【軍事博評】William:由AN-225說起-前蘇聯超重型特種運輸機之路(上)

2020-04-30 10:24:47
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

1989年,正在駄運編號OK-1K1暴風雪號穿梭機前往巴黎航展。(網絡圖片)

 

最近因應新冠肺炎疫情及早前不時出現的「大國」攔途截劫貨機潮,很多國家都用自己的運輸機或租用俄國 / 烏克蘭的商用重型運輸機,其中世界最大型運輸機AN-225更加「進出」中國多次,向多個歐洲國家運送物資。此舉在軍迷圈內引起一陣哄動,甚至有軍迷因而大吵起來。作為搭載量最大的運輸機,AN-225巨大的身影及讓人驚奇的18組起落架,一直是航空迷的焦點。大而粗壯雄偉,很多時都是蘇聯飛機的特點,這點在AN-225中尤實至名歸。

如同講恐龍演進史時必須先講始盜龍一樣,在通向AN-225之路時,我們必先由蘇聯重運輸機始祖開始講起。

與AN-225同框的AN-22。作為第一代廣體運輸機,其機艙仍然較窄,但駛進T-64或T-72坦克還是卓卓有餘。(網絡圖片)

 

獸之前傳-蘇聯重型運輸機

蘇聯在大型運輸機方面可說是首開先河-受益於仍是當今馬力最強的渦槳發動機NK-12M,AN-22是歷史上首個載重達到80噸的重型運輸機,理論上可直接搭載兩架T-64型主戰坦克,且仍然保持1965-68年運力最大及一直穩坐史上第四大軍用運輸機運力的寶座,到1968年才被C-5銀河式運輸機打破。

1973年10月,一架向埃及運補完畢的AN-22,轉場到冰島凱夫拉維克機場國際機場,此時是用蘇聯民航塗裝,估計剛好在這裏運貨回國。(網絡圖片)

 

雖然有人認為AN-124出現只是蘇聯在美國C-5戰略運輸機出現後的盲目跟進,然而基於蘇聯70年代因石油出口關係國力大幅提升,加上預想的高強度北約地面決戰,前線更需要更快、更大運力以補充各種戰甲車輛的損耗;再者,蘇聯與美國在全球各地的交手日漸激烈,1973年的贖罪日戰爭中,蘇聯需要動員幾乎所有的AN-22進行對埃、對敍戰略空運,令蘇聯國防部意識到需要更多運力更大的運輸機進行裝備及補給品大規模空運活動,才能保證歐洲陸上戰爭的勝利與在不同地方隨時與北約打代理人戰爭。

安東諾夫設計局的回應,就是一種比C-5A重一點且總推力大32000磅、載貨量達到150噸、貨艙闊度更闊但較矮的超重型運輸機。由於此機載貨及戰甲車輛為主,除頂部的人員艙外,貨艙在高空最大加壓能力只有大氣壓的1/4,所以基本不會搭載空降兵。

至1984年,該機已開始低速生產中,但安東洛夫已因應蘇聯國防部及航天部門的要求,開始設計一種建基於AN-124的巨型特種運輸機,這就是AN-225的濫觴。不過,在討論AN-124如何成為225之前,我們不得不先提一下前蘇聯一個很奇怪的設計局。

AN-124-100型運輸機低空通場畫面,14組機輪清晰可見。

 

二戰時蘇聯"護國神機"之一的PE-2,其實也是米亞西舍夫參與設計的。(網絡圖片)

怪飛機設計局?

米亞西舍夫院士(Vladimir Myasishchev)原為圖波列夫設計局旗下一位優秀的設計師,前蘇聯航空技術部門於1951年委任他出掌新的設計局,名為米亞西舍夫設計局(設計局編號OKB-23,設計的飛機以代號M開首)。本設計局奇怪之處,在於其設計十分前衛,但實際量產的飛機種類不多-1960年前,數得出的就只有M-4 / 3M野牛式戰略轟炸機,但也只有100架左右,而且經常受圖波列夫設計局的擠壓。至1960年,由於蘇聯領袖克魯曉夫不滿其M-50超音速轟炸機不合設計要求,竟將設計局整個撤消。不過,他本人旋即又被委派出任中央流體力學研究所所一職,且長達七年之久。

3M(野牛B型)是將早期1型(野牛A型)的導航員艙改成雷達的改進型。3M雖然有洗練的外形,但受限於使用渦噴,耗油量即使比早期渦扇引擎還是高得多,結果其8200公里航程僅屬洲際戰略轟炸機的「門檻」級而已。(網絡圖片)

 

1967年,米亞西舍夫院士重新組織設計局,這個設計局最初名為「試驗設計局」,代號EMZ(1978年米亞西舍夫去世後轉以他的名字為名,以下簡稱米亞局),研究重點除大型轟炸機之外,還開始高空偵察機、特殊用途飛機、早期的無人機研究及太空飛機的研發工作(例如暴風雪太空穿梭機的駕駛室及重返大氣層自動駕駛系統),成了真正的「怪飛機」設計部門。在六十至七十年代,其得意之作有二,一為M-17/55神秘式高高度偵察機,其二是TU-160(註1)……

若果說蘇霍伊設計局是當時蘇聯最敢創新的航空設計局,那米亞局的創新程度簡直達到脫序的地步,甚至有如航空界的DARPA。圖為1970年代探討的M-12短場起降小型運輸機其中一個方案,不單使用可變翼,甚至用上起降時才會使用,平時收納在機身內的旋翼。(網絡圖片)

 

米亞西舍夫一直很鍾情於轟炸機與太空飛機的研究,而且喜好使用創新與激進的設計,例如蘇聯第一種遠程噴射戰略轟炸機(M-4野牛式)就是出自其手筆。不過他統領的EMZ亦是全蘇聯其中一家開發航天子系統及相關航空支援機最有經驗的設計局,不但參與了由60年代開始的幾種蘇聯穿梭機的細部規劃與設計工作,米亞西舍夫本人甚至親自設計幾種單人版的小型穿梭機。事實上,特種運輸機的出現往往是和早期航天事業有關。

駄運、機身中線掛載還是雙身聯翼?

分別駄運 BTS-02 與暴風雪號穿梭機前機身的VM-T特種運輸機。(網絡圖片)

螺旋項目模型及機體分拆示意圖。(網絡圖片)

 

VM-T

蘇聯第一種以駄運方式搭載貨物的飛機設計是米格設計局與幾個設計局合作發展的”螺旋”空天飛機子母機計劃,不過該計劃在1969年還未有所成時就無疾而終,70年代中期再提出時已經淪為進行高空投放的單人試驗機項目。之後的特種運輸機,大都是由米亞局一手提出並規劃的。

已知VM-T三種貨櫃,分別是可裝大型引擎的3GT、可裝大型衛星載荷的2GT,以及以搭載火箭芯級全身或燃料箱的1GT。2GT上方就是吊裝大型貨櫃專用的龍門吊架。(網絡圖片)

 

蘇聯自從N-1火箭失敗後,70年代開始就投入研究新的大型模組化火箭(即後來的能量號)以及幾種穿梭機計劃。由於相關零部件及火箭本體的工廠都在莫斯科州的加里寧格勒市(和東普路士的加里寧格勒同名,後改名科羅廖夫市),與星城航天中心距離甚遠,若用鐵路運輸會十分不便。當然,這些材料多數都能以大型運輸機搭載,但部分大件的零件如燃料箱、大型火箭引擎或穿梭機主體都沒法塞入貨艙中,無奈之下,米亞舍夫的團隊以一架3M野牛式戰略轟炸機為基礎,並以早年研發的高超音速轟炸機M-58背駄導彈的經驗,加上參考747穿梭機運載 / 投放機,研製出VM-T型特種外掛運輸機。和前述NASA的747投放機不一樣,它沒有投放功能,裝上暴風雪號穿梭機時更要拆掉垂直尾翼及大部分引擎,是純粹的外掛大型裝備運輸機,其最大運力有45噸並配備三種規格不同的貨櫃。

VM-T的更新結構圖,深綠色部份是全新設計的。(網絡圖片)

該機最大特色是後半部是全新設計,且由單垂尾變成近水平大型雙垂尾設計,以加強操控能力、容許搭載更長的資物(如燃料箱)並避開巨大貨物所產生的擾流。這機在運輸能力及任務上算十分成功,不過經常出現莫名其妙的意外狀況而已,而且航程及速度都大幅降低。

AN-225開始代替VM-T原有的工作後,米亞局開始為此機"謀劃"其他價值,例如作為新式小型發射系統的母機,或者以螺旋穿梭機為基礎的"假"太空旅遊機(如同維珍銀河搞的團結號太空船)發射母機。(網絡圖片)

 

然而,在研發過程中,團隊們已為其想出更多「鬼主意」,最主要的是強化搭載能力,甚至能直接搭載完全體的暴風雪號,並嘗試成為小型太空穿梭機(後來的MAKS)的搭載與發射母機。這次除繼續往駄運想辦法外,團隊亦因應3M轟炸機的體形限制,推出雙身聯翼版本及大型改良型(3M-2方案),以利用兩個機身中間的空間及聯翼掛架掛載穿梭機、巨型火箭零件及發射小型太空飛機,過程中更衍生出六個構形。而這些設計的最大掛載能力也接近80噸了。

往後,就是愈來愈多、愈來愈大的怪獸了......(續)

六種VM-T改進型的草圖,五款都是用雙機身聯翼設計並以兩個機身中間的空間作為載荷區,三種改裝 / 大幅加裝引擎、四種涉及修改翼形。所有改進型同樣擁有發射小型穿梭機及其助推系統的功能。(網絡圖片)

 

 

註1:TU-160原本就不是圖波列夫設計局原創的,其原型是M-18。當年參與70年代蘇聯戰略轟炸機計劃的三大家當中,米亞局的M-18才是優勝者,而且是於1969年提出的,當時B-1A還未公開設計。不過,蘇聯航空航天部門以米亞局規模不足為理由,將M-18的後續發展工作交給圖波列夫設計局,並成為TU-160的藍本。上左圖即為M-18,中圖為圖波列夫局自己的160M計劃(由TU-144超音速客機改出來),右圖是圖波列夫局接收M-18設計後設計出來的第一個方案。(照片來自”Soviet Secret Projects Bombers Since 1945″一書)

發佈於 軍事博評
By 2020-04-30

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