到5之间布置了驾驶舱,飞行员座椅由胶合板制成,使用最精简的操作仪器,仪表板上只有速度和转向指示器,高度计、时钟和 KI-10 磁罗盘。后期生产的飞机是上,驾驶舱上方布置了信号枪控制杆,扳动控制杆可以发射右机翼上的一组彩色信号弹,作为飞机与地面部队的联系方式。框架5和15之间是飞机货仓(乘客仓),机舱地板上有收纳折叠长凳的棋盘格,由于长凳将整个机舱分成了两部分,使得上下飞机非常不方便。为此飞机的左、右各布置了一个登机门。机内采光主要依靠驾驶舱和货仓地板上的舷窗,为适应战场环境,这些舷窗被设计成可以打开,以便伞兵们用武器向外空中射击。整个飞行过程中,强烈的气流从这些密封性不好的舷窗直接灌入机舱内,想象一下,在冬天乘坐A-7会是什么样子!
飞机的电气设备包括电池、机载导航灯、着陆灯和用于飞行员和货舱的灯泡。由于船上没有收音机或电话,飞行员在飞行过程中,需要拿着手电筒向牵引机上的人员发出信号进行沟通。
A-7飞机结构图
技术参数
机型 |
A-7 |
翼展(米) |
18.00 |
长度(米) |
10.54 |
延伸率 |
19.6 |
高度,米 |
1.53 |
机翼面积,平方米 |
23.20 |
重量,公斤 | |
空载 |
955 |
满载 |
1760 |
最大限度。升阻比 |
18.00 |
驾驶员 |
1人 |
有效载荷: |
6名伞兵 |