1950年代苏联如何打造一架超音速洲际轰炸机

M-50 画家眼中的作品

20世纪50年代是军事和民用航空史上前所未有进步的时代。如果说在过去的十年里，喷气式飞机才刚刚开始迈向未来的辉煌，那么现在大洋两岸不仅在制造喷气式飞机，而且是在制造超音速飞机。

最初，飞行速度超过1马赫的战斗机开始出现，随后军方对制造超音速战略轰炸机的前景产生了兴趣，这些轰炸机将依靠高空和高速飞行来突破敌人的防空系统。事实上，当时正是防空导弹系统的积极研发期，对于这些系统而言，像B-52和图-95这样的慢速战略轰炸机成了显眼的目标。

美国MIM-3“奈基-阿基克斯”防空导弹。这一系统能够在高达21,000米的高度击中目标，主要用于摧毁战略轰炸机。该系统于1953年开始服役。

在苏联，1954年，年轻的OKB-23设计局（由弗拉基米尔·米亚西舍夫领导）开始研发一种能够携带五吨重原子弹飞到美国境内目标并返回的飞机。接近目标时，该飞机的速度应达到约2000公里/小时，所需飞行距离则被设定为13,000公里。这个战略打击系统的研发代号为“50”。

说这个任务具有雄心壮志，实在是轻描淡写。在同一时期，苏联刚刚开始使用首架量产的超音速战斗机米格-19，而现在的任务要求在一架飞机上结合超远航程、超音速速度和足够的载重能力。

米格-19

为了解决如此复杂的任务，需要非常规的解决方案。于是，一些创意被提出。例如，您是否听说过可分离的轰炸机？

这种轰炸机应由两个部分组成：无人驾驶的载体部分，包括机翼、尾翼、油箱和发动机；以及有人驾驶的部分。载体在燃料耗尽后应分离，接着只有小型有人驾驶飞机继续飞向目标。这架飞机的机翼在分离前仅起到前置鸭翼的作用。也就是说，整个可分离的轰炸机在组装完成后是按“鸭式布局”设计的。

重要细节是：可分离的无人载体是一次性的，不打算进行着陆和重复使用——仅系统的飞行测试成本就可以想象了

然而，1954年航空工业部的决议开始了对“50号飞机”项目的研究，这意味着要开发一种可分离的轰炸机。然而，OKB-23设计局的工程师很快放弃了这一想法：发现“鸭式布局”的气动设计研究不充分，尤其是在平衡性和可控性方面在各种速度下存在问题。还出现了其他问题，无法在规定时间内实现该项目。

带有油箱-发动机的轰炸机模型

如果你认为大胆的想法就此结束，那你就大错特错了。还讨论了一个项目：使用无人驾驶加油机以超音速速度牵引有人驾驶轰炸机。但在这里也出现了一堆无法解决的问题，比如两架飞机的挂钩起飞和协调控制。

在放弃了加油牵引机的想法后，研究了一个传统布局的飞机项目，带有巨大的外挂油箱，每个油箱都有自己的发动机。在燃料耗尽后，油箱连同发动机一起被抛弃。

计算表明，在油箱-发动机配置下，轰炸机在油箱抛弃前的前3000公里只能以亚音速和低空飞行，这导致了燃料消耗的增加。此外，由于机翼上承受的负荷过高，起飞也面临问题。但最终使这一概念彻底失败的是缺乏合适尺寸的发动机。

为了找到最终的布局方案，进行了数十种设计的考虑，在ЦАГИ（中央航空水动力学研究所）测试了几种模型。最终决定放弃了一些接近疯狂的想法，选择建造一个经典布局的大型飞机，采用三角形翼、全动式后掠翼和最小截面的机身。最大起飞重量定为238吨。正常的轰炸载荷计划为20吨，过载时可达30吨。这架飞机被命名为М-50。

为了接近所需的飞行航程，设计师们尽可能减轻了结构，并将燃料安置在所有可能的空间中，未被机载设备和武器占据的隔间内。同时放弃了内置的油箱 - 燃料直接注入密封的舱室（后来这种密封性带来了不少问题）。首次采用了大型压制的钛合金面板作为外壳，以确保最大的光滑度和因此降低阻力。

M-50的布局方案

为了减轻重量，决定将机组成员减少到只有两人，并将其余功能交给自动化系统。这一决定是在1950年代中期做出的！当时的系统虽然不够紧凑，但其开发者们竭尽全力以减小体积和重量。飞行员坐在一排，他们的座椅可以从机身下方向下放置以便进入。紧急时也是向下弹射。

M-50的设计图

起落架采用自行车式布局：有两个主起落架支柱，可以收进机身，以及小型的机翼支柱。前起落架配备了一个抬升机构，可以缩短起飞滑跑距离。ОКБ-23在其之前的”Стратег”М-4上也采用了类似的起落架布局。

M-50А停放在位于茹科夫斯基的ОКБ-23的试验台上。机组座椅已经向下展开。

在喀山，由设计师Zubets领导下，开发了M16-17发动机，具有20,000公斤推力的加力推进。然而，卓越的性能特性目前仅存在于纸面上。到达将来轰炸机的概念设计完成时，祖布团队仅完成了初步的动力装置设计。

值得注意的是，对于这种在各个方面都具有革命性的飞机，需要新的设备，因为现有的设备在已经生产的机型上无法满足要求。超过20个科研研究所参与开发新技术、结构和材料：在410种设备中，242种是试验样机。

M-50的关键部分是其发动机。

例如，在M-50上首次引入了电子远程控制系统，首架原型机上使用了机械操纵杆来复制这一系统，但在后续飞机上这些操纵杆将被移除。为了保持在不同飞行模式下的纵向稳定性，尤其是在超音速飞行时，飞机使用了燃油从一个油箱组到另一个油箱组的转移系统。这种解决方案后来被用在图-144、康科德等超音速飞机上。

M-50使用Zubets设计的M16-17发动机的图表

尽管做出了所有努力，但在概念设计阶段，第23设计局的设计师们已经意识到这架飞机无法达到所需的航程。因此，项目中指出，设计者们依靠在各个领域的新开发，以改善气动性能，开发新的更有效的燃料，应用更轻、更坚固的合金，以及减轻机载雷达电子设备的重量。最终，每项改进都应该使航程增加数百公里。此外，为了提高性能，他们提议在返回途中切换到次音速并且卸下一部分发动机，在起飞时使用特殊的轨道滑车。

М-50A侧视图

军方当然相信苏联科学的力量，但他们急需一种能够突破敌方防空系统的核弹载具，这种需求昨天就应该有了。根据空军的估算，M-50的无加油航程可达9600公里，而进行两次空中加油后可达12500公里，比OKB最初声称的要少约2000公里。

因此，军方并不打算立即批准该项目，指出需要进行改进以满足所声明的要求。然而，第23设计局为此辩护，而后工业部门最终达成了妥协：为了不延误试飞，将建造第一架试验样机，基于当时的技术能力来测试结构和机载系统。尽管它不能完全满足军方的要求，但可以开始试飞。必要的性能则需要通过后续样机的研发来实现。

M-50A在第23设计局的装配车间内组装

第一架样机的建造拖延了时间，这主要是由于项目的整体复杂性和设计上的频繁变更所致。经常有协作单位的设备无法及时到位。最终，首架M-50A试验样机并非如计划在1958年初完成，而是直到1959年5月才完成。

M-50A牵引之前

经过一系列地面测试、修改和试飞滑行后，M-50A于1959年10月27日完成了首次飞行。飞行持续了35分钟，最大高度达到1000米，速度为575公里/小时。首次飞行时未收起起落架，这是常规做法。

首次飞行后机组的庆祝

在初次飞行中，М-50A装备了由VD-7A提供的非加力推力，其起飞推力为11,000公斤力，因为当时尚未准备好由Зубец设计的先进М16-17发动机。

М-50的发动机是VD-7MA，安装在机翼下。首架实验机没有防御武器，后续计划在下一批机型上安装由雷达导引的双联装23毫米机炮。

在1961年11月28日的一次飞行中，М-50达到了5公里的高度和1010公里/小时的速度，起飞重量达到了118吨。在随后的飞行中，这一记录未能超越。

根据1959年秋季批准的测试计划，М-50应该进行35次飞行。直到1960年10月，使用VD-7A发动机进行了11次飞行。由于1960年5月的一次事故，进行了大量时间的修复工作。当时，М-50的发动机在地面测试时失控，撞上了对面停靠的试验机3МЕ，破坏了其驾驶舱并损坏了机库的机翼。事故造成一人死亡，两人受伤。

M-50的后视图。清晰可见全动式尾翼。

在1961年9月的一次飞行中，M-50A达到了1090公里每小时的速度。根据OKB-23的说法，这个速度相当于1.01马赫（马赫数取决于高度），但格罗莫夫航空科学研究所对此持不同意见，称实际速度未超过0.99马赫。谁是正确的，目前尚不清楚，但如果确实超过了超音速阈值，那也只是稍微超过了一点点。

1961年4月，M-50A的两台内部引擎被换成了推力增强的VD-7MA发动机。预计这些发动机可以使飞机达到1.35马赫的速度，但实际上并未实现。在随后的八次飞行中，推力增压模式仅在起飞时使用，未进行最大速度测试。

М-50与首批超音速轰炸机的比较

事实上，这些飞行本身就是奇迹。1960年10月3日，根据一项决议，OKB-23被解散，其专家转入到谢洛米耶的领导之下，后者专注于导弹研发。而米亚西切夫则被任命为中央航空气动研究所（ЦАГИ）的负责人。

M-50A的最后一次飞行发生在1961年7月9日。这不仅仅是一次飞行，而是一场真正的表演。

这架喷气巨兽飞越了图希诺航空阅兵上成千上万的观众。在场的不仅有苏联公民，还有外国军事武官和记者。这给人们留下了苏联正在展示其新型强大轰炸机的印象，这架飞机很快将投入批量生产，成为敌人的噩梦。甚至北约也给它起了代号：Bounder（无赖）。

然而，很少有人知道，这一短暂的荣耀时刻实际上是它的绝唱。

M-50在1961年7月9日图希诺航空阅兵上

M-50A相对幸运。在几年的存放后，它被转交给位于莫斯科郊外莫尼诺的空军博物馆，至今仍在那里展出。而用于静态测试的第二架和已建成但未飞行的M-52则被拆解成金属。这些飞机甚至没有留下照片，只有一张M-52木质模型的图像。

M-52木质模型

顺便说一下，关于M-52。这是M-50的发展版本，重点是使用巡航导弹，以增加打击系统的使用范围。该飞机只建造了一个样机，但未进行任何飞行便被拆解。

M-52 方案

是什么原因使得M-50未能超越原型机阶段？这个问题的答案并不简单。经常有人认为M-50是一个出色的飞机项目，由于苏穗宗个人的专断决定而被关闭，因为他热衷于发展导弹，损害了其他武器系统的发展。

如果事实真是如此，那么这样一个复杂且显然昂贵的项目不可能会得到多年的资助和支持。开发过程中不断延误，而设计人员无法保证所承诺的性能，而军方需要一个能携带核武器的载具，越快越好。但尽管如此，项目仍然获得了持续的资金支持。

现今在莫尼诺展出的M-50

最终，能够可靠地将几兆吨的苏联核弹送到大洋彼岸的任务由导弹部队更好地完成了。

1959年12月15日，科罗廖夫设计的R-7导弹开始执行战备值班。尽管其战备状态较低，更适合用于太空任务（第一颗人造卫星和加加林的飞行就证明了这一点），但它在国际中仍是一个重要的筹码，因为它可以将2兆吨的弹头投送到8000公里外。

1960年，射程达13000公里的R-16导弹开始测试。尽管首次发射尚未开始便以悲剧告终（包括战略火箭部队司令尼德林元帅在内的57人遇难），但R-16最终投入战备值班，大大提升了苏联战略火箭部队的能力。

在导弹部队取得成效，而战略轰炸机研发不断拖延的情况下，领导层的耐心终于耗尽。当然，还有发动机问题。М16-17发动机从未完善，项目最终被关闭。没有这些发动机，M-50作为作战单位毫无用处。

最终，唯一的M-50A变得无人问津，尽管它本可以进行大量研究。

类似的情况也发生在美国同类机型——XB-70“女武神”战略轰炸机身上，这架飞机在研发过程中被重新定位为实验机，不具备服役前景。“女武神”于1964年首次飞行，尽管其开发与M-50同期。共建造了两架，进行了超过120次飞行。第二架在其中一次飞行中于1966年1月12日达到3250公里/小时。不久后，它在一次为发动机制造商拍摄的广告中与一架战斗机相撞坠毁。

XB-70在飞行中

值得一提的是，昂贵的“女武神”未能量产也在很大程度上归功于苏联的导弹部队。只是这次不是负责战略火箭部队研发的那些人，而是防空系统的研发人员。1960年5月苏联在斯维尔德洛夫斯克上空拦截了U-2侦察机后，美国军方意识到飞行高度不再能保证安全，开始倾向于低空突破防空系统的战术，而这并不适用于XB-70。

С-75导弹发射装置上的火箭

回到M-50。必须承认，OKB-23设计局的工程师们在1950年代的技术条件下，创建超音速战略轰炸机的任务几乎是不可能完成的。然而，米亚西舍夫团队以及相关企业和科研机构进行了大量工作，这些成果无疑在未来其他飞机系统的开发中得到了应用。尽管如此，令人遗憾的是，这么一个有趣的团队失去了继续研发新飞机的机会。尤其是与当今飞机开发的漫长周期相比，M-50A的设计、组装和首飞时间非常短，少于五年。

后来，OKB-23重新成立为实验机械制造厂，并参与了未来图-160的竞标，但那是另一个故事了。