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楼主: 万磁王

“超级堡垒斯基”:苏联人研制图-4轰炸机的故事

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:10 | 显示全部楼层
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  在此过程中,科波尔在轰炸机的座椅旁边发现了一块牌匾,上面写着:“应堪萨斯州威奇塔市波音工厂工人们的要求,这架B-29被命名为‘特别的阿诺德将军’号。”这块牌匾是为了纪念阿诺德将军于1942年对威奇塔工厂的一次视察。科波尔最终将这块牌匾赠给了一位同事鲍里斯•索克(Boris  Saukke)的儿子,而索克家族仍然保留着当年迫降在 符拉迪沃斯托克的三架B-29轰炸机中硕果仅存的这件遗物。
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被拆解的“特别的阿诺德将军”号上的垂尾

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:11 | 显示全部楼层
  作为管理人员,图波列夫希望获得斯大林的认可,因为这将使他有独特的进入苏联航空工业界的机会。图波列夫重新获得斯大林的青睐也表明了他的主要竞争对手亚历山大•雅克福列夫以及在战争年代与苏联战术航空工业发展有关的人的式微。不过,图波列夫发现自己此时仍然处在危险的十字路口。他知道,成功将巩固他的地位,甚至可能让他在战后的航空领域获得广泛的机遇  。
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事实证明,图波列夫获得了成功,图-4轰炸机也使苏联远程航空兵在很短的时间里就具备了战略轰炸能力

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:12 | 显示全部楼层
  在这种情况下,图波列夫作为管理者的技巧将面临最严峻的挑战。在对“不刮胡子的流浪汉”号进行飞行测试时,他为图-4项目招募了自己的行政管理团队,任命迪米特里•马尔科夫(Dmitry  S. Markov)为首席代表。马尔科夫是图波列夫值得信赖的合作伙伴,他拥有广泛的技术专长,并以自己的设计能力赢得了声誉。马尔科夫曾与图波列夫一起在监狱设计局中任职,对美国飞机技术有第一手的了解,并曾参与过对一架“伏尔梯”(Vultee)飞机的改装工作。马尔科夫后来因为另一个高优先级的冷战设计项目而在西方闻名,该项目就是图-22M3“逆火”超音速轰炸机。
  图波列夫有时候比较豪放,或者说有点“粗野”,而马尔科夫则比较绅士。马尔科夫在图-4项目中始终保持着低调,但他也是一位亲自动手的管理人员,可以激励所有的人按时完成高强度的任务。在通过用消费品和住房奖励工人的技巧来推进工作的过程中,马尔科夫在鼓励手段和影响力方面与他的领导图波列夫不相上下。马尔科夫赢得了参加图-4项目的所有人的持久忠诚,并在战后时代脱颖而出,成为了苏联航空工业中备受尊敬的人物。
  图波列夫在建立组织机构方面面临着巨大的困难,他需要召集约64家设计局以及900多家工厂、研究机构和技术单位,以保持一切工作运转正常,并确保质量控制。根据协定,马尔科夫负责处理图-4项目的日常工作,图波列夫的工作重点则是动员早已厌倦了战争的航空工业人员、空军官兵、党的官员和主要政府部门。
  在与德国的四年战争中,苏联航空工业满足了斯大林对大批量生产飞机的非凡需求。现在,则要求它掌握复杂的飞机系统,并负责10万多个零件的复制工作,每个零件都必须满足重量要求并准时交付。
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位于古比雪夫的一座苏联飞机厂,正在生产伊尔-2强击机
  图波列夫构思了一套巧妙的规划体系来委派责任。首先,他寻求了当时的部长会议副主席米高扬的帮助,以解决协调问题。图波列夫不希望零件提供方直接向他报告。让政府部门的实权人物订购零件使他拥有了两全其美的优势:零件订购的背后有国家的全部权力支持,再加上每个零件提供方直接向米高扬报告,并满足他自己的质量控制要求。

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:13 | 显示全部楼层
  为了实施该计划,他要求米高扬任命每个部委的一名人员负责零件的及时交付工作。每个项目的负责人都必须向贝利亚解释任何错过的截止日期或做工较差的问题。米高扬迅速同意了图波列夫的意见,并任命较高级别的官员(通常是副部长)承担责任。后来,谢尔盖•科罗廖夫在苏联的航天计划中也套用了相同的模式。
  图波列夫在操纵政治的同时,也从未放弃对该项目关键方面的控制:他保留了日程表,并且擅长解决问题。列昂尼德•科波尔回忆起了图波列夫预判哪里出问题的超常能力,每当出现问题时,图波列夫都会直接进行干预。图波列夫还聘请了才华横溢的斯科莱扬斯基(I.  M. Sklyanskiy)担任协调员。这一人选被证明是鼓舞人心的,不过在图波列夫那些紧张的同事们看来有些“危险”。斯科莱扬斯基是位工程师,他精力充沛,专注于细节,并且拥有敏锐的记忆力,没有其他人比他更适合监督时间进度表了。这张时间进度表贴满了位于莫斯科市中心无线电大街图波列夫设计局中一堵专门用于展览的墙。作为协调员,斯科莱扬斯基为订购的每个零件填写了四张卡片:一张给图波列夫,一张给航空部,另一张给协作部门,最后一张给现场的实际制造单位。
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美国B-29轰炸机的分解图,显示了其若干主要结构。其中,机头部分和发动机整流罩由克莱斯勒公司制造,垂尾、平尾、各控制翼面和包含弹舱在内的机身部分由固特异公司制造,后机身和主翼外段由哈德逊公司制造,主翼中央部分由马丁•奥马哈公司制造,发动机舱由费舍尔•伯德公司制造,发动机由道奇公司制造,螺旋桨由弗瑞吉戴尔公司制造。对苏联人而言,“复制”这样一架飞机同样需要众多工厂和科研机构的通力协作

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:14 | 显示全部楼层
  当图-4轰炸机的第一批零件和备件被送达并接受检查时,图波列夫在莫斯科举行了一次特别的展览,以实物的方式显示进度,并指出哪些已经达到了最后期限和仍要实现的里程碑,外加负责的管理人员的名字。为了把每个主要零件或子零件完全展示出来,足足占用了他的设计局两层楼的空间。通过电话,图波列夫与负责生产相关零件的工厂保持着联系,后者可以向他报告最新的进度。展览提供了一种方便的手段,可以向来访的官员展示该项目,并能让图波列夫觉察出任何潜在的故障。
  新轰炸机所需的文件量非常庞大。逆向复制工程要求对约10.5万个零件进行分析和拍照。图波列夫的团队共绘制了约4万张详细的图纸,这由1000多名制图员完成。严格的质量标准  使整个设计局筋疲力尽。在该项目的最关键阶段,有时每个月只允许工作人员休息一天。
  一个巨大的挑战是美国制造商使用的英制单位和苏联使用的公制单位之间的差异。在研制工作之初,图波列夫就决定不将美国的英制单位转换为公制,因为这将非常耗时。铝板的制造是这一问题的典型反映:B-29上铝质蒙皮的标准厚度为1/16英寸(1.5875毫米),苏联工厂当时还难以精确制造出这种尺度的金属薄板。于是,图波列夫选择将图-4轰炸机的蒙皮厚度改为在0.8毫米至1.8毫米之间变化,这实际上在某些部位增强了飞机的结构强度。尽管进行了此类更改,但图-4的重量却仅比B-29重了1%,这是因为在电气线路、液压压力和油耗方面作出的其他折衷也同样重要。
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制造中的B-29轰炸机的后机身零件,该机相当一部分金属薄板的加工工艺对20世纪40年代末的苏联工业水平而言是个不小的挑战

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:15 | 显示全部楼层
  尽管图波列夫仍然关注飞机某些外部结构的研发工作,以表明他严格遵守了斯大林下达的“精确复制”的命令(包括机身上的一处检修口盖,并且图-4轰炸机精确地“复制”了B-29的内部油漆方案),但在一些更重要、也更不引人注目的零部件上,图波列夫还是经常选择“走自己的路”。斯大林默许使用公制单位是一个重大让步,在发动机、雷达和军械方面也做出了其他让步。列昂尼德•科波尔在其书中将图-4轰炸机恰当地描述为是“模仿”,或者说得更形象一点是对B-29的“传真”。如果这架飞机有遗传密码的话,那么可以这样说:显性基因是波音的,而隐性基因是图波列夫的。
  在所有的让步中,为新型图-4轰炸机选择发动机是至关重要的。苏联的发动机设计师阿卡迪亚•什韦佐夫(Arkadiy  Shvetsov)从图波列夫那里得知,他不必复制B-29功率强大的2200马力莱特R-3350发动机。相反,图波列夫批准了什韦佐夫的要求,将为图-4装配一种新发动机,该发动机为之前设计的M-71发动机的一种改进型,也可以视为莱特发动机的一种“克隆型号”。最终的ASh-73TK发动机将拥有2300马力的动力,不过,至少在最初的生产中,什韦佐夫的设计被证明尚不足以赶上莱特R-3350的性能。发动机过热和螺旋桨频繁发生故障是一直存在的问题。饶是如此,ASh-73TK在设计上是可靠的,随后的改进消除了问题。
  苏联人在某些复制工作方面的努力取得了令人惊讶的成功。B-29轰炸机上较为复杂的装置之一就是中央火控系统,这是一套计算机化的遥控射击系统,水泡状有机玻璃座舱内只有瞄准设备、控制装置和炮手,他们通过电缆连接着安装有航空机枪的遥控射击炮塔。该系统集成了复杂的电路和开关,对B-29上的任何一位炮手而言,只要他可以正确地瞄准,那么他就能控制任何一座炮塔开火。托罗波夫(I.  I. Toropov)在仿制此系统上投入了大量的才华和精力。他的成功使图波列夫大为惊讶,并令西方的观察家感到震惊,因为他们原本认为这种先进的系统超出了苏联人的能力范围。
  同样重要的,是决定用苏联的NS-23航炮取代B-29上的12.7毫米口径机枪,这是斯大林批准的另一项让步。图波列夫还希望,为图-4轰炸机配备一个比以往苏联制造的所有飞机的弹舱都要大的弹舱。起落架的收放系统也存在不小的问题,而且苏联的航空工业当时无法生产用于B-29起落架的超大轮胎。面对复制B-29的超大轮胎和复杂设备的任务,苏联人采取了一种独特的方法:派特工到西方国家,在战争剩余物资市场上购买这些东西。
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图-4轰炸机上,所有的炮塔都用23毫米口径航炮取代了美式设计中的12.7毫米口径机枪

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:16 | 显示全部楼层
  在西方,关于苏联人如何研制图-4轰炸机的传闻有很多。这些流传了几十年的说法给人们造成了这样的印象,即B-29轰炸机是被严格、甚至是以一些荒唐的方式被复制的。这些传闻向人们暗示,图波列夫和他的团队盲目地复制了波音设计的各个方面。如前文所述,图波列夫确实批准了对诸如机身口盖之类的细节的精确复制,以及精确保留了“不刮胡子的流浪汉”号上采用的内部喷漆方案的色调。还有传言称,就连机翼上的破损也都被仔细地复制了,这些传闻无疑夸大了真实的情况。
  图波列夫还必须与苏联航空工业中一些“官僚主义”的习惯做法作斗争。几十年来,苏联设计师设计出了一大批出色的飞机或原型机,但一大问题是,这些飞机在进行批量生产时往往无法达到设计标准。苏联的航空工厂在飞机的批量生产中难以维持质量控制,飞机越复杂,结果越令人失望。在战争年代,大量生产设计简单的军用飞机是较为容易的,例如,苏联在二战中生产了3.3万多架伊柳辛设计局设计的伊尔-2“斯图莫维克”强击机,该机以其坚固耐用和简单的机载设备而著称。这样的飞机在很大程度上可以用大批非熟练工来制造。相反,生产图-4轰炸机则要求与数十年的工业实践积淀相对应的精密工业生产水平。然而,苏联人在工业方面取得了西方人所没有料到的进步,他们成功了:该项目启动不到两年,第一批图-4轰炸机就按计划于1947年下线了。随着生产规模的扩大,更多的工厂也被动员了起来。
  图波列夫挑选了三名杰出的试飞员——尼古拉•雷比科、马克•加莱和瓦西里琴科(A. G.  Vasil'chenko)进行第一架下线的图-4轰炸机的首飞工作。最终,雷比科获准(作为主驾驶)驾机执行首飞计划,定于1947年5月进行飞行。保卫工作很严密,但是等相关消息传出后,工人们就涌向了工厂附近飞机跑道的边缘。在研制图-4轰炸机的过程中,工人们做出了巨大的牺牲,他们不想错过亲眼目睹第一次飞行的机会。成千上万的人拥挤在道路和工厂机场的外部,一眼就能看到飞机。当雷比科驾驶这架崭新的图-4升空时,工人们当中爆发出了一阵阵欢呼声。
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工厂试飞期间的第一架图-4轰炸机
  科波尔还说,后来马克•加莱曾驾驶着一架崭新的图-4从喀山飞往莫斯科,而他(科波尔)曾作为乘客搭乘过这架“航班”。在飞行过程中,增压机舱内充满了热空气,没人能使空调正常工作。科波尔还记得取消了地面上的欢迎接待会时的尴尬,因为机上的每个人身上都浸透了汗水,看起来就像是“刚刚从索契海滩上走出来的一样”。

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:17 | 显示全部楼层
 图-4轰炸机在1947年8月举行的“航空节”上首次公开亮相,举办地点是在莫斯科的图西诺机场。包括西方各大国在内的外国观察员(特别是他们的军事人员)都受到了邀请。先是三架图-4轰炸机,紧接着是一架图-70客机从600英尺(约183米)的高度飞过。其中一架图-4轰炸机是由戈洛瓦诺夫空军中将亲自驾驶的。当西方观察员们数出三架轰炸机时,他们以为苏联人正在驾驶的是“消失”已久、在战争期间被苏联方面扣押的B-29轰炸机。但是,图-70的出现清楚地表明,苏联人正在飞的是他们“克隆”的B-29。这个精心策划的活动顿时成了西方报纸上的头条新闻,尽管很少有人意识到为了让这四架飞机升空,苏联方面有多么地捉襟见肘:图-70客机装有从拆解后的“特别的阿诺德将军”号那里获得的同类零件,这样才使其具备了适航性。
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图-70客机原型机

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:18 | 显示全部楼层
  图-4轰炸机的作战部署导致了一系列故障或者说近乎灾难的发生,原因是飞机遇到了诸如发动机过热等初期问题,这些故障也是美国人在使用第一代B-29时得到的经验。苏联工程师还对许多其他问题感到担忧,如螺旋桨失控、除冰系统故障以及起落架长期故障等。
  拉斐尔•卡普雷扬(Rafael I. Kapreylan)是首批驾驶这款新型轰炸机的人之一,在一次飞行中,他的起落架无法完全放下,但他最终设法成功地放下了右侧的主起落架,从而挽救了自己、机组人员和飞机。试飞员瓦西里琴科在飞行中曾发生过发动机起火的险情,由于担心发生最坏的情况,因此他命令机组人员跳伞。在11名机组人员中的9名跳出机舱后,大火熄灭了,他得以安全地驾驶轰炸机降落。随着时间的推移,这些问题相继得到了解决,但是在该项目的初期,图-4轰炸机总是让人缺乏信心。
  图-4轰炸机在1948年和1949年真正具备了作战能力,其生产工作也进入了满负荷运转的状态。到1950年,苏联远程航空兵已经部署了9个图-4轰炸机团,每个团装备32架轰炸机。北约给图-4起的绰号为“公牛”(Bull)。20世纪50年代初期,苏联向中国移交了一批图-4A轰炸机,此举使中国首次获得了可靠的轰炸机力量。苏联还在其远东地区部署了大约32架图-4轰炸机,以执行侦察任务。在朝鲜战争期间,苏军图-4轰炸机的数量急剧增加,最近发现的档案显示,苏军装备的“公牛”数量高达845架。
  1949年8月29日,苏联人在一座铁塔上引爆了他们的首个核装置。随着苏联核炸弹的不断完善,斯大林批准进行一些优先级较高的实验,即将图-4轰炸机改装为能投掷原子弹的空中载机。1951年10月18日,一架图-4轰炸机在塞米巴拉金斯克附近投下了一枚原子弹;不过,直到1955年11月,一架图-16轰炸机才投下苏联的第一枚氢弹。对于北约观察员来说,这些事件证实了苏联战略航空力量的提升。
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苏联纪录片中的RDS-1原子弹与图-4A轰炸机

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 楼主| 发表于 2020-4-15 09:00:19 | 显示全部楼层
  西方国家对此作出的反应也日益强烈。图-4轰炸机从未拥有过能够真正对美国构成威胁的航程——该机只有在单程飞行时才可以威胁到芝加哥或纽约市。饶是如此,图-4轰炸机及其喷气式后继型号的存在迫使美国打造了一系列防空系统,包括“奈基”地对空导弹和20世纪50年代研发的“天扫”(Skysweep)雷达指引高射炮。
  苏联人还试验了将图-4作为空中加油机使用,并在1952年10月完善了探头-锥套式空中加油系统。在此之前,苏联人还尝试过多种其他系统。最终,探头-锥套式空中加油系统被用于为米格-15战斗机加油,此举旨在努力扩大苏联空军的打击范围。随着喷气机时代的到来,苏联人意识到图-4已经过时了,朝鲜战争中美国B-29轰炸机的战损进一步坚定了苏联人的这种看法。
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图-4轰炸机与米格-15比斯战斗机进行空中加油

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