二、米亞西舍夫的核動(dòng)力飛機(jī)方案
“需求是最大的推動(dòng)力”,由蘇聯(lián)“原子彈之父”庫(kù)爾恰托夫領(lǐng)導(dǎo)的蘇聯(lián)科學(xué)院第2實(shí)驗(yàn)室從1947年就開始探索如何將核能應(yīng)用在艦船、潛艇和飛機(jī)上。當(dāng)時(shí)美國(guó)在歐洲、中東和遠(yuǎn)東擁有數(shù)十座空軍基地,其戰(zhàn)略轟炸機(jī)一般航程為5000-10000公里,在轟炸完蘇聯(lián)境內(nèi)任何一處目標(biāo)后都可以返回。而蘇聯(lián)根本沒有能飛行那么遠(yuǎn)的轟炸機(jī),蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人非常希望設(shè)計(jì)師們能研發(fā)出一種可以飛抵美國(guó)領(lǐng)空(最好還能返航)的轟炸機(jī),但如果依靠常規(guī)動(dòng)力,這一愿望幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。
主要負(fù)責(zé)這項(xiàng)工作的是阿·帕·亞歷山大羅夫。經(jīng)過(guò)反復(fù)探索,1952年,他在報(bào)告中寫道:“近期,我們?cè)诤四軕?yīng)用方面取得一定進(jìn)展,在未來(lái)幾年內(nèi)我們可以開始研制核能發(fā)動(dòng)機(jī),這種發(fā)動(dòng)機(jī)可以應(yīng)用到重型飛機(jī)上。”可是,滿心歡喜的蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人等了3年卻沒有一點(diǎn)關(guān)于核能發(fā)動(dòng)機(jī)的消息。而此時(shí)蘇聯(lián)已在莫斯科郊外建成世界上第一座核電站,并開始建造第一艘核潛艇。蘇聯(lián)克格勃也獲悉美國(guó)正在研制一種名為B-36的核動(dòng)力飛機(jī),且進(jìn)展順利。于是蘇聯(lián)領(lǐng)導(dǎo)人真的坐不住了。
1955年8月12日,蘇聯(lián)部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議下令國(guó)內(nèi)幾大飛機(jī)設(shè)計(jì)局聯(lián)手進(jìn)行核動(dòng)力飛機(jī)的研究。 結(jié)果是:安德烈·圖波列夫設(shè)計(jì)局(OKB-156設(shè)計(jì)局)和弗拉基米爾·米亞西謝夫設(shè)計(jì)局(OKB-23設(shè)計(jì)局)成為項(xiàng)目的首席設(shè)計(jì)單位,由庫(kù)茲涅佐夫設(shè)計(jì)局和AM留利卡設(shè)計(jì)局負(fù)責(zé)飛機(jī)的核動(dòng)力系統(tǒng)的研發(fā)。相對(duì)應(yīng)的是,圖波列夫設(shè)計(jì)局的方案采用庫(kù)茲涅佐夫設(shè)計(jì)局的動(dòng)力系統(tǒng);米亞西舍夫設(shè)計(jì)局采用AM留利卡設(shè)計(jì)局的動(dòng)力系統(tǒng)。
光是這些軍迷們耳熟能詳?shù)拿志妥阋宰屇阊}賁張了,而這些設(shè)計(jì)局間的龍爭(zhēng)虎斗更是精彩紛呈,讓人唏噓不已。
說(shuō)起米亞西舍夫,許多人都會(huì)覺得很陌生,他沒有圖波列夫、米高揚(yáng)、蘇霍伊那樣的顯赫的知名度,甚至在蘇聯(lián)1974年出版的I7卷大百科全書中都沒有米亞西舍夫的名字,這位在生時(shí)名不見經(jīng)傳的飛機(jī)設(shè)計(jì)師,死后才有專業(yè)叢書介紹他對(duì)前蘇聯(lián)航空航天事業(yè)所作的杰出貢獻(xiàn)及其多坎的經(jīng)歷。米亞西舍夫一生才華橫溢卻命運(yùn)多舛,他的許多設(shè)計(jì)構(gòu)思之大膽之新奇,而被屢屢認(rèn)為“太狂妄”用于生產(chǎn)不實(shí)際。
50年代初緊迫的需求下,米亞西舍夫和他的同僚用了僅僅不到兩年就為蘇聯(lián)研制出了第一種噴氣式戰(zhàn)略轟炸機(jī),野牛是蘇聯(lián)航空工業(yè)的一項(xiàng)偉大成就,甚至超過(guò)了圖波列夫飛機(jī)設(shè)計(jì)局,但此舉也招來(lái)了一些人的妒忌,那時(shí)的米亞西舍夫還是個(gè)年輕的工程師,個(gè)人威望和關(guān)系根本無(wú)法與圖波列夫等同,面對(duì)新噴氣式戰(zhàn)略轟炸機(jī)的一些指責(zé),蘇聯(lián)部長(zhǎng)會(huì)議最后把研制重型轟炸機(jī)的任務(wù)交給了圖波列夫與伊留申飛機(jī)設(shè)計(jì)局,這對(duì)米亞西舍夫是一個(gè)沉重的打擊,部分M-4和3M也逐漸被改為加油機(jī),以提升圖-95K等機(jī)型的戰(zhàn)斗力。
米亞西舍夫不得不改行與科羅廖夫去設(shè)計(jì)航天器,在1957米亞西舍夫就幫科羅廖夫開發(fā)一種載人的空天飛行器。以便用R-7洲際導(dǎo)彈發(fā)射。最后設(shè)想出了一種單人星型飛行器。它被成為VKA,實(shí)際上是一種空天飛機(jī),利用激波原理,即超高速飛行中所產(chǎn)生的激波的巨大能量,使飛機(jī)就像海邊沖浪的人們一樣借著這股巨大的能量順利飛抵?jǐn)?shù)千千米之外的目標(biāo)。由于技術(shù)太過(guò)超前而被放棄。
米亞設(shè)計(jì)局又設(shè)計(jì)了一種代號(hào)為Buran(暴風(fēng)雪)的導(dǎo)彈,但在1957年11月,暴風(fēng)雪導(dǎo)彈即將開始它的首飛的時(shí)候,米亞設(shè)計(jì)局的工程卻下馬。因?yàn)槔制踅鸬腂urya導(dǎo)彈捷足先登。蘇聯(lián)最高當(dāng)局認(rèn)為沒有必要同時(shí)發(fā)展兩種類似的導(dǎo)彈。米亞設(shè)計(jì)局后來(lái)又研制了新的導(dǎo)彈的空射型號(hào)M-44,在此基礎(chǔ)上米亞西舍夫開始研究一種高中發(fā)射的無(wú)人駕駛高超音速飛行器。這是米亞西舍夫設(shè)計(jì)第一種高超音速轟炸機(jī),M-50。在這種巨大的三角翼飛機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了RSS-52空天飛機(jī)。RSS-52包括由M-50發(fā)展而來(lái)的M-52載機(jī)。M-52機(jī)身上有一個(gè)巨大的凹陷,用來(lái)裝載M-44沖壓飛行器。該飛行器是由下馬的M-42發(fā)展而來(lái)。M-52從基地起飛后進(jìn)入高超音速,并釋放M-44,而M-44將提高到極超音速,進(jìn)入軌道,在巡航之后落入大海。一個(gè)無(wú)線電發(fā)射器將指引救援船回收該飛行器。但他遇到了一系列不可逾越的障礙。米亞西舍夫也被人指責(zé)他沒有能力繼續(xù)領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的能力。
由于研究的過(guò)于古怪而備受批評(píng)。米亞西舍夫只好重新設(shè)計(jì),在1960年3月到9月,他設(shè)計(jì)出來(lái)了兩種型號(hào)的飛機(jī)。第一中是利用激波原理的亞軌道飛行器。另一種是相對(duì)保守的設(shè)計(jì)。但由于得不到軍方的支持,米亞設(shè)計(jì)局于1960年10月關(guān)閉。
1966年米亞西舍夫飛機(jī)設(shè)計(jì)局重組后,與圖波列夫設(shè)計(jì)局、和蘇霍伊設(shè)計(jì)局再次展開了對(duì)大型戰(zhàn)略轟炸機(jī)項(xiàng)目的招標(biāo)競(jìng)爭(zhēng),米亞西舍夫設(shè)計(jì)局提出的設(shè)計(jì)稱為M-18方案設(shè)計(jì)漂亮優(yōu)美.薄機(jī)身、雙尾翼.可變翼,由列什特足科夫上將領(lǐng)導(dǎo)的鑒定委員會(huì)對(duì)這一設(shè)計(jì)極為贊賞,當(dāng)時(shí)空軍認(rèn)為M-18設(shè)計(jì)方案是比較好的,但是考慮到TU被列夫設(shè)計(jì)局具有大型轟炸機(jī)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)能力,所以最后決定還讓圖波列夫設(shè)計(jì)局在M-18方案的基礎(chǔ)上研制圖-160戰(zhàn)略轟炸機(jī),這對(duì)米亞西舍夫本人來(lái)說(shuō)是極為不公平的,至今人們無(wú)人不曉“海盜旗”是圖波列夫的杰作,殊不知是來(lái)自米亞西舍夫的心血設(shè)計(jì)。
這次競(jìng)爭(zhēng)的失利對(duì)米亞設(shè)計(jì)局無(wú)疑是致命的,米亞西舍夫最后是在中央茹科夫斯基空氣流體動(dòng)力研變所所長(zhǎng)的位置上退休的,他沒有失敗。他是個(gè)極其謙虛的人但不能容忍胡說(shuō)八道和空頭支票,從不阿諛?lè)畛泻捅肮?jié)。人格的獨(dú)立性,直言不諱和原則性也是他命運(yùn)坎坷的原因之一,但是眾多的挫折并未擊敗他,直至他生命的最后一刻他仍在繼續(xù)從事著自己的創(chuàng)造設(shè)想制造超音速的客機(jī),這在當(dāng)時(shí)已不是簡(jiǎn)單的幻想他已準(zhǔn)備好制造此種飛機(jī)。人們記得他去世前的一次談話,有人問(wèn)他中央茹科夫斯基空氣流體動(dòng)力研究所是否是他的地下設(shè)計(jì)屆時(shí)他回答道:“地下的?這個(gè)說(shuō)法很好,我想工作但無(wú)法進(jìn)行,因?yàn)槿藗儾唤邮芪业挠^點(diǎn),與自己的同行有分歧我不認(rèn)為是壞事。”
符拉基米爾·米哈伊洛維奇·米亞西舍夫,蘇聯(lián)航空史上的一位極具創(chuàng)造的怪才,由于時(shí)代的局限雖然在他一生中研制的絕大部分設(shè)計(jì)都未投入生產(chǎn),但對(duì)他那種敢于斷創(chuàng)造與大膽探索的精神永遠(yuǎn)值得后人尊敬。
航空天才符拉基米爾·米哈伊洛維奇·米亞西舍夫
老對(duì)頭安德烈·圖波列夫,設(shè)計(jì)中規(guī)中矩,加上善于攻關(guān),所以一路青云
1955年夏天,由米亞西舍夫設(shè)計(jì)局負(fù)責(zé)的核動(dòng)力飛機(jī)項(xiàng)目在穩(wěn)步推進(jìn)。1955年5月19號(hào)蘇聯(lián)部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議通過(guò)了訂購(gòu)米亞西舍夫設(shè)計(jì)局的超音速核轟炸機(jī)的決議。這無(wú)疑給計(jì)劃注入一針強(qiáng)心劑——米亞西謝夫設(shè)計(jì)局在此后的設(shè)計(jì)進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于大名鼎鼎的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手圖波列夫設(shè)計(jì)局。
局內(nèi)代號(hào)為M-60的設(shè)計(jì)第一稿早在1956年7月即全部完成。與此同時(shí),與之合作的AM留里卡設(shè)計(jì)局的新發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)也即將完成。這種核/渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)所需熱量由經(jīng)過(guò)核反應(yīng)堆從而被加熱的空氣提供。強(qiáng)大的“心”足以給M-60的49600 磅推力。按照設(shè)計(jì)要求,飛機(jī)起降過(guò)程均使用常規(guī)動(dòng)力。
前衛(wèi)的米亞西舍夫設(shè)計(jì)局又提出了更高的要求:M-60巡航的動(dòng)力完全由核動(dòng)力部分負(fù)責(zé);經(jīng)過(guò)一系列的改進(jìn)后, M-60必須達(dá)到2馬赫的速度。 座艙這次被移到了機(jī)身中段,防輻射的設(shè)計(jì)與圖波列夫120號(hào)完全一致。
最早的M-60設(shè)計(jì)圖
由于安裝了厚重的防輻射部件,座艙顯得很狹小而且視野也不好。反應(yīng)堆的放置同圖波列夫設(shè)計(jì)局一樣,置于機(jī)尾。最初飛機(jī)采用超薄梯形翼和T形尾翼的設(shè)計(jì)。為了將核/噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并排安放在機(jī)尾,機(jī)身也進(jìn)行了延長(zhǎng),達(dá)到了169英尺。翼展則有86英尺之多。 米亞西舍夫設(shè)計(jì)局為了成功中標(biāo),先后提出多種方案。在第一稿的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)局對(duì)M-60的氣動(dòng)布局做了較大修改,繪成了后掠翼版M-60的圖紙。
第2稿M-60設(shè)計(jì)圖
1957年12月,在革命熱情的鼓舞下,設(shè)計(jì)局干脆放棄第一稿的設(shè)計(jì),又完成了新飛機(jī)的設(shè)計(jì)。這次的代碼也變了,叫M-50。M-50的尺寸在M - 60的基礎(chǔ)上進(jìn)一步縮小,改用三角翼并將發(fā)動(dòng)機(jī)移于置于翼下掛架,動(dòng)力系統(tǒng)的輔助部分以尖端吊艙的形式布置在兩翼。 經(jīng)過(guò)廣泛的測(cè)試,米亞西舍夫局選定了定了合適的反應(yīng)堆。這種動(dòng)力十足的戰(zhàn)略轟炸機(jī)速度可達(dá)1989英里/時(shí),作戰(zhàn)半徑15500英里和升限65600英尺。看上去一切至此都很順利,但不知是蘇聯(lián)更加愿意相信圖波列夫設(shè)計(jì)局,還是M-60、M-50制造難度過(guò)大,兩種方案于1959年取消。
帶有核動(dòng)力方案的M-50
這是留里卡為米亞西舍夫設(shè)計(jì)的核-渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)СКБ-500。蘇聯(lián)工程師們對(duì)幾種類型的核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了測(cè)試,包括沖壓發(fā)動(dòng)機(jī),渦輪旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)和渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。工程師對(duì)各發(fā)動(dòng)機(jī)的不同傳輸機(jī)制進(jìn)行了反復(fù)測(cè)試,其中重點(diǎn)驗(yàn)證各方案轉(zhuǎn)遞核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能的情況。經(jīng)過(guò)廣泛的試驗(yàn)和各方案發(fā)動(dòng)機(jī)、傳送系統(tǒng)之間的反復(fù)對(duì)比,蘇聯(lián)工程師們的結(jié)論是:直接循環(huán)的渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)是最好的選擇。設(shè)計(jì)人員決定采用直接循環(huán)的方式進(jìn)行能源傳輸方式。這種方法將使用反應(yīng)堆作為動(dòng)力裝置的能源,以取代噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)使用的燃燒。
在直接循環(huán)能量傳輸裝置內(nèi),進(jìn)入的空氣進(jìn)首先入渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮機(jī),然后,通過(guò)一個(gè)引導(dǎo)空氣通往反應(yīng)堆堆芯的通風(fēng)道。這個(gè)時(shí)候通入的空氣中作為反應(yīng)堆冷卻劑的同時(shí)正在不斷升溫。離開后核反應(yīng)堆堆芯后的空氣又回到另一個(gè)通風(fēng)道,并從那里經(jīng)由發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪噴出。
下圖為發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu):1 -電啟動(dòng),2 -控制閥,3 -沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)管外殼 4 -壓縮機(jī)5 -燃燒室6 -飛行控制系統(tǒng) 7 -燃料組件
在第一稿的M-60,采用了如下設(shè)計(jì)方式來(lái)分布發(fā)動(dòng)機(jī)和反應(yīng)堆:1 - 機(jī)艙控制,2 - 反應(yīng)器,3 - 發(fā)動(dòng)機(jī)
后來(lái)修改的設(shè)計(jì):
M-60設(shè)計(jì)采用四臺(tái)核發(fā)動(dòng)機(jī),為了減輕核輻射對(duì)機(jī)組人員的影響,發(fā)動(dòng)機(jī)分成上下兩層,并排安裝在飛機(jī)尾部的隔離艙里。導(dǎo)彈和炸彈則直接安裝在懸掛架上,部署在機(jī)艙內(nèi)部。
而人員的防護(hù)更是重點(diǎn),因此兩家設(shè)計(jì)局都做了大量工作,最后的乘員艙成了下面這個(gè)樣子:1 - 儀表板2 - 彈射艙,3 - 逃生艙口,4 - 艙口進(jìn)出座艙和彈射位置,5、6 - 鉛防護(hù)層 7 - 艙門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
盡管M-60、M-50被停工,米亞西舍夫局沒有放棄,把大部分研究成果轉(zhuǎn)入M-30計(jì)劃,希望通過(guò)自籌資金完成核動(dòng)力飛機(jī)項(xiàng)目以爭(zhēng)取日后軍方重新考慮該計(jì)劃。 盡管設(shè)計(jì)局的主要精力投入在了M-30上 ,但為了穩(wěn)妥起見,設(shè)計(jì)局沿著M-60的設(shè)計(jì)思路另一手推進(jìn)M-62計(jì)劃。后者于1961年年初完成了設(shè)計(jì)工作。設(shè)計(jì)局的執(zhí)著甚至驚動(dòng)了赫魯曉夫。他聽聞該項(xiàng)目耗資甚眾而且技術(shù)難度過(guò)大后,立即要求米亞西舍夫設(shè)計(jì)局停工。1961年年底米亞西舍夫設(shè)計(jì)局失去了M-30和M-62首席設(shè)計(jì)和生產(chǎn)單位的資格。這實(shí)際上宣告了兩計(jì)劃的“死亡”。最后,這位被任命為中央茹科夫斯基空氣流體動(dòng)力研究所所長(zhǎng)的“另類”被迫關(guān)閉了設(shè)計(jì)局。
M-30設(shè)計(jì)圖
M-30核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)配置
米亞西舍夫甚至設(shè)計(jì)了水上核動(dòng)力飛機(jī)的保障系統(tǒng)
地面核動(dòng)力飛機(jī)地勤系統(tǒng)構(gòu)想