曾是世界最大的噴氣民機:186座的伊爾-62,飛機尾部設計了起落架
軍工資源網(wǎng) 2022年10月27日蘇聯(lián)第一代噴氣式民機是在轟炸機的基礎上研制而成,例如圖-104就是在圖-16轟炸機的基礎上研發(fā)而來,但它載客量只有50~115人,航程也只有2750公里,只能用來執(zhí)飛短途航線。當時蘇聯(lián)民航的遠程航班還需要依賴于圖-114渦槳式客機——它同樣是從軍機(圖-95)改進而來。
一方面是蘇聯(lián)廣闊的國土需要一款大型遠程客機。另一方面,波音推出707客機后,對世界噴氣式民機市場帶來很大影響。冷戰(zhàn)時期,蘇聯(lián)自然不愿意在此領域落后。在此大背景下,伊爾-62項目便應運而生了。
1960年2月,伊留申設計局提出研發(fā)一款四發(fā)、遠程噴氣式客機的建議。當年6月18日,其提議得到蘇聯(lián)部長會議批準,同時還要求庫茲涅佐夫設計局研發(fā)一款配套的新型發(fā)動機。設計要求伊爾-62在搭載162名乘客時,航程達到4500公里,或者搭載100名乘客,航程達到6700公里。
從外形來看,伊爾-62和英國維克斯 VC10是僅有的兩款采用“T”型尾翼和尾置4臺發(fā)動機的機型。伊爾-62的空氣動力設計得到了蘇聯(lián)中央空氣流體動力學研究院(TsAGI)的大力支持。
1918年12月1日,蘇俄最高國民經(jīng)濟委員會領導下成立了中央空氣流體動力學研究院,首任院長和創(chuàng)始人是有“俄羅斯航空之父”稱號的尼古拉·茹科夫斯基(1918~1921年在任)。該院也是蘇俄主要的空氣動力學和流體力學研究機構,主要從事 航空空氣動力學與結構強度的理論與實驗研究。其研究設計方案對整個東歐的戰(zhàn)斗機和民機設計都產(chǎn)生影響深遠。例如在1980年代誕生的米格-29、蘇-27,性能超越同期的美國戰(zhàn)斗機,中央空氣流體動力學研究院功不可沒。
伊爾-62是首架具有非圓形橫截面機身,客艙門采用人體工學設計的蘇式客機??团搩炔捎?+3的座椅布局,尾翼采用“T”型設計,搭載4臺發(fā)動機,客艙和貨艙可以增壓,設計使用壽命為3萬飛行小時。飛機的航電設備為Polyot-1自動飛行控制系統(tǒng),它能按照設定的路線進行編程,能在無人干預情況下飛行。
伊爾-62采用高攻角、低主翼構型設計,雖然能提升空氣動力效率,降低了客艙噪音,可以使用面積更小的垂直尾翼。但這也導致伊爾-62在地面空載或滿載時,出現(xiàn)飛機重心移動距離過大的問題。工程師為了解決機身重心問題,決定采用了簡單粗暴的方式——在機尾加裝一套液壓起落架裝置。當飛機在地面停放時,機尾起落架會自動放出。
伊爾-62雖然有出色的空氣動力學設計,但仍需要飛行員通過鋼纜、滑輪和桿等著裝置操縱飛機主翼、水平和垂直尾翼,直至伊爾-62M引入液壓系統(tǒng)后才得以改善。
1963年首飛的伊爾-62原型機,由于配套的NK-8發(fā)動機尚未完工,只能搭載AL-7渦噴發(fā)動機救急。AL-7是留里卡發(fā)動機設計局在1953年研發(fā)的一款單轉子軸流式渦噴發(fā)動機,此前主要用于伊爾-54和圖-98飛機上。伊爾-62首飛的時候是當時世界上最大的噴氣式客機。
AL-7采用鋁制組件進氣道,前軸承有12根徑向支柱支承,使用放氣方式防冰。9級壓氣機,葉片帶有燕尾槽,在速度最大時,通過最初2級轉子外的氣流達到跨聲速。環(huán)形燃燒室,具有耐火合金制造的氣膜冷卻內火焰管,可以產(chǎn)生圍繞18個燃料噴嘴的徑向螺旋漩渦。
運輸機和客機使用的是非加力改型的AL-7P,最大推力為67.57kN,沒有加力燃燒室,用于圖-110和伊爾-62原型機的滑行試驗和早期飛行試驗。
1963年,伊爾-62原型機(注冊號CCCP-06156)搭載AL-7PB發(fā)動機完成首飛,但不久后便撞到機場外圍欄而墜毀。
1964年,搭載庫茲涅佐夫設計局NK-8發(fā)動機的伊爾-62才完成首飛。這是一款推力10.5噸的渦扇發(fā)動機。NK-8是蘇聯(lián)第一代低涵道比渦扇發(fā)動機,整體燃燒效率并不高,這也讓伊爾-62的航程受到很大制約。
庫茲涅佐夫設計局為了滿足伊爾-62的動力需求,依托1950年代末的NK-6研制基礎,利用它的核心機研發(fā)出了NK-8。NK-8的整體設計工作開始于1961年,同年12月發(fā)動機進行首次試驗,1964年6月通過蘇聯(lián)鑒定試驗。
NK-8發(fā)動機結構采用2級風扇設計,壓比為2.15,轉速達到5350轉/分鐘。低壓壓氣機有2級,和風扇在一個軸上,高壓壓氣機有6級。環(huán)形燃燒室有129個噴嘴,能保證進入到渦輪的燃氣氣流溫度比較均勻,從而提升了發(fā)動機的可靠性。弓形發(fā)動機風扇葉片還帶有防振緣板,能有效提高抗振強度。壓氣機和渦輪轉子上還采用了彈性阻尼支承。NL-8的噴管面積固定,而且是內外涵道的氣流共用噴嘴。該型發(fā)動機還首次采用格柵式反推器,反推器推力為45%~48%,調節(jié)片在尾噴管之前。
NK-8-4為NK-8發(fā)動機的主要改型發(fā)動機之一。1962年6月,NK-8-4通過蘇聯(lián)國家鑒定試驗,并在1965年6月,搭載NK-8發(fā)動機的伊爾-62型客機完成首飛,喀山發(fā)動機生產(chǎn)聯(lián)合體在1964年至1979年進入量產(chǎn)階段。
早期的NK-8-4發(fā)動機存在一定的性能問題,金屬疲勞和發(fā)動機過熱會導致誤報火警,可也會讓機組人員錯誤關閉發(fā)動機。發(fā)動機故障導致2起伊爾-62客機發(fā)生致命事故,均發(fā)生在LOT波蘭航空公司。
1987年5月9日,波蘭航空5055號航班的一架伊爾-62,執(zhí)飛從華沙肖邦機場飛往美國紐約肯尼迪機場的航班。飛機起飛不久后,飛機發(fā)動機的軸承故障,后機身起火摧毀了飛機控制系統(tǒng)。飛機最終墜毀在卡巴蒂森林自然保護區(qū) ,事故導致機上183人全部遇難,無人生還。這也是伊爾-62,乃至波蘭航空史上最致命的空難。
工程師在NK-8的零件上采用了新的強化工藝,并對發(fā)動機轉子和管理應用阻尼措施,能有效提升NK-8-4型發(fā)動機的可靠性。而且該發(fā)動機在起飛時噪聲也很低,尾噴管也不冒煙,因此搭載NK-8發(fā)動機的伊爾-62能廣泛執(zhí)飛國際航線。
1965年9月,NK-8 3型發(fā)動機完成試驗,并順利通過國家驗收。它相比標準型發(fā)動機,將支板數(shù)從15個精簡為12個,而且還加裝了轉換裝置。1966年至1968年,伊爾-62開始裝配NK-8 3型發(fā)動機。
伊爾-62同樣擁有短距起降的能力,4臺發(fā)動機中,有2臺安裝了反推器,這能大大減少飛機落地后使用的跑道距離。
與此同時,伊爾-62還傳出和英國維克斯VC-10的“間諜風云”,同時也有評論家指出,“T”型尾翼和后置4臺發(fā)動機設計,只是一種巧合而已。當維克斯的設計師對構型撓頭不已的時候,伊爾-62已經(jīng)在中央空氣流體動力學研究院的幫助下完成了大部分氣動設計工作。
1967年9月15日,蘇聯(lián)民航接收第一架伊爾-62客機,商業(yè)首航是從莫斯科飛往加拿大蒙特利爾。在隨后的數(shù)十年里,伊爾-62都是蘇聯(lián)民航遠程客機的中堅力量。
作為蘇聯(lián)當時噴氣式民機的旗艦機型,1967年在蘇聯(lián)民航服役后,伊爾-62執(zhí)飛了大量國際航線,成了賺取外匯的利器。
在滿足了蘇聯(lián)民航汰換老舊的圖-114渦槳式客機后,伊留申設計局也開始向國際市場兜售伊爾-62客機,捷克CSA航空公司成為伊爾-62的首個國際客戶。隨著伊爾-62的服役,極大地釋放了蘇聯(lián)民航的運力。伊留申設計局也開始著手改進的伊爾-62M機型。
伊爾-62M換裝了功率更加強勁的索洛維耶夫 D-30-KU渦扇發(fā)動機,單臺推力達到15噸。改進后的液壓系統(tǒng)也釋放出更多的空間裝燃料。飛機的氣動外形也有所改進,精簡了襟翼設計,增加了擾流板。1971年,伊爾-62M成功首飛,并在1973年正式服役。這一系列的改進讓伊爾-62M的航程從1萬公里提升至1.5萬公里。首個國際客戶正是當時美國的“死對手”——古巴。1978年,衍生的伊爾-62MK型最多可以容納189名乘客。
伊留申設計局推出伊爾-62M后,蘇聯(lián)民航成為它最大的運營商,D-30KU發(fā)動機替換NK-8發(fā)動機后,飛機的經(jīng)濟性和可靠性得到進一步提升。蘇聯(lián)民航的伊爾-62M簽派可靠率達到97%,一天最多能飛行17個小時,是當時蘇制客機中可靠性最高的一款機型。
伊爾-62M還創(chuàng)下多項同類客機記錄,例如載重10噸時,航程達到10300公里,載重23噸時,有效航程達到8000公里,而波音707最大有效航程為6920公里。因此這款飛機還適合座遠距離撤離任務。例如1973年9月10日,受奧古斯托·皮諾切特 的軍事政變影響,一架伊爾-62降落在智利圣地亞哥機場,疏散了多達147名大使館人員。
飛行安全數(shù)據(jù)顯示,在1965年至2009年間,一共有25架圖-134發(fā)生機身損毀事件,圖-134的機身損毀率為8.56%。一共導致1086人遇難。
伊爾-62M飛機參數(shù)信息:
機組成員:3~5人;
載客量:168~186名乘客;
機身長:53.1米;
翼展:43.2米;
機身高:12.4米;
機翼面積:279.55平方米;
圖、伊爾-62飛機性能參數(shù)
機身空重/最大起飛重量:71.6噸/165噸;
發(fā)動機:4臺索洛維耶夫 D-30-KU渦扇發(fā)動機,單臺推力107.9kN;
巡航速度:900公里/時;
航程:10000公里;
最高升限:12000米;
首飛:1963年1月3日;
服役:1967年9月15日;
建造時間:1963年~1995年;
建造數(shù)量:292架。