可笑的設計缺陷，蘇24轟炸機研發的有趣故事

1975年春天 蘇聯著名的飛機工程師帕維爾·蘇霍伊 邀請了兩名蘇阿爾斯轟炸機的機組人員 到他的辦公室 並贈給他們每人一塊金錶 這是對他們完成世界上首次 在零條件下成功彈射的獎勵 即飛機靜止在地面時的彈射 有趣的是 這兩位機組成員都不是專業的試飛員 而是相當普通的蘇聯飛行員 而且他們獲得這項非凡成就的事蹟 完全不在他們的計劃之內 蘇阿爾斯轟炸機在俄烏衝突中 被烏克蘭和俄羅斯空軍不同程度的使用 首先是烏克蘭 由於缺乏現代化飛機 蘇阿爾斯成為了他們的主要轟炸機 當然 這款服役於50年的蘇聯製造的 戰術轟炸機的黃金時期已經遠去 但事實證明 烏克蘭裝備並安裝有 現代西方武器的蘇阿爾斯 仍然能夠對敵人造成嚴重傷害 甚至取得了一些可以說是歷史性的成就 比如擊沉了俄羅斯的基洛級潛艇 成為歷史上首艘被巡航導彈擊毀的潛艇 然而 蘇阿爾斯的歷史上還有另一項非凡成就 世界上首次從靜止飛機中成功彈射 其結果是直到今天 你們在轟炸機上仍能看到的一個特徵 一根繫著兩塊泡沫塑料的繩子 某種程度上 蘇聯蘇阿爾斯的歷史非常典型地代表了俄羅斯工程的歷史 這架飛機是通過模仿西方技術開發的 投入了大量的時間資源和人力生命 然而 它仍然需要一套繩索和交代系統才能完全運作 在這段簡短的視頻中 將展現蘇聯航空史上一個最有趣的插曲 正是這個插曲讓蘇霍伊蘇阿爾斯轟炸機獲得了這樣一個不尋常的元素 飛機技術人員簡單稱之為球 不過首先讓我們先簡要了解一下這架飛機本身 以便更好地理解這個故事 1975年 蘇聯空軍接納了一款新型戰術轟炸機蘇阿爾斯 其研發耗時近15年 蘇阿爾斯的歷史始於1961年 當時蘇聯空軍迫切需要一款超音速轟炸機 於是緊急推出了新的蘇七B超音速轟炸機 問題是蘇七B轟炸機的研發其實就是拿蘇七戰鬥機來應急 給它加裝了腋下和腹部的炸彈掛架 如果這些改進還不足以令人滿意 飛機型號後綴加上字母B明確表示它現在是一款轟炸機 這種飛機的轟炸能力顯然並不理想 因此空軍在接受該轟炸機的同時也要求立即進行升級 起初由於不需要精確打擊 情況還算過得去 蘇七在戰時的主要任務是迅速向敵方指揮中心投擲核彈 這需要高速而非精確瞄準 然而形勢迅速變化 軍方希望擁有一款更先進技術含量更高的轟炸機 這一開發工作立即於1961年由蘇霍伊設計局開始 可問題是無論是軍方還是工程師們 都不清楚新飛機究竟應該是什麼樣子 因此項目不斷進行各種修改 這對工作的速度和質量產生了非常負面的影響 另一個負面因素是俄羅斯人對西方技術和工程解決方案的強烈偏好 根據蘇霍伊設計局的主要工程師之一馬洛維奇的回憶 他特別負責新飛機的氣動佈局 蘇-24轟炸機的第一個原型機借鑒了很多英國TSR-2的設計 然而事實證明這樣的借鑒並不成功 最終決定徹底改變飛機的佈局 值得一提的是在最初的版本中 蘇-24有四個額外的內部發動機以實現短距離起降性能 這確實減少了起飛和降落的距離 但也大大降低了飛機的有效載荷 因為這些額外的發動機僅在起飛和降落時使用 在飛行其餘時間裡只是增加飛行重量 為了改善飛機的飛行性能 這是對新轟炸機的主要要求之一 蘇霍伊決定採用可變後掠翼的概念 蘇霍伊設計局在這方面已有少許經驗 他們是蘇聯第一個製造出具有可變幾何翼的飛機 S-22I本質上是蘇-7B加上可變幾何翼 當然自己有過建造飛機的經驗 對於製造新飛機是極好的 但沒有什麼比俄羅斯的祕密工程學方法 學習觀察西方國家技術更為直接有效 正如馬洛維奇在他的書中回憶的那樣 1967年蘇霍伊決定派他去巴黎航展 研究美國F-111飛機的設計 這是世界上第一款採用可變幾何翼的生產型飛機 他在書中生動描述瞭如何在三天內 從各個角度和細節拍攝了數百張F-111的照片 這些照片後來在蘇霍伊蘇-24的工作中被使用 然而這種盲目抄襲 而沒有真正理解美國人對F-111設計選擇的本質 對蘇聯轟炸機產生了相當負面的影響 據馬洛維奇回憶 在1967年屆巴黎航展上 他還看上了法國梅西埃伊斯帕諾公司設計的起落架 後來馬洛維奇將這一設計應用到了蘇-24上 西方飛機中最著名的這種起落架設計應用 可能是美洲虎攻擊機 但在1967年 這種起落架設計也被用於另一款法國飛機幻影G8 令人難以置信的是 這款飛機同樣採用了可變異設計 俄羅斯人經常會說蘇-24與F-111之間的相似之處有些被誇大了 確實它們都是後掠翼飛機 機身部分以及駕駛艙滑蓋也很相似 但除此之外 這兩款飛機的外觀看起來就不同了 看看機身、尾巴 外觀上的差異確實很明顯 但如果你把整體畫面中的法國幻影考慮進去 將其機身與F-111的機頭結合起來看 那麼似乎俄羅斯工程師在確認他們決策的正確性時 不僅僅停留在F-111上 看起來當被命令複製法國的起落架設計時 俄羅斯工程師有些忘乎所以 連同起落架所連接的一切也一併複製了 俄羅斯工程師驗證他們決策的另一個領域是飛機引擎 其開發過程中遇到了巨大的問題 引擎設計中使用了鈦合金 特別是顯著減少了其尺寸和重量特性 但各種設計缺陷加上技術水平低下 導致引擎多次故障 其中最危險的就是所謂的鈦火災 當鈦燃燒時溫度可達3000攝氏度 一旦發生這種情況 飛機就會在幾秒鐘內迅速解體 所有這些問題加在一起 不可靠的引擎、飛機設計的複雜性以及駕駛難度 最終導致了大量的災難 實際上 它們導致了蘇聯航空史上最高頻率的災難之一 僅在飛機測試階段就有14架飛機失事 導致13名是飛員和領航員喪生 此後蘇霍伊設計局在未經歷過如此高的是飛員損失 但儘管失去了飛機和人員 飛機的開發人在繼續 1975年蘇-24轟炸機正式服役 儘管蘇-24進入服役後問題並未停止 其事故率平均每年達到5到6次 成為蘇聯及後來俄羅斯空軍歷史上事故率最高的之一 然而這個問題有一個真正積極的方面 那就是蘇-24轟炸機上的K-36彈射座椅 蘇-24成為首款裝備由蓋伊塞維林設計的新型彈射座椅的蘇聯飛機 但問題在於 此前每個蘇聯飛機設計局都為自己的飛機配備自行設計的彈射座椅 例如米高陽的米格23使用的是米高陽座椅 雅克弗列夫的飛機配備的是雅克座椅 顯而易見 這樣多樣化的座椅 每種都有自己的設計和特點 可以說造成了不必要的困難和問題 因此在1960年代 蓋伊塞維林提議在蘇聯軍事航空中標準化彈射座椅 因為標準化後不僅可以確保飛行員的安全彈射 而且還大幅減少與彈射相關的傷害 要知道那時大多數彈射座椅不僅對彈射的飛機高度和速度有重大限制 而且彈射往往導致飛行員脊柱嚴重損傷 許多飛行員因此因健康原因退役 蘇霍伊是第一個支持蓋伊塞維林提議的人 並在他的新型蘇-24轟炸機上安裝了K-36彈射座椅 與當時其他蘇聯座椅不同 K-36允許在零高度和最低70公里每小時的速度下彈射 這是一個顯著的改進 因為它增加了飛行員在起飛和降落期間安全彈射的機會 而這正是大多數事故發生的時刻 但事實證明K-36座椅的特性似乎更加出色 然而這些特性的發現是偶然且相當滑稽的 1975年接收新蘇-24轟炸機的蘇聯空軍 第一個單位是位於切爾尼戈夫的第63轟炸團 1975年5月14日 由飛行員謝爾蓋·卡拉耶夫和領航員弗拉基米爾·阿斯曼諾夫 組成的蘇-24機組正在準備又一次常規飛行 機組人員像往常一樣進入座艙 完成了必要的飛行前準備 突然座艙充滿了煙霧和火焰 領航員弗拉基米爾·阿斯曼諾夫隨著座椅迅速彈出了飛機 一切發生得如此之快 如此意外 以至於沒有人能真正理解剛才發生了什麼 而事實是這樣的 首先必須提到的是 在蘇-24中 飛行員和領航員都有自己的飛行控制桿 這是為了防止飛行員在執行任務中受傷或犧牲 領航員可以接管飛機並繼續飛行 然而由於領航員工作站的佈局 領航員的控制桿比飛行員的要短 蘇-24的另一個重要細節是它的水平穩定器 它們在地面時完全可移動 由液壓系統驅動 但是當液壓系統關閉時 這些穩定器仍會因為自身重量而前端下垂 處於最大抬頭位置 同時座艙內的控制桿反映了穩定器的移動 並相應地向後傾斜 壓在飛行員座椅上 重要的是彈射手柄位於座椅中央 飛行員需要在必要時拉動以逃離飛機 在這裡俄羅斯工程師決定 使領航員的控制桿較短的後果 以一種相當有趣的方式展現出來 弗拉基米爾·阿斯曼諾夫坐在座艙裡 並沒有太注意控制桿 就像平常一樣 他總是向後傾斜貼在座椅上 但他沒注意到的是 控制桿卡住了彈射手柄 因此當機組完成必要的飛行前操作 飛行員啟動第一臺引擎時 壓力作用在飛機的液壓系統上 進而使穩定器回到中立位置 與此同時 控制桿隨著穩定器的動作 向前移動到中立位置 同時也拉動了領航員座椅上的彈射手柄 救援系統立刻啟動 轉瞬間領航員被彈射出座艙 直衝雲霄 整個彈射座椅系統運作完美 將領航員從座椅中分離 展開降落傘 片刻之後 這位勇敢的領航員 安然無恙地在飛機不遠處著陸 儘管K-36彈射座椅的官方規格規定了 安全彈射的最低飛機速度為70公里每小時 但這次事件證明 即使飛機靜止不動 該座椅也能很好的工作 領航員弗拉奇米爾·阿斯曼諾夫 完全沒有受傷 事件中唯一的損害 是對旁邊一架飛機造成的 領航員座椅墜落在那架飛機上 事實證明 這一事件成為了 世界上首次成功的 零速度零高度彈射 即飛機靜止 且在地面高度上的彈射 當然之前英美也曾有過 零速度零高度彈射的實驗 但那些是特別安排的 僅涉及座椅本身的實驗 並有專業測試員參與 相比之下 蘇聯空軍是在常規飛機上 與普通軍人一起完成了這次實戰測試 事件發生後 轟炸集團指揮官嚴厲批評了 蘇-24違反飛行安全程序的行為 與此同時 飛機工程師帕維爾·蘇霍伊 則為成功在零狀態條件下 測試了他的蘇-24轟炸機 救援系統的空勤人員 頒發了金錶 而K-36彈射座椅的創造者 蓋伊塞維林 則向機組成員 贈送了個性化的飛行頭盔 1975年的這一事件 標誌著K-36彈射座椅 後續發展的開端 不久之後 蘇-24轟炸機 配備了升級後的K-36DM座椅 現在官方認可其具備 零速度零高度彈射能力 K-36座椅憑藉其可靠性 隨後被安裝在了 大多數蘇聯飛機上 包括蘇-27 米格-29戰鬥機 甚至圖-160重型轟炸機 1989年 一名蘇聯米格-29飛行員 因發動機故障 在極低高度成功彈射生還 K-36座椅 也因此獲得了廣泛關注 有趣的是 蘇聯解體後 美國空軍和海軍 甚至對K-36彈射座椅 進行了對比測試 認真考慮將其安裝在 美國當時正在研發的新飛機上 難以想像 如果不是美國工程師 最終選擇了馬丁貝克彈射座椅 S-35可能會配備 俄羅斯製造的彈射座椅 至於蘇-24轟炸機 1975年這次意外彈射事件 給飛機留下了一個 雖小卻頗為有趣的特徵 自那以後 蘇-24的技術維護包中 又多了一項強制性物品 一根兩端各附著一個 泡沫塑料圓筒的繩子 當蘇-24停場時 這根繩子必須掛在飛機尾部 泡沫塑料圓筒 放置在每個安定面下方 以固定它們 從而讓駕駛艙內的控制桿 保持中立位置 防止地面意外彈射 自蘇-24投入使用至今已有50年 該飛機仍然在役 尤其是在俄羅斯空軍中 然而 儘管俄羅斯人此後做出了各種修改 但數十年來一直未變的 就是那根繩子和兩個被飛機技術人員 簡單稱為球的泡沫塑料圓筒