尼古拉·尼古拉耶維奇·波里卡爾波夫(1892-1944),蘇聯飛機設計的一代大師,在國際上也享有盛名。
基本介紹
生平,評價,
生平
自己選擇道路
尼古拉·尼古拉耶維奇·波利卡爾波夫,於一八九二年六月二十六日出生在俄國格奧爾吉耶夫斯卡亞鎮,今奧廖爾州利夫內區。父親是神甫,想把他培養成高級神職人員,使他的生活和社會地位都有保障。先後送他去鎮裡教會國小和教會中學學習。稍大後,他不願由家裡安排自己的命運,決心自己選擇未來的道路。他刻苦學習,一九一一年通過自學考試,取得了普通中學的畢業文憑,並被彼得堡技術學院錄取,在機械系學習。這個專業用途廣,容易找到稱心的工作。可是,一九一三年這個學院的造船系開設航空和浮空課程,他也去學習。當時飛機剛問世不久,航空業前景尚難預測,並且,這個新領域的開拓工作很艱苦,風險也大。年輕的波利卡爾波夫還是毅然作出抉擇,除了在校學習,他還抽時間去彼得堡俄羅斯波羅的海車廂廠的飛機分部,參加伊戈爾·伊萬諾維奇·西科斯基領導的世界上第一架多發重型飛機“伊利亞·穆羅梅茲”的研製工作,從實踐中學習。一九一六年畢業後,他在這家工廠當工程師,全力投入這種巨型飛機和埃斯-16(C-16)型殲擊機的製造工作,並潛心學習西科斯基的知識和經驗。不久,他的才華引起注意,被任命為工廠生產主任,經手所有飛機的製造業務。一九一七年十月革命後,西科斯基移居美國,波利卡爾波夫去莫斯科國營一廠(原杜克斯飛機製造廠)。內戰時期負責組織埃爾-1(P-1)偵察機的生產(仿製英國德·哈維蘭公司的DH9),表現出組織能力很強。一九二三年,他開始設計飛機,實現了多年的理想。從此,他的一生都在為國家研製新飛機。
邁出第一步
從沙皇俄國到蘇維埃政權初期,生產的飛機多是外國型號。要發展本國的航空事業,必須研製本國所需的飛機。他設計的第一架飛機伊-1(И-1)殲擊機是單翼機,裝一台四百馬力的埃姆-5(M-5,仿製英國的“利伯特”)。第一次試飛剛滑跑就自動揚起機頭,飛行員兩隻手握住駕駛桿使勁向前推也制止不住,甚至把座椅背都靠斷了還不行,只得趕緊關閉發動機,飛機便從十米高掉下來摔壞了,幸好飛行員還活著。為什麼會自動揚頭呢?波利卡爾波夫莫名其妙,便去中央流體力學研究院請教。空氣動力學家克·阿·烏沙科夫分析研究後指出,飛機的重心不對,太靠後。在莫斯科高等技術學校氣動力實驗室的風洞中,作了模型吹風試驗,不僅證實分析是正確的,還找出飛機重心正確的配平位置。波利卡爾波夫按試驗結果在第二架原型機上修改後,試飛便成功了。一九二五年伊-1投入小批量生產,製造了三十三架。這是蘇聯第一架自行設計的殲擊機,它的生產標誌著蘇聯飛機國產化的開端。這年他被任命為國營一廠試製處處長,後來任總工程師。從研製伊-1的過程中,他認識到,研製一架飛機需要數萬工時,並且涉及的專業面很廣,任何人都包攬不了。所以,他主張按機種建立專門的設計局,局內還要按專業分工,設機翼組、機身組、起落架組、氣動力組、結構強度組、總體組等,並在他領導的設計局這樣做了。當時的另一設計局——中央流體力學研究院的圖波列夫設計局,也按他的主張進行了改革,取得了良好的效果。這個研究院解決了伊-1研製中的難題,引起政府對科研試驗工作的重視。當時蘇聯經濟很困難,還是決定撥款給它建造風洞,使之能開展試驗研究活動。伊-1有進入螺旋的傾向,引起氣動力學家維·斯佩什諾夫和阿·恩·茹拉夫欽科等人從理論上進行研究,為後來的飛機解決螺旋問題打下了基礎。
脫穎而出
二十年代蘇聯幾個設計機構之間並無明確分工,各家以優質設計取勝。波利卡爾波夫的伊-3被公認為是蘇聯第一架成功的殲擊機,空軍裝備了四百架。他的烏-2(y-2)教練機可真是一個傑作。這是一九二五年應空軍需要,設計出來取代烏-1(仿製英國阿弗羅)的,定在一九二七年參加十月革命節的航空檢閱,以作為獻禮。烏-2的結構非常簡單,性能卻十分卓越。採用松木條構架,用鋼絲拉緊,再蒙上亞麻布的蒙皮;上下機翼外段的形狀和尺寸都一樣,易於加工;用大尾翼來防止螺旋,很成功。飛機本身不會墜入螺旋,如果故意進入,一放開駕駛桿飛機便會自動解出;如果發動機停車,飛機自由下降速度為1~2米/秒,比跳傘員的下降速度還慢得多;如果飛行中飛機失速,機頭會自動向下,飛機便重新加速;著陸時假如動作粗魯,引起跳躍,飛機也會穩穩落地;還能短矩起落,有一塊小平地便可起降;載重量也比同級飛機的大。總之,這種飛機易於駕駛,安全可靠,用於教練是很理想的。蘇空軍、海軍航空兵和民航,長期用它作為標準初級教練機,訓練出成千上萬的飛行員。它的性能還適於作運輸機、通信聯絡機、救護機、農林機和空中巡邏、攝影等。蘇聯衛國戰爭時期還廣泛用它作戰,如利用它的速度慢但可超低空飛行的特點,用作夜間轟炸機;給它裝消音消焰器,便可無聲無息、神不知鬼不曉地、突然飛臨敵方陣地或其他軍事目標上空,有效地殺傷對方,摧毀其燃料、彈藥、武器、車輛等作戰裝備和物資,或騷擾敵人,使之不得安寧;還可用來與游擊隊聯絡、運送人員和裝備物資等,使他們能有效地打擊德國法西斯。敵人對這種飛機怕得要死,恨得要命,卻又奈何不得。可見飛機雖小,用處很大。在一九二七年至一九五三年的二十六年間,共生產三萬三千架,它的用途之廣,生產期之長,產量之多,是世界飛機史上無與倫比的。在一九二八年、一九三○年、一九三六年舉辦的國際航空展覽會上曾獲獎。為了紀念烏-2的傑出設計師波利卡爾波夫,在他去世時改名為波-2(ⅡO-2)。
國際競爭
波利卡爾波夫二十年代的另一佳作要算埃爾-5偵察機。它是作為埃爾-3的後繼機而研製的,設計師吸收了這類飛機的優點,進一步把各種戰術技術要求巧妙地協調起來,也就是使戰術適應性、可靠性與工藝性、穩定性與靈活性、操縱性與維護簡易性,恰到好處地結合在一起。動力裝置是500馬力的埃姆-17(仿製德國的BMW-6)發動機。機翼是木質的,翼面用亞麻布做蒙皮,機身用膠合板做蒙皮。上下機翼間用N字流線形支柱和鋼索張帶連線。這樣的氣動外形減小了阻力,提供了當時極好的飛行技術性能。埃爾-5的最大速度為每小時二百三十公里,對偵察機來說,這在當時是最佳的。埃爾-5於一九二七年設計,一九二八年試飛,一九三○年九月一個中隊(三架)出色地完成了一次從莫斯科出發,經安卡拉——提比里西——德黑蘭——捷爾麥斯一一喀布爾一一塔什乾——奧倫堡,又回到了莫斯科的長途飛行,用六十一小時三十分鐘的時間,飛了一萬零八百公里,平均速度為每小時一百七十六公里。這不是一般的長途飛行,而是參加一次國際競爭。那時,伊朗政府為了給伊朗空軍尋求一種優越的偵察機,在國際上提出招標,應徵的有英國、法國、荷蘭和蘇聯的最好的偵察機。這場競爭的結果是蘇聯的埃爾-5榮獲冠軍。埃爾-5除了基本用途外,還有多種用途和多種改型。基本型裝三挺機槍,可帶五百公斤炸彈,也就是還可用作輕型轟炸機。其旅客機和郵政機的改型,在民航曾廣泛使用。給人們留下深刻印象的是,一九三四年為營救切留斯金北極探險隊隊員,這種兩個座位的飛機,一次竟能搭載五六名乘客,從冰面上起飛,迅速救出了許多遇險人員。蘇聯政府給這些埃爾-5的飛行員,首次授予蘇聯英雄的光榮稱號,埃爾-5的名聲也就更大了。這種飛機曾在一九三○年和一九三六年的國際航空展覽上獲獎。一九三一年到一九三六年期間,共生產了七千多架。
監獄設計局
一九二九年,蘇聯空軍急需新的殲擊機來替換已過時的伊-3,以更新部隊裝備,決定由波利卡爾波夫來研製。他以伊-3為基礎修改機身來適應四百八十馬力的“朱辟特”VI型發動機(剛從英國布里斯托公司買到的)。史達林命令先造兩架原型機參加一九三○年五一節的航空檢閱。一九三○年春,第一架伊-6原型機試飛時失事,試飛員摔死,波利卡爾波夫被捕下獄。圖波列夫、格里戈羅維奇等設計師,早些時候已被指控犯破壞罪而判刑。當時又急需研製新飛機,又不允許這些坐牢的設計師繼續工作,便成立了一個特別飛機設計局,稱為第三十九設計局,或稱第七機庫,設在緬任斯基工廠(即國營一廠)內,由國家政治保全總局管理。波利卡爾波夫受命與他的老對手格里戈羅維奇一起,在三個月內設計出新的殲擊機。這種飛機起初叫維特-11(BT-11,BT是內部監獄的縮寫),後來定名為伊-5(參看本刊十月號本文圖四)。它以伊-3和伊-4(圖波列夫設計)為基礎,結構尺寸與伊-6接近。著重改進流線型以減小阻力,改進結構以減輕重量。在機頭首創性地採用環形整流罩,既可減小迎面阻力,又有利於冷卻發動機。安裝埃姆-22(仿製英國的“朱辟特”VI)發動機。造了三架原型機,第一架於一九三一年四月九日在離三十九設計局不遠的中央機場試飛,史達林和空軍司令阿爾克斯尼斯親自去觀看。這種飛機的設計非常精緻,是當時世界上最小最輕最快的殲擊機。它的機動性很優越,武器載量也較大,體現了波利卡爾波夫一九二七年在一篇文章中提出的原則:大功率加高機動性。伊-5標誌著蘇聯殲擊機的一個新的發展階段,它後來成為波利卡爾波夫在三十年代研製的一系列雙翼機(伊-15,伊-15比斯和伊-153)的鼻祖。它的經驗還有助於一些裝大口徑機炮的新飛機的研製。其缺點是改出螺旋有些困難,需要飛行員具有較高的駕駛技術。一九三二年伊-5的批生產安排在國營二十一廠(在高爾基市),共製造了八百多架,其產量是前一代殲擊機的一倍多。這些飛機使用到三十年代末,它們開始改變空軍飛機的組成,使偵察機(一九二九年占空軍飛機總數的百分之八十二)的比例下降,而直接作戰的飛機的比例上升,從而提高了空軍的作戰能力。擔負伊-5研製的波利卡爾波夫、格里戈羅維奇等在押的設計師,在飛機試飛時便獲釋,以作為對他們的獎賞。
殲擊機大王
波利卡爾波夫設計出第一架殲擊機伊-1後,便決心以殲擊機作為他的主要設計目標。研製成伊-3,使他在這個領域處於領先地位;伊-5大量生產,進一步鞏固了這種地位。這時,蘇聯政府發出“飛得最高最遠最快”的號召,波利卡爾波夫設計出高性能的伊-15作為伊-5的後繼機。一九三三年十月,伊-15開始試飛,其性能有很大提高。發動機是七百一十五馬力的埃姆-25(仿製美國的“西克隆”),功率幾乎提高一倍;翼載荷從每平方米六十三公斤減到五十八公斤;在結構中採用鉻鉬合金管材和鎂合金板材等新材料,使飛機又輕又結實。這種飛機的機動性特別好,在一千米高度上轉一圈只要八秒鐘,這是當時殲擊機的最高紀錄;爬升到五千米只需六分鐘!實用升限九千七百五十米,還創造一萬四千五百七十五米的世界高度紀錄。就飛行技術性能來說,特別是垂直速度和水平機動性,伊-15是當時世界上最好的雙翼機。但是,波利卡爾波夫明白,這類飛機的迎面阻力大,飛行速度低,伊-15的最大速度才每小時三百六十公里,這是很不夠的。他的理想是把機動性與速度協調起來。在設計伊-15的同時,他又設計了單翼機伊-16。一九三三年十二月三十一日首次試飛,一九三四年五一節參加航空檢閱,其性能引人矚目。它是當時世界上第一架裝全收放式起落架和變距螺旋槳的懸臂式下單翼殲擊機。據計算,全收放式起落架由於減小阻力,可使最大飛行速度提高百分之十五到二十;變距螺旋槳比定距螺旋槳更能發揮發動機的效率,可使最大飛行速度提高百分之七到十。換裝一千馬力的埃姆-26後,最大時速達五百二十五公里,是當時世界上最快的殲擊機。伊-16的成就引起世界注意,史達林和國防人民委員(即國防部長)伏羅希洛夫親自去機場觀看它的飛行表演。蘇聯政府決定獎給波利卡爾波夫列寧勳章和一輛小轎車,這是當時最高的獎賞,也是他一生中達到的頂點。
一九三三年到一九四○年期間,伊15戰鬥機及各種改型共生產了七千架,伊-16型戰鬥機共生產了七千五百架。在衛國戰爭前,蘇聯空軍殲擊航空兵裝備的全是波利卡爾波夫設計的飛機。他被譽為殲擊機大王。一九六五年六月,巴黎國際航空展覽會陳列的世界著名飛機中還有伊-15和伊-16。
戰爭考驗
一九三六年西班牙爆發內戰,法西斯德國和義大利支持弗朗哥反對共和國的叛亂,蘇、美、英、法等國支持共和國。蘇聯志願軍帶著自己的作戰裝備前往參戰,先後運去的飛機約一千四百架,其中伊-15及其改型有五百多架,伊-16有四百七十架,其餘是斯勃轟炸機和埃爾-5偵察機等。戰爭初期,德、意只拿出較老的飛機亨克爾-51和費亞特CR-32。伊-15優於它們,獲得了良好的戰果,蘇聯政府授予十七名飛行員蘇聯英雄稱號。後來德國拿出梅塞施米特-109後,伊-15機動性雖好,但速度太慢,遠不是對手;伊-16與梅-109B遭遇,略占優勢,但更先進的梅-109E出現後,情況就不一樣了。這種飛機換裝了功率更大的發動機,飛行速度提高了;在換裝了20毫米口徑的機炮之後,火力大大加強,伊-16也不能與之抗衡,德機奪取了制空權,蘇機陷入被動挨打的境地,損失嚴重。據統計,伊-15損失約四百架。
一九三八年蘇軍與日軍在中蒙邊境張鼓鼓峰和哈勒欣河一帶發生軍事衝突,蘇軍集結了五百來架伊-15、伊-153和伊-16等型飛機。伊-153比日本雙翼機中島95強,伊-16比三菱96單翼機好,但與中島97相比較,機動性差些。中日戰爭初期,蘇聯向中國提供約六百架伊-15、伊-153和伊-16,這些飛機與日機性能相比,各有千秋。日本拿出零式戰機後,就完全不是對手了。
從戰爭中暴露出蘇聯空軍的裝備政策和作戰飛機性能上的弱點。空軍的戰術理論是用機動性差的高速單翼機追上敵機,使之處於受機動性優良的雙翼機攻擊的位置。它熱衷於機動性卓越的雙翼機,把高速單翼機放在次要位置,所以一九三三年波利卡爾波夫研製出伊-16之後,並未立即提出研製更新更好的單翼機的要求,波利卡爾波夫把主要精力放在研製伊-15比斯、伊-153雙翼機去了。殊不知這時國外著重發展高速單翼機,如德國的梅-109,英國的“颶風”、“噴火”等。空戰證明,蘇聯空軍原來的戰術思想不實際。蘇聯空軍一位叫傑尼索夫的英雄,根據在西班牙和中蒙邊境空戰中伊-153和伊-16的缺點,給空軍和航空工業領導寫了報告,卻遭到冷遇,只得求見史達林。史達林立即接見他,仔細聽取他的意見,並責成空軍和航空工業部採取改進措施,還建議他與飛機設計師們面談。這位飛機指揮員的意見是:將殲擊機分為機動和快速的概念是不妥當的;殲擊機必須有無線電通信設備;蘇射擊武器的口徑和在飛機上的安裝位置都不合實戰需要;德國殲擊機的速度和武器都勝過蘇聯,迫切需要認真研究解決這些問題。波利卡爾波夫也從自己設計的飛機在戰爭中的表現總結經驗教訓。
失誤與挫折
蘇聯飛機在西班牙內戰中的失利完全出乎蘇聯人的意料,指望波利卡爾波夫趕緊研製出能與德國Bf109戰鬥機匹敵的新飛機。他急如星火地研製了伊-180,採用大功率的埃姆-87A發動機,試圖大幅度提高殲擊機的速度。一九三八年十二月十五日,第一架原型機試飛,當時氣溫在攝氏零下二十四度,飛機下滑著陸時收油門,發動機冷卻過度而停車,飛機墜毀,試飛員奇卡洛夫犧牲。這位著名蘇聯英雄的悲劇引起很大震動。國家政治安全總局認為是蓄意破壞,波利卡爾波夫的副手,負責伊-180詳細設計的托馬舍維奇、試製該機的156廠廠長烏薩喬夫、航空工業管理總局局長得斯別利亞依金,都被捕受到懲處。波利卡爾波夫因史達林親自發話才倖免坐牢。然而第二架原型機在著陸滑跑時拉大頂,著名試飛員蘇普隆也犧牲了。第三架因發動機停車而迫降,衝進機庫起火燒毀了。第四架未解出螺旋而墜毀。伊-180的發展工作停止了,成為決定他不幸命運的飛機。幾乎與此同時,波利卡爾波夫根據一項特殊軍事要求,研製的反坦克殲擊機維伊特-1,在試飛低空發射機炮時失去控制,維伊特-2在試飛俯衝轟炸時解體,試飛員都葬身在飛機殘骸中了。波的另一副手熱姆秋任被捕。兩三年中接連發生悲慘事故。由於史達林的保護,雖未受追究,但波利卡爾波夫的信譽明顯下降,並且他的同事中相繼有人當了替罪羊,受審,坐牢。他的內心十分痛苦,多少個不眠之夜,這位長著一張開朗的俄羅斯人面孔和一對活潑眼睛的中年人,再也不象從前那樣有說有笑了,而是變得沉默寡言,心情憂鬱,有時表情呆滯,甚至坐著發楞。的確,真有人想對這位有功勳的設計師落井下石。一次在克里姆林宮討論航空問題時,竟說“早就應該讓波利卡爾波夫設計局關門”,他已經“不中用”。史達林不同意這種做法,提醒人們不要忘記波利卡爾波夫研製伊-15、伊-16的功勞,不能忘記他設計的烏-2在十五年中培養了許多飛行幹部。好心的朋友給他安慰和鼓勵,勸他擺脫悲觀情緒,振作起來投入新的設計。
設計競爭
西班牙戰爭使蘇聯領導人明白蘇聯的飛機已落後,波利卡爾波夫研製的新飛機又接連失事,一時拿不出符合需要的飛機,而戰爭又日益迫近,形勢很嚴重,不得不採取非常措施,組織飛機設計競爭,大量啟用年輕人,促使新一代作戰飛機早日誕生。其實,蘇聯在二十年代飛機設計還比較自由,各設計機構間也有競爭,後來大飛機設計的冠軍安德烈·圖波列夫和小飛機設計的冠軍波利卡爾波夫,受到空軍和航空工業領導的信任和重用,有新機設計任務都交給他們,形成由他們壟斷的局面,較小的設計機構和一些年輕的設計師感到受壓制,希望改變這種格局。正好這時需要他們施展自己的才能,政府鼓勵和支持一些有才幹的年輕設計師建立自己的設計機構,如波利卡爾波夫設計局中的米高揚(曾負責伊-153的生產準備)和格列維奇(當過副主任設計師)聯合組建新的設計機構,圖波列夫設計局的彼特利亞科夫和蘇霍伊也都分別建立自己的設計機構,各種設計機構象雨後春筍般地出現,僅設計的殲擊機就有十來種。
一九三九年初,蘇聯政府和黨中央在克里姆林宮橢圓大廳召開了航空技術座談會,在主席團席上的有史達林(黨中央總書記)、維亞切斯拉夫·米哈伊洛維奇·莫洛托夫(人民委員會主席)和伏羅希洛夫(國防人民委員)等,出席會議的有飛機設計師波利卡爾波夫、阿爾漢格爾斯基,伊柳辛、雅科夫列夫;發動機設計師亞歷山大·亞歷山德羅維奇·米庫林、克利莫夫、什維佐夫;中央流體力學研究院院長舒利任科,航空工業人民委員卡崗諾維奇,空軍科研部部長菲林等。會議由政府首腦莫洛托夫主持,他按名單——要求每個設計師談自己在乾什麼,打算乾什麼。史達林抽著菸斗,在廳里走來走去,一邊聽發言,一邊在思考問題,有時插話,有時提問題。會議最後要求與會者思考國家面臨的形勢,並提出自己的建議。過了不久,又召開第二次會議,還增加了一些年輕的設計師,如阿爾喬姆·伊萬諾維奇·米高揚、拉沃奇金等。這次史達林親自與每個設計師個別談話,聽取他們的意見和建議,討論每個人的設計方案,採用什麼發動機,裝什麼武器等,並下達具體任務,限期他們研製出新飛機。有二十二個設計師接受了任務,但史達林說,國家並不需要那么多新飛機,不過可以從中選出五、六種最適用的。與會的年輕設計師們很受鼓舞,都想在這次設計競爭中戰勝自己的對手。但象波利卡爾波夫這樣久負盛名的老設計師則不同,他們要在複雜的情況下與無負擔的年輕人競爭。雖然年輕人的經驗和知識不足,但富有生氣,有一種為自己、為他們集體爭生存的強烈願望,如果成功了,會享有很高的榮譽;如果失敗了,將來還有機會再爭取。波利卡爾波夫在殲擊機方而多年來占據壟斷地位,現在突然要接受一些無名的設計師的挑戰,要是失敗了,對他的打擊會多大,所以對他的壓力很大。首先他得繼續完成已接受的設計任務,才能全力投入新機設計,所以他起步晚,開局不利。一九四○年初,雅科夫列夫、米高揚、拉沃奇金研製的新型殲擊機已相繼試飛,這時他才騰出手來研製伊-185。一九四一年春開始試飛,雖曾達到每小時六百八十公里(當時蘇聯最快的速度),但發動機不適合,換了四個型號還不行。戰爭已爆發,前線急需新飛機,幾個年輕設計師的飛機已投入批生產,更多的生產線難於安排。就這樣,波利卡爾波夫在這場新的設計競爭中以失敗告終了。國家在嚴重時刻,他沒法拿出適用的新飛機,心情是可以想像的。
新的開拓
波利卡爾波夫在兩三年中工作多次失誤,蘇聯政府還是全面評價他的工作和功過。一九三九年派他參加一個高級代表團去德國考察航空技術,一九四○年授予他蘇聯社會主義勞動英雄稱號(蘇聯第一批獲這個崇高稱號的飛機設計師只有他和亞歷山大·謝爾蓋耶維奇·雅科夫列夫),並接連交給他幾項研製特殊用途飛機的任務。他不能辜負這樣的信任,以極大的熱情投入這些新的高難度的設計工作。戰爭爆發後,蘇聯西部的工廠、科研設計機構往東部搬遷,波利卡爾波夫、雅科夫列夫、蘇霍伊的三個設計局遷到新西伯利亞。當時那裡的生活和工作條件非常艱苦。有一天,動物園一隻大象,受不了飢餓和寒冷逃了出來,卻大搖大擺地闖進波利卡爾波夫設計局,想找食物和溫暖,這個小插曲一時傳為佳話。一九四二年起他帶病堅持工作,他研製了重型護航殲擊機和高空截擊機。為對付德國高空截擊機,一九四三年他還研製五座雙發夜間轟炸機。波利卡爾波夫研製的這些新飛機,在戰爭時期要撤掉別的生產線來安排其批生產,的確不容易。另外,由於戰局的發展,有的飛機已不需要,所以它們只能為以後的新機研製提供經驗和數據,例如設計的夜間轟炸機就對蘇聯仿製美國的B-29轟炸機有參考價值。