飞机诞生之初,密度低、易于加工的木质曾是制造飞机的重要原料。甚至连翼梁这样的飞机主要承力件,也用木材制造。
二战期间,随着战机飞行速度和过载的明显提高,航空铝合金迅速取代木材,全金属战机成为“先进”的代名词。
但是,在卫国战争期间,苏联却逆历史潮流,生产了数万架金木混合结构的战机,这究竟是怎么回事呢?
因地制宜
虽说木材的密度低于金属,但由于前者的强度远低于后者,所以当承受相同的力时,木质零部件反而要比金属零部件更重。
对于战机来说,用密度相对较高,但强度更大的航空铝合金取代木材制造零部件,能显著降低飞机空重,从而在战机气动外形和发动机功率不变的情况下,令战机的最高飞行速度、升限、操纵灵敏度均明显提高。
此外,木材虽然来源广泛,价格低廉,但加工前要烘干水分,制作成型后还要做防腐处理,远不及金属加工便捷。这就是二战期间,各国纷纷用航空铝合金取代木材制造战机零部件的原因所在。
拉-3战斗机采用木质机身和胶合板蒙皮
这些道理,苏联心知肚明。但1941年卫国战争爆发后,苏联铝产量骤降了80%。有限的铝资源还要优先供给坦克工厂,为前线更为急需的T-34坦克生产B-2型柴油发动机,因为这款柴油发动大量采用铝合金制造气缸、气缸盖、活塞和曲轴箱。
另一方面,苏联广袤国土上的森林资源极为丰富。由于气候寒冷,因此树木生产缓慢,质地紧密,耐腐蚀性强,质量极佳,在早年间是一种不错的飞机航材。面对“巧妇难为无米之炊”的困境,苏联航空工业不等不靠,因地制宜大量生产金木混合结构的战机。
其中,雅克-1作为卫国战争初期主力战斗机,机身后部和机翼使用木质框架,帆布蒙皮,只有控制舵面使用铝合金蒙皮。在雅克-1基础上改进而来的雅克-3,机身仍保留部分木质结构。雅克-5也大量采用木质零部件。雅克-7的机身横梁和肋骨,均采用木材制造。雅克-9甚至连机翼也是木制的。拉-3战斗机采用木质机身和胶合板蒙皮。拉-5机身用5到8层桦木条粘合作为框架,然后用三角节木桁条和胶木层蒙皮拼凑起来。
雅克9采用了木制机翼
刚开始生产这些木质战机时,苏联航空工业还非常讲究,将切削成0.35-0.55毫米的一块块桦木薄板,用酚醛树脂粘合后,再在高温高压下烘烤,从而令这种复合层板的拉伸强度与未经硬化的铝合金大体相当,且不易燃烧和腐烂。但前线的急需容不得后方工厂“慢工出细活”,于是苏联航空企业一再简化战机生产工艺,在极端情况下甚至连木材的防腐处理都省了。
这种做法虽然令战机产量明显提高,但却付出了降低战机使用寿命的巨大代价。尤其在苏联春季的化雪季节里,许多战机因木质零部件腐烂而报废。
不过,苏联空军认为这么做是值得的。原因是苏德战场上的空战异常残酷激烈,苏军战斗机的平均飞行寿命仅为80余小时。而且由于战时航空技术飞速发展,客观上要求战斗机性能快速迭代。因此,苏联空军将出厂新机的验收寿命定为100小时。在这种情况下,没有必要过度“精雕细刻”。
性能优异
卫国战争末期,苏联空军与美英同行交流时,对方惊讶地发现苏联仍然保有大量“落伍”的金木结构战斗机。冷战时期,美英抓住这一点,大肆宣传战争期间苏联战斗机几乎是“用斧子劈出来的”。
苏联战时生产的金木结构战斗机机体外观远不及美英战斗机精致,这是事实,但并不意味着苏联战斗机就是“粗制滥造”、“性能低劣”的代名词。相反,经过苏联工程师的巧妙设计,这些看似工艺落伍的战斗机实际飞行性能非常优异。
作为苏联活塞式战斗机气动力学的巅峰之作,被誉为“二战低空之王”的雅克-3战斗机,其在中低空的水平和垂直机动性能超过同时期的其他型号战机。只有英国“喷火”战斗机的后期型号能在中低空和雅克-3“掰掰手腕”。
飞过雅克-3的法国“诺曼底–涅曼”战斗机团飞行员们在飞过“喷火”后期型号以及P-51D“野马”后,一致认为这些机型在中低空遇上雅克-3时会落于下风。

当雅克-3与德国空军BF-109系列、FW-190系列战斗机交手后,德军懊丧地发现,雅克-3在3000米以下高度的爬升能力无与伦比,低空水平机动性能更是令德国飞行员“只能在梦里想象”。哪怕德军侥幸占据雅克-3机后6点钟的黄金攻击阵位,雅克-3也能倚仗水平盘旋性能变被动为主动。一旦双方攻守易位,各型德国战斗机却极难摆脱雅克-3的纠缠。于是,德国空军中开始流传一句告诫:“不要在5000米和机首无油冷器的雅克战机(特指雅克-3)交战”。
拉-5FN战斗机
和雅克-3相比,拉-5系列战斗机采用功率更大的气冷发动机,不仅极大改善了战机的高空和高速性能,而且大大提升了战机机动性。因为该机各方面飞行性能更加均衡,抗损性更好,火力更加强大,因此更适宜执行诸如护航、截击,甚至对地攻击任务。
作为拉-5的后续机型,拉-7的主要结构仍是木制,机身主梁和各舱段隔板由松木制造,蒙皮为薄胶合板和多层高密度织物压制而成,厚度由机头至机尾为6.8毫米至3.5毫米,其强度要比拉-5更大。和拉-5相比,拉-7空重减轻了82公斤,在海平面的最高飞行速度比拉-5快46公里/小时,在6100米高空比拉-5快35公里/小时。拉-7曾在战争末期击落过当年曾被视作“黑科技”的德制Me-262喷气式战斗机,其性能之优秀足见一斑。
此外,被誉为“空中坦克”,被德军视作“黑色死神”的伊尔-2强击机,连同其后续机型伊尔-10共生产了42330架,是人类航空史上产量最大的军用飞机,其性能勿庸质疑。但很多人却并不清楚,伊尔-2后机身也是木制的。
伊尔-2强击机
战场扬威
说一千,道一万。战机实际性能如何,归根到底要靠战绩说话。上述苏制金木混合结构战机中,伊尔-2强大的对地攻击能力在二战期间无以伦比,没有任何一款他国制造的攻击机堪与其比肩。在在熟练飞行员驾驶下,伊尔-2甚至还可以和敌方战斗机进行空战。
雅克-3战斗机从1943年春季开始交付苏联空军,到战争结束时总计生产了4848架。1944年7月14日,18架雅克-3与30架德国空军当时最先进的BF109G型战机遭遇,双方随即展开激烈的厮杀。最终,德国空军折损了15架(一说24架)BF109G,而苏联空军只被击落了1架雅克-3,另有1架因事故损毁。据苏联空军统计,1944年全年只有22架雅克-3战斗机在作战中损毁,另有34架属于非战斗损失。
欧洲战事结束后,苏军于1945年8月9日发起了旨在歼灭日本关东军重兵集团的远东战役。日本陆航、海航一众以轻巧著称的战斗机,无一是雅克-3的对手。
雅克-3战斗机
二战期间,苏联空军中配备雅克-3战斗机的单位不少。其中最为著名的,是“诺曼底–涅曼”战斗机团。到1944年夏天,这支“自由法国”派往苏联的战斗机部队拥有55架各型雅克战斗机和61名飞行员。1944年10月26日、27日,该团在东普鲁士上空击落德机41架,自身无一损失。11月28日,斯大林授予该团“涅曼”荣誉称号,表彰该部同年8月掩护苏军地面部队强渡涅曼河的战功。从此该团被称为“诺曼底–涅曼”战斗机团。
据统计,二战期间“诺曼底–涅曼”战斗机团战斗出击5240架次,以折损42名飞行员的代价,在896次空战中确认击落德机273架,击伤47架,另外还可能击落37架。在对地攻击中击毁27列火车、132辆卡车及其他目标。该团先后涌现出39名空战王牌飞行员,其中有4人荣膺“苏联英雄”称号。
雅克战斗机战场表现抢眼,拉沃契金系列战斗也不遑多让。卫国战争期间苏联空军头号王牌,同时也是二战盟军头号王牌飞行员的伊凡·尼基托维奇·阔日杜布,驾驶的就是拉-5、拉-5FN、拉-7战斗机。
拉-5战斗机
1943年7月的库尔斯克战役期间,阔日杜布还是个初出茅庐的新手,他在回忆录中写道:“在激烈的战斗中,我被冲昏了头脑,犯下了失去高度的错误……为了纠正错误,我迅速重新开始爬升。两架梅塞施米特炮跟在我后面……我冷静地继续螺旋上升。德军以一个过于陡峭的角度紧随其后。我立即意识到,以这种方式爬升,德国人要么掉队,要么失速。我开始仔细观察离我最近的一架梅塞施密特战斗机。德国人果然很快就失去了动力,速度下降,失速了。我迅速让我的拉-5战斗机进行急速转向,径直向德军飞去,并用我的第一次精彩连射将其点燃。”
通过这段描述,人们不难发现,阔日杜布高超的飞行技术和冷静的战场应变,固然是其变被动为主动的主要原因,但拉-5战斗机明显优于德机的性能,亦令他如虎添翼。