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侃侃苏联的飞机设计师们

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背景
  说到飞机,其实关键在于发动机。飞机发动机的好坏决定了设计师能造出什么样的飞机,不幸的是二三十年代的苏联工业基础相当薄弱,造不出好的发动机来,但国际环境不错,可以靠引进山寨各国的好东西。整个30年代苏联飞机发动机一直在引进-落后-再引进-再落后中循环,听起来跟中国现在某些行业的情况差不多。具体来说,先是米库林抄袭德国宝马-然后什维佐夫抄袭英国-再然后什维佐夫抄袭美国-再再然后是克里莫夫抄袭法国-最后是图曼斯基抄袭法国。米库林和克里莫夫抄的是液冷发动机,什维佐夫和图曼斯基抄的是星形发动机。
  液冷发动机一般是V型发动机,用水冷却,常见的比如说现在汽车上用的V6 6缸发动机。但当时用在军用飞机上的一般是V12发动机,二战中出现极端的X型发动机,24-28缸,这些奔驰宝马都有研究。


IP属地:山东来自Android客户端1楼2014-06-23 20:35回复
    V6液冷发动机的基本结构


    IP属地:山东来自Android客户端2楼2014-06-23 20:40
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      X型发动机可已被看成是两台拼合在一起的V型发动机,图为罗-罗的Exe 24缸X型发动机


      IP属地:山东来自Android客户端3楼2014-06-23 20:42
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          星形发动机靠空气冷却,气缸都分布在发动机周围,一般是5个,7个或者9个围成一圈。气缸多了发动机直径就大了,空气阻力就大,如果还想增加气缸数量,办法是在第一排的后面加第二排,气缸数目是14个或者18个,当然第二排散热肯定没第一排那么好。最极端的是二战末期美国弄出4排28个的,给B-36远程轰炸机用。显然4排散热会相当困难,而且B-36为了增加航程螺旋桨放在机翼后面,发动机反着装,导致设计中最耐热一排气缸放在最前面,最不耐热的气缸在最后面最热的地方,结果经常着火。B-36被戏称为6台发动机两台在冒烟,两台在着火,另外两台已经烧毁了。不过无论液冷气冷,20几个缸的发动机太复杂,虽然研究这个的国家在二战末期很多,但量产的没几个,大家的兴趣很快就转移到更有前途的喷气发动机上去了。


        IP属地:山东来自Android客户端4楼2014-06-23 20:42
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          单排星形发动机是简单实用的发动机工程典范


          IP属地:山东来自Android客户端5楼2014-06-23 20:43
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            但气缸排数多了就无法解决散热问题,图为普惠制造的28缸怪物——R-4360,B-36的发动机


            IP属地:山东来自Android客户端6楼2014-06-23 20:43
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                发动机的技术水平,当时最高的是英国,其次法国。英法的液冷和星形发动机都很厉害,不瘸腿,德国美国发动机也是先进水平,但各有偏重,德国的液冷发动机很牛,美国的星形发动机很牛。30年代末欧洲的主流思想是,星形发动机因为横截面积大导致阻力大,只能给轰炸机运输机用,战斗机还得用阻力小的液冷发动机。


              IP属地:山东来自Android客户端7楼2014-06-23 20:44
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                直观比较一下欧洲液冷流和美国星形流战斗机的机身粗细


                IP属地:山东来自Android客户端8楼2014-06-23 20:46
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                    但是技术上液冷发动机比星形发动机要难,日本试了试液冷,觉得太难,就很明智的没理会欧洲人的理论,集中力量发展星形发动机去了。事实证明用星形发动机的零式战斗机相当优秀,日本人的道路走对了。不过因为星形发动机截面积大导致阻力大总归是个问题,所以轰炸机和战斗机用的星形发动机慢慢开始分道扬镳(不过在大多数国家并没完全分开),战斗机用的气缸冲程小,导致直径比较小,所以阻力小。做到极致的是一根筋的日本人,中岛的星形发动机采用迷你小气缸,发动机截面极小,但带来的缺点是单缸功率低导致总功率偏小,而且结构过于紧凑不易维护。
                    回到苏联,因为采用星形发动机的波利卡波夫的I-15/I-16在西班牙内战中表现一般,碰到德国采用奔驰液冷发动机的神机Bf 109毫无还手之力,所以相信了欧洲人的理论,新一代战斗机全部采用液冷发动机。当时苏联的液冷发动机有抄法国的克里莫夫M-10X V12系列和抄德国后来又自己发展的米库林AM-3X V12系列,米库林因为抄的比较早(20年代末),已经落后了,相对来说比较重。


                  IP属地:山东来自Android客户端9楼2014-06-23 20:47
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                    克里莫夫M-105发动机,最大功率940KW


                    IP属地:山东来自Android客户端10楼2014-06-23 20:48
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                      米库林AM-35发动机,最大功率993KW


                      IP属地:山东来自Android客户端11楼2014-06-23 20:50
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                        新的三剑客
                          卫国战争前,苏联老一代的三位设计师,图波列夫(飞机编号的前缀为Tu)和佩特利亚科夫(Pe)因为大清洗在蹲监狱,并顺便成立了监狱设计局研究轻型轰炸机,另一位战斗机设计师波利卡波夫(Po)也失去了斯大林的信任(后面会提到),所以设计新一代战斗机的全是新人,主要有三种战斗机量产:


                        IP属地:山东来自Android客户端12楼2014-06-23 20:50
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                          老一代三剑客
                          图波列夫/ 佩特利亚科夫/波利卡波夫




                          IP属地:山东来自Android客户端15楼2014-06-23 20:53
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                              1. 用克里莫夫发动机的雅克-1,设计师为雅科夫列夫
                              2. 拉沃契金/戈布诺夫/古德科夫联合设计的拉格-3,也用克里莫夫发动机
                              3. 用米库林发动机的米格-3,设计师为米高扬和格列维奇。


                            IP属地:山东来自Android客户端16楼2014-06-23 20:55
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                              雅科夫列夫/拉沃契金/米高扬(优)和格列维奇
                              新一代三剑客




                              IP属地:山东来自Android客户端17楼2014-06-23 20:56
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