但其中涉及到一个基本问题 , 螺旋桨飞机的发动机性能是有局限性 , 在低空螺旋桨能与密度大的空气发生力的作用 。 但由于空气阻力大 , 螺旋桨转速较慢 , 当飞机爬升至稀薄的大气中时 , 螺旋桨转速变快 。 但由于空气密度不够大 , 无法与螺旋桨发生力的作用 , 因此飞机发动机的性能就会达到上限 。 如果能解决飞机在高空的高速飞行问题 , 那么战斗机的性能将实现质的飞跃 。
1939年8月27日 , 世界上第一架装有喷气发动机的战斗机从德国的一个机场起飞 。 随着战斗机腾空而起 , 地面上的工作人员第一次听到了这一新式空中武器所发出的尖利呼啸声 。 这一历史性的时刻标志着德国在当时激烈的空中较量中领先了一步 , 这就是世界上第一种投入实战的喷气式战斗机——ME262 。 ME262虽然没能改变德国战败的命运 , 但所有的研制人员和军方人员都从他飞快的身影和发动机震耳欲聋的轰鸣声中意识到喷气式战斗机时代的降临 。
第二次世界大战结束后不久 , 东西方的冷战就拉开了大幕 。 为了抢占制空权 , 苏联与西方各国在喷气式战斗机里面展开了激烈的竞争 。 作为苏联航空业的支柱 , 米格肩负起了重要的使命 。 起初 , 米格延续稳健的思路 , 仿照德国的技术 , 推出米格-9型喷气式战机 , 但很快米格9就在机动性能方面暴露出了不足 。
米格打破常规 , 引进了英国当时最为先进的尼恩发动机作为动力装置 , 推出了苏联第一代具备实战价值的米格-15喷气式战斗机 。 米格-15采用机头进气形式 , 机身上方为飞行员座舱 , 座舱内安装弹射座椅 , 其机翼为后掠35度的中单翼 , 翼下可挂两个副油箱 。 机头下方装有一门37毫米机炮和一门23毫米机炮 。
作为米格设计局的标志性机型 , 米格-15也是苏联生产数量最多的喷气式飞机 , 到1954年停产时生产总数超过16500架 。
作为第一代喷气式战斗机的代表 , 米格-15以其在战场上的骄人战绩 , 让以美国为首的西方国家第一次认识到苏联航空强国的地位 , 随之第二代喷气式战机的较量展开 。
研制第二代战机最大的难度就是要突破音障 。 而想要飞得更快 , 喷气式战斗机就必须突破攻占音速 。 要想突破音障 , 不仅需要更大功率发动机 , 还要在飞机的材料、气动外形、制造工艺等许多方面面巨大的挑战 。
1957年年底 , 随着米库林设计局成功研制出带有加力燃烧式的AM11型发动机 , 二代战机的研制工作终于取得了重大 。 一年后 , 米格第二代喷气式战机终于完成了试飞工作 。
他正是米格-21 。 米格21是设计紧凑、气动外形良好的轻型单座战斗机 , 采用三角形机翼后掠尾翼 , 悬臂式全金属结构 , 最大起飞重量9600公斤 , 最大平飞速度2.1倍音速 。
1958年 , 米格-21终于在高尔基市的索科尔制造厂量产 。 第一批生产型米格21在1959年共生产30架 , 1960年达到了69架 。 20世纪60年代中期 , 美国飞行员驾驶的F4、F105等超音速战斗机与速度略逊一筹的苏联米格-17和米格-21发生激烈交锋 , 结果美军战机损失惨重 。
美国坚信科技能代替近战 , 因此他们海军装备的F4战斗机不再搭载机炮 , 而是打算完全依赖麻雀和响尾蛇空空导弹 。 这些导弹通过了命中精度达80%的测试 , 美军确信自己能够远距离赢得战争 。
苏联的战斗机多具有卓越的机动性 , 他们能从敌机的正后方逼近 , 并对前方敌机发出致命攻击 。 相比之下 , 当时的美军认为远距离空战将是空战的结束 , 因此过分依赖空空导弹 , 但在近距离战斗中导弹这样的致命武器几乎毫无用武之地 。
仅从1966年5月到12月的这段时间里 , 米格-21就击落了美机47架 , 而自己只损失12架 , 比例接近4比1 。 米格-21由于速度快 , 升限高 , 造价低廉 , 维护费用低 , 在第三世界国家一直很受欢迎 。 米格-21被大批量装备部队 , 据统计 , 该机型以及他后来的升级版本的总产量达到了一万多架 , 是装备数量最多的第二代战机 , 目前仍有二十多个国家的空军还在使用米格-21。
米格-21的成功为米格设计局积累了丰富的研制经验 , 他们将重心转移到高空高速截击机的研制中 。 经过一番性能的升级 , 一些发达国家试图把飞机的最大速度进一步提升至3马赫 , 他们碰到了一个新的问题——热胀 。
所谓的热胀 , 其实就是指飞行器在稠密大气当中做超音速飞行时 , 受激波与机体间高温这种压缩气体的加热和机体表面与空气强烈摩擦的影响 。 飞机包括飞行器的一些蒙皮它的温度会随着M数的提升而急剧上升 。 当飞行的M数为2.0的时候 , 机头处或者说机头相关位置的温度就会超过100摄氏度 。 而当M数达到3.0的时候 , 飞行器的表面温度就会升高到350摄氏度左右 。 那么这已经超过了铝合金的极限温度 , 传统的铝合金蒙皮材料将会变得比宣纸还要脆弱 。 如果说加上高速带来的巨大的速压 , 那么此时机体就会发生变形 , 甚至有可能会导致解体 。
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