KM的建造试飞情况及“项目903”

按照苏联海军的要求,KM于1963年开始在CKB“伏尔加”(Volga)工厂投入实际建造。不过,这是一种人类航空史上还不曾有过的巨型掠海飞行器,其技术状态与设计要求始终未能链结,一切都在摸索中蹒跚而行,因此KM的建造注定是一个漫长的过程,实际上,在3年的工程中,一直是边设计边建造。就这样直到1966年5月,第一架KM原型机才宣布建造完毕,此时它已经是一个机长101.1m、翼展40m、起飞重量495吨的庞然大物——当年“亚德里亚海小怪物”的血脉移植到里海后终于长成了“参天大树”。然而,即便如此,这架巨型飞行器也仍然谈不上“定型”。1966年10月18日,由总设计师亲自担任副驾驶的KM重型地效飞行器首飞成功,并在第二次试飞中,就达到了600km/h的巡航速度(飞行高度3m),同时阿列克谢耶夫还发现,该机完全可以在浪高2.5~3.5m的海况下进行安全起降。但随着试验的深入,它的尺寸和重量都在不断增长,气动外形也随之发生了不小的变化。

事实上,虽然在动力增升构型上挖空了心思,但首次试飞便发现KM还是存在着起飞推力严重不足的问题——这个本来就沉重不堪的大家伙似乎对水面依依不舍,于是阿列克谢耶夫开始着手进行修正设计。然而,当如何改进KM的构思还在阿列克谢耶夫的脑中酝酿时,一场突如其来的事故却打乱了他的思路,迫使改装计划被意外提前了。1969年4月12日,KM开始了当天的例行试飞,由于天气不佳,海面大雾弥漫,驾驶KM一号原型机的飞行员突然产生了危险的错位幻觉,无法分辨海天。此时天地茫茫,一机纵横,已经安全飞行了30多个月的巨型地效飞行器面临着一场空前劫难……当然,飞行错觉并不是一个罕见的现象,大多数飞行员在他一生的飞行生涯当中基本上都会遇到这个问题,但如果飞行错觉处置不当,或者飞行员不能及时识别自己发生了飞行错觉,就会导致飞行事故。遗憾的是,KM最终的命运属于后一种情况。飞行员固执地拒绝相信仪表,企图将飞行器从“倒飞”的状态中“挽救”回来——最后的结果可想而知:KM在大角度倾转中失速,一侧机翼触水,高速运动的机体开始解体。唯一的一架KM原型机就这样惨遭重创,沉入了海岸线附近的海底。

高速巡航状态的KM重型地效飞行器。带纵向桁条构件的机身底部被分成10个不透水密封舱,在其中一个或几个受损的情况下,仍能保障KM在水上有足够的浮力。领航员和驾驶员的非密封座舱位于机身前部,中部设有有瞭望窗的报务员舱。在水面,乘员需要紧急离机时,机上备有充气橡皮艇和救生衣。驾驶舱内还设有弹射座椅,弹射初速24.lm/s。在机身右侧设有两个供机组人员进出的舱门,一个在机头,另一个在尾部,在尾舱门前装有保障随机无线电报务员安全离机的应急出口开关。

不幸中万幸的是,在将KM残骸打捞回收后,阿列克谢耶夫发现其机身主体结构并未受损,于是决定在残骸的基础上对其进行重建,同时利用这个机会对原设计进行修正。这样,1971年重建后的KM原型机,较之失事前的KM有了相当大的区别:首先,为了弥补起飞推力不足,其前翼增加了两台VD-7,如果再加上位于机尾的两台同型号推进发动机,那么这个怪物的引擎居然高达10台。其次,为了配平,后机身被延长了5m,垂尾也被垫高,这使该机的最大起飞重量很快超过了550吨(即便美国人引以为傲的波音747-400客机也不过只有450吨的最大起飞重量,KM整整超出其100吨左右,从而一举摘得了当年最大最重航空器的桂冠,但遗憾的是,由于冷战的原因,这个成就苏联人并无意让世人知晓,在将近10年的时间里,西方世界甚至都不知道KM的存在)。

能够造出如此巨大的飞行器并让其顺利离开地面,已经是一项了不起的工业奇迹了,然而,KM项目的真正意义却不止于此。事实上,通过对这架巨型地效飞行器长达几年的试飞,除了大量珍贵的第一手数据外,KM更以自身的存在向苏联工程师们证明,如果继续建造基于地效原理的飞行器,将不存在任何体积或是重量上的限制。也就是说,只要苏联部长会议下定决心,建造能够以900km/h的巡航速度高速航行的1500吨级甚至5000吨级地效平台都是可能的。当然,无论1500吨还是5000吨都是足以令人大跌眼镜的数字——从理论上讲也许可能,但饭毕竟得一口一口吃。所以,阿列克谢耶夫将这些雄心勃勃的设想暂时只作为一个美好的远景规划,仍旧务实地将目光投在了KM身上,毕竟作为一个起飞重量已达550吨的庞然大物,这个吨位本身便意义重大。KM虽然只是“试验艇”,但显而易见的是,这架怪异的巨型飞行器具有成为高速导弹发射平台的潜力。事实上,这也是KM为之实验的目的。于是,不久后一个更加怪异的怪物出现了。

首次试飞便发现KM存在起飞推力严重不足的问题,于是阿列克谢耶夫只得为KM加装了2台升力发动机,同时为了配平,后机身被延长了5m,垂尾的高度也被垫高,这使该机的最大起飞重量很快超过了500吨。注意,其机头下有抑波槽和挡水板,减少了浪花的飞溅。

其实,下一个怪物腾空出世的征兆,在KM原型机上已经事先有所显现。在1979年,唯一的一架KM原型机又一次进厂改装。这一次的目的是将两台推进引擎由机尾移到驾驶舱顶棚的一个桅杆式高大支架上。然而,这种看起来画蛇添足式的变化令人们对阿列克谢耶夫的意图有些疑惑不解——如此“改进”,不但会因机体的阻挡使引擎的推进效率受影响,并且在多了两具沉重的发动机短舱后,整机重心会发生变化,必须对后机身进行配平。于是,人们怀疑阿列克谢耶夫另有他意,因为对这种做法唯一合理的解释,只能是企图将某些“设备”搬上KM的机体,而机尾的两台推进发动机显然妨碍了这些“设备”。奇怪的是,在此后的1年中,外形变得更加怪异的KM仍然作为一架单纯的气动试验机进行飞行试验,直至1980年彻底毁于一次严重的飞行事故(1980年3月17日,KM机组在例行试飞时,飞行员将飞行器飞到了错误的高度,超出了地效区的范围,导致KM失速坠海,虽然机组人员全部生还,但机体本身却再无修复价值),这个谜底也没有揭开。

当然,阿列克谢耶夫的“哑谜”最终没能成为航空史上的又一桩疑案。随着“项目903”浮出水面,一切都真相大白了。1986年7月16日,一架与KM极为类似的地效飞行器在伏尔加河畔下水,不过这并不是CKB建造的第二架“试验船”,而是一只浴火重生的“花尾鸽”(CKB设计局内部工程代号“项目903”)。该机最大限度地继承了KM的基本设计,三翼面布局与高大的T型尾,让人可以一眼看出其与KM之间的血缘关系,实质上算是为弥补KM的损失而建造的实用型号。机身为大长宽比全金属半硬壳式设计,底部设有防浪肋条,目的是减低起降时的上浪情况。机身长63.6m,最大排水量380吨,最大起飞重量400吨(TU-95战略轰炸机的最大起飞重量不过180吨而已),带滑水橇时吃水深4.3m。修长的机身兼船身保证了水面漂浮时具有良好的纵向稳定性。机头有一个机鼻雷达罩,稍下方是领航员的向下观察透明舱。双人制驾驶席均有全套操纵系统。大长宽比的机身有较大容积的货舱,内可搭载电子器材或其他有效载荷。机舱为非气密,有高空飞行和应急供氧系统。

1979年改装前的KM原型机,两台推进发动机置于水平尾翼翼根。

1979年改装后的KM原型机,两台推进引擎由机尾移到驾驶舱顶棚的一个桅杆式高大支架上,但这个突兀的“鸡冠”在破坏了KM原有整体美感的同时,还造成了头重脚轻的配平问题。

当然,同作为试验机的KM相比,“花尾鸽”虽然承袭了KM的基本布局框架,但近20年时间的技术进步,使这种向实用化迈进的巨型地效飞行器在很多细节上都更加现代化了。比如,其主要采用铝镁合金焊接的机体结构考虑到苏联海岸线长和沿海各岛屿的使用要求,多处采用防潮湿、防盐雾、防霉菌措施,主要措施为机上钢零件涂有环氧锌黄底漆,再涂环氧硝基磁漆。铝合金进行阳极化处理,再涂环氧锌黄底漆。为防止双金属腐蚀,金属间涂有XM-10胶。但最重要的是,“花尾鸽”机首安装了8台NK-87涡扇发动机,这种单台军用推力13000kg的涡扇发动机不但在功率上要超出KM的VD-7涡喷发动机约35%,而且在耗油率上只相当于后者的78%。而且,阿列克谢耶夫经过计算后认为,8台NK-87提供的纵向推进功率已经足够(另有2台TA-6A1辅助发动机为全机设备提供动力),因此即便取消两台辅助推进发动机,地效飞行器也能正常运作(在巡航状态,只需开启4台引擎即可维持必要的地效高度与速度)。正因为如此,在“花尾鸽”的驾驶舱顶棚上便没有再见到那两具鸡冠似的发动机短舱,此举极大地减轻了机体的结构重量,并使一直令人挠头的配平问题得到了解决(KM的坠毁即被认为与配平问题有关)。

KM特有的机械美感是“苏维埃暴力美学风格”的典范。

曾经的“里海怪物”在风雨中锈蚀了。

另一方面,取消推进发动机并不完全是出于减轻结构、解决配平困难的考虑,事实上,作为KM近20年时间的试验成果,“花尾鸽”是按照能够发射远程反舰导弹的高速地效飞行平台的标准建造的——在该机的机背上,装有三套KT-152二联装3M80或3M80M“白蛉”(北约称SS-N-22“Sunburn”)超音速反舰导弹发射装置,并在安装于垂尾顶部的“音乐台”火控雷达帮助下,具备一定程度的全天候独立作战能力(在1.5m高度以400km/h的时速进行地效飞行时,其KT-152二联装发射架可以以11.5°的仰角齐射全部6枚3M80M“白蛉”)。显然,这种定位解释了取消推进发动机的真正用意:即便将发动机由机尾位置移到机首顶棚,发动机也会因吸入3M80导弹发射时产生的巨大尾焰而停运机率大增,那么与其要两台不可靠的推进发动机,不如干脆将其取消。虽然背上的6个巨型发射管令“花尾鸽”看起来如同卡西莫多(《巴黎圣母院》中的驼背男主角)般“丑陋”,但凭借8台NK-87涡扇发动机提供的充沛动力,即便是身负重载,取消了推进辅助发动机的“花尾鸽”处在水面状态时,也能达到20~100km/h的航速,近400km的航程;当维持在3m左右的地效高度巡航时,更可达到45~550km/h的飞行速度以及3000km左右的航程(起降时可应付3级海况,掠航时则无限制)。同试验性质的KM区别的另一点是,在第一代模拟式电传操纵系统辅助下,翼展短小的“花尾鸽”飞行包线被进一步放宽,在紧急情况下,其理论最大动力升限居然被允许到500m!这种独特的性能不但使该机的搜索能力获得了极大提高,更使该机彻底成为了航空性能突出的海面怪物,有充分的理由将其划入航空器而非航海器的范畴。

高速地效飞行状态的“项目903”原型机——丑陋的“花尾鸽”。由于出色的低空高速飞行能力被认为是最好的防护,因此只有4门23mm机关炮为这个巨大的导弹发射平台提供基本自卫火力。

“项目903”装备的3M80超音速反舰导弹。3M80超音速反舰导弹装有一具整合式固态火箭/冲压发动机,利用装在主发动机燃烧室中的固态助推器发射。当助推器燃完,冲压主发动机点火,空气由围绕弹头经向调型配置的4个进气道吸入,终端飞行时速可达2800km。导弹的飞行控制系统可以直接从舰上的射控系统接收数据,发射后3~4秒便以与发射舰中心线成60°的折线飞向目标。其掠海飞行弹道由连有测量浪高的无线电高度计的自动驾驶仪控制。巡航时距海面仅20m,终端弹头可降低到7m。其飞行速度和终端掠海飞行弹道,使美国的“宙斯盾”系统发现导弹后可利用的反应时间大大缩短——该导弹进入雷达有效范围距离目标舰仅18~27km时才被对方发现,而这段距离所需的时间仅25~35秒,对方用来反应或攻击的时间只有10秒左右。

同形单影只的KM不同,CKB一口气建造了两架“项目903”验证机。不过,第二架“花尾鸽”因不明原因被改变了用途,正在建造中的它被修改设计,最后成了一艘搜索救援/运输地效飞行器,代号“救星”。它同“花尾鸽”一样,在机首短翼装有8台NK-87涡扇发动机(由于装备有专门的外场启动机,可以在接到命令后的15分钟时间内做好起飞准备),执行搜索任务时飞行高度可达500m,有效地效高度4m。机组9人,另可载19名救援人员和600名伤员(含70副担架),也可以装载120吨的物资一口气飞行6000km作为巨型运输机使用(单位费用只有同级别传统运输机的一半)。遗憾的是,虽然有这么强大的攻击力和独特性能,离成功只差一步之遥的“项目903”最终还是没能修成正果。作为高速反舰导弹发射平台的第一架“花尾鸽”,虽然进行了成功的机动发射试验,但却始终没有服役,到目前为止,对外界来说其原因仍是个谜,而第二架“救星”则干脆没能完成建造。随着苏联的解体,两架基本已达实用阶段的巨型飞行器在不久后被弃之不理。当然,作为一个冷战时期苏联海军特殊军事战略要求的产物,失去了整个大系统环境后,作为一种用途较单一的运载平台,“项目903”的结局也可以说是理所应当的,并不令人过分意外。

“项目903”“花尾鸽”重型导弹地效飞行器三面图。由于“项目903”“花尾鸽”原型机将MINERAL“音乐台”雷达搬上了机尾的整流罩内,可以为3M80超音速反舰导弹提供制导,因此该机具有一定的全天候独立作战能力。