伊-15(И-15),全名 波利卡尔波夫 I-15,是20世纪30年代的 苏联 双座双翼战斗机。因上部被误导,被昵称为“Chaika”( 俄语 :Чайка,“ 普通海鸥 ”)。伊-15在 苏联空军 中大量服役,与波利卡尔波夫I-16单座战斗机一起,成为 西班牙内战 期间的标准战斗机之一。在 西班牙 内战期间,伊-15被西班牙国民革命军称为“Chato”(短鼻)。
发展沿革
波利卡波夫,20世纪30年代苏联飞机设计大师。伊-15战斗机是他设计的一种双翼战斗机。受 美国 Trophy竞赛上的LairdLC-DW-300“Solution”小型双翼竞速机启发,波利卡波夫设计出伊-5战斗机。随后,又在此基础上研发出伊-15。该机采用铬铝合金管材和 铝镁合金 的新材料作 BOBBIN ,外覆蒙皮,在减轻飞机重量的同时又不影响强度。该机上翼采用 普通海鸥 翼型 ,下翼采用平直翼型,具有良好的机动性,曾和 伊-16战斗机 一同接受过 西班牙内战 检验。
研制背景
本机是 十月革命 后,第一种广为外人知的 苏联 自行设计制造的 军用飞机 。
苏联早年自行设计的战斗机伊-5型双翼机和伊-6战斗机老旧后,由中央设计局设计,主设计师为当时苏联著名飞机设计师 尼古拉·波利卡尔波夫 (Никола́й Никола́евич Полика́рпов)。在伊-5战斗机的基础上改良出的伊-15战斗机。虽然本机在当时来说也无独特之处,但是相对早 前苏联 自行研制的战斗机如伊-3或伊-5仅寥寥数百架,而且品质参差可靠性存疑在航空史上被羞于谈及的,本机也对外界体现了苏联成为航空大国的技术和生产能力。
建造沿革
在开始时,一个大问题摆在设计团队面前,如何在不大幅改变尺寸前提下尽可能提高飞机的 气动 特性
1933年10月-11月,著名的 苏联 飞行员V.P.契卡洛夫对该机的 原型机 进行试飞,虽然初次试飞发生了失控坠毁等意外,该机在试飞之前已经完成了批量生产的准备工作。并改进投产。
伊-15改进型——伊152的原型机TSKB-3比斯于1937年7月通过测试并于同年10月在莫斯科第一飞机制造厂投入量产
1939年6月16日,装备 M-62 引擎的 I-153 二号原型机进行首次试飞,并得到最高时速442千米、升限9800米的成绩,虽然在极速上没有太大改变,但高空效能有显著改善,但并未达到验收标准。原本设计局估计最高时速可以提升到462千米,但在测试途中发现飞机设计有着严重的结构问题,如果俯冲时速超过500千米以上机身将会解体,因此速度提升被强制中止; 普通海鸥 式机翼理论上虽然可以提升飞机性能,但驾驶员的视野却受到主翼的阻挡。
尽管设计局提出了改良方案,但是 I-153战斗机 当时已经投入量产,以修改设计会拖延量产的理由苏联政府拒绝了日后所有的改良方案,对苏联政府来说I-153只是在新战机投入服役前的垫档机种,因此生产重于改良。但设计局并未放弃I-153的改良,甚至将2架I-153换装更高出力的M-63引擎以求改善性能,但结果仍然失败,I-15的原始设计已无法承担更高性能,连带使得I-153自量产起即告落伍。
使用国家
技术特点
伊-15机身粗短的帆布蒙木制 BOBBIN 结构的单座 双翼机 ,大部分本系列机型和其他双翼机最明显分别是使用 海鸥 型上翼,一律使用一具九汽缸星形气冷 发动机 ,使用开放式座舱和固定式后三点起落架,设有两叶式 螺旋桨 。
中期型的伊-152(伊-15bis)上翼为直翼而非 普通海鸥 翼,和其他 同系列 很易识别,后期型的伊-153型使用了 收放式起落架 ,故外观和中前期伊-15有明显分别。
气动布局
本机机身粗短的帆布蒙木制骨架结构的单座双翼机,大部分本系列机型和其他双翼机最明显分别是使用复合材料结构的海鸥型上翼设计,使用开放式座舱和固定式后三点起落架,设有两叶式螺旋桨。飞机的前部机身是铝蒙皮,其余部分为布蒙皮;碟型刹车装置。绝大多数伊-15使用了定距 螺旋桨 ,但也有一部分安装了Vlsh-6型可变距螺旋桨。
座舱挡风玻璃边条处装有OP-1型光学瞄具( 英国 奥尔迪斯瞄具仿制型),而为了防止仪器故障影响瞄准,还特地在光学瞄具上加装一副KP-5型瞄准铁环。
中期型的伊-152(伊-15bis)上翼为直翼而非海鸥翼(本条目封面图示正是伊-15bis),和其他 同系列 很易识别,后期型的伊-153型使用了可 收放式起落架 ,故外观和中前期伊-15有明显分别。使用了更长的 发动机 护罩,不仅完全覆盖了发动机更延伸到前起落架处,将该处的机身完全包裹。 风洞 测试显示这样的改进使得机身更符合 流线型 从而提升速度,巨大的半圆形 螺旋桨 整流罩完全覆盖了 桨毂 部分,进一步改善了 空气动力学 的特性,桨毂整流罩中心突出 棘轮 用于连接 起动机
伊-153型按苏联中央流体力学研究所的试验结果,将机翼又改回鸥式布置,飞机性能有较大幅度的提高。
伊-153除了设计的缺失以外,较不为人所知的是 I-153战斗机 在回转时的恶劣表现。I-153比I-16更容易进入 尾旋 状态,而且更难以改出。完成第三次回转的时候就会进入水平螺旋,进行到第五次 发动机 则干脆罢工,此时弱项从螺旋状态改出是极其困难的。因此故意进入尾旋状态的行为遭到飞行单位的严格限制,直到后来才发展出一套回复操作程序,但大多数飞行员并没有熟练这套程序需要的时间。
动力系统
早期部分量产型使用 美国 莱特“飓风”SGR-1820-F-3型发动机,另一大部分使用 苏联 的M-22型九缸气冷航空发动机(英国 布里斯托 “木星”MK VI型航空发动机的授权生产型),但该型发动机的性能表现并不是令人如意,而另外一边美国发动机的苏联仿制型“ M-25 发动机”的工程进度十分缓慢。不能按期交货。
1934-1935年生产的大部分I-15装M-22 发动机 ,称为I-15 M-22。M-25和M-22发动机功率相差较大,M-25630/715hp;M-22发动机则只有480hp,因而最大速度略有下降(368KM/H---350KM/H),升限则从9800M下降至7250M。直到1936年,生产的I-15才全部装用 M-25 发动机,称为I-15 M-25。
西班牙 战争后, 苏联空军 领导机关 错误地认为:在未来战争中性能更好的双翼战斗机仍然占有重要地位。所以,进一步发展了 I-153战斗机 型战斗机。I-153装用Shvetsov M62R 发动机 (1000马力),将最大速度提升至444 km/每小时
武器系统
伊-15的量产先期工作在完成飞行测试之前便已经准备就绪,1934年中夏,第39飞机 工厂 生产并交付了首批量产型伊-15战斗机。量产型伊-15配备两挺7.62毫米PV-1同轴 机关枪 (“PV”指”空战用机枪“,是 马克沁重机枪 一种机载改型,用 风冷 枪管替代了水冷枪管,并使用金属 弹链 供弹)备弹每挺750发,后期量产型号增设增设了2挺7.62毫米PV-1同轴机枪。弹药存放在油箱后方的机身中部位置,飞机下翼可以加装四具DER32式小型炸弹挂架,能提供40 千克 载弹量(四枚P-7、四枚AO-8、或四枚AO-10型炸弹)若使用超载配置,亦可携带两枚50千克的炸弹。
伊-152装备了4挺7.62毫米PV-1同轴 机关枪 ,位于上部的两挺机枪各备弹1100发,而下方只有各425发,除此之外,大部分量产型I-15比斯装有4个DER-31挂架,每个均负载150千克(FAB-50和AO-25型炸弹各两颗),一些飞机还装载了6具RO-82发射架用以挂载6枚RS-82 火箭弹 ,一些安装了DER-32型挂架同时兼容VAP-6喷洒装置,在 诺门罕战役 中,使用RS-82火箭弹的I-152担任了相当一部分对地攻击任务。
伊-153将最多挂载增加到了8枚RS-82火箭弹,并加装了射速更快4挺7.62mm施卡斯 机关枪 ,伊153后来的改进型中,将原先ShKAS机枪更换为4挺12.7公厘( 0.5英寸)BS机枪。
型号特点
tksb-3bis
tksb-3ter
加装性能更好的M-25V 发动机 原型机
伊-15
一款 波利卡尔波夫 I-15双翼战斗机1934年生产版本, 莫斯科 附近的第1飞机制造厂和第39飞机制造厂在1934年共计生产了94架伊-15战斗机,这些飞机主要使用莱特飓风SGR-1820-F-3型发动机,1934年4月 美国 交付了首批50台发动机,后几批发动机则根据苏方的意见反馈作了多次修改(尤其是同步射击结构)早期各型一共生产674架。
伊-152(伊-15比斯)
伊-15的改型,该机的 原型机 TSKB-3比斯于1937年7月通过测试并于同年10月在莫斯科第一飞机制造厂投入量产,伊-152及其该机的原型机主要改进了中央翼盒设计,增加了油箱容量和升级的武器装备,伊-15比斯到1939年停产为止,共生产了2408架。
伊-153
在对 气动 外形进一步优化的同时, 波利卡尔波夫 也盯上正在研制的什维佐夫 Shvetsov M-62 发动机 ,这款发动机也成为后来的I-16 18型的发动机。不过在 诺门罕战役 中翱翔在哈勒哈欣河上空的 I-153战斗机 的发动机使用的还是 M-25 ,因为 M-62 的研制进度滞后,终归自主创新和简单仿制之间的门槛不是那么轻易就能突破的。另外 I-153 由于过分追求轻量化,机体强度已经降低到不可以忍受的地步,甚至出现在俯冲中解体的情况,因此 苏联空军 对 I-153 的使用下达了严格的限制,几乎 阉割 了这款“新式”战斗机。
但苏联设计局仍预计将新科技搭配在这台I-15改良型上。在保留原先机身设计下换装安装 增压器 并增强出力的 Shvetsov M-62发动机、射速更高的7.62mm施卡斯 机关枪 、新的海鸥式主翼、手摇式伸缩起落架(值得注意的是,此项目为 米高扬设计局 创立者阿尔乔姆·米高扬所参予的第一项设计案) 。改良型称为 I-153战斗机 (I-153rd version),设计于1937年完成,但是新引擎的开发无法跟上飞机制造进度,因此1938年8月试飞的一号原型机仍是用I-15所使用的M-25发动机;而更糟的是I-153原型机发现设计有许多瑕 ,测试时间大幅拉长,边测边改的状态下使用M-25的一号原型机测试结果最高时速424公里、最高升限8700米、5000米爬升6分钟24秒,这种与I-15bis 相等 性能的结果让所有人都非常失望,而波利卡波夫则寄望新引擎的换装能让飞机达到更好的性能,不过由于测试告一段落,但尚未测试新引擎的 I-153 在1938年就在 苏联 命令下进行量产,因此I-153在服役期间同时有两种引擎款式,此点除了对后勤造成困扰以外,也对后来产生了灾难性的影响。从1938到1941年总共生产了3437架伊-153。
性能数据
基本参数
气动 布局:双翼
发动机 数量:单发
飞行速度:亚音速
武器装备
四挺PV-1(7.62毫米口径) 机关枪 ,装备伊-15和伊-152
四挺施卡斯(7.62毫米口径)机枪,装备伊-153
两门 ShVAK机炮 (20毫米口径) 航空机炮 ,装备伊-153P
技术数据
乘员:1人
机长:6.1米
翼展 :9.75米
机高:2.2米
空重:1,012 千克
发动机: M25 发动机,M22发动机或M62发动机
最大起飞重量 :1,490千克
最大飞行速度:367千米每小时
最大航程:510千米
翼面积:23.55平方米
桨叶直径 2.8米
I-153 :一台ASh-62型九缸星形风冷发动机
I-15最大升限:7,250米
I-153最大升限:10,700米
机载武器:四挺PV-1 7.62mm同轴 航空机枪 或者两挺12.7mm bs机枪,4枚40 千克 的炸弹或两枚50千克的炸弹。6枚RS-82 火箭弹
服役事件
伊-15战斗机仅次于 伊-16战斗机 (I-16)战斗机,是在老一辈非 社会主义 的国家人民中最熟悉的战时苏式飞机,这是因为其曾经参与 西班牙内战 和抗战,还有个叫贬鼻子的浑名。
但实际上本机在航空史上是重要的里程碑,因为其本机是被 苏联 作为 喷气发动机 试验用机,称为伊-15DM,创下了每小时四百四十公里 双翼机 的最快记录,是苏联在二次世界大战爆发前诸多航空发展成就之一。
1936年7月18日,西班牙内战爆发。苏联向共和军方面提供了飞机684架,其中就有部分I-15、I-152。同时苏联还以志愿人员的名义向 西班牙 派遣了空军人员参加作战,为 苏联空军 获得了大量的实战经验。就飞机性能来说,I-15是当时参战的双翼战斗机中性能较好的,和叛军‘ 秃鹰军团 ”使用的 Bf-109战斗机 的初期型,菲亚特CR-32比较起来,在格斗时还在机动性上略占优势。1937年的爆发抗战,起初只由 苏联空军志愿队 驾驶和发展了第一次改良型伊-152,I-152和后来 I-153战斗机 参加了1938年的 张鼓峰事件 和1939年的 诺门罕战役 ,对当时日军的飞机形成性能优势,直到 第二次世界大战 之初的苏日在诺门罕战役中,虽然该机开始显得落后,还是取得了不差的战果。
在 西班牙内战 ,各国对于 单翼机 的作战方式尚未成型,传统飞行学校所教导的空战战技仍是以 第一次世界大战 经验为主,一战战斗机的攻击方式主要为缠斗回旋的方式击毁对手,一击脱离的战术概念在1936年时仍待时间与经验使其成熟。而且同期 轴心国 空军主力亦是 双翼机 ,包括 德国 的Ar 68战斗机和 意大利 的CR.32还有 日本 的95式战斗机, 西班牙 战争后, 苏联空军 领导机关 错误地认为:在未来战争中性能更好的双翼战斗机仍然占有重要地位。所以,进一步发展了 I-153战斗机 型战斗机。但客观反刺激了轴心国研究适应新时代空战的战术和飞机。
而且在大清洗时代使空军人员报喜不报忧的影响下,大大推迟了本机的停产和后继机的开发,使到后期型的本机和 伊-16战斗机 一直生产到 第二次世界大战 开始时。
到了 冬季战争 中苏方大量使用本机,因为保卫祖国的芬兰人奋力抵抗,和以适应新时代的空战战术思想指导下,和以单翼美国 F2A战斗机 为主力, 苏联 军方才认识到本机完全过时了,从而中止改良本机同时开发新一代的战斗机。
到 苏德战争 初期,本机只占苏联战斗机不足两成,在面对针对新时代空战战术的 德国 Bf 109F/G型战斗机和Fw 190战斗机前完全不敌,但在美援的战机到达前被充当 强击机 使用。
该机被 中国空军 称作“寇蒂斯”(因为该机与 美国 寇蒂斯F9C“雀鹰”战斗机相似)
1937年8月21日,中国和苏联签订了中苏互不侵犯条约,苏联向中国提供 军事援助 贷款。从1937年10月到1939年9月, 苏联 向中国空军援助了985架飞机,其中I-15(主要是I-152)347架。援华的 苏联空军志愿队 的编成中也有部分I-152或-153。在 中国抗日战争 初期的空战中I-15系列和日军的早期战斗机性能不相上下,在抗击日军 战略轰炸机 方面还卓有成效。为 中国空军 掌握1937-1940年间的战场 制空权 做出了不小的战果。但中国空军装备的I-152战斗机在日军1940年的投入的新型“零”式一一型战斗机在中国战场出现后,I-15性能和机动性上都落后明显,完全不是 零式战斗机 的对手,在空战和事故中这些早期型号逐渐消耗 尽。
除了 苏联 以外, 中华民国空军 也在1940年底接收了一批 I-153战斗机 并装备了三个大队。这批I-153为 太平洋战争 爆发前算是中国战机中总和性能最优异的机种,但除了机械问题以外,更麻烦的是I-153配发不久后即与日本海军新式战机零式战斗机对战,性能低落的I-153成为零战的最佳饵食。从1941年3月14日 成都空战 遭日军16:0的沉重打击后,短短3个月到1941年中 中华民国 的I-153已折损过半,最后也在1942年各大队前往 印度 接收美援飞机后迅速除役。
延伸型号
伊-152
使用 M25 发动机 ,功率578千瓦,极速每小时367公里,升限9000米,从起飞上升到五千米需时6分钟,航程510公里,在一千米高时盘旋360'只需要8秒。
经过实战检验后,波利卡波夫又对伊-15进行改进,称为伊-15比斯(И-15 БИС),简称伊-152。该机恢复常规的 双翼机 平直 翼型 ,装1台750马力М-25В型 发动机 ,配宽发动机整流罩,罩前装活动百叶板,以利发动机散热,采用集管式排气管、无框圆形风挡、ПАК-1式机枪瞄准器,及四挺PV-1机枪,翼下可挂小型炸弹共150 千克 ,或挂2具 副油箱 ,此机的平飞及俯冲速度较伊-15高,但操作灵活性略差。1937年首飞,共制造2408架。除 苏联空军 外,中国为第一个使用此机的国家,另有部分装备 西班牙 共和军,在与菲亚特CR.32驱逐机对抗时,灵敏性稍差,爬升、俯冲及火力等略胜一筹;在中国战场上性能不及日本三菱公司的 96式舰上战斗机 和 中岛97式战斗机 。
伊-153
使用M62 发动机 ,功率820千瓦,极速每小时430公里,航程720公里,升限10000米。装备了四挺射速1800发/分的施卡斯机枪。
I-153BS
此版本是将原先ShKAS 机关枪 更换为4挺12.7公厘( 0.5英寸)BS机枪。
I-153DM
作为实验,将I-153DM的机翼下安装了汽油动力 冲压喷气发动机 。DM-2型发动机将最高时速提高了30公里,而更强力的DM-4型发动机则增加50公里的时速。共有74架I-153接受这种改装。
I-153GK
高空版本,预计安装加压座舱,并未生产
I-153P
将原先同轴机枪改装2挺 ShVAK机炮 ,火力增强抵消了增加的重量,但是射击时的 发射药 喷气严重影响挡风玻璃视线,并非一种成功的设计
I-153Sh和USh
地面 强击机 改造版,在翼下荚舱内可安装ShKAS机枪和炸弹
I-153TKGK
高空改造版,安装了涡轮增压器与加压座舱,在1.03万米状态最高时速提高到每小时482公里,共有26架接受此改装作为高空防御用
I-153UD
后机身以木制结构制造,而非传统的钢管 BOBBIN 蒙皮设计以节省金属,但并没有量产
I-153海军型
苏联海军 将50架I-153改装,配备了更大的油箱和可挂载 副油箱 的的机翼,作战范围大幅增加。
I-190
于1940年制造的 I-153 最终版本,修改I-153缺失并换装出力1100马力的M-88V发动机,最高时速提高到488公里,但由于设计理念过时因此并未量产。
总体评价
本机仅次于 I-16战斗机 ,是在老一辈非 社会主义 的国家人民中最熟悉的战时苏式飞机,这是因为其曾经参与 西班牙内战 和抗战,还有个叫贬鼻子的浑名。
本机在航空史上也是重要的里程碑之一,因为其本机是被 苏联 作为实验喷射发动机用,称为伊-15 DM,创下了每小时四百四十公里 双翼机 的最快记录,是苏联在二次世界大战爆发前诸多航空发展成就之一。