发展沿革研发历程
雅克-7和雅克-9的前身是作为高级教练机原型开发的UTI-26。就在二战爆发前,苏联政府决定加紧新型战斗机的开发以应付日后德国的军事进攻,不过这一决定实际上已经晚了好几年。堪称军用飞机发展史上一个里程碑的波利卡尔波夫I-16反而在某种程度上阻碍了苏联新一代战斗机的研制和发展。为了确保在最短的时间内至少有一种新型战斗机能顺利定型投产,空军决定让雅克福列夫设计局,拉沃契金设计局和米格设计局各自负责研制开发一种战斗机原型。当然,型号繁杂意味着生产和使用维护上的种种不便;因此,当有人提出需要为新型战斗机配套研制一种先进的高级教练机时,苏联红军空军(VVS)权衡再三,最后却只要求雅克福列夫设计局设计一种与新型号战斗机性能相近的教练飞机,也既是说不管今后会被分配驾驶何种型号的战斗机,飞行学员的最后一节驾驶课将会在雅克教练机上度过。空军这样考虑自然有它的道理,毕竟雅克福列夫所设计的 UT-1 和 UT-2 教练机在苏联国内享有盛名。3
雅克福列夫倒也不负众望,很快就交出了他的设计——UTI-26。这主要归功于他灵活地理解了“新教练机的性能必需和新一代战斗机的性能尽可能地相似”这句话,大量挪用了雅克-1战斗机的第二架原型机I-26-II的设计所致。举例来说,两种飞机都采用了1,050马力的克里莫夫M-106P发动机和一副WISh-61P螺旋桨,主起落架和起落架舱门也完全相同。不过这么一来,雅克-1的主要缺点也都被新教练机原封不动地继承了下来,归纳起来有以下几点:首先,发动机在飞行中容易过热,润滑油也常常漏得到处都是,甚至喷到前风挡上而严重影响飞行员的视界。其次,飞机的重心太靠前,容易在滑跑时拿大顶。还有,相对于飞机的重量来说,主轮的直径太小;起落架收放系统的锁定装置更是麻烦不断,要么收不起来,要么收起了却放不下。最后一点更在试飞中酿成严重事故,使得军方的评估飞行不得不因此中断了十一天。3
UTI-26-I有一个串列式的双人座舱,学员和教练可以通过RPU(橡胶传声管)通讯系统交谈。新飞机在机头安装了两挺各备弹500发的7.62毫米ShKAS机枪,主要用于学员的机载火器射击训练。总而言之,虽然有不少缺点,但瑕不掩瑜,只要针对各种缺陷加以改进,这种VVS急需的飞机就可以进入批量生产。需要指出的是,在军方对UTI-26做官方测试时,有一架UTI-26-I被送到了第十一战斗航空团(11stIAP)配合最初出厂的十架雅克-1型战斗机对该部队的飞行员进行两天的转型训练,效果非常突出,被一致评价为“这是苏联空军即将不可或缺的一种飞机”。3
第二架原型机UTI-26-II根据各方的意见作了很多改进,程度之大几乎可以使人认为这是和一号原型机并行发展的另一种飞机。最遭人非议的起落架是修改的重点,主轮直径从600毫米增加到了650毫米,尾轮直径也达到了300毫米。同时采用了新的起落架支柱和锁定装置,后来还修改了起落架舱门的形状。另一个重要的改进是增大了水平尾翼和方向舵的面积——前者的面积从1.82平方米增加到了1.93平方米,后者则从1.12平方米增加到了1.23平方米,此举大大改善了飞机的操纵性和飞行时的稳定性。还有,发动机换成了相同马力但技术上已经成熟的M-105PA引擎(源于Hispano-SuizaHS12Y液冷发动机的派生型),该发动机配有一台二段二速的增压器,适合在中低空使用。除了这些,还有不少地方做了虽不明显但很重要的变动,而其中最有趣的是新飞机在其螺旋桨轴上改用了Bf109所使用的桨轴固定螺栓(鲁迅先生提倡的“拿来主义”所结出的丰硕成果),使得螺旋桨的拆卸和维护更加方便。
航空委员会对UTI-26-II所进行的测试一直延续到1941年的2月14日,最后的结果非常令人满意。这架飞机的操纵性能比起于半年前进行相同测试的雅克-1来有过之而无不及,在飞行时基本不会进入危险的尾旋(除非故意为之),即使遇上了这种情况飞机也能很轻易地改出。由于对不可靠的起落架做了大幅修改,相较于雅克-1战斗机来说新教练机在起飞和着陆时更加安全。另外,试用过该机的飞行员们还对座舱的宽敞舒适及视界的优良赞不绝口。原型机定型UTI-26-II在试飞中的表现近乎完美,甚至当军方的测试结束后,原型机被直接送到了12thIAP(第十二战斗航空团)加入现役。在那里,除了训练任务外,在1942年该机还参加了一项有趣的试验——在两翼下各加装了一台DM-4S冲压式喷气发动机来提升性能。不过这次试验谈不上成功,整架飞机的重心太靠前,起飞中往往一个小小的颠簸都会让飞机来个拿大顶;而且,高危险性的燃料也缺乏任何安全措施的保护。终于,军方决定了在酿成任何的重大事故前就放弃这项计划,这一对混合动力的研究项目也就因此告一段落。3
由于雅克-7为了容纳第二个乘员而改变了后机身的形状,这必然影响到飞机的重心。为了重新取得平衡,势必要调整某些配置,而雅克福列夫选择了向前移动机腹下的散热器。因此,雅克-7/9系列飞机的座舱前缘和机腹散热器前缘在同一条垂直线上,而雅克-1/3系列则不然。此外,当这两种飞机停在地面上,拥有两片式起落架舱门的是雅克-1/3系列飞机,如果起落架舱门是一整片的话,就铁定是雅克-7/9系列。
由于各级航空学校对新教练机的需求甚殷,航空工业委员会在1941年3月4日发布命令,正式将新教练机命名为Yak-7UTI,并要求位于莫斯科的GAZ301(第301国家飞机厂)立刻从雅克-1转产雅克-7。
生产型号
第一架生产型的Yak-7UTI(生产序列号01-02)在1941年的5月18日由苏联著名试飞员P.J.Fedrovi驾驶进行了首次试飞,在原型机上暴露出来的引擎过热问题(该问题是二战中所有雅克战斗机的通病)在雅克-7生产型上通过将发动机转速的限制从2,700转/分钟降到2,350转/分钟得到了部分解决。另外,为了简化生产,用固定式尾轮取代了原型机上的可收放式尾轮,并取消了机头右侧的7.62毫米机枪。3
Yak-7UTI在莫斯科的生产一直持续到同年10月第301国家飞机厂撤退为止,之后由位于诺沃西博尔斯克(Novosibirsk)的GAZ153接手制造,该型号的总产量为186架(其中145架生产于1941年)。苏联空军当时唯一的制式高级教练机的产量竟会如此的少,其实照着军方的计划在1941年就必须制造600架Yak-7UTI,但战争的爆发阻止了一切。前线急需的是战斗机,因此双座的雅克-7教练型的生产不得不延后七个月之久,甚至一些已经完工的Yak-7UTI也被送到了作战部队,在驾驶舱后部加上了一台AFA-IM航空照相机执行侦察任务,而被非正式地称为Yak-7R。
生产型参数机长:8.5米
翼展:10米
翼面积:17.15平方米
空重:2285公斤
满载:2800公斤
最高速度:586公里/小时(4,500米高度);490公里/小时(海平面)
爬升率(5,000米):6.6分钟
航程:643千米
武装:一挺7.62毫米ShKAS机枪,1支20毫米口径机炮;4
改型情况雅克-7V
战争后期,当前线战斗机的补充需求大致可以满足后,双座教练型的生产重新被提到了议事日程上。随着战争的不断发展,使用老式的UTI-2和UTI-4(I-16的教练型)很明显不能保证学员在毕业前体会到当时正大量进入部队的新一代战斗机的某些操纵特性。4
虽然Yak-7UTI是一种很好的教练机,但空军又提出了新的改进方向,他们要求在原来的基础上研制一种成本更低,更易生产的型号。为了迎合这个要求,设计人员决定在新型号上采用简便结式的固定式起落架。当然,固定了起落架,那机翼内的起落架舱也就用不上了,索性加以覆盖整型。但为了让飞行学员能掌握收放式起落架的操作,座舱内还是安排了一个模拟的起落架收放操纵杆。另外,新机型索性去掉了Yak-7UTI上仅有那挺7.62毫米机枪,此外,座舱里也拆掉了不少装备,包括RPU系统。但是当Yak-7V正式定型生产后,不少原先被删减的设备在生产过程中又渐渐地加了回去。3
对新机型的测试从1942年的2月18日一直延续到3月4日,让所有人欢欣鼓舞的是试验表明采用固定式起落架对飞机的性能和操纵品质并没有什么太大的影响。除了有两个座位及两套操纵系统外,和战斗机型没有多大不同。
Yak-7V的正式生产始于1942年的5月,到1943年12月生产线关闭为止共有510架该型号的飞机交付使用,此外,还利用剩余的Yak-7B战斗机改造了87架。不过,当考虑到二战中苏联共培养了多少个战斗机飞行员后,这个数字相较之下仍然显得偏小。
技术数据:
机长:8.5米
翼展:10米
翼面积:17.15平方米
空重:2,210公斤
满载:2,725公斤
最高速度:472公里/小时(4,500米高度);410公里/小时(海平面)
爬升率(5,000米):6.6分钟
航程:615公里
升限:9,900米
武装:无
战斗机型
为了提高Yak-7UTI的产量,雅克福列夫设计局特地派出了以工程师K.A.席纳尔舒奇科夫(K.A.Sinelshchikov)为首的设计小组进驻GAZ301组织和指导新式雅克教练机的生产。这位工程师对Yak-7UTI的性能推崇备至,坚定地认为完全可以和第一流的战斗机媲美。因此,当战争一开始,他就积极向上进言,要求将雅克-7改成战斗机型加以利用。他的建议可说是恰逢其时,苏联空军在“巴巴罗萨”行动中受到了灾难性的打击,正愁找不到足够数量的战斗机来补充损失,当然立刻加以采纳,要求雅克福列夫设计局对此想法尽快落实。3
由于雅克-7教练机的性能本来就和苏军当时的先进战斗机如雅克-1等相差不远,所以设计上必需的改动也就非常有限了。最后,相较于原来的教练机型,设计上的主要改动包括:
(1)为了在战斗中保护飞行员而在教员座舱的后方安装了一块防弹钢板
(2)用自封防弹油箱取代了原先的简易型油箱
(3)大幅强化了飞机的武装,原来的一挺7.62毫米机枪被改成了一门安装在发动机气缸中间备弹120发的ShVAK20毫米机炮外加机头上两挺各备弹750发的7.62毫米ShKAS机枪;并在每边机翼下各加装了三个RS-82火箭弹的发射导轨
一架Yak-7UTI(机号04-11)被选中作为原型加以改造,尽管在外观上和原来的教练型没有什么不同(甚至还保留了后部的教员座舱),新飞机在许多方面却都超过了已名声在外的雅克-1战斗机。这主要体现在采用了更坚固的起落架及更适合飞机重量的主轮,而正因为这一点无形中改变了飞机的重心,使得雅克-7在纵轴上更加稳定。修改后的水平尾翼也显著提升了飞机的操纵性。雅克-1飞机在滑跑时常常向前翻转的毛病在雅克-7上也得到了控制,而最受好评的还是那个被保留下来的教员座舱。部队里的飞行员们很快发现了它的各种用处,包括安装专用设备执行特殊任务,或者用来帮助座机被击落后身陷敌境的已方飞行员逃出生天。3
苏联国防委员会很快认识到了Yak-7战斗机的优越,在1941年的8月14日和同月23日两次示意雅克福列夫将该机投入大批量生产。不久,航空工业部又用命令的形式重申了这一要求。这么一来,新机型终于上了生产线,GAZ301在搬迁前的两个月(1941年9月和10月份)里共制造了51架飞机,而西伯利亚的GAZ153在当年12月才成功转产,到年底共制造了11架雅克-7的战斗型。3
要说明的是,批量生产的飞机当然不如原型机制造得那样考究,性能因此有所损失也是理所当然的事。与UTI-26-I相比较,生产型爬升到5,000米需要耗时6.8分钟,足足慢了一分多钟。起落架,发动机还有气动系统也因为制造工艺上的缺陷而故障频频。不过,这毕竟只是雅克-7战斗型发展史的一个开头,新飞机的潜力仍然是很大的。
技术数据:
机长:8.5米
翼展:10米
翼面积:17.15平方米
空重:2,477公斤
满载:2,960公斤
最高速度:560公里/小时(5,000米高度);471公里/小时(海平面)
爬升率(5,000米):6.8分钟
航程:643公里
升限:9,250米
武装:一门20毫米ShVAK机炮,两挺7.62毫米ShKAS机枪。并可携带六枚RS-82火箭弹。
雅克-7A正当 雅克-7 战斗机开始在工厂投入小批量试生产时,对这种很有潜力的战斗机进行改良的计划已经展开,并一直持续到 雅克-9 出现取代前者为止。由于开发时间太短,苏联在二战初期投入使用的几种新式战斗机都是不折不扣的急就章,因此在生产同时对设计进行各种小修小补也就在所难免;另外,由于生产质量低下造成了飞机性能上的显著下降,所以工厂也急于找到某种补救措施来缓解这种不受欢迎的发展趋势。这批生产线上的改良型被称为 雅克-7A,当然,所有的改造并不是一蹴而就,而是根据前线反馈的使用情况而陆续引入生产流水线的。这么一来,雅克-7A 也就因为生产批次的不同而有了或大或小的差异,基本情况如下:
——从第十四序列开始,引入了采用发动机废气填充燃料箱工作原理的发动机性能提升装置。
——从第十五序列开始,所有金属部件都采用铜制连接件连接。5
——从第十六序列开始,燃料表由电动的改成机械式的,位置也移到了机翼上表面。驾驶员可以透过机翼上的树脂玻璃片看到读数。
——另外,从第十六序列的第三十一架飞机开始,工厂开始在雅克-7A上安装无线电通讯设备。其中,RSI-4 无线电接受机被安装在仪表版的右侧,而 RSI-3 无线电发送机则被安置在飞行员的座椅后。同时,仪表版的材料改成了树脂玻璃,使得机舱内的光线分布更加柔和平均,不至于在夜间飞行时影响飞行员对仪表的观察。
——从第十七序列开始,后部教练座舱改为采用三合板遮盖。机身上的排气口被填补,所有废气全部从排气管排出。
——从第十九序列开始,雅克-7 的尾轮改成了气动的可收放式,而主起落架舱的前方也加上了一块板壁,使其彻底与发动机隔离,避免了发动机散发的热量对橡胶轮胎的不利影响。
另外还有一个从外观上不容易察觉的改进,机炮的压气式供弹装置被机械式取代。襟翼也加以简化,只能设定在 0 度或 55 度,取消了原先 15 度的选项。经过这种种修改后,尽管比起 I-26UTI 原型机来仍有差距,但雅克-7A 的性能已经有了不小的进步。最大平飞速度比起 雅克-7 来整整快了 20 公里/小时,就算换上雪橇也比 雅克-7 快 10 公里/小时。同时,在海平面的平飞极速达到了约 495 公里/小时,而在 5000 米空中则可以达到 571 公里/小时的时速。不过由于缺少制作飞机轮胎的橡胶,不少 雅克-7A 只有暂时用雪橇充数,虽然操纵性并没有受到太大的影响,但最高速度却一口气下降了 60 公里/小时。5
军方对 雅克-7A 的测试非常满意,甚至在全面测试结束前就已经下令将这种机型投入大批量生产。正式生产始于 1942 年 5 月,在转产 雅克-7B 之前,153 工厂共计生产了 277 架 雅克-7A,这些飞机在前线的表现可圈可点,让飞行员非常满意,有些甚至直到 1944 年还在第一线作战,对抗德国人最新锐的 Fw 190 和 Bf 109 改型。
技术数据:
机长:8.5 米
翼展:10 米
翼面积:17.15 平方米
空重:2523 公斤
满载:3008 公斤
最高速度:555 公里/小时(5000 米高度);451 公里/小时(海平面)
爬升率(5000 米):6.8 分钟
航程:590 公里
升限:9250 米
武装:一门 20 毫米 ShVAK 机炮,两挺 7.62 毫米 ShKAS 机枪。并可携带六枚 RS-82 火箭弹
雅克-7BBM-105PA为了进一步提高飞机性能并加强火力,新的 雅克-7 改良型出现了。当时,就连国家航空研究院(CAGI)也为了改进 雅克-7 而出谋划策,向设计局不断提供最新的研究结果。在多方的努力下,终于,被称为 雅克-7B 的改良型号问世了。
首先,是武器系统。机头的两挺 7.62 毫米 ShKAS 机枪被 12.7 毫米口径的 UBS 机枪所取代,其中左侧的机枪备弹 260 发,而右面的那挺则备弹 140 发。为此还在引擎整流罩上方出现了两个突起以容纳体积有所增大的 UBS 机枪。不过引擎中那门备弹 120 发的 20 毫米 ShVAK 机炮则保持不变。这么一来,雅克-7B 可以在一秒钟的齐射中向敌机倾泻约 2.72 公斤的弹丸,强于德国人的 Bf 109F 和 Bf 109G-2,对地方的轰炸机是一种更大的威胁。另外,雅克-7B 还可以携带 6 枚 RS-82 火箭弹,或两枚 25 至 100 公斤的炸弹。不过,像 雅克-1 一样,GKO(国防委员会)在 1942 年 4 月 10 日发出命令,不再在战斗机上安装火箭弹发射导轨。另外,尽管按照设计每一架飞机上都要安装无线电装置,但由于实际情况所限,每十架飞机中只有一架会安装无线电发报机,其他则只安装无线电接收装置。因此,只有航空团或中队的指挥官才有可能驾驶拥有双向无线电收发装置的飞机。
还有,翼根进气口和机头下的滑油散热器形状(其实在 雅克-7A 的后期型上已经改了)也有所改变,就连可收放的尾轮也装上了活动舱门,可以在飞行时完全将其覆盖。另外,随着工人们熟练程度的提高,飞机的蒙皮更加光滑流线,同样对性能的提高有不小的贡献。5
雅克-7B 的原型机(生产编号 14-13)在 1942 年 1 月 28 日至 2 月 5 日这短短几天中由试飞员科且特科夫(A.G.Kochetkov)驾驶匆匆忙忙地进行了测试(为了进一步缩短新飞机的定型投产时间,工厂内部飞行测试和国家飞行测试评估放在一起进行)。总的看来,虽然飞机的总重量又有所增加,但性能仍旧不让 I-26UTI。测试报告中对这种型号的优异性能大加赞扬,并突出强调了 雅克-7B 对新的发动机及武器系统的兼容性。在这一基础上,国防委员会同意将 雅克-7A 生产线立刻转产 雅克-7B。于是,装备 M-105PA 发动机的 雅克-7B 开始在 153 工厂投入生产,从 1942 年 4 月至同年 7 月,共有 261 架飞机走下生产线。新飞机的战术价值立刻在前线的激烈战斗中受到了检验,据 202 歼击航空兵师(202.IAD)报告,德国人的 Bf 109F 在垂直机动(爬升和俯冲性能)上占有优势,平飞速度也在 雅克-7B 之上;但盘旋性能则是后者明显要高出一筹,不过飞行员后部视野较差,缺少防弹玻璃保护及座舱罩赛璐珞质量低劣则限制了飞机格斗性能的发挥。同时,M-105PA 发动机对于 雅克-7B 来说马力不足,机头散热器(虽然外形已经经过改良)还是造成了过大的飞行阻力。5
由于动力偏低,雅克-7B 要求较长的跑道才能顺利起飞和降落,同时飞机的中心太过靠前,容易在滑跑时发生事故。为了纠正飞机的重心,从 4 月 20 日起,前线的机械师们索性在后部座舱内加上了一个容量为 80 升的燃料箱。不过这个创举却受到飞行员的一致批评,认为在座椅后放上一个没有保护的燃料箱实在太过冒险。终于,在同年 9 月 22 日和 10 月 1 日,GKO 连续发出两道命令制止这种做法,不过这时所有的燃料箱早就已经被前线机灵的飞行员们统统拆掉了。
技术数据
机长:8.5 米
翼展:10 米
翼面积:17.15 平方米
空重:2520 公斤
满载:3042 公斤
最高速度:580 公里/小时(5,000 米高度);500 公里/小时(海平面)
爬升率(5,000 米):6.5 分钟
航程:700 公里
升限:10000 米
武装:一门 20 毫米 ShVAK 机炮,两挺 12.7 毫米 UBS 机枪。并可携带六枚 RS-82 火箭弹或两枚 25 至 100 公斤炸弹
雅克-7BM-105PF众所周知,解决飞机引擎马力不足问题的最好方法就是换上一台更强劲的发动机。雅克福列夫飞机设计局的工程师们对此当然也不陌生,但遗憾的是,这个问题的主动权现在却掌握在克里莫夫发动机设计局的设计人员手中。很明显,如果没有合适的发动机可用,雅克-1 和 雅克-7 战斗机新改型的研制工作都将被延误。为了这个缘故,苏联航空工业派驻克里莫夫设计局的代表天天给开发小组的工程师们施加压力,在这种情况下,设计局承诺尽快完成新发动机的开发工作。5
新发动机原型被安装到一架 雅克-7A 型战斗机的机体上(生产编号 22-41)进行试验,其配备的增压器的最大工作压力逐步从 950mm 提高到 1000mm,不久又增加到 1050mm。在这种情况下,新引擎的最高出力达到了 1,150 马力(而原先的 M-105PA 为 1,080 马力)。一言以蔽之,对这种发动机的测试结果非常令人满意。在雅克福列夫的影响之下,国防委员会同意将该型号发动机以 M-105PF 为名尽快投入大批量生产。
最先有幸安装新发动机的飞机是正在生产中的 雅克-7A 战斗机二十二系列,同时引入生产线的还有一些其他方面的改良。不过为了避免影响生产,改动的范围和幅度都很小,相对的对飞机性能的提高也没有多大的贡献。在这方面的一项尝试是设法减轻飞机的重量,苏联工程师们可说是为此绞尽了脑汁。采取的举措包括,用较轻质地的材料制作驾驶员的座椅靠背,取消安装在机身骨架上的地面牵引用挂钩,改动起落架舱门的设计等等……。不过由于发动机的重量有了增加,比起原先装了 PA 引擎的的 雅克-7 来全机重量也只下降了 30 公斤而已。
由空军进行的接收测试仅仅只用了 11 天(1942 年 5 月 30 日~6 月 9 日),新飞机在海平面高度附近的极速增加了 14 公里/小时,达到 514 公里/小时,而在 M-105PF 的最佳工作高度——3,650 米时,最大平飞速度可达 596 公里/小时,比起原来快了 20-35 公里。再往上,则搭载 PA 和 PF 两种发动机的飞机性能基本相同。得益于发动机马力的增加,新飞机的爬升率亦有了明显的提高,爬升至 5,000 米约需 5.8 分钟(原来则为 6.2 分钟)而且操纵起来更加顺畅。不过飞机在最高速下的航程有了略微的下降。
不过,有些不良操纵品质并没有太大的改良,其中的几项甚至有所恶化。比如说,由于取消了安装在后部座舱内的燃料箱,整架飞机的中心严重前移,使得“拿大顶”重新成为飞机在地面滑跑阶段极容易发生的现象(此点可说是雅克系列战斗机的痼疾)。这一现象是如此的严重,以至于当新飞机还在地面试车时,机尾就已经翘了起来。最后,当进行在地面上试验发动机的满功率运行时,不得不动员好些地勤人员坐在水平尾翼上才能保障了实验的顺利进行!同时燃油系统和冷却系统也很不可靠,风挡上往往全是发动机漏出的燃料油(在飞机做大角度爬升时特别容易发生)。同时,1943 年 5 月前生产的飞机不能平均消耗左右两个机翼内的燃料,这一点对于在飞行中保持飞机的平稳非常不利。幸好在那之后,工厂开始用三路接头替换了原来的双路接头,让飞行员可以自由选择使用任一燃料箱,不过,这要求飞行员在飞行时时刻关注飞机的燃料消耗情况,也不是一项轻松的工作。5
NII V-VS(军事航空科学研究院)的专家抽查了一些 153 工厂生产线上的飞机(这时正生产到第二十二系列)的质量,结果实在让人放心不下。尽管 153 厂生产这个型号的飞机已经不是一天两天的事,但其生产环节上的许多问题仍旧没有解决。由于工人的熟练程度不同,每架飞机的性能和质量都有差异。因此,虽然性能参数写明在某一个高度的极速为 567公里/小时,但实际上却往往有+10/-7 公里/小时范围内的误差,同时每架飞机的升限也不尽相同(有近八百公尺的浮动范围)。
不过,所有这些缺陷都不能影响 雅克-7B 的大批量生产,反正只要能飞,就不算是次品。位于诺沃西博尔斯克的 153 厂和位于莫斯科的 82 厂夜以继日地生产这种前线急需的飞机直到 1944 年中,共有 5,120 架装备 M-105PF 引擎的雅克-7B 交到 VVS 手中。也许有人会觉得奇怪,苏联空军早在 1942 年就拿到了它的第一架 雅克-9 战斗机,为什么不停止 雅克-7 的生产而全力生产更优秀的 雅克-9 呢?我想这主要是由于两个原因,第一,1943 年时苏联轻金属(铝材)的供应仍旧不能彻底满足需要,大量生产木头飞机方为上策。第二,1943 年中 VVS 的损失率仍旧相当惊人,平均下来每一天都要丢掉 32 架飞机(其中 16 架为攻击机),这么一来,一年中前线需要补充的飞机数就达 11,700 架!当然不能冒着停产一段时间的危险贸然转产其他型号,这对当时的苏联空军来说是明显无法承受的。5
1942 年 8 月,装备 M-105PF 发动机的 雅克-7B 初次出现在斯大林格勒战场,由著名的 42 战斗航空团飞行员驾驶进行实战测试(42IAP 的指挥官是名闻遐迩的 F.I.Shinkarenko)。该部队是 VVS 中试验色彩极其浓厚的一个单位,常常率先采用新装备,新战术甚至新迷彩方案在实战中做测试。在使用中,飞行员们觉得有必要进一步改善 雅克-7B 的后方视界,大胆建议设计局采用水泡型座舱。于是,从 1942 年底开始,出厂的 雅克-7B 有了截然不同的外观,乍一看到象是早期型号的 雅克-9 战斗机了。(这是苏联空军中第一种采用该座舱的战斗机,甚至早于 雅克-1 的后期型)。
技术参数:
机长:8.5 米
翼展:10 米
翼面积:17.15 平方米
空重:2490 公斤
满载:3010 公斤
最高速度:570 公里/小时(5,000 米高度);514 公里/小时(海平面)
爬升率(5,000 米):5.8 分钟
航程:645 公里
升限:9900 米
武装:一门 20 毫米 ShVAK 机炮,两挺 12.7 毫米 UBS 机枪。并可携带六枚 RS-82 火箭弹
雅克-7B MPVO同 雅克-1 战斗机类似的情况是,不少 雅克-7B 型被改成了专用的截击机,籍此满足防空部队的需要。这些经过特殊改良的飞机与普通 雅克-7B 略有不同,最明显的外部差别是在左侧主翼前缘安装了一个 FS-155 着陆灯;此外,后座舱内还增设了一个对执行截击任务颇有助益的 RPK-10 无线电导向装置。按计划 PVO(国土防空部队)每个月能收到 20 架这样的截击机,不过当前线对战斗机的需求更迫切时,这一数字就大大缩水了。
雅克-7B M-105PF 侦察型这种所谓的侦察型其实就是在 雅克-7B 型战斗机的后部座舱内安上一台 AFA-IM 航空照相机(该相机的工作高度从 300 米至 3,000 米),同时在机身下表面开一个 135mmx135mm 的透明照相窗而已。1943 年 10 月,一架由 GAZ-82 厂生产的 雅克-7B(制造编号 14-10)在按照这一标准改装后被作为原型机送到特殊力学研究设计院做测试,得出的结果还算不错,于是这一方案被正式采纳。此后,GAZ 153 厂和 GAZ 82 厂共改造了约 350 架 雅克-7B 战斗机,不过并不是所有改造的飞机都装上了侦照器材。当然,这是种彻头彻尾的应急性设计,远远称不上完美。必须特别指出的是在整个卫国战争期间,苏联也没有搞出一种合适的侦察飞机,从某种意义上来说用改装后的 Pe-2 轰炸机执行这类任务最为得心应手。5
除了上面所说的改造外,还有一些用 雅克-7 战斗机改装侦察机的尝试,不过都停留在了原型机的阶段无疾而终。
雅克-7-37 M-105PA这个型号可以说是 雅克-7 家族中火力最强的一种。一共只生产了 22 架。该型机的主要武装是一门由 W.G.Shpitalny 设计局研制,备弹 20 发的 MPsh-37 机炮;外加两挺安装在引擎罩上方,共携带弹药 450 发的 12.7 毫米 UBS 机枪。这么一来,该机在一秒钟内就能向目标倾泻约 4.15 公斤重的弹丸,绝对是致命的一击。当然,该机还保留了在翼下挂载六枚 RS-82 火箭弹的能力,不过由于装上 37 毫米机炮后飞机已经处于严重超载状态,雅克-7-37 除了特殊情况外绝不会在出击时挂上这些火箭。值得一提的是,雅克-7-37 虽然以一门 37 毫米炮而闻名,但在设计时却保留了一定的通用性,可以很方便地将机载武器换成 20 毫米口径的 WJa 或 ShVAK 机炮外加 ShKAS 及 UBS 机枪。
和 雅克-7B 战斗机比较起来,雅克-7-37 的起飞重量足足增加了 200 公斤,翼面载荷也大得多。为了改善飞机明显变差的操纵性能不得不安装前缘自动襟翼并修改翼尖外形,同时由于 37 毫米机炮的长度明显增加而将驾驶舱向后移动了 400 毫米(为此去掉了机体后部的第二个座舱)。除了以上所说的外,雅克-7-37 的设计还有一些较小的变动,如:安装着陆灯,加装无线电设备以及换用大直径的尾轮等等。
为了节省时间,雅克-7-37 的工厂测试和军方的验收同样放在了一起进行。实验从 42 年的 4 月 15 日延续到 5 月 10 日,发现飞机的各项性能都受到了飞机重量大增的影响,最大速度平均下降了 15 公里/小时,爬升到 5,000 米高度的时间则增加了 0.65 分钟。而移动座舱位置更使得飞机在起飞滑跑时很容易出现翘头现象,不过这一点倒也改善了飞行员的后方视野。5
由于在试验中 UBS 机枪的设计协调装置出了故障,原型机的螺旋桨被 12.7 毫米子弹打得残缺不全而不得不迫降---在飞行中对 37 毫米火炮进行发射试验的任务并没有完成。
但试验的意外中断并没有让对重武装满怀期待的军方退缩,工厂又按照命令制造了二十二架同类型的飞机。不过这些飞机全部安装了由 suranov 氏和 Nudelman 氏所设计的性能较好的 NS-37 机炮,但却没有安装机翼前缘翼缝。(也有航空史专家认为在 雅克-7-37 生产型上安装的是 MPSh-37 机炮)
对新武器进行实战测试的任务再次交给了第四十二战斗航空团(42 IAP)。该部队的指挥官,著名的战斗英雄 Fiodor Shinkarenko 在试飞了几次后对这种飞机并不满意,认为设计局完全是在不听前线飞行员意见的情况下闭门造车---37 毫米 NS-37 火炮的弹夹中只有 32 发炮弹,在实战中完全不够用。
但是当设计人员试着在这种火炮上改用弹带供弹以增加携弹量时,却遇到了另一个问题。供弹系统的工作总不正常,使得该火炮常常在发射两三发弹药后就卡壳。这一点令 Shinkarenko 更加不满,大大小小的故障完全让部队无法发挥应有的战斗力!在该部队为 Voroshilov 元帅进行的一次表演中,四架起飞的飞机中有两架的起落架发生故障无法在起飞后收起(包括 Shinkarenko 本人的飞机)!而其余两架的火炮又不能正常发射。
不过,42IAP 的飞行员们还是驾驶着这些并不完善的飞机投入了战斗。1942 年 11 月,该部所属的 240IAD(战斗机师)被派到了当时战斗最激烈的地方——迪米扬斯克,苏联红军在这里包围了德国的第十六集团军。德国空军正竭尽全力要掩护陆军打破包围圈,而 VVS 的任务就是阻止对手的任何突围企图。根据苏联空军的战斗纪录,42IAP 的 雅克-7-37 共参加了十二次大机群空中作战,击落了八架 Bf 109,一架 Fw 190 和一架 Hs 129,自己则损失了四架飞机,另有三架飞机在作战中受损。5
雅克-7-37 打得最漂亮的一仗发生在 1943 年 12 月 3 日。当时,Shinkarenko 率领五架飞机前去支援在 Pola 火车站附近苦战的地面部队,却在途中受到了四架执行游猎任务的 Bf 109 的奇袭。不过,靠着雅克飞机在低空卓越的机动性,42IAP 没有受到任何损失,倒是德国人偷鸡不着反蚀了把米,一架 Bf 109 被 Shinkarenko 本人击落。余下的敌机没有恋战,很快就跑的不见踪影了,于是六架雅克飞机再度集合继续飞往他们的目的地。不久,又有两架 Bf 109 出现在空中,和飞行编队交上了火。但是,他们的运气同样不怎么样,其中一架被 Shinkarenko 逼近到 10 米距离,用 37 毫米炮轰了个正着(其驾驶员成功跳伞逃生)。就在这时,更多的德国战斗机,约十到十二架 Bf 109 加入了混战。但当天的最后胜利还是归于苏联飞行员所有,上尉 Chkuaseli,N.Tikhonov 和其僚机各击落一架敌机,上尉 Brazhnet 率领的双机编队也将一架 Bf 109 送进了地狱,不过他自己的 雅克-7 也因伤迫降,成了当天苏联方面唯一的损失。5
总的来说,虽然卡壳故障频繁,也没有合适的瞄准具可用,装备 37 毫米火炮的雅克战斗机还是受到了飞行员们的交口称赞,尤其是它那令人生畏的破坏力---一发炮弹就可以在目标身上开个约一平方米的大洞。同时,雅克-7-37 还保留了雅克飞机机动灵活的特点,在优秀飞行员的手中完全可以对抗速度上占优势的德国飞机。
但是,最终 雅克-7-37 并没有投入大批量生产,因为从 1943 年 1 月起,苏联空军已经有了一种更好的大炮鸟---雅克-9T 战斗机。
雅克-7P1943 年夏,又一种重火力的 雅克-7 战斗机改型面世了,不过这次负责设计的并不是后方设计局中的工程师们,而是第一航空军所属野战维修车间的机械师。
根据手头 ShVAK 机炮零备件较多的情况,前线的地勤人员决定因地制宜,在 雅克-7B 上安装三门该型号火炮。不过,由于前线任何一架飞机都必须投入战斗,找一架飞机用于试验实在是千难万难。最终,机械师们克服困难,硬是用手头报废的机体和零件凑出了一架完好的 雅克-7。其机身取自一架编号为 46-13 的报废飞机,机翼和引擎同样是废物利用,而所安装的机炮来自损坏的 拉-5 和“飓风”战斗机。
这个由众多前线飞机机械师集体创作而成的作品竟引起了苏联空军技术部门的总负责人——A.K.Pepin 中将的极大兴趣,亲自下令把这架飞机送到苏联空军技术中心进行测试。
一系列的测试飞行表明,这架火力超强的 雅克-7 的飞行性能并没有受到多大损失,但供弹系统及弹壳抛出系统的设计不规范,机炮在射击时常常卡壳,而抛出的空弹壳甚至击伤了水平尾翼前缘。虽然并不完美,但将军还是充分肯定了众人的创造精神,甚至把雅克福列夫本人请来参观这个独特的设计。当所有的实验完成后,这架飞机被交回了第一航空军手中,投入了激烈的战斗。5
雅克-7-82A像当时其他许多军用飞机一样,雅克-7 也试着采用 Schvezov 所设计的大马力气冷发动机作为动力。当时主要的飞机设计局都在从事这项工作,但最终却只有拉沃契金氏获得了成功。
设计工作始于 1941 年8月。除了更换发动机外,新设计修改了翼尖形状,并安装了前缘缝翼以提升操纵性能。此外,翼展也从 10 米缩短到了 9.74 米。和传统的雅克飞机大相径庭的是该机的武器配置方式。机头上方只安排了一门 12.7 毫米的 UBS 机枪(备弹 260 发),而两侧机翼内却各安置了一门备弹 100 发的 20 毫米 ShVAK 机炮 ,再次挑战翼内武装方式。另外,在机身下方的机翼内添置了两个容积为 40 升的燃料箱,而在驾驶舱的后方还加上了个 80 升的油箱。为了配合新发动机,该机选用了直径为 2.8 米的 AW-5A-127 型螺旋桨和 OP-295 滑油散热器,还安装了 RPK-10 无线电导向装置。根据设计人员的纸上推算,安装其冷发动机的飞机拥有优异的性能,在 2,860 米空中,极速约 571 公里/小时,而在 6,400 米高度,则可以达到 615 公里/小时。
样机的制造于 1941 年 12 月底在诺沃西博尔斯克完成。从 1942 年 1 月 23 日到 5 月 13 日,工厂对其进行了十七次飞行试飞,共计 5 小时 24 分钟。遗憾的是,虽然性能不差,人们还是发现雅克飞机的机体并不适合改装大直径的气冷发动机。这主要是因为,为了配合雅克飞机较短的起落架,该机没有选用比较能发挥新发动机全部功率的大直径螺旋桨(3.2 米)。而就算是 2.8 米也要求飞行员非常小心才能安全起飞,滑跑时稍有不慎就会发生螺旋桨打到地面的情况。由于这一缺陷,到 5 月 24 日,这一方案被正式放弃。5
雅克-7PD M-105PD这可说是雅克福列夫设计局的另一个试验项目。德国人在东线投入了 Ju 86R 高空侦察机,而当时几乎所有的苏联战斗机都对这个高来高去的家伙束手无策。这一情况当然令人沮丧;而更值得担忧的是,一旦德国人开发出能在类似高度飞行的重轰炸机,那对苏联而言将又是一场灾难。面对这种威胁,雅克福列夫决定在 雅克-7B 的基础上发展一种高空战斗机,具体而言,就是为雅克-7 安装一台高空专用的 M-105PD 发动机及配套的 E-100 空气压缩机。当然,实际的改动要大得多,比如:为了要减轻重量,尽管一门 20 毫米炮的火力太过单薄,还是忍痛去掉了机头上方的两挺 12.7 毫米机枪。另外,修改了 雅克-7 的剃刀背设计,安装了全新的三段式水泡型座舱。不过这么一来,原先的无线电装置也无法安装,只好放弃。
一架原形机从编号 22-02 的 雅克-7 机体改装而来,经过测试后发现,新飞机的爬升率要优于专用的高空战斗机---米格-3,但在 11,400 米至 12,000 米高度飞行时,飞机的性能会有所下降。这主要是因为发动机设计不完善造成的,该设计要求飞行员在飞行时随时根据空气压力的变化调整发动机进气的压缩比,对于战斗机飞行员来说几乎是不可能的事。5
官方测试只用了不到一周的时间(从 1942 年 5 月 17 日到 23 日)总计进行了 11 次试飞(7.5 个小时),不过这已经证明了此种设计是个彻彻底底的失败,M-105 和 Wk-107 从来就不是合格的高空发动机。为了解决这一问题,LII(航空试验研究所)的工程师们为 M-105PD 发动机装上了液压自动控制的空气压缩机,并在 1942 年 10 月和 11 月进行了几次试飞,不过还远远算不上成功。从 1943 年初开始,设计局的注意力逐渐转移到 雅克-9 战斗机项目的开发上,雅克-7PD 的后续开发计划也就不了了之了。
总体评价雅克-7 家族在苏联空军装备中占有极其重要地位,这是一个不可否认的事实。虽然其大多数性能指标不如德国人手中的 Bf 109 和 Fw 190,但在勇敢的苏联飞行员驾驶下却同样让德国侵略者不敢小觑其存在。由于 雅克-7 的生产主要集中在苏联空军情况最为危急的那段时间,几乎全部飞机都供应 VVS 自身使用,直到二战后期才有一些 雅克-7V 教练机和 雅克-7B 战斗机交到了波兰空军手中,又很快被 雅克-9 所取代,这也是 雅克-7 默默无闻的原因之一。不过,那些和 雅克-7 做过殊死战斗的轴心国飞行员们并不会忘记这个危险的对手,那些驾驶 雅克-7 战斗机出生入死的苏联红军飞行员们同样不会忘记它。3