俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機


享有盛譽的俄羅斯航空工業,無論是戰鬥機、轟炸機還是直升機方面都有世界一流的產品,雖然很多的技術都是蘇聯時期遺留下來的,但這不影響它在航空界的地位。作為老牌的航空強國,很多人可能不知道,世界上第一款重型轟炸機就出自俄羅斯,確切的說是沙俄時期,“俄羅斯騎士”(Sikorsky S-21)是世界航空史上第一款四引擎飛機,在它的基礎上改進而來的Sikorsky S-22也成為了世界首款軍用重型轟炸機。該型飛機由伊戈爾·西科斯基在1913年研製的,在當時這架飛機創造了多項世界紀錄,甚至俄國沙皇尼古拉斯二世也曾親自視察過該飛機。

俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機

Sikorsky S-22

伊戈爾·西科斯基

1910年,俄羅斯波羅的海鐵道汽車廠在里加設立了航空部,1912年遷至聖彼得堡。同年,在該廠負責人米哈伊爾·希德洛夫斯基的幫助下伊戈爾·西科斯基(Igor Sikorsky)成為航空部的首席設計師。希德洛夫斯基非常欣賞他的才華,不僅為其主持的項目尋求融資,還非常支持他超乎尋常的飛機設計,在當時西科斯基提出的飛機設計方案對俄羅斯,乃至世界都是一次重大的變革。

俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機

西科斯基不僅是飛機設計師,也是一位出色的飛行員

伊戈爾·伊萬諾維奇·西科斯基,1889年5月25日出生於基輔的一個富裕家庭,18歲進入基輔理工學院學習。

1909年,他已經獨立製造了兩架“直升機”。他後來回憶道,“第一架因為技術原因無法離開地面,而第二架可以升空,但是卻沒有太大的載重能力”。1910年,西科爾斯基成功製造出他的第一架固定翼飛機S-2。在接下來的幾年裡,他不斷在試製、設計自己的飛機,1911年製造了S-5,並取得了俄羅斯皇家航空俱樂部頒發的第一張飛行員執照,1912年S-6A在莫斯科飛機競賽中獲得第一名,1913年製造了S-9、S-10創下俄羅斯航空記錄,在4小時56分鐘內飛行500公里,S-12第一架俄羅斯設計的能繞圈飛行的飛機。

在萊特兄弟發明飛機後的幾年裡,單引擎飛機項目已經不足為奇,世界許多國家都在開發此類飛機。西科斯基在此之前也曾嘗試過這種類型的飛機,比如S-5,在單引擎飛機上的設計、製造經驗讓他認識到了這種飛機的不足。一旦引擎出現故障,那麼飛機將會完全失去動力,即使雙引擎飛機也無法很好的解決這個問題,尤其是失去平衡後的飛機控制。

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年輕時期的西科斯基

為了解決這個問題,他為自己的飛機設置了兩個必須解決問題,一是要有足夠強的動力,能夠保證飛機在某一部發動機故障時繼續輸出可供飛行的動力;二是發動機失靈後的控制問題。於是,增加引擎數量,設置四臺發動機的設計可以很好的解決第一個問題。在第二個問題上,西科斯基為此專門發明了一種自動控制裝置,利用尾翼舵來恢復發動機失靈時飛機平衡。駕駛員使用腳踏板操作,尾翼舵垂直安裝在飛機尾部,在正常操作中,穿過舵的氣流效應為零,飛行員可用於轉向。一旦發動機故障,尾翼舵會立即轉向,使受干擾的氣流通過舵面,自動穩定飛機。

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西科斯基研製的S-12單翼飛機

四引擎飛機的方案出爐,按照1910年的標準,西科斯基設計的飛機尺寸“相當的大”,起飛重量超過4噸,載重600公斤左右。方案一經提出就遭到了多方質疑,因為在當時完全沒有類似的先例可以借鑑,大多數人不相信西科斯基能將這架重達4噸的“大傢伙”送上天,不過這也許就是天才與普通人之間的差別吧!敢為人先的西科斯基設計並製造了這款四引擎飛機。

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俄羅斯騎士接受尼古拉斯二世視察

1913年5月10日,飛機首飛成功,同時這架飛機也創造了新世界紀錄,在空中連續飛行10分鐘。這讓所有質疑者都閉嘴了。沙皇聞訊也親自視察這架飛機,在此之後,西科斯基獲得了所有後續機型設計的全權委託,這也最終促成了伊利亞·穆羅梅茨(Ilya Muromets)的誕生。

俄羅斯騎士

在研發這款飛機時,西科斯基將其視為一臺試驗機,利用這個平臺驗證自己的想法、收集數據,為後續機型打好基礎。“俄羅斯騎士”的顯著特徵是長度不同的雙機翼,上機翼的長度為27米,下機翼為20米,兩機翼之間的距離為2.5米,機翼總面積為125平方米,機身長20米,高4米。最大起飛重量超過4噸,在那個年代,這樣的起飛重量已經非常罕見。

波羅地海鐵道汽車廠曾以製作汽車聞名,在這個廠子生產出來的飛機多多少少也帶有點汽車的風格。“俄羅斯騎士”機身是一個木製矩形框架,上面覆蓋有特殊的膠合板。機身中央是一個客艙,其形狀類似於旅行車。

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俄羅斯騎士

機艙內分為兩個隔間,一個供乘客和機組人員使用,另外一個主要用於存放備件、工具和設備。機艙前是一個帶有圍欄的開放區域,如果在戰鬥中使用飛機的情況下,西科斯基計劃安裝機槍和探照燈。

飛機的設計過程中,伊戈爾·西科斯基考慮了多種發動機佈置方案,最終確定將四臺阿格斯水冷活塞發動機排成一排,並裝有拉緊螺釘。單臺100馬力的功率可以讓這架“巨獸”以 90 km / h速度飛行,最大飛行距離為170公里,起飛距離700米。西科斯基創造了重型多引擎飛機的經典佈局方案,後來幾乎所有的重型飛機都採用了這個佈局方式。

機組成員三人,搭載乘客四名,一架可以運載七人的飛機在當時是一個非常了不起的設計。而且俄羅斯騎士在試飛中表明該機在空中非常穩定。即使機上的乘客在機艙內移動,也不會破壞飛機的穩定性,更不會影響飛行,要知道當時的飛機是沒有任何輔助穩定設備的。

俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機

準備試飛的“俄羅斯騎士”

1913年6月23日,這架創造多項世界紀錄的飛機在一次飛行後降落時發生故障,飛機受損嚴重,作為試驗機,西科斯基決定不予維修,根據事故原因,它將設計方案的整體結構進行加強處理,隨後開始後續機型的研製工作。

豪華客機伊利亞·穆羅梅茨

“俄羅斯騎士”雖然僅存在了一個月左右,但它驗證了西科斯基的想法和設計是非常成功的。在此基礎上他馬不停蹄的開始了後續機型的研製,這就是著名的Ilya Muromets(Sikorsky S-22)伊利亞·穆羅梅茨,該機最初目的是用作客機,可以為乘客提供舒適乘坐體驗的豪華客機,機艙內設有酒館、臥室,甚至是廁所,另外還有暖氣和照明系統。

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Ilya Muromets(Sikorsky S-22)伊利亞·穆羅梅茨

1913年,伊利亞·穆羅梅茨首飛成功。1914年2月第二架原型機試飛成功,這次測試搭載了16名乘客,創造了當時飛機載人的新紀錄。同年的6到7月間,這架飛機還進行了兩次長途飛行。從聖彼得堡到基輔,飛行距離約為1200公里,第一次飛行時間為14小時38分鐘,第二次為13小時,期間只降落一次補充燃料,這是人類飛行史上的一個跨越。

西科斯基因此獲得了尼古拉斯二世的嘉獎,授予聖弗拉基米爾勳章,免除兵役,獎勵10萬盧布作為飛機設計的研究經費等等。

軍用型伊利亞·穆羅梅茨

如此豐厚的獎勵當然不只是設計客機那麼簡單?隨著一戰的爆發,西科斯基開始接受將伊利亞·穆羅梅茨改裝成為轟炸機的任務,在他的重新設計下,軍用型伊伊利亞·穆羅梅茨完成,這是世界首款真正意義上的重型轟炸機(雖然現在看起來它並不是太重)。

俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機

伊利亞·穆羅梅茨機長17.5米,上翼長度29.8米,下翼長21米,機身高度4米,最大起飛重量3150公斤,最大飛行速度110公里/時,最大飛行高度3000米。

動力採用了功率更加強勁的陽光十字軍V-8水冷活塞發動機(單臺150馬力)。內架可攜帶500公斤的炸彈,在機身不同的位置設置了九挺機槍掛點,特別是尾部機炮的設置給德國人造成了很嚴重的心理陰影。

俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機

準備起飛的伊利亞·穆羅梅茨

1915年2月開始,10架俄國轟炸機被投入戰場,對德國陣地實施空襲。面對從未見過的“大傢伙”,德國人似乎無從下手,本以為龐大、笨重的體型會很容易擊落,但是他們發現這架看似笨重的“大傢伙”機動性和火力一點都不弱,尤其是轟炸機尾炮讓德軍根本無法靠前,而接近後德軍的“信天翁”戰鬥機也會受到四臺發動機強大氣流的影響而失去穩定。

俄國時期西科斯基的傑作,世界首款四引擎雙翼轟炸機

1913年到1918年期間,該型轟炸機一共生產83架,執行了超過400次的投彈任務,共投彈65噸,俄國革命之後,該機型仍在蘇聯空軍服役,直到1922年10月,該型轟炸機退役。

1919年,西科斯基為躲避戰亂移民美國。在那裡,他繼續著自己鍾愛的飛機事業,特別是在直升機方面。1923年創建西科斯基飛行器公司,1939年推出了世界上第一架公認的直升機VS-300。1942年,大規模生產,他的設計已經成為我們今天許多軍用和客運直升機的基礎。



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