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伊15戰鬥機

鎖定
伊-15(И-15)雙翼戰鬥機,由波利卡爾波夫設計局設計的一款單座雙翼戰鬥機,蘇聯的最後一代雙翼戰鬥機,曾經被軍援過戰時的中國的國民政府和西班牙第二共和國
中文名
伊15戰鬥機
外文名
Polikarpov I-15 fighter
前型/級
伊-5戰鬥機
次型/級
伊-153戰鬥機
設計單位
波利卡爾波夫設計局
作    者
波利卡爾波夫
首飛時間
1933年10月
量產時間
1934年–1937年
總產量
6750架

伊15戰鬥機發展沿革

伊15戰鬥機研製背景

I-15的前型號——I-5 I-15的前型號——I-5
本機是十月革命後,第一種廣為外人知的蘇聯自行設計製造的軍用飛機
蘇聯早年自行設計的戰鬥機伊-5雙翼機和伊-6戰鬥機老舊後,由中央設計局設計,主設計師為當時蘇聯著名飛機設計師尼古拉·尼古拉耶維奇·波利卡爾波夫(Никола́й Никола́евич Полика́рпов)。在伊-5戰鬥機的基礎上改良出的伊-15戰鬥機。雖然本機在當時來説也無獨特之處,但是相對早前蘇聯自行研製的戰鬥機如伊-3或伊-5僅寥寥數百架,而且品質參差可靠性存疑在航空史上被羞於談及的,本機也對外界體現了蘇聯成為航空大國的技術和生產能力 [1] 

伊15戰鬥機建造沿革

在開始時,一個大問題擺在設計團隊面前,如何在不大幅改變尺寸前提下儘可能提高飛機的氣動特性
1933年10月-11月,著名的蘇聯飛行員V.P.契卡洛夫對該機的原型機進行試飛,雖然初次試飛發生了失控墜毀等意外,該機在試飛之前已經完成了批量生產的準備工作。 並改進投產。
伊-15改進型——伊152的原型機TSKB-3比斯於1937年7月通過測試並於同年10月在莫斯科第一飛機制造廠投入量產
1939年6月16日,裝備M-62引擎的I-153二號原型機進行首次試飛,並得到最高時速442千米、升限9800米的成績,雖然在極速上沒有太大改變,但高空效能有顯著改善,但並未達到驗收標準。原本設計局估計最高時速可以提升到462千米,但在測試途中發現飛機設計有着嚴重的結構問題,如果俯衝時速超過500千米以上機身將會解體,因此速度提升被強制中止;海鷗式機翼理論上雖然可以提升飛機性能,但駕駛員的視野卻受到主翼的阻擋。
儘管設計局提出了改良方案,但是I-153當時已經投入量產,以修改設計會拖延量產的理由蘇聯政府拒絕了日後所有的改良方案,對蘇聯政府來説I-153只是在新戰機投入服役前的墊檔機種,因此生產重於改良。但設計局並未放棄I-153的改良,甚至將2架I-153換裝更高出力的M-63引擎以求改善性能,但結果仍然失敗,I-15的原始設計已無法承擔更高性能,連帶使得I-153自量產起即告落伍。 [2] 

伊15戰鬥機使用國家

蘇聯
中國
蒙古
西班牙
納粹德國(繳獲)
芬蘭(繳獲)

伊15戰鬥機技術特點

伊15戰鬥機氣動佈局

伊15戰鬥機 伊15戰鬥機
本機機身粗短的帆布蒙木製骨架結構的單座雙翼機,大部分本系列機型和其他雙翼機最明顯分別是使用複合材料結構的海鷗型上翼設計,使用開放式座艙和固定式後三點起落架,設有兩葉式螺旋槳。飛機的前部機身是鋁蒙皮,其餘部分為布蒙皮;碟型剎車裝置。絕大多數伊-15使用了定距螺旋槳,但也有一部分安裝了Vlsh-6型可變距螺旋槳。
I-15的瞄準器 I-15的瞄準器
座艙擋風玻璃邊條處裝有OP-1型光學瞄具(英國奧爾迪斯瞄具仿製型),而為了防止儀器故障影響瞄準,還特地在光學瞄具上加裝一副KP-5型瞄準鐵環。
中期型的伊-152(伊-15bis)上翼為直翼而非海鷗翼(本條目封面圖示正是伊-15bis),和其他同系列很易識別,後期型的伊-153型使用了可收放式起落架,故外觀和中前期伊-15有明顯分別。使用了更長的發動機護罩,不僅完全覆蓋了發動機更延伸到前起落架處,將該處的機身完全包裹。風洞測試顯示這樣的改進使得機身更符合流線型從而提升速度,巨大的半圓形螺旋槳整流罩完全覆蓋了槳轂部分,進一步改善了空氣動力學的特性,槳轂整流罩中心突出棘輪用於連接起動機
伊-153型按蘇聯中央流體力學研究所的試驗結果,將機翼又改回鷗式佈置,飛機性能有較大幅度的提高。 [3] 
伊-153除了設計的缺失以外,較不為人所知的是I-153在迴轉時的惡劣表現。I-153比I-16更容易進入尾旋狀態,而且更難以改出。完成第三次迴轉時候就會進入水平螺旋,進行到第五次發動機則乾脆罷工,此時弱項從螺旋狀態改出是及其困難的。因此故意進入尾旋狀態的行為遭到飛行單位的嚴格限制,直到後來才發展出一套回覆操作程序,但大多數飛行員並沒有熟練這套程序需要的時間。 [2] 

伊15戰鬥機動力系統

早期部分量產型使用美國萊特“颶風”SGR-1820-F-3型發動機,另一大部分使用蘇聯的M-22型九缸氣冷航空發動機(英國布里斯托“木星”MK VI型航空發動機的授權生產型),但該型發動機的性能表現並不是令人如意,而另外一邊美國發動機的蘇聯仿製型“M-25發動機”的工程進度十分緩慢。不能按期交貨。
1934-1935年生產的大部分I-15裝M-22發動機,稱為I-15 M-22。M-25和M-22發動機功率相差較大,M-25最大功率可達630/715hp(hp,即馬力);M-22發動機則只有480hp,因而最大速度略有下降(368KM/H---350KM/H),升限則從9800M下降至7250M。直到1936年,生產的I-15才全部裝用M-25發動機,稱為I-15 M-25。
西班牙戰爭後,蘇聯空軍領導機關錯誤地認為:在未來戰爭中性能更好的雙翼戰鬥機仍然佔有重要地位。所以,進一步發展了I-153型戰鬥機。I-153裝用Shvetsov M62R發動機(1000hp),將最大速度提升至444 km/每小時 [4] 

伊15戰鬥機武器系統

伊-15的量產先期工作在完成飛行測試之前便已經準備就緒,1934年中夏,第39飛機制造廠生產並交付了首批量產型伊-15戰鬥機。量產型伊-15配備兩挺7.62毫米PV-1同軸機槍(“PV”指”空戰用機槍“,是馬克沁機槍一種機載改型,用風冷槍管替代了水冷槍管,並使用金屬彈鏈供彈)備彈每挺750發,後期量產型號增設增設了2挺7.62毫米PV-1同軸機槍。彈藥存放在油箱後方的機身中部位置,飛機下翼可以加裝四具DER32式小型炸彈掛架,能提供40千克載彈量(四枚P-7、四枚AO-8、或四枚AO-10型炸彈)若使用超載配置,亦可攜帶兩枚50千克的炸彈。
掛載火箭彈的伊153正在起飛 掛載火箭彈的伊153正在起飛
伊-152裝備了4挺7.62毫米PV-1同軸機槍,位於上部的兩挺機槍各備彈1100發,而下方只有各425發,除此之外,大部分量產型I-15比斯裝有4個DER-31掛架,每個均負載150千克(FAB-50和AO-25型炸彈各兩顆),一些飛機還裝載了6具RO-82發射架用以掛在6枚RS-82火箭彈,一些安裝了DER-32型掛架同時兼容VAP-6噴灑裝置,在諾門罕戰役中,使用RS-82火箭彈的I-152擔任了相當一部分對地攻擊任務
伊-153將最多掛載增加到了8枚RS-82火箭彈,並加裝了射速更快4挺7.62mm施卡斯機槍,伊153後來的改進型中,將原先ShKAS機槍更換為4挺12.7公釐( 0.5英寸)BS機槍。 [2] 

伊15戰鬥機型號特點

tksb-3bis
原型機
tksb-3ter
加裝性能更好的M-25V發動機原型機
伊-15
西班牙內戰的I-15 西班牙內戰的I-15
一款波利卡爾波夫I-15雙翼戰鬥機1934年生產版本,莫斯科附近的第1飛機制造廠和第39飛機制造廠在1934年共計生產了94架伊-15戰鬥機,這些飛機主要使用萊特颶風SGR-1820-F-3型發動機,1934年4月美國交付了首批50台發動機,後幾批發動機則根據蘇方的意見反饋作了多次修改(尤其是同步射擊結構)早期各型一共生產674架。
芬蘭空軍中的I-153 芬蘭空軍中的I-153
伊-152(伊-15比斯)
芬蘭空軍的I-15 芬蘭空軍的I-15
伊-15的改型,該機的原型機TSKB-3比斯於1937年7月通過測試並於同年10月在莫斯科第一飛機制造廠投入量產,伊-152及其該機的原型機主要改進了中央翼盒設計,增加了油箱容量和升級的武器裝備,伊-15比斯到1939年停產為止,共生產了2408架。
伊-153
在對氣動外形進一步優化的同時,波利卡爾波夫也盯上正在研製的什維佐夫 Shvetsov M-62發動機,這款發動機也成為後來的I-16 18型的發動機。不過在諾門罕戰役中翱翔在哈勒哈欣河上空的I-153的發動機使用的還是 M-25,因為 M-62 的研製進度滯後,終歸自主創新和簡單仿製之間的門檻不是那麼輕易就能突破的。另外 I-153 由於過分追求輕量化,機體強度已經降低到不可以忍受的地步,甚至出現在俯衝中解體的情況,因此蘇聯空軍對 I-153 的使用下達了嚴格的限制,幾乎閹割了這款“新式”戰鬥機。 [5] 
但蘇聯設計局仍預計將新科技搭配在這台I-15改良型上。在保留原先機身設計下換裝安裝增壓器並增強出力的 Shvetsov M-62發動機、射速更高的7.62mm施卡斯機關槍、新的海鷗式主翼、手搖式伸縮起落架(值得注意的是,此項目為米高揚設計局創立者阿爾喬姆·米高揚所參予的第一項設計案) [2]  。改良型稱為I-153(I-153rd version),設計於1937年完成,但是新引擎的開發無法跟上飛機制造進度,因此1938年8月試飛的一號原型機仍是用I-15所使用的M-25發動機;而更糟的是I-153原型機發現設計有許多瑕疵,測試時間大幅拉長,邊測邊改的狀態下使用M-25的一號原型機測試結果最高時速424公里、最高升限8700米、5000米爬升6分鐘24秒,這種與I-15bis相等性能的結果讓所有人都非常失望,而波利卡波夫則寄望新引擎的換裝能讓飛機達到更好的性能,不過由於測試告一段落,但尚未測試新引擎的I-153在1938年就在蘇聯命令下進行量產,因此I-153在服役期間同時有兩種引擎款式,此點除了對後勤造成困擾以外,也對後來產生了災難性的影響。 [6]  從1938到1941年總共生產了3437架伊-153。

伊15戰鬥機性能數據

翼展:9.75米
機長:6.10米
機高:2.20米
翼面積:23.55平方米
空機重量:1012公斤(2231磅)
最大起飛重量:1415公斤(3120 磅)
槳葉直徑 2.8米
發動機:一台M-22 九缸星形風冷發動機
I-152:一台M-25V 十二缸星形風冷發動機
I-153:一台ASh-62型九缸星形風冷發動機
最高速度:350 千米/每小時 (220 英里/每小時);I-153 444 km/每小時(275英里/每小時)
最大航程:500公里(310英里)
I-15最大升限:7,250米
I-153最大升限:10,700米
機載武器:四挺PV-1 7.62mm同軸航空機槍或者兩挺12.7mm bs機槍,4枚40千克的炸彈或兩枚50千克的炸彈。6枚RS-82火箭彈
I-153 4挺施卡斯7.62mm機槍(2600發子彈)或4挺12.7mm bs機槍。8枚RS-82火箭彈

伊15戰鬥機服役事件

伊-15 M22三視圖 伊-15 M22三視圖
1936年7月18日,西班牙內戰爆發。蘇聯向共和軍方面提供了飛機684架 [7]  ,其中就有部分I-15、I-152。同時蘇聯還以志願人員的名義向西班牙派遣了空軍人員參加作戰,為蘇聯空軍獲得了大量的實戰經驗。就飛機性能來説,I-15是當時參戰的雙翼戰鬥機中性能較好的,和叛軍‘禿鷹軍團”使用的Bf-109的初期型,菲亞特CR-32比較起來,在格鬥時還在機動性上略佔優勢。1937年的爆發抗戰,起初只由蘇聯航空志願隊駕駛和發展了第一次改良型伊-152,I-152和後來I-153參加了1938年的張鼓峯事件和1939年的諾門罕戰役,對當時日軍的飛機形成性能優勢,直到二戰之初的蘇日在諾門罕戰役中,雖然該機開始顯得落後,還是取得了不差的戰果。
西班牙共和國軍使用的I-15戰鬥機 西班牙共和國軍使用的I-15戰鬥機
在西班牙內戰,各國對於單翼機的作戰方式尚未成型,傳統飛行學校所教導的空戰戰技仍是以一戰經驗為主,一戰戰鬥機的攻擊方式主要為纏鬥迴旋的方式擊毀對手,一擊脱離的戰術概念在1936年時仍待時間與經驗使其成熟。而且同期軸心國空軍主力亦是雙翼機,包括德國的Ar 68戰鬥機和意大利的CR.32還有日本的95式戰鬥機,西班牙戰爭後,蘇聯空軍領導機關錯誤地認為:在未來戰爭中性能更好的雙翼戰鬥機仍然佔有重要地位。所以,進一步發展了I-153型戰鬥機。但客觀反刺激了軸心國研究適應新時代空戰的戰術和飛機。 [2] 
而且在大清洗時代使空軍人員報喜不報憂的影響下,大大推遲了本機的停產和後繼機的開發,使到後期型的本機和伊-16一直生產到二戰開始時。
到了蘇芬戰爭中蘇方大量使用本機,因為保衞祖國的芬蘭人奮力抵抗,和以適應新時代的空戰戰術思想指導下,和以單翼美國F2A戰鬥機為主力,蘇聯軍方才認識到本機完全過時了,從而中止改良本機同時開發新一代的戰鬥機。 [1] 
蘇德戰爭初期,本機只佔蘇聯戰鬥機不足兩成,在面對針對新時代空戰戰術的德國Bf 109F/G型戰鬥機和Fw 190戰鬥機前完全不敵,但在美援的戰機到達前被充當攻擊機使用。
該機被中國空軍稱作“寇蒂斯”(因為該機與美國寇蒂斯F9C“雀鷹”戰鬥機相似) [8] 
中國空軍裝備的I-152戰鬥機 中國空軍裝備的I-152戰鬥機
1937年8月21日,中國和蘇聯簽訂了中蘇互不侵犯條約,蘇聯向中國提供軍事援助貸款。從1937年10月到1939年9月,蘇聯向中國空軍援助了985架飛機,其中I-15(主要是I-152)347架。援華的蘇聯空軍志願隊的編成中也有部分I-152或-153。在抗日戰爭初期的空戰中I-15系列和日軍的早期戰鬥機性能不相上下,在抗擊日軍轟炸機方面還卓有成效。為中國空軍掌握1937-1940年間的戰場制空權做出了不小的戰果。但在日軍1940年的投入的新型“零”式一一型戰鬥機在中國戰場出現後,I-15性能和機動性上都落後明顯,完全不是零式戰鬥機的對手,在空戰和事故中這些早期型號逐漸消耗殆盡。 [3] 
中國軍隊空軍的I-153,注意其起落架 中國軍隊空軍的I-153,注意其起落架
除了蘇聯以外,中華民國空軍也在1940年底接收了一批I-153並裝備了三個大隊。這批I-153為太平洋戰爭爆發前算是中國戰機中總和性能最優異的機種,但除了機械問題以外,更麻煩的是I-153配發不久後即與日本海軍新式戰機零式戰鬥機對戰,性能低落的I-153成為零戰的最佳餌食。從1941年3月14日成都空戰遭日軍16:0的沉重打擊後,短短3個月到1941年中中華民國的I-153已折損過半,最後也在1942年各大隊前往印度接收美援飛機後迅速除役。 [2] 

伊15戰鬥機衍生型號

I-153BS
此版本是將原先ShKAS機槍更換為4挺12.7公釐( 0.5英寸)BS機槍。
I-153DM
作為實驗,將I-153DM的機翼下安裝了汽油動力衝壓發動機。DM-2型發動機將最高時速提高了30公里,而更強力的DM-4型發動機則增加50公里的時速 。共有74架I-153接受這種改裝。
I-153GK( I - 153V )
高空版本,預計安裝加壓座艙,並未生產
I-153P
將原先同軸機槍改裝2挺ShVAK機炮,火力增強抵消了增加的重量,但是射擊時的火藥噴氣嚴重影響擋風玻璃視線,並非一種成功的設計
I-153Sh和USh
地面攻擊機改造版,在翼下莢艙內可安裝ShKAS機槍和炸彈
I-153TKGK
高空改造版,安裝了渦輪增壓器與加壓座艙,在1.03萬米狀態最高時速提高到每小時482公里,共有26架接受此改裝作為高空防禦用
I-153UD
後機身以木製結構製造,而非傳統的鋼管骨架蒙皮設計以節省金屬,但並沒有量產
I-153海軍型
蘇聯海軍將50架I-153改裝,配備了更大的油箱和可掛載副油箱的的機翼,作戰範圍大幅增加。
I-190
於1940年製造的I-153最終版本,修改I-153缺失並換裝出力1100馬力的M-88V發動機,最高時速提高到488公里,但由於設計理念過時因此並未量產。 [2] 

伊15戰鬥機總體評價

本機僅次於I-16戰鬥機,是在老一輩非社會主義的國家人民中最熟悉的戰時蘇式飛機,這是因為其曾經參與西班牙內戰和抗戰,還有個叫貶鼻子的渾名。
本機在航空史上也是重要的里程碑之一,因為其本機是被蘇聯作為實驗噴射發動機用,稱為伊-15 DM,創下了每小時四百四十公里雙翼機的最快記錄,是蘇聯在二次世界大戰爆發前諸多航空發展成就之一 [1] 
參考資料