雅克-28的研发历史
- 1967 年,我父亲指挥的一个团需要从米格-19转换到新机型。在一次谈话中,当时担任军区司令的陆军上将 P.S. 库塔霍夫半开玩笑地问我父亲:
- 好吧,这个团要改装成什么型号?
我父亲也开玩笑地回答道:
- 或许,改成雅克-28吧,指挥官同志?
库塔霍夫挥了挥手:
- 你开什么玩笑!!!千万别!!!
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(雅克-28PP)
有一个半真半假的故事流传,说雅克列夫总设计师为了报复飞行员部队“勾引了他的女儿”,才设计了这架“会飞的篱笆”、“空气动力学的误解”、“翼手龙”、“梳子”或“锥子”——当然,这是飞行员之间的趣闻,但听起来真是太像了!这是一篇关于前苏联飞行关于雅克-28的相关体验与一些坊间传说。
1. 自行车式起落架布局
雅克-28 有一些显眼的特点。飞机采用了自行车式起落架设计。主起落架和前起落架都位于机身下方,并沿飞机纵轴排列。机翼下的支撑起落架则安装在翼尖下方的专用整流罩内。
2. 滑行
关于这架飞机,留下的回忆大多是愉快的。唯一的紧张时刻是:在滑行时检查空气起动装置(АК),需要轮流让发动机转到非常高的转速,如果不是全推力的话——具体记不清了——然后轮流踩住舵踏板直到膝盖发抖;起飞时也类似,要等到安全弹射高度或者收起全推力为止,双腿膝盖“锁住”,脚顶在踏板上,而自己则在心里期待这个空气起动装置会不会失效。
当油箱满油时,飞机在滑行转弯时非常不灵活,即使按下“滑行”按钮也无济于事,只能用发动机调整方向。
3. 起飞
侦察型和电子对抗型(ПП)雅克-28的前挡风玻璃与战斗型和双座型不同,呈三角形,而且左侧玻璃比右侧厚,因此起飞时跑道在视觉上形成“阶梯状”:左边较高,右边较低。
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雅克-28Р和雅克-28ПП的前挡风玻璃
雅克-28的起飞也很有特点。飞机不需要抬机头。结构上,飞机停放时的仰角为 2°,机翼攻角为 7°,总共约 9°。通常,战斗机起飞时的攻角为 9~11°。换句话说,当加速到起飞速度时,雅克-28几乎可以自行离地,飞行员在拦截器脱离跑道后才开始操作操纵杆。
禁止全推力起飞,原因是:如果一台发动机的全推力突然失效,极易发生事故。发动机间隔越大,这种现象越明显。
为了应对发动机单台失效的情况,设计师发明了特殊装置——空气起动装置(АК),它通过尾喷气体强制偏转方向舵来保持飞机平衡。但由于其可靠性极低,曾出现多起事故:在起飞时启用АК,即便发动机正常工作,也可能导致事故。飞行员无法直接克服АК,若在离地时减推力几乎等于自杀,全靠弹射座椅在150米高度救命。虽然如此,就起飞爬升角度而言,当时没有任何飞机能比雅克-28全推力更高。
侧风起飞时,侧支撑起落架可能钩住跑道混凝土,这会让飞机绕支撑架旋转,表现完全不同于三点式起落架的“正常”飞机。强风下使用减速伞滑行时,也要格外小心。
雅克-28装备 Р-11АФ2-300c 发动机,全推力推力为 6200 kgf。夏季高温时,需要根据图表计算起跑距离,理论上2500米足够,但从跑道末端起飞仍然不太舒服。
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雅克-28起飞……
在70年代,根据当时的飞行手册,全推力起飞并未被禁止,但设计局手册中也没有相关规定。因此,这种起飞操作偶尔会在天气侦察任务(非常少见)或出差任务中使用。操作特点是:全推力只在起动刹车时开启,起飞后必须及时收起起落架和襟翼(机头立即上抬到35–40°)。曾有人试图在追击模式下开启全推力,结果在跑道护栏处中止起飞……
原因显然是发动机间隔大、全推力启动时间不同。在跑道起飞时,如果操作不当,跑道可能需要两个小时的维修(最好的情况下,跑道会被拉坏约100米接缝)。
在电子对抗型(Як-28ПП)上,由于在舱口安装了“花束”(Букет)干扰站,飞机重心明显比其他雅克-28型号更靠后,这就要求在加油时调整油箱分布,并在起飞时调整水平尾翼。早在我入职前一个月,布热格(Brzeg)基地就发生了一起事故:技术员加油不当,飞行员Bob Vasenin起飞后做了一个高角度爬升,结果坠落到混凝土上,甚至没有飞出跑道。
此外,雅克-28的发动机安装在机身纵轴下方,给油时会产生仰角力矩。满油副油箱也会使飞机机头向后倾。
因此,在这种配置下,电子对抗型起飞时,襟翼收起后机头会固执地抬高。在加速到超过450 km/h之前,飞行员必须将操纵杆顶在仪表板上保持稳定。
4. 着陆
这架飞机在着陆时也有自己的特点。雅克-28在下降滑翔道上并不具备稳定飞行的能力。尽管装备了良好的航向-滑翔道系统,但飞机并不会自动保持稳定,飞行员必须始终关注高度,并用操纵杆进行微调。
还有一点——雅克-28着陆时,发动机推力杆(РУД)不得低于62%的转速。如果低于这个值,拦截机的速度可能会急剧下降,飞机甚至可能直接像石头一样坠落。
在着陆过程中,所有操纵动作最好在越过远引导点之前完成。如果在越过远引导点后再调整,可能导致飞机无法准确落在跑道上。换句话说,飞行员可能会因为飞机摆动而无法正确对准跑道。
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雅克-28着陆
在雅克-28上,用仪表着陆几乎像玩游戏一样——只要看着指针,不必多想。在雅克上,这些指针的读取工作通常由航务员完成。有时在最低能见度条件下,航务员甚至会趴在前方(战术)挡风玻璃上,指引飞行员跑道的位置(通过标志柱引导着陆)。
对于雅克-28R和雅克-28ПП(电子干扰型),座舱罩的玻璃设计非常不便(没有正前挡风玻璃),而且左侧挡风玻璃有加热功能,右侧则没有。这意味着玻璃厚度不同,在侧风条件下,通过不同玻璃观察跑道时,飞机接近跑道的高度感会有不同的感知。
由于飞行很少仅在迎风条件下进行,飞机通常带有侧向偏角接近跑道,因此在校正前必须消除偏滑,踩舵并将操纵杆反向操作来消除滑动。在最关键的时刻,观察方向会发生变化,高度感知也会不同,这一点在着陆时必须考虑。
雅克-28的着陆速度是国产飞机中最高的之一。对于雅克-28ПП来说,整个炸弹舱都装满了沉重的设备,即使燃油剩余最少,着陆重量也接近最大允许重量,因此着陆速度仍然很高。
根据原作者的记忆,仪表进近速度(ДПРМ)约为420 km/h,低于370 km/h的最低速度是绝对禁止的。如果再加上雨天通过前挡风玻璃几乎什么也看不到,那么雅克的着陆几乎像杂技表演,更确切地说——需要高度的飞行技巧。飞行员必须依靠第六感,甚至通过“屁股”来感知地面。
当襟翼完全放下时,推力已经不够,因此远引导点进近时需要比正常高度高约100米,而且飞机在此时会减速明显——必须将速度从450 km/h降下来,容不得出错。
在“孪生座”型(双座型)雅克上,前座舱罩在调整着陆角度时会完全遮挡地平线和跑道,只能看到跑道的左右边缘,因此必须依靠直觉和“屁股的感觉”来完成最终对准。
5. 制动板
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在雅克-28上编队飞行——是一项非常困难的飞行任务。
雅克-28没有制动板,因此想要熟练掌握在不超过前机的情况下“跟上”领队机的技巧,需要反复练习,不是一两天就能学会的。最重要的是,根据苏联军队飞行队形手册的规定,当在跟随领队机接近时,必须转头向前机的高级飞行员敬礼,这也是大家都会遵守的规矩。
6. 空气动力学特性
或许在航空历史上,没有哪种飞机像雅克-28P那样拥有如此多的空气动力学特点。仅列举如下:
- 高速“抬头”(speed lift);
- 失速“抬头”(stall lift);
- 副翼反向效应(ailerons reversal);
- 发动机气动不稳定性;
- 振颤(flutter);
- 颤振(buffeting);
- 被拉入俯冲(dive pull-in);
- 翻滚(roll-over)……
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飞行员们戏称雅克-28为“空气动力学乱象”。说实话,很少有飞机能“骄傲地”拥有这样一套特性组合。
а) 尾翼——可调平尾和升降舵
雅克-28的尾翼配备了可调平尾和升降舵。这大大增加了飞机的操纵难度,尤其是在超音速飞行时。飞行员可以通过微调装置将可调平尾调整在正负四度的范围内。这一操作需根据战斗机的油箱加油情况以及不同速度和高度下的飞行模式进行调整。
需要注意的是,当拦截机以马赫数 M = 1.2 飞行时,其过载稳定裕度为 26%。此时,操纵飞机会相对较费力(操纵杆变“硬”)。飞行员在飞行过程中需要对操纵机构施加相当大的力量,因此可调平尾的正确设置显得尤为重要。
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雅克-28的可调平尾和升降舵
然而,当速度降至马赫数 M = 0.8 或更低时,会出现相反的情况——雅克-28的过载稳定裕度仅为 3%。此时,飞机操纵变得更轻松。飞行员在从操作费力的拦截机过渡到相对轻松的操纵时,可能会轻易超过该机型的过载极限,从而进入超临界攻角状态。
b) 高速“抬头”与失速“抬头”……
在这种情况下,雅克-28面临着相当严重的风险——即所谓的高速或失速“抬头”。换句话说,飞机因机翼翼尖气流失速而产生的过载不稳定性(即“抬头”现象)最容易发生在马赫数 M = 0.85–1.05 的范围内。
“抬头”现象也可能出现在从超音速减速至亚音速的机动过程中。此时,过载稳定裕度下降,飞机的角速度会突然增大。飞行员必须在此刻将操纵杆向自己外侧推(绝对不能拉向自己)。
实践表明,导致飞机进入“抬头”状态的最典型飞行员错误,是升降舵的剧烈过度偏转以及可调平尾位置不当。在将飞机从俯冲中拉起时,如果操纵杆沿对角线偏转,也可能导致雅克-28P过早进入“抬头”。
为了避免进入“抬头”状态,雅克-28的飞行员必须严格控制攻角和过载,不可剧烈偏转升降舵操纵杆。
最危险的时刻,个人认为,是从超音速过渡到亚音速时——平尾归零,操纵杆如果拉向自己,就会引发高速抬头、螺旋下坠以及其他严重问题……
在许多情况下,这种“抬头”对机组人员是致命的。
特别是在起飞时,如果平尾安装时未考虑燃油加注情况,雅克-28甚至在刚离开跑道后就可能发生高速“抬头”。飞机会突然像点燃的蜡烛一样迅速抬头,伴随发动机喷焰。此时,唯一可能救机组的措施是立即弹射。然而,当时的弹射系统在如此低高度下并不能保障飞行员生还。
因此,这种起飞几乎总是以空难收场。
c) 副翼反向(Aileron Reversal)
雅克-28的机组人员有时会因为所谓的副翼反向现象而遭遇致命危险。飞机的飞行战术能力取决于其空气动力学设计、重量参数以及发动机性能。发挥这些能力往往意味着接近飞机允许的极限飞行状态,而每种型号的飞机极限都是根据安全考虑设定的。
具体来说,雅克-28在低空的最大仪表速度为900公里/小时。若继续加速(超过允许速度),副翼偏转产生的空气动力会使拦截机的机翼发生弯曲,同时伴随机身扭转。
在某一特定速度下,机翼扭转会完全抵消副翼偏转的作用,这个速度被称为雅克-28的副翼反向临界速度。
当速度进一步增加时,就会出现副翼反向现象:在高于临界速度下操作副翼,飞机产生的滚转方向与副翼操作方向相反。对于雅克-28来说,这种速度下飞行是禁止的。在这种情况下,偏转副翼会导致飞机朝与操作方向相反的一侧倾斜。
因此,忽视副翼反向限制非常危险,主要因为拦截机的部分可控性丧失(尤其是在高度不足时)。
如果飞行员心理未准备好面对这一现象,会感觉完全失控、无法让雅克-28恢复正常飞行模式。然而,只需减少发动机推力、降低飞行速度,飞机的可控性便会恢复,通常不会产生其他不良后果。但若不熟悉这一空气动力学特性,则可能付出生命代价。
在雅克-28早期使用阶段,许多飞行员因此丧生。
后来,尽管对副翼反向(7000米以下)和颤振(7000米以上)进行了最大速度限制,这架爬升性能强的飞机仍赢得了飞行员的尊敬。
雅克-28本身并非设计用于机动空战,对飞行员要求极高。不了解飞机操控特性和空气动力学知识,经常会导致飞行事故和空难。因此,很难把雅克-28称为“飞行员友好型”飞机。
7. 防颤振配重(Anti-Flutter Weight)
记得一次和V. Zhukov一起在雅克-28上飞行时,我坐在后座的航员位置,在做环回动作(looping)时,看到机翼前缘的翼尖控制面上安装了硕大的防颤振配重。随着过载的出现,它们以惊人的幅度振动,我顿时吓得像被开水烫到一样:
- “维塔利,翼面会被震断的!”
- 他低沉而平静地通过无线电说:“别看,别扫了你的兴致。”
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防颤振配重——雅克-28L(Lotus型)。
8. 飞行操作特点
雅克-28的起飞并非传统意义上的“操控”,而是依靠平衡来完成(飞机的安装角就是关键)。传统的着陆方式,可以通过稍微提前压后起落架来实现,这在双座机(“Sparka”)和RR型上相对容易,因为它们的性能类似,舱盖玻璃也比较传统。
最难操作的是装有外置天线的“Bulat”型。飞行员必须完全运用升降舵调整稳定器,并将操纵杆一半向外推,以保持水平飞行,同时不能产生滚转,否则机载摄影胶片会被抖动搞花。
在驾驶雅克-28的最初几次飞行中,我感觉就像坐在水中的木梁上。远观时,飞机形状像一根“锥针”。
航员在进行目视侦察时,最好通过舱口盖上的玻璃定位目标,因此飞行员需要偏离目标,然后做45–60度滚转的回旋,这样航员才能顺利完成任务。
从空气动力学角度看,雅克-28就像一根棍子:发动机工作时可以飞行,一旦发动机熄火就直接掉下去,无法滑翔。它几乎不能从失速旋转中恢复,虽然有些飞行员可以做到。半翻滚动作中失高度约为5500米(大角度俯冲时还会被拉入俯冲)。
不同配置下雅克-28的演进速度(evolutionary speed)我现在无法精确指出,但无襟翼状态下的320 km/h已被视作潜在事故前兆。实际上,雅克-28飞行手册有四分之三的篇幅专门讲述“飞行特殊情况”。
单发动机着陆难度不大,但在着陆前处理设备时差异显著。左发动机失效尤其麻烦,因为主要液压系统依赖它,放下起落架和襟翼时必须切断副驾驶系统的助力。
此外,雅克-28有可调升降舵,在使用右发动机备用液压系统时,其调整速度会慢得多。总体上,飞行准备主要是进行特殊情况操作训练。
弹射座椅在低于150米时几乎无效,尽管手册上理论上可以在城市低空使用。
双座机在加力状态下——为了维持爬升角度,需要不断增加迎角,到大约8000–9000米时角度可达43度。从爬升过渡到平飞时,飞行员能真实感受到所谓的“橡皮操纵杆”和“拉入俯冲”的现象:一旦加力关闭不及时,就会突然进入超音速,伴随各种空气动力学特性。
关于“拦截机与战斗机”的操作表现,更多取决于飞行员或机组。实际上,雅克-28是一架相当适合特技飞行的飞机(尤其是第10系列,升降舵调整速率0.8°/秒)。最大过载为5.5 g,加上薄翼形设计:
- 在4000米高度进行预设转弯,速度700 km/h,执行最大推力转弯没问题;
- 在1000米高度过载不足,需要使用最小迎角执行半回环;
- 半翻滚在1000米时速度可达900 km/h,高度在4000–4500米;
- 在最大高度时速度约320–340 km/h(演进速度约400 km/h),需将机头下降约20度,执行430–450 km/h的半桶动作;
- 完整翻转操作限制在5000–6000米,高度低于5000米非常危险,但半翻滚动作可达60–70度俯仰角,表现良好。
9. 雅克-28能做到的事情
1979年2月,在别尔别克进行气象侦察时,战斗机团指挥官驾驶苏-15在跑道上加速起飞,并用加力爬升,爬角大约有70度。
当时,从扎波罗热飞来的雅克-28P正在进行艾-彼得里山(Ай-Петри)的试飞,当地地勤人员经常拿雅克开玩笑:“你们的那辆‘破车’能这样吗?”
地勤人员把情况告诉了飞行员乔拉·戈尔本科(Жора Горбенко),他吐了口唾沫,坐进驾驶舱,开启加力起飞,轻松超越了苏-15的威望和指挥官的面子。当晚,当地地勤与来自驻地的米格-25技术人员一起,为雅克地勤的“壮举”干杯庆祝。多年后,我在四代机上也见过类似的起飞表演。
1989年,我与第302飞行训练团(302 апиб)一起在飞行训练单位(ЛТУ)工作,当时有一对雅克-28ПП和第216战斗机团(216 иап)的苏-27一同进行训练。训练结束返航时,雅克-28P再次展示了加力起飞。
这简直令人震撼:跑道大约600米,加力起飞后,爬升角达到50–60度,高度迅速增加,同时报告说:第一引擎,已升至7800米,高度允许返航。
尽管我后来多次见到其他飞机的垂直起飞,这次经历依然记忆深刻。
加力起飞对雅克-28来说就像一首动人的乐曲!在双座机上,燃油未加满时推重比大于1——飞机像火箭般垂直上升,速度几乎不下降。
在本地机场,使用加力起飞是被禁止的,但在出差任务中飞行员常常尽情“放飞自我”,受到中途着陆机场飞行员们的高度赞赏。
我记得有一次在第一次转弯时,距离目标约10公里,我报告说:已升至10600米,请求返航!
塔台(РП)三次惊讶地复述了我报告的高度。
10. 雅克-28颂歌…
我喜欢雅克-28,是因为它那“真正的”超音速外观。没有哪架飞机像它一样,直观地体现了速度。它线条优美,形态轻盈,所有油箱、抗颤振配重、进气锥、前伸的瞄准装置、尾鳍、后倾的机身——哎呀,真是让人心醉!在滑行时,机头随着跑道铺板的接缝微微摆动,画面美得让人看得入迷,同时还能听到发动机特有的、悦耳的鸣响——我从未在其他飞机上听到过如此动听的发动机声音。
雅克-28是一架复杂的飞机,但正是这种复杂,我们也喜欢它,也为能驾驶这种“空气动力学丑陋物”而感到自豪。
你走进一个从未听说过FBA(侦察机)的机场(而不仅仅是IA、IBA等战斗或轰炸机),飞行员和地勤人员会蜂拥而至,围着雅克-28围观。长时间的检查通常以同样惊讶的问题结束:– 你们怎么在它上面飞行的?
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雅克-28U,“双座机”
雅克双座机在加力状态下展现了惊人的爬升能力。如果起飞时没及时拉起爬升角,前起落架很难再收起(收起速度限制为450公里/小时,因为它需要逆气流收起)。我的飞行队长弗拉基米尔·亚历山德罗维奇·科尔兹宁(Корзинин Владимир Александрович)曾从卡姆涅驾驶双座机去维修,在我们眼前两分钟内爬升至10000米,距离远程引导点非常近!这爬升表现可比肩星战士(Starfighter)。轻松且优雅地完成了滚筒翻滚动作。
当然,在雅克-28整个服役期间,也发生过事故和严重飞行事件:显现出“家族特征”——发动机和控制系统失效、航向自动控制装置的“假故障”等。
(感谢收看本频道编译的内容)
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