俄罗斯“大飞机”,起起落落

作者: ven

本文转载自:地缘谷(ID:Geo-Valley)

俄罗斯“大飞机”,起起落落

时任俄罗斯总理的梅德韦杰夫曾说:“MC-21客机是21世纪世界上最大的大型客机之一,该机型的诞生是我们国家的骄傲,是全俄飞机制造业及相关科技人员、工程师、工作人员的伟大胜利”。其中提到的MC-21客机是俄罗斯研制的一款双发窄体客机,从载客量、航程等基本参数来看,其与波音737系列和空客A320系列属于同一级别。该机首架原型机于2016年6月8日公开亮相,于2017年5月28日首飞。

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梅德韦杰夫出席在伊尔库茨克举行的MC-21下线仪式。来源.wikipedia

MC-21客机代表了俄罗斯客机制造领域最新成就,但“大飞机”研制这条路,俄罗斯已经走过了几十年的技术积淀。

 

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二战结束之后,世界民航航空蓬勃发展,而活塞式民航客机逐渐落伍,在二战期间日臻成熟的喷气式发动机最终转入民用,喷气式大飞机的时代就此到来。苏联也不甘居人后,苏联的喷气式大飞机的制造也拉开了帷幕……

1949年,英国的“彗星”喷气式客机首飞成功,斯大林大受震动,便迅速要求图波列夫和苏联的航空部门研制一款可以同“彗星”飞机相类似的飞机。虽然斯大林这一举动首先便是出于政治上的考虑,意图提升苏联航空工业的形象,但这也是有现实的迫切要求,毕竟老式的活塞式客机从莫斯科飞到远东的海参崴要足足耗时33小时,而且还要经停7站,喷气式客机的优势是显而易见的。

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德·哈维兰“彗星”客机是第一种以喷气发动机作为动力的民用客机,在当时被认为是革命性的突破。来源.wikipedia

可对于如何迅速研制出新式的喷气式客机图波列夫却犯了难,但如果从头开始研制那将是一个旷日持久的过程,费时又费力。经过深思熟虑后,图波列夫打上了图-16中程轰炸机的主意,试图以图-16为蓝本,设计出一款民用喷气式客机,并将其命名为图-104。但即使如此,在赫鲁晓夫上台之前,图-104依然只停留在图纸之上。

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图-16是苏联图波列夫设计局在1950年代设计与生产的一款双引擎喷气战略轰炸机,第一架原型机于1952年4月试飞,1954年进入前线空军服役。来源.wikipedia

在赫鲁晓夫上台之后,对于新型客机的研制也是不遗余力的支持,这其中最主要的原因还是因为他乘坐伊尔-14专机在日内瓦感到“受辱”

1955年7月17日,赫鲁晓夫首次以苏联最高领导人的身份前往日内瓦与美英等国领导人举行会谈,在赫鲁晓夫的专机到达日内瓦后,双发的伊尔 -14 小型飞机在美国总统的大型客机面前显得相形见绌,赫鲁晓夫顿时感到很大的挫败感。

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伊尔-14看着确实不大。来源.wikipedia

赫鲁晓夫回国后,紧急召见图波列夫、伊留申、安东诺夫等飞机设计师,商讨喷气式客机的制造事宜。直到此时,赫鲁晓夫方才知晓了已经于试飞成功的图-104

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图波列夫:飞机这事儿我熟!

赫鲁晓夫大喜过望,因为当时世界仅有的喷气客机是英国德哈维兰的“彗星”,但“彗星”命运多舛,已因为金属疲劳问题连续摔了两架,如果图-104能稳步推进,那将会在世界上引起轰动。于是,赫鲁晓夫下令加紧图-104的研制工作。

1955年10月30日,第一架量产型图-104正式完工,次年3月,该飞机经过了测试和验收。飞机完成验收后,赫鲁晓夫便迫不及待的下令让图-104访问英国。1956年3月22日,图-104首次飞抵伦敦希斯罗机场,立刻便在英国和世界范围内引起轰动。1956年4月18日,赫鲁晓夫访问英国,期间三架图-104再次降落在伦敦机场,这再次让西方领教到苏联航空工业的实力,好大喜功的赫鲁晓夫感到极大的满足,而西方人也不得不称赞图-104是世界上第一款成功的喷气式客机

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图-104B客机。来源.wikipedia

1956年9月,图-104投入航线使用,可以载客50人,但其油耗高,内饰差,起降性能也不好。但赫鲁晓夫对此并不满足,下令继续改进1957年,1957年,70座的图-104A面世,1959年,100座的图-104B也被研制出来,该机的性能得到很大提升。

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图-104B在落地后使用减速伞减速。来源.wikipedia

但赫鲁晓夫对于四发动机的大型客机显然更情有独钟,1957年,图-114也研制成功。图-114客机是由图-95轰炸机发展而来,机翼、落架、动力装置等都相同,只是机身结构作改动。其最大载客量220人,航行距离可达14000公里,是波音747出现以前世界上最大的民航客机

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图-95是世界唯一服役的大型四涡轮螺旋桨发动机后掠翼长程战略轰炸机、空射飞弹发射平台、海上侦察机,以及军用客机。来源.wikipedia

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苏联官方1960年代也直接使用“世界最快客机”当图-114宣传用词。图为图-114及其座舱。来源.wikipedia

但后续图-114也没有大规模量产,于是图波列夫设计局继而推出了著名的中程客机图-154,这是图波列夫设计局重新设计的最新型客机,在近四十年的时间里产量达到近1000架

图-154可以说是苏联最为成功的客机,它的翼面积达180平方米,大大高于波音727的145平方米,使该机能在12000米高度巡航,从而降低燃油消耗。此外大翼面积也使该机的进近速度低至100节(180公里/小时)。图-154较高的推重比使该机具有出色起飞性能,能够从短至1500米的跑道上起飞,并且具有良好的高温高原性能,适合在高海拔机场操作。

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图-154及其驾驶室。来源.wikipedia

虽然图-154面世以后出口到很多国家,但真正让它出名的反而不是其性能,反而是其频发的安全事故,自投入使用以来,其共发生110多起严重事故,损失69架(包括坠毁和地面损坏不可修复的),导致约3000人死亡。

但出人意料的是,图-154的事故大部分是由于人为操作的原因,因飞机设计制造或者零部件质量问题造成的空难反而很少,但也不可否认图-154的设计不够人性化,在维护方面防错设计不够确实是事实。但无论如何图-154在让苏联民航飞机制造领域占有了一席之地

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直到今天,它依然是俄罗斯及其他前苏联加盟共和国和朝鲜、伊朗等国的主要内陆客机。图为高丽航空图154B-2。来源.wikipedia

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在图波列夫设计局开始研制图-154时,苏联伊留申设计局也几乎同时接到命令,研制一款远程的喷气式客机,以取代图-114,来作为苏联领导人的专机使用。1960年2月,伊留申提出伊尔-62的设计方案,1962年1月24日,赫鲁晓夫视察了第一架伊尔-62原型机。消息公布后,在航空界再次引起引起很大反响。伊尔-62与美国的波音707、DC-8 及英国的 VC-10 喷气式客机是同一时代的产物,它们被称为世界喷气式客机的“四大先锋”。与其他机型相比,伊尔-62出现的时间稍晚,但起飞重量和发动机推力却是几种飞机中最大的,它也成为苏联第一款远程喷气式大型客机,后续的改进型伊尔-62M让其成为一种经济性更加优良的飞机。

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作为俄罗斯政府专机的伊尔-62。来源.wikipedia

1963年1月3日,当时世界上最大的喷气式客机伊尔-62完成首飞。伊尔-62虽然是一架单通道飞机,但其装有4台HK8-4涡扇发动机设置了自动控制燃油系统,采用T形尾翼的同时机翼采用悬臂式下单翼,最大起飞重量达到170吨,同日后的波音767-300ER是同一水平。可以说,伊尔-62达到了苏联客机制造的最高水平

1968年7月15日,受美国泛美航空公司邀请,伊尔-62正式访问美国,其经过13个多小时的飞行后抵达美国肯尼迪机场。

虽然这是伊尔-62的第一次洲际飞行,但毫无疑问的证明了它是一种相当舒适的飞机,据当时的乘客回忆:“伊尔-62的噪声也不大,只有隐约可闻的隆隆声,使人意识到发动机的强大推力。当飞机进入大气紊流层时,旅客感觉不到任何颠簸,因为柔性机翼吸收了大部分紊流产生的负载。”

由于伊尔-62出色的性能,拥有大飞机情节的赫鲁晓夫很快就就将其作为专机使用,此后,伊尔-62就成了苏联领导人的专用客机,勃列日涅夫、戈尔巴乔夫、叶利钦、普京都使用过这一款飞机,至今,俄空军、朝鲜政府、苏丹政府都还有伊尔-62M在服役。

除了本国使用外,世界上有30多个国家还使用过伊尔-62飞机,有14个国家将其改装成首脑专用飞机。中国在1972-1974年间引进5架伊尔-62,1974年中国民航伊尔-62作为我国领导人专机首次飞抵美国,出席联合国大会第六届特别会议。

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中国民航的伊尔-62。来源.wikipedia

除此之外,由于伊尔-62出色的远程飞行能力,西方国家也使用过伊尔-62。1970年,法国航空公司和日本航空公司租用了多架苏联民航的伊尔-62执行远程航线,1971年荷兰航空在阿姆斯特丹-东京航线上运营了9架伊尔-62。

而且,相较于同类型的VC10、超级VC10、波音707、DC8等客机,伊尔-62M的事故损失率是最低的,这毫无疑问的证明了伊尔-62出色的性能。

伊留申设计局后来为了替代远程国际航线上运营的伊尔-62,于1980年正式推出了伊尔-86,该机在设计上与西方同类机型基本相同,飞机性能上十分适应苏联和东欧地区航空运输的条件,可以称得上是一款出色的飞机。但由于设计时被高层指令要赶在1980年的莫斯科夏季奥运会前投入使用,这导致伊尔-86的部分指标不尽人意,如航程偏短(最大航程不到5000千米)、噪音较大等,限制了其使用范围,最后其于1994年停产,一共生产了100多架。

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在苏黎世机场的苏联民航伊尔-86。来源.wikipedia
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苏联解体对俄罗斯航空工业造成了灾难性打击,民航客机领域也是损失惨重,俄罗斯大飞机制造也逐渐落后了。

但是有赖于苏联时期的雄厚家底,苏联解体之后的俄罗斯民航还是在1993年服役了大型喷气式宽体客机伊尔-96,只不过讽刺的是该飞机在1988年就已经完成首飞,俄罗斯只不过是捡了现成的便宜。伊尔-96后续有伊尔-96-300、伊尔-96M/T和伊尔-96-400三种衍生型号,伊尔-96-300被选中作为俄罗斯总统弗拉基米尔·普京的VIP专机。时至今日,伊尔-96依然在俄民航中占据重要位置。

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伊尔-96-300及其驾驶室。来源.wikipedia

相较于伊尔-96的处境,在1989年试飞成功的图-204却处于风雨飘摇之中,产量和销量也很低,后续改进的图-214和图-204SM也未改变图波列夫面临的困境。俄罗斯联合飞机公司副总裁更是直言不讳的表示图-204系列的生产已经名存实亡。

除了吃苏联的老本外,比较成功的是苏霍伊航空集团设计生产的100座级支线客机SSJ100,但相较于苏联时期的巨型喷气式客机,也是不值一提了。

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SSJ100。来源.wikipedia

2016年下线的MC-21为俄罗斯“大飞机”研制带来新希望,MC-21是俄罗斯为取代苏联时期的图-154及图-204客机而研发。其基本设计与当代的中短程单走道客机相似,都采用下单翼的双引擎设计。为提高机舱的内部空间,MC-21的机身宽度达到4.06米,机身比A320的3.95米及C919的3.96米更为粗大。俄罗斯国土广大,MC-21需要的基本航程更大,透过大量使用复合材料减低飞机的重量,复合材料的使用量达到37%,机翼同样以复合材料制造取代传统的铝合金。

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MC-21更加现代化。来源.wikipedia

航空发动机是现代工业“皇冠上的明珠”,其研发和制造能力是衡量一个国家工业水平的重要指标。从MC-21客机的发动机来看,其最初四架原型机采用了美国普惠提供的PW1400G涡扇引擎进行试飞,俄罗斯为实现引擎的国产化,由什韦措夫设计局牵头,与俄罗斯联合发动机制造集团等多所俄国机构,共同开发ПД-14涡扇引擎。

ПД-14于2006年开始研发,是俄罗斯的重点研发项目,其中一半开发经费来自俄罗斯政府的预算。ПД-14引擎的预期最大推力可达180千牛,将来可用于MC-21的放大机型上。ПД-14 引擎已于2015年在一架由伊留申-76运输机改装的飞行测试平台进行飞行试验。2020年12月,装有ПД-14发动机的MC-21-310飞机进行了首飞。MC-21量产后,客户可根据需要选择所配用的引擎。

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ПД-14发动机。来源.wikipedia

由于从日本进口的复合物料受美国制裁影响而断供,而俄方需时自行研制替代品,因此MC-21要到2022年才能开始量产,首批6架采用进口发动机及物料的MC-21,也将于同年交付予俄罗斯航空。总之,苏联航空的辉煌一去不复返,苏联解体后俄罗斯“大飞机”的研制,始终处在既部分技术自研不足,又常遇西方制裁寒冬的尴尬境地。

参考资料(上下滑动):《国家意志与领袖专机》周日新;《伊尔-62:苏联第一款远程喷气式客机》黎时;《从“獾”到“骆驼” ——苏联图-104喷气式客机》司古

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