拉-5战斗机 :拉沃奇金设计局研制的战斗机

更新时间:2024-09-21 19:11

拉-5战斗机是苏联在二战时期研制的一种单座单发式螺旋桨战斗机,由拉沃契金设计局设计。该机采用了前缘襟翼的构造,使用后三点式收放式起落架,配三叶式螺旋桨和气泡式座舱,有外露式的无线电天线。拉-5型和改良型拉-7型战斗机是苏联在第二次世界大战后期的主力战斗机之一,也是苏联当时综合表现最优秀的战斗机之一。在苏德战争爆发后,拉-5战斗机的高防弹和抗毁性能成为苏联军队的重要优势。为了满足先进装备的需求,拉沃金设计局开始设计使用1600马力的M-82发动机的La-5,原型机于1942年5月完成测试,两个月后进入生产。到1942年年底,已有1182架完成。1943年3月,第二个主要生产型La-5FN进入量产,在大战结束前,包括后来的La-7在内,总共生产了21975架。

研制历史

20 世纪 30 年代末,苏联生产的所有战斗机都采用混合结构。尽管使用木材有种种缺点(主要是结构重量较大,刚度要求较高),但 "三角木 "的诞生和使用这些材料制造的 LaGG-1/LAGG-3 飞机项目的推进,导致了当时现代化的全木战斗机的诞生。

木制品对工人的技术要求非常高。LaGG-3 的整个机身(后来的 LaGG-5 就是用它制造的)都是用胶水组装的,这就要求严格遵守车间对温度、湿度和灰尘的要求。为了减少空气阻力,对原型机进行了特别的抛光和上漆处理。所有这些因素导致在批量生产时,LaGG-3 与测试过的飞机略有不同,在诞生之初就需要进行现代化改造。

尽管 LaGG-3 在设计上有许多缺陷,驾驶起来也很困难,但飞行员们对该型飞机肃然起敬,因为他们认识到驾驶该型战机并不是一件简单的事情,需要经过一定的训练。LaGG 因其涂漆的木材而被昵称为 "涂漆的棺材",与人们的想象相反,这个昵称在战争期间并没有被使用,而是在一本专门介绍 S. 拉沃奇金作品的书出版后才出现的。

在战斗中,LaGG 被证明是一种生存能力很强的飞机,它可以在机身像 "筛子 "一样的情况下返回基地机场。但在 1942 年初,LaGG-3 已无法与德国新改装的战斗机同台竞技。飞行员们抱怨该机的武器装备太弱,起初只配备了三挺机关枪,而且弹药供应不足。拉沃奇金为了满足前线战斗机的需求,增加了武器弹药的口径,从而使设计变得更重。速度和爬升率急剧下降。主要问题是发动机。LaGG-3 装有一台输出功率为 1050 马力的 M-105P 型液冷发动机,但它的功率对于全木结构的重型飞机来说是远远不够的。拉沃奇金将希望寄托在新型直列液冷发动机 M-107 上。与 M-105 系列发动机尺寸相同,弗-克里莫夫(V. Klimov)的新型发动机(法国 "Spano-Suiza "12 Ybrs 发动机的远祖,根据许可证购买)的起飞功率为 1400 马力,在 5 千米的高空为 1300 马力。为此,拉沃奇金和亚历山大·雅科夫列夫的设计局被指派研制使用这种发动机的战斗机。安装在 LaGG-3 上的 M-105 系列发动机也供不应求,因为它们被用于雅克-1战斗机/雅克-7 和 Pe-2。

在这方面,到 1942 年 1 月,LaGG 战斗机的研制工作已濒临结束。由于 "斯塔夫卡 "公司倾向于生产雅克-7,因此拉沃奇金不得不紧急寻找新的发动机。他的设计局决定用风冷发动机 ASh-82 取代水冷发动机。

中国航空工业集团有限公司委员 A. Shakhurin 认为,这次更换解决了一个对国家非常重要的问题。事实证明,1940 年测试的所有战斗机都装有水冷发动机。而发动机厂生产的发动机至少有 40% 是风冷式的。在战争期间,几乎不可能将发动机厂从生产风冷发动机转为生产水冷发动机,因为这需要更换几乎所有的模具。因此,在水冷发动机极度短缺的情况下,气冷飞机发动机有大量库存。正是由于这些库存,才有可能迅速为前线提供急需的战斗机。

由于尺寸不匹配和重量较大,如果不进行重大改装,发动机就无法安装在现有的车架上,因此耗费了大量时间,这是一个关键问题。然而,拉沃奇金的副手 S.M. Alekseev 在没有计算和图纸的情况下,以惊人的速度制造出了一架原型机。由于国家国防委员会决定将 LaGG-3 撤回生产,并将生产该型机的工厂移交给雅科夫列夫设计局,同时组织雅克战斗机的生产,拉沃契金设计局的处境十分危急。然而,1942 年 3 月 21 日,在拉沃奇金设计局被派往第比利斯的前几天,试飞员瓦西里-米先科(Vasily Mishchenko)将未来的拉-5 送上了天空。

4 月 22-23 日,试飞员 A. P. Yakimov 和 A. G. Kubyshkin 继续进行试验。他们在离工厂十几公里的地方用融水苗族自治县浇灌跑道进行飞行。在试验过程中,试验机的许多部件都发生了故障,在汽车前灯的照射下,在飞行场地上就地排除了缺陷,但命运对飞行员非常眷顾,没有人在这样的 "试验 "中丧生。

发动机为如此沉重的设计提供了 1700 马力的必要动力。与基本型 LaGG-3 相比,新飞机的性能明显提高,尤其是速度和爬升率大幅增加,但问题也不少。

最主要的问题是温度由于时间仓促,设计人员未能对飞机进行适当改进,确保发动机正常散热。

经过 26 次试飞后,测试报告被送往莫斯科。报告指出,飞机通过了大部分测试,但发动机过热的问题没有解决。莫斯科考虑了一下,给了 10 天的时间排除故障。这时,第 21 飞机制造厂的一名工人在车间里发现了一个新的机油散热器,它装在一个木箱里,上面有 M-107 发动机的出厂护照。它挽救了飞机。拉沃奇金禁止拿别人的东西,但队员们不听他的--他们连夜为新散热器捣鼓出了一个硬壳整流罩,并把它装上了飞机。发动机不再过热了。然而,驾驶舱内的高温问题却始终无法解决。5 月 6 日,进行了开瓶器试验。如果不在风洞中进行吹风和仔细计算,要摆脱开瓶器是非常困难的。但这次试验成功了。5 月 20 日,决定在高尔基第 21 工厂开始批量生产装有 M-82 发动机的 LaGG-3 型飞机,命名为 LaGG-5。

1942 年 7 月,第一批飞机开始下线。

第一批生产的飞机没有达到证书上规定的速度,约瑟夫·斯大林据此对飞机做出了决定。斯大林决定将飞机投入生产。为了解决这个问题,以CIAM负责人弗拉基米尔州伊萨科维奇-波利科夫斯基为首的一批专家紧急前往工厂。科研小组夜以继日地工作。波利科夫斯基提出,速度下降的原因是发动机罩密封不严。于是进行了密封引擎盖的工作,结果飞机达到了规定的速度。

格奥尔基-伊万诺维奇-彼得罗夫在改进飞机空气动力学方面的研究成果使雅克-3战斗机 和拉格-5 战斗机的速度得以提高。

拉沃奇金在 LaGG 上的合作者 M.I. 古德科夫早在六个月前就为 LaGG-3 安装了 ASh-82 发动机。他的 Gu-82 飞机并未显示出对 LaGG-3 的决定性优势。由于这个原因,以及在前线困难的情况下需要增加已在生产的批量飞机数量,它没有被接受生产。

在结构上,LaGG-5 与 LaGG-3 有所不同。气冷发动机和新武器的安装带来了许多变化。与上一个系列的 LaGG-3 不同,LaGG-5 没有自动翼尖和可收放式尾轮,这些都是后来才出现的。与 LaGG-3 相比,新飞机的尺寸略有变化。因此,LaGG-3 的长度为 8.81 米,而新飞机的长度为 8.67 米。起飞重量也从 3160 千克变为 3380 千克。

尽管重量增加了,但配备了更大功率发动机的 LaGG-5 表现出了良好的性能。它在地平线水平飞行时的速度比其前身提高了 8 公里/小时,在 6500 米的高空,速度优势提高到 34 公里/小时。爬升率也更高。但最重要的是,新飞机可以与梅塞施密特 Me109 G-2 和 LaGG-5 相比,如果说它比德国战斗机逊色的话,那也只是略逊一筹,而 LaGG-3 根本无法与之相比。

LaGG-5 最初装备两门 20 毫米 ShVAK 自动加农炮,安装在机身前部发动机上方。

仪表设备非常简陋。飞机上甚至没有一个陀螺仪,如空气水平仪或陀螺罗盘。如果我们将 LaGG-5 与纳粹德国英国美国的同类飞机进行比较,似乎在技术上要逊色于它们。然而,就其飞行品质而言,它符合当时的要求。此外,它设计简单,缺乏复杂的维护,起飞场地要求也不高,因此非常适合苏联空军的作战环境。第一架量产机于 1942 年 6 月 27 日在第 21 工厂生产,第二架于 7 月 2 日生产。

根据 1942 年 9 月 8 日的 NKAP 第 683 号命令,LaGG-5 战斗机更名为 La-5。

技术特点

拉-5战斗机结构很像拉格-3战斗机,是由木结构为主以塑料填充和接着的,单座单发式螺旋桨战斗机,最大特色是首创了前缘襟翼的构造,使用后三点式收放式起落架,配三叶式螺旋桨和气泡式座舱,有外露式的无线电天线。

因为拉-7型和拉-5型外观上极相似,故有关战时飞机的书藉多把其一并介绍,但实际上前者的增压器导气管是在左派翼根中,减少了阻力而速度较快。

初期前机身上方两门Shvak20毫米口径航空机炮装弹量二百发。翼下可挂150公斤炸弹。拉-7型改为三门Shvak20毫米口径机炮,翼下可载六枚火箭弹或各一百公斤炸弹。

拉-5飞机使用M-82星型十四气缸气冷发动机,配备机械增压器,最大功率1268千瓦。极速每小时648公里,初始上升率每分钟一千一百米,上升到五千米需时5分42秒,最大上升率每秒十九米,实用升限一万米,航程765公里,着陆速度每小时144公里,最大使用过载4.5G,在一千米高时360'盘旋只需19秒。

1944年配备三门20-mm或23-mm航空机炮以及M-82FNU(或M-82FNV)发动机的La-7首次出现,其最高时速为680km/hr)。

表现

1943 年中期,一架新型 La-5 在德国机场迫降后被德军缴获。德国空军试飞员汉斯-维尔纳-勒切(Hans-Werner Lerche)对这架飞机进行了评估。[1] 勒切指出,La-5FN 在海拔低于 3000 米(9843 英尺)时表现出色,但航程较短,在发动机功率巡航时仅能飞行 40 分钟。所有的发动机控制装置(油门、混合气、螺旋桨螺距、整流罩襟翼和增压器齿轮箱)都有单独的控制杆,这就迫使飞行员在战斗中不断进行调整,否则就有可能出现性能不佳的情况。例如,快速加速需要移动不少于六个操纵杆。相比之下,使用 BMW 801 的当代德国飞机则使用 Kommandogerät 发动机计算机系统,该系统可通过一个油门杆自动控制所有这些设置。由于气流的限制,发动机增压系统(Forsazh)不能在海拔 2000 米(6562 英尺)以上使用。各轴的稳定性总体良好。副翼的动力被认为非常出色,但方向舵在低速时动力不足。当速度超过 600 公里/小时(370 英里/小时)时,控制面上的力变得过大。在 1,000 米(3,281 英尺)和发动机最大功率下的水平转弯时间为 25 秒。

La-5 的最高速度和加速度可与德国空军的战斗机在低空媲美。La-5FN 的滚转率略高于梅塞施密特 Bf 109;Bf 109 的速度略快,爬升率和转弯率也更高。不过,Fw 190A-8 在所有高度上的速度都更快,俯冲性能和滚转率也明显优于 La-5FN。勒尔切建议 Fw 190 飞行员将 La-5FN 引到更高的高度,通过俯冲后高速浅爬升来躲避攻击,并避免长时间转弯交战。

La-5 最严重的缺陷是发动机的热隔离、座舱通风不足,以及在时速超过 350 公里时无法打开座舱盖。此外,发动机舱隔热性能差,废气容易进入座舱;因此,飞行员经常无视命令,打开座舱盖飞行。

苏联飞行员普遍对拉-5 感到满意。"飞行员 Viktor M. Sinaisky 回忆说:"这是一款优秀的战斗机,配有两门火炮和功率强大的风冷发动机。"第比利斯工厂生产的第一批拉-5 稍逊一筹,而最后一批从伊万诺沃州运到我们手中的高尔基工厂生产的拉-5 则堪称完美。起初,我们收到的是普通的拉-5,但后来我们又收到了装有 ASh-82FN 发动机的新型拉-5,该发动机在气缸中直接喷射燃料。与早期的变型机相比,这种发动机更加完善,具有更好的机动性、加速性、速度和爬升率。每个人都爱上了 La-5。它也易于维护"。

尽管如此,拉-5 的损失还是很高,在苏联现役的所有战斗机中,除雅克-1战斗机 外,拉-5 的损失最高。1941-45 年间,VVS KA 损失了 2591 架 La-5:1942 年 73 架,1943 年 1460 架,次年 825 架,1945 年 233 架。

性能数据

基本参数

乘员:1人

机长:8.71米

翼展:9.68米

机高:2.9米

空重:2,650千克

发动机:汽缸喷射式气冷发动机,1850马力

性能参数

最大起飞重量:3,400千克

最大飞行速度:650千米每小时

最大航程:990千米

气动布局:平直翼

发动机数量:单发

飞行速度:亚音速

武器装备

2门20mm航空机炮,载弹400发。

参考资料

拉-5.环球网.2018-11-24

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