红色飞龙在天——米里设计局系列直升机(1):米-1/米-2

明鸿羽 2023-11-10 07:26:01

自从莱特兄弟发明飞机以来,人们一直为能够飞翔蓝天而激动不已,同时又受起飞、着落所需的滑跑所困扰。在莱特兄弟时代,飞机只要一片草地或缓坡就可以起飞、着陆。不列颠之战和巴巴罗萨作战中,当时最高性能的“喷火”战斗机和Me 109战斗机也只需要一片平整的草地就可以起飞,除了重轰炸机,很少有必须用“正规”的混凝土跑道起飞、着陆的。今天的飞机的性能早已不能为这些飞机所比,但飞机的滑跑速度、重量和对跑道的冲击,使对起飞、着陆的跑道的要求有增无减,连简易跑道也是高速公路等级的。

“喷火”战斗机

Me 109战斗机

二战草地机场

人类早年的飞行梦的飞行方式都是原地腾空而起,例如那阿拉伯人的飞毯,希腊神的战车。其中最有价值、最具代表性的是中国古代玩具“竹蜻蜓”和意大利人达·芬奇关于垂直起降航空器的画作。竹蜻蜓有据可查的历史记载于晋朝(265年—420年)葛洪所著的《抱朴子》一书中。它利用"环剑"驱动螺旋桨轴, 从而通过旋翼的空气动力实现垂直升空,演示了现代直升机旋翼的基本工作原理。

伊戈尔·伊万诺维奇·西科斯基,1889年5月25日生于出生于俄罗斯帝国基辅(今属乌克兰),美国籍俄罗斯裔飞机设计师,西科斯基公司创始人,被誉为“现代直升机之父”。西科斯基是家中五个孩子中最小的一个。其父是一个心理学教授,其母为医生。西科斯基的母亲从小给予他很多关于艺术方面的教育。西科斯基于1903年-1906年在圣彼得堡的海军战争学院学习,1906年-1907年在巴黎学习过一段工程学,随后于1907年-1909年在基辅工学院学习。

伊戈尔·伊万诺维奇·西科斯基

西科斯基还是世界上第一架四引擎飞机伊利亚·穆罗梅茨重型轰炸机建造过程的首席工程师,并于1913年5月13日亲自首次试飞这架飞机。在第一次世界大战中,西科斯基的飞机被俄罗斯军队用作轰炸机,这是世界上公认的第一架重型轰炸机,成为俄军远程航空兵的起点,西科斯基被授予圣弗拉基米尔十字勋章。内战停火后,由于在已经被战争严重破坏的欧洲特别是俄罗斯看不到飞行的希望,西科斯基于1919年移民美国。

伊利亚·穆罗梅茨重型轰炸机

1923年西科斯基在几个前俄罗斯军官的帮助下成立了西科斯基航空工程公司,但并不成功,公司很不景气。1928年西科斯基加入美国籍。1939年9月14日,西科斯基身穿黑色西服,头戴鸭舌帽,爬进座舱,轻松地把一架直升机升到空中,高约二三米,平稳地悬停了10秒钟之久,然后轻巧地降落回地面。这在航空史上是崭新的一章,他成功地让世界上第一架真正的直升机——VS-300升空了。VS-300具有良好的操纵性能,具备了现代直升机的基本特点。1940年底,美国陆军决定大量购买VS-300的改进型VS-316,军队编号为R-4。成为世界上第一种投入生产和进入现役的直升机。也是美国陆军航空兵、海军、海岸警卫队和英国空军、海军使用的第一种军用直升机。

西科斯基试飞VS-300

西科斯基试飞VS-300

R-4直升机

第二次世界大战的军事需要,加速了直升机发展的进程,促使直升机发展由探索期进入实用期,直升机开始投入生产线生产。到二战结束时,德国工厂已生产了30多架直升机,FL-282直升机更是直接进入了舰载反潜作战。美国交付的 R-5、R-6直升机已达400多架。

FL-282直升机

FL-282直升机

R-5直升机

R-6直升机

米哈伊尔·列昂季耶维奇·米里1909年生于俄罗斯的伊尔库茨克。1926他进入西伯利亚技术学院学习,然而,由于该学校没有航空学课程,于是1928年他又转学到诺沃切尔卡斯克航空学院,在那里他能够专注于航空学习。1931年从诺沃切尔卡斯克航空学院毕业后就到中央流体动力学研究院从事旋翼机研究工作,以后转入直升机的研究。1945年他被任命为直升机部实验室主任。1947年12月,刚满38岁的米里受命组建以他名字命名的直升机设计局,并担任总设计师。这大概是直升机行业中唯一能与伊戈尔·西科斯基平起平坐的传奇大师。

米哈伊尔·列昂季耶维奇·米里

二战后结束仅两年,米哈伊尔·列昂季耶维奇·米里就开始了直升机项目,被称为EG-1“实验直升机”。在1947年秋天,EG-1的概念机面世,并得到了航空委员会的充分肯定,批准进入工程研制。

米-1直升机:

卫国战争初期米里曾率领一支小型旋翼机队投入莫斯科前线,但很快证明这种脆弱的早期飞行器无法适应当时的一线作战,甚至他本人也在德军突破时陷入危险之中。其后他参与过反坦克火箭设计和战斗机改进,并因此获得卫国战争勋章。

早期的“直升机”一般都是通过多个旋翼来实现扭矩平衡的,这类直升机给人的第一印象就是大且笨重、机械结构复杂、可靠性差。虽然发明家们早就开始对直升机进行种种探索,但却始终不得其法。二战结束后米里开始设计他的直升机并获得了领导一个设计局的机遇,他们的设计基于一种比当时美国直升机更简单且效率更高的旋翼铰接机构。

Bristol 171

米里自1946年开始正式进行第一架实用直升机的研制,当时,该飞行器的代号为EG-1。1947年,米里被任命OKB-4设计局的总设计师,借此机会,他更是一心投入到实用直升机的研制工作中。最终,他将这第一型直升机命名为GM-1。该机借鉴了西科斯基S-51和Bristol 171这些早期直升机的出色设计,其主旋翼几乎和Bristol 171一模一样,传动轴系和离合器等内部设计也非常类似。

米-1直升机

1948年9月,第一架GM-1直升机首飞升空,仅做升空验证。在第二次试飞的时候进行了水平飞行,最高时速达到170公里。然而在11月进行直升机升限试飞的时候,由于润滑油冻结,造成传动系统失灵,原型机坠毁。随后第二架原型机在1949年春也坠毁了,原因是焊接质量不良导致尾部螺杆传动轴损坏。第三架原型机做了相应的修改,使用了难以冻结的润滑油。到1949年底,原型机通过国家测试,1950年批产。随之开创的是一个庞大的旋翼帝国。

苏联当局一致认为该直升机的设计工作取得了圆满的成功,并且和米里签订了生产合同,明确希望他尽快采取更进一步的工作来完善该直升机,为了表示对米里设计工作的认可,该机最终被命名为米-1。

米-1直升机

米-1属于多用途轻型直升机,它的机体前端是驾驶室,由1名飞行员操控,在驾驶位的后面是乘客座位,可以搭乘3名乘客。再往后是发动机舱,里面安装一台575马力的Ivchenko AI-26 V径向发动机,主旋翼为3桨叶结构,桨叶由钢材、聚乙烯和织物构成。细长的尾梁采用弹壳结构,发动机的动力分出一股传递到尾梁末端,驱动一副木质的尾桨。尾旋翼也是简单的三叶结构,但是使用了木质结构,听起来好像挺脆的,不过对于这种小型直升机来说,木质结构反而更加简单好用。起落架为固定三点式,一般为轮式,个别冬季版本也采用滑橇式。

米-1的滑橇式起落架

米-1反扭矩旋翼为木质桨叶,安装在尾梁的后部。尾梁末端下方装有一个很长的尾撑,保护尾桨在起飞和降落期间不发生危险。机头下方也安装有玻璃,以便在降落时飞行员能很好的观察地面情况。其中最中间的一块风挡面积比较大而且安装有简易的雨刮器,机头最前端还有探照灯。机舱的整体结构像一个面包型,前面比较尖,后面钝圆。这样做虽然有利于空气动力学,但是也太像动漫形象了。生产型装备有无线电高度表,天线安装在尾梁下方。所有的型号的燃料都是装在一个容量为240升的铝制油箱内。为了提高航程,在机身右舷外侧还能携带一个160升的辅助油箱。

米-1直升机

米-1直升机的最大起飞重量仅有2.33吨,是一种典型的轻型直升机,载油量只有几百千克。最大飞行速度约185千米每小时,而巡航速度更是低到了140千米每小时,无论是起飞重量还是飞行性能都很一般。不过米1的飞行灵活性很好,经常表演一些高难度飞行项目。仅从米-1的各项性能指标来看,它确实算不上优秀,即便是同50年代的同级别机型相比也没有明显优势,但是它是苏军大规模装备的第一款制式直升机,这个意义就完全不一样了。

早期米-1

1950年2月21日苏联军方订购了第一批米-1直升机,不过仅有15架,这批次的直升机生产任务都是由位于莫斯科的第三工厂承担的。1951年,斯大林检阅了制造完成的米-1直升机,观看了其飞行表演,对其表现出了一定的兴趣。再加上抗美援朝战争中,美国陆军直升机进行了大规模救护飞行。战争期间直升机运送救护伤员超过3万人,美军伤员死亡率由二战时4.5%下降到2.5%,这归功于医疗技术提高和直升机的快捷救护。苏联当局因此决定扩大米-1的产量。在1952至1953年之间,位于喀山的直升机工厂制造了30架米-1,1954年起,更大规模的制造任务由位于奥伦堡的工厂承担,1956年又转移到了罗斯托夫。

米-1民用型

米-1服役后一直在改进发展,先后建造了一个庞大的直升机系列。第一型生产机的型号就是米-1,但是很快就升级到了米-1T。米-1T携带了全无线电和盲飞一起,并且配备了可靠性更好的AI-26V发动机。早期米-1只能搭载1名驾驶员和2名乘客,至米-1M型升级为4座。米-1M机舱高度从1.22米增大到了1.26米,宽度从1.01米增大到了1.2米。它能在机身两侧加装两个外部胶囊式短舱,短舱中可以存放医疗药品或者邮递信件等物品。1957年,米-1获得了再次升级,成为了米-1A,可靠性得到了进一步提升,并装配了一个160升的额外油箱。

米-1装担架吊舱

1959年推出的米-1MNH(国民经济改进型),机舱内安放了三人座椅。米-1MNH被命名为“莫斯科人”,苏联方面一度计划将其作为莫斯科地区的空中出租车。1961年,米里设计局也尝试设计了一种具备武装反坦克能力的型号,被称为米-1U。米-1U是基于米-1M改装的,米-1M当时已经停产了,所以没法继续生产米-1U,但是苏联此后还是生产了一系列以米-1U、TU、AU、MU命名的型号。两侧各挂一副担架的SM-1WS救护直升机、起落架改为浮筒的水上起降版本Mi-1MG、安装农药喷洒设备的农用型号,甚至还有携带机枪、火箭弹、反坦克导弹的武装型号。

苏联第一种试验型武装直升机米-1MU

米-1救护型

米-1农用型

1963年5月15日,米-1创造了航程为l188.52公里的闭合航线飞行纪录,起飞重量2434千克,着陆后的余油还可再飞1.5小时。

苏联总共生产了1000多架米-1各系列直升机,波兰也生产了1594架(被称为SM-1),相关的改进工作一直持续到60年代,大约在1965年停产,最先进的型号可靠性大为提升,大修间隔时间从早期不足300小时增加到后来超过1000小时,桨叶等也得到更换,增加4桨叶版本。

米-1直升机常与美国西科斯基S-51(H-5)直升机和英国Bristol-171直升机相比较。米-1是早期单旋翼直升机的典型代表,创造了30多项世界纪录。米-1一开始的“内部”竞争者是雅克-100,但直到米-1批量生产后,雅克-100只造了两架原型机,从此雅克退出了直升机领域。米-1不是苏联的首架直升机,但它是最成功的,也是最适合批量生产的直升机,在苏联军民用航空的发展中发挥了重要作用,将米里有一个小设计局变成了一个成熟的庞大的米里莫斯科直升机制造厂。

S-51(H-5)直升机

Bristol-171直升机

米-1虽然开启了苏军制式直升机的先河,不过它本身性能水平确实不算太好,更何况50年代后期进入了直升机技术大爆发的时代,许多经典机型都是这一时期问世的,米-1的价值在这种浪潮下很快被冲淡,也难怪苏联只生产了1000余架米-1,除去农用等型号,真正装备到军队手中的就更少了,不过苏联仍然在米-1的基础上积累了设计和使用经验,从这一点来看米-1仍然功不可没。

绰号:野兔

空重:1700千克

最大起飞重量:2330千克

旋翼直径:14.35米

旋翼桨盘面积:161.7平方米

尾桨直径 :2.50米

机长:12.09米

机高:3.3米

主轮距:3.30米

前主轮距:3.18米

发动机:一台3И-26B活塞发动机,功率 575马力

最大平飞速度: 185千米/时

作战航程:590千米

作战半径:

升限:3500米

航电:机头前端设有无线电收发报机。机身后部设有无线电高度表和变流器,尾梁下部有一对天线。装有全套夜间飞行设备。

武器:

载弹量:

乘员:1名

产量:3000架左右

米-1直升机

米-1直升机

米-2直升机:

米-1直升机性能优良、操作便利,只是它装备的AI-26V引擎已经过时了,到了50年代末,米里设计局决定研制新直升机,配备双涡轮轴发动机。这是苏联首辆专门为民用领域制造、配备双燃气涡轮发动机的直升机。

AI-26V引擎

上世纪50年代,米里设计局投入米-1“野兔”,这是苏联史上第一款批量入役的多用途直升机,也是米里设计局第一代产品。苏联方面总共生产了约1000架,同时授权波兰生产了约2000架(型号SM-1),这是双方第一次友好合作,接下来在第二代米-2直升机诞生后同样以这种方式进行授权生产,甚至还返销苏联成为一款精品之作。

米-2

在华约组织中,除了苏联之外,波兰和捷克斯洛伐克的实力相对比较强,在苏联为中心的军事和重工业体系中扮演了比较重要的角色。捷制L-29/39中高教练机是华约空军教练机群的绝对主力,而波兰主导生产了苏联米-2系列直升机。

米-2“甲兵”多用途直升机,是在米-1直升机基础上改进而来,基本保留了米-1整体设计布局,同时采用相同的旋翼结构,不过由单发改双发变成两台涡轮轴发动机。1961年9月11日米-2首飞成功,在初步完成飞行测试后根据苏联和波兰签署协议,该机由苏联转到波兰希维德尼卡航空公司继续研制。

米-2

1965年11月4日,由波兰生产的米-2完成首次试飞。随后开始生产,至1981年已生产24种不同型别的米-2直升机5250架,大部分出口,其中向前苏联出口2000架。军用型销往捷克、罗马尼亚和前苏联等国,民用型销往欧洲。

斯洛伐克的米-2

苏丹的米-2

苏联的米-2

乌克兰的米-2

米-2“甲兵”多用途直升机的旋翼为3片全金属桨叶旋翼,装有液压减摆器 。桨叶叶型为NACA230—13M。每片桨叶上均装有挥舞铰,摆振铰和变距铰 。旋翼浆叶和尾桨桨叶均由挤压的铝合金大梁、胶接的蜂窝结构后缘组成。前缘有防颤振配重,后缘有补偿片。液压助力器可用于纵向,横向和总距操纵。旋翼和尾桨系统装有蛇形管状弹簧平衡机构。由尾桨带状钢扭转元件承受变距离心载荷。旋翼不能折叠。旋翼和尾桨均装有电防冰系统。备有旋翼刹车装置。

米-2

米-2直升机的起飞功率为2x400马力,螺旋桨直径17.42米。机身长12米,宽1.54米,机高为3.75m,最大起飞重量为3700千克,可运载8人,最大时速210公里,巡航时速190公里,悬停高度(有地效)2000米/(无地效)1000米,实用升限4000米,航程340千米。在20世纪70年代,米-2直升机还进行了现代化改造,现代化改进型米-2直升机上装有功率较大的发动机,单台功率为331干瓦(450轴马力)。

米-2直升机装两台波兰制造的伊索托夫设计局的GTD一350型涡轮轴发动机,单台功率294千瓦(400轴马力),并排安装在座舱上部。燃油装在一个橡皮油箱内,容量600升。机身两侧备有副油箱,每个副油箱容量为238升。滑油容量25升。发动机废气用于发动机进气道防冰。

米-2

米-2直升机座舱备有空调设备,舱内可容纳1名驾驶员(左座)和8名乘客。两副背靠背的长椅可坐3人。后部钉侧有2副可供选装的座倚。为便于装载700千克的货物,所有座倚均可拆卸。驾驶舱滑动窗在紧急情况下可投弃。救护型座舱内可放置4副担架和一副医务人员用座椅或两副担架和两副病伤员用的座椅。教练型装有两副并列座椅和两套操纵系统。座舱内备有标准的加温、通风、空调设备和电热防冰风挡。

米-2“甲兵”武装型根据不同型号,可以携带57毫米口径非制导火箭,9M14M半自动制导导弹,23毫米口径NS-23KM加农炮,以及7.62毫米机枪吊舱等。对于这种小身板来说,这种火力不能说不强大,虽然不是专业武装直升机但多用途能力确实不错。军用型分为:

米-2URN

米-2URN:在机枪吊舱上装有两个发射架,每个发射架可装16枚S-5口径为57毫米的非制导火箭,驾驶舱装有PKV射击瞄准具有用于所有武器的瞄准。该型自1973年开始服役。

米-2URP

米-2URP:反坦克型,座舱两侧的外挂架可挂4枚9M14M半自动制导导弹。货舱内载4枚备份导弹。1976年开始服役;最近的改型能携带4枚9M32“斯特列拉”2导弹。

米-2US

米-2US:武装型,机身右侧装有一挺23毫米口径NS-23KM加农炮,两侧挂架上各有一个7.62毫米机枪吊舱,座舱后部还有俩挺7.62毫米口径PK型移动式机枪。

米-2“甲兵”民用型包括:客货运输型、救护型、农用型、搜索和救援型、教练型等。米-2直升机另外还有专职农业型,埃及在使用中专职喷洒农药直升机。

米-2搜救型

米-2农用型

1965年左右在米-2基础上开始研发一种战场运兵直升机米-22,采用改进的机体货舱和侧开舱门,从外形看受到美军在越南大量使用的UH-1直升机影响较大。

米-22

上世纪70年代后,波兰开始改进已经有些落伍的米-2直升机,换装功率更大的发动机。单台功率达到331干瓦(450轴马力),同时对机体材料,以及航电系统进行了升级改装,使这款老飞机更具现代感性能更强。比如最新款米-2MSB直升机,更是更换了AI-450V涡轴发动机,装备S-8非制导火箭弹,以及为飞行员配备TNL-5NV头盔和PNL-3夜视仪。

米-2MSB直升机新头盔

米-2MSB直升机

米-2MSB属于老瓶装新酒代表,性能在小型直升机领域也算可圈可点,之前甚至传出将在我国进行组装生产民用型。整体性能如下:最大起飞重量3.7吨,最大飞行速度220公里/小时,实用升限4000米,悬停高度2000米(有地效)/1000米(无地效)。最大航程可达340公里,可以运载8名乘客,或者700千克货物,不论客货运其实性能都还挺理想。

到1992年米-2直升机停止生产,但至今还有大量的米-2直升机仍在使用中。米-2直升机参与过从上世纪60年代以来的几乎所有战争,如苏联军队在阿富汗战争中使用过,以及1973年阿拉伯-以色列战争。

PZL W-3通用直升机

波兰生产的米-2直升机与中国有很大的渊源。目前有好几个型号落户中国。波兰斯威德尼克(PZL)公司在米-2直升机基础上自主研制了PZL W-3通用直升机,为米-2直升机换装劳斯莱斯发动机的升级款,2010年左右落户中国合作生产。SW-4轻型直升机,是5座轻型直升机,飞行速度可达每小时260公里。2009年9月16日中国版本在江西九江下线。在2018年,湖州南浔浩天翼航空技术有限公司也从俄罗斯和波兰引进了首架米-2直升机,国内型号命名为CM-2,预计将在国内生产。

中国的米-2

绰号:甲兵

空重:2402千克

最大起飞重量:3700千克

旋翼直径:14.56米

旋翼桨盘面积:167平方米

尾桨直径 :2.7米

机长:11.94米

机高:3.75米

发动机:两台PZL GTD-350 涡轮轴发动机,功率 2×400马力

最大平飞速度: 220千米/时

作战航程:340千米

作战半径:

升限:4000米

航电:机头前端设有无线电收发报机。机身后部设有无线电高度表和变流器,尾梁下部有一对天线。装有全套夜间飞行设备。

武器:机身右侧装有一挺23毫米口径NS-23KM加农炮,两侧挂架上各有一个7.62毫米机枪吊舱,座舱后部还有俩挺7.62毫米口径PK型移动式机枪(米-2US)

载重:可载 8名乘客或 700千克货物。

乘员:1名

产量:至1981年已生产24种不同型别的米-2直升机5250架

米-2

米-2武装型

波兰的米-2

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明鸿羽

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