The following article is from 鲤鱼的武备志 Author 天空飞过一条鲤鱼

故事还得从米格 -25 的诞生背景开始讲起
1960 年 3 月,美国空军战略轰炸机司令部开始装备 B-58" 盗贼 " 轰炸机,这是一款专门用于投掷核炸弹的轰炸机

康维尔 B-58"Hustler",升限 19300 米,最大飞行速度 2.1 马赫(约 2290 公里 / 每小时)
已经列装的苏 -9 和苏 -11 无法胜任此类目标的拦截任务,他们拦截高空低速的 U-2 已经需要拼尽全力;对于同时具备高空和高速两项飞行特征的 B-58,那已经超出能力范围了
为了应对新的威胁,部长会议要求研发一款最大飞行速度 3000 公里 / 每小时,升限 23000 米的高空拦截机,后来被简单概括为两倍音速、两万米高度的 " 双二标准 ",
参与新型飞机研发任务的包括以下三家设计局:
苏霍伊领导的 OKB-51
以米高扬和格列维奇两人名字命名的 OKB-155
雅科夫列夫领导的 OKB-115
苏霍伊主持设计了 T-58 样机,后来更名为苏 -15
雅科夫列夫的方案被称为雅克 -33

雅克 -33 方案,通过适配不同的武器模块来执行不同的任务,可以在轰炸机、截击机、侦察机三种任务角色间切换,纸面指标号称 5000 公里 / 每小时,航程 6000 公里,安装了升力发动机,具备垂直 / 短距起降能力
米格设计局制造了三架样机,分别被命名为 E-150、E-152 和 E-152A,

E-150,直筒型机身,曾被试飞员调侃为 " 会飞的烟囱 "

E-152,此时仍为单发动机布局,翼尖是试验性质的 K-80 空空导弹,这款空空导弹后来更名为 R-4,装备于 Tu-128 截击机

E-152A,改为双发布局,并列安装两台 R-11F-300 发动机,翼下挂载两枚 K-9 空空导弹,这款空空导弹半路下马,未能列装苏联空军
当苏联人还在摸索 " 双二标准 " 下飞机的气动布局、结构设计、材料工艺的时候,更惊人的消息来了
美国人正在试图占领三倍音速和三万米升限这两块技术高地,而且已经有产品落地:分别是三马赫的侦察机 SR-71、三马赫的截击机 YF-12 和三马赫的轰炸机 XB-70
这下威胁程度升级了,预计的交战对象从 B-58 变成了 XB-70,
1961 年 2 月,新修订的技战术指标要求将飞机的升限从原本的 2.3 万米提高到 3.2 万米、速度从 3000 公里 / 每小时提高到 3250 公里 / 每小时,能拦截以 4000 公里 / 每小时(约 3.2 马赫)飞行的敌对空中目标
这次各家设计局的表态不一:
苏霍伊表示:这活我干不了
雅科夫列夫表示:我这还有一个雅克 -34 的备选方案,改改应该能用
格列维奇表示:雅科夫列夫那个老贼,就他那几十年不变的翼吊发动机布局能整出什么好飞机来?他能做的事情我当然也能做
当时,他已经 69 岁高龄,原本计划于当年退休的,但为了给米格设计局这个金字招牌再添一笔光鲜的履历,退休计划延期至 1964 年

米哈伊尔 · 约瑟夫维奇 · 格列维奇(Mikhail Iosifovich Gurevich),1892 年 12 月 31 日出生于俄罗斯帝国库尔斯克省、鲁巴什奇纳村的一个犹太家庭,其父在当地经营一家酿酒厂,1902 年以优异成绩考入阿赫季尔卡市的中学,中学毕业后进入哈尔科夫大学数学系,但随后因为积极参加反对沙皇专制的学生运动而被开除学籍,1912 年,自费赴法留学,在蒙比利埃大学数学系继续学业,1914 年暑假回国,结果赶上了一战爆发,学业中断,沙皇被推翻后,他在哈尔科夫理工学院继续完成剩下的学业,1925 年毕业于哈尔科夫理工学院航空工程系

格列维奇(左)与米高扬(右)两人合影
这人的履历足够单开一篇了,所以节约篇幅我就不做更多介绍了
1976 年 11 月 25 日在列宁格勒去世
新飞机的编号排在 E-152 之后,称为 E-155,分为 E-155R 侦查型和 E-155P 拦截型两个分支,
E-155R 后来更名为米格 -25R,机头不装备雷达,腾出来的空间用来安装航空照相机,执行照相侦察任务;E-155P 则被命名为米格 -25P,机头安装 " 龙卷风 -A" 雷达

米格 -25R,正在吊装的是 A-70M 航空照相机,这个照相机仅能在昼间任务中使用
1964 年 9 月 9 日,E-155P 第一架样机首飞成功,

样机与后来量产型号在外形上并不完全一样,首先是前主翼,样机为了减少翼尖震颤,在机翼尖端布置了纺锤形的、不可抛弃的配重物,在后来的量产型号上没有继承这个布局,而是将主翼改为 -5 ° 下反角;然后是挂架数量,样机的挂架只有左右各一个,共计两个挂架;而量产型号是左右各二,共计四个挂架
新飞机的生产工作在高尔基第 21 号航空工厂(苏联解体后,高尔基更名为下诺夫哥罗德,现名 " 下诺夫哥罗德‘猎鹰’国营航空工厂 ")全面铺开,在车间组织生产时,将其称为 " 产品 84"
米格 -25 是格列维奇在世时主持设计的最后一款飞机,创造了 29 项世界纪录,其中的三项至今仍未被打破
当飞机以接近 3 倍音速飞行时,机身与空气摩擦产生的高温超出了传统航空铝合金的耐热极限,因此在机体结构中大量采用了新材料:其中机身承力部件采用了 VNS-2、VNS-4 和 VNS-5,所占比重达到 80%;接着是 D-19T 铝合金,用于油箱等非承力构件,占比 11%;然后是 OT-4 钛合金,占比 8%;剩下 1% 是非金属材料,包括减速伞、起落架使用的橡胶、以及座舱盖使用的 T5-22 硼硅酸盐玻璃,这种玻璃可以承受 170 ℃的高温,
VNS 是俄语 " 镍基高温耐热合金 " 的缩写 , 这个东西在中文互联网上传着传着就变成了 " 不锈钢 "
导弹的研发工作始于 1962 年 2 月 5 日,略晚于飞机的研发工作,由比斯诺瓦特领导的 " 闪电 " 设计局具体负责,因为在当时,到底是采纳雅克 -34 还是米格 -25,尚未定论,而当苏联人决定选择米格 -25 作为版本答案时,为米格 -25 研制专用的机载导弹系统才正式被纳入议程
考虑到米格 -25 的拦截对象是具备三马赫飞行能力的战略侦察机和战略轰炸机,留给米格 -25 的拦截窗口很小,因此导弹的射程应当足够长,才能给飞行员留出足够的反应时间;第二个问题则是 " 热障 ",导弹要抵御高速飞行产生的热量,能被用作结构材料的只有钢材和钛合金
因此比斯诺瓦特给研制任务框定了两个大方向:导弹的预期射程在 38~55 公里、具备四到五马赫飞行的能力,因为当时已经有了 K-80 空空导弹的研制经验,所以他认为最简单的实现路径就是在此基础上延长射程、提高飞行速度,做出一款 "K-80 改进型 "

实验性空空导弹 K-80,1959 年研制,1962 年列装,后来成为 Tu-128 的标志性武器
只能说想的很好,但现实不是爽文,直接照搬 K-80,其实是一件收益很小但风险很大的事情,首先遇到了两个问题:一是燃料问题,导弹的推进剂在高温下会自燃,需要研制新的推进剂,或至少需要找到一条隔绝外部热量向内传导的途径;二是 K-80 现在的气动布局是为 2.2 马赫以下的飞行条件设计的,超过这个速度上限,理论上是要重新进行空气动力学计算的
这条 " 改良路线 " 表面上看起来是捷径,但表面之下全是未知风险,所以设计工作开始的第三个月,比斯诺瓦特又叫停了这个方案,在和整个设计团队交换意见之后,得出结论:改良方案的条条框框限制太多,生搬硬套看似省时省力,最后指不定整出什么幺蛾子,还不如重新设计
新的设计方案代号 "K-40",与原来的 K-80 方案相比,取消了尾翼,将主翼向后顺延,在前端增加四片小翼,整体上类似于鸭翼布局,采用 " 一弹双头 " 的设计:使用同一个弹体,安装不同的导引头来适配不同的任务定位
第一次带弹飞行发生在 1965 年 10 月 26 日,实际携带的是一比一比例的全尺寸模型,目的是检验导弹的空气动力学外形是否会破坏飞机的气动外形,影响到飞机的升阻比、爬升率或者其他性能,
1967 年 4 月 16 日,第一次实弹模拟发射试验,用作模拟靶标的是一架雅克 -25RV 高空侦察机,但很快试验被迫中止,因为雅克 -25 无法模拟入侵目标的飞行高度和飞行速度,试验结果被认定为不可靠,没有参考价值

雅克 -25RV 高空侦察机,升限 20500 米,实际上它不适合充当 SR-71 和 XB-70 的模拟靶标,它的飞行速度和高度都不达标
1968 年 8 月,试验重新开始,这一次的靶标换成了由 S-25 地空导弹改装而来的 RM-205 靶弹,用于模拟飞行高度 1000 米到 3 万米、飞行速度 2.2~3.2 马赫的目标

模拟靶弹 RM-205,弹体头部这个红色的部分是数据记录仪,可在空中飞行 80 秒
由于当时苏联缺乏合适的模拟靶标,靶机的升限和速度都不够;靶弹虽然在飞行速度和高度上都达标了,但靶弹无法模拟有人驾驶飞行器采取的防御和规避机动,所以 R-40 对高空高速目标的毁伤效果实际上是未经充分验证的,
也是在同一年,4 架隶属于美国空军第 9 战略侦察机联队的 SR-71 被部署于日本嘉手纳空军基地,用于监视苏联远东地区和中国、越南的军事部署情报

第 9 战略侦察机联队的 SR-71,下辖第 1、第 5 和第 99 三个侦察机中队,还有一个驻扎英国的第 5 分遣队,该联队原本装备 U-2,但在中国领空和苏联领空内多次被击落,被认定为不再适合侦察任务,于 1966 年开始换装 SR-71,每周执行三次侦察飞行任务

飞行员臂章,下方标语写的是 "9th Strategic Reconnaissance Wing"

下辖第 1、第 99 和第 5 中队臂章,还有一个英国臂章漏了,英国臂章的样式是一只打着领带的黑猫
由于美国人的骑脸输出,苏联人实际上已经没有时间进行更细致的测试,1971 年 2 月 12 日,部长会议批准,设计代号 K-40 的空空导弹正式以 "R-40" 的名称装备部队
导弹的批量生产任务在基辅一家名为 " 阿尔腾姆 /Artem" 的工厂进行,工厂生产代号 " 产品 46",年产量约 3000 枚
基本数据:
导弹直径 300mm,长度在 5980mm(红外型)至 6290mm(雷达型)之间,使用高度限制为 500 米 ~2.7 万米,最小射程 2 公里,最大射程在 30 公里(红外型)至 50 公里(雷达型)之间,发射质量 468 公斤
从前到后,分割为五个独立舱段,彼此之间通过法兰盘连接:
第一个舱段安装了导引头,根据需要可以在红外和雷达导引头之间转换,其中雷达制导型号有两个分支:R-40R 和 R-40RD;红外制导型号也有两个分支 :R-40T 和 R-40TD,两种导引头的长度不同,所以安装不同导引头的导弹长度也有细微差别
第一款雷达导引头被称为 "PARG-12",仅装备于 R-40R

导引头的研制单位是 NII-131 研究所,这家研究所在 1985 年与 OKB-339 设计局合并,更名为 " 法佐特龙 /Phazotron",在奥索金领导下研制了米格 -29 使用的 " 甲虫 " 机载雷达以及铠甲 S1 使用的 1L36 雷达,苏联解体后,是俄罗斯唯二的两家雷达设备研制单位,另外一家是 " 季霍米洛夫仪器工程研究所 "
亚历山大 · 尼古拉耶维奇 · 奥索金(Aleksandr Nikolaevich Osokin),1939 年 7 月 13 日出生于哈巴罗夫斯克,1961 年毕业于梁赞无线电技术学院,毕业后在 NII-131 设计局实习 ,1985 年起担任总设计师职务,至 2007 年退休,2015 年 1 月 17 日在莫斯科去世

第二款雷达导引头是 "RGS-25",这款导引头装备于改良型号 R-40RD,天线表面这些形同散热片一样的东西是 " 极化格栅 ",根据极化方向不同分为 " 水平极化格栅 " 和 " 垂直极化格栅 " 两种,水平极化格栅通常以零度平行角排列,垂直极化格栅通常以斜 45 度角排列
第一款红外导引头被称为 T-40A1,装备于 R-40T,使用制冷硫化铅作为感光介质

第二款红外导引头被称为 35T1,装备于 R-40TD

由于导弹飞行时需要突破 " 热障 ",与空气摩擦产生的热量会盖过目标本身的红外特征,因此红外导引头额外装备了一套冷却设备,使用氟利昂制冷,冷却气瓶隐藏在挂架中,但因为气瓶容积有限,最多只能提供 40 秒制冷
红外导引头可以配合 TP-26Sh 颌下光电系统一起使用,光电系统的传感器可以在左右各 15 ° 的范围内摆动,导引头随动于传感器的视线方向,具备有限的离轴发射能力,这套装置只有米格 -25PD 和米格 -25PDS 装备,米格 -25P 未装备

TP-26Sh 颌下光电系统,可以在雷达完全静默的条件下,代替雷达探测空中目标,能在 30 公里距离上甄别出 F-4 大小的空中目标,从技术上说,与现在 F-35 和歼 -20 装备的 EODAS 不是一个东西
别连科叛逃以后,由于米格 -25P 的雷达设备已经泄密,因此苏军装备的米格 -25P 全部被用作出口,苏军自己则全面换装米格 -25PD/PDS,这一型号可以挂载 R-60 近距空空导弹,雷达更换为 " 蓝宝石 -25",具备有限的下视下射能力,同时在机头下方安装了额外的光学探测设备

安装光学引信的 R-60,使用 APU-60-2 双联挂架,这个挂架呈 "T" 字形,实际上最多可以同时安装三枚,但导弹和靠近机身一侧的挂架分离时有可能与机身相撞,所以出于飞行安全考虑,从来不实装导弹
新飞机在当时阿塞拜疆苏维埃的首府巴库生产,后搬迁至加里宁格勒航空制造厂,总产量约 900 架,所有型号米格 -25 一共生产了 1190 架,
对于未安装光电系统的米格 -25P,由于雷达伺服机构不能左右偏转,红外导引头受限于雷达的视线方向,只能凝视正前方 5 ° 范围内的红外热源,
在导引头后方的第二个舱段是仪器设备舱,这里包含陀螺仪和自动驾驶仪、舵机操作设备和导弹姿态控制回路

第三个舱段是引信舱,采用了独特的复合引信设计,有无线电和光学两套触发机构,被命名为 " 鹰 -M"

其中光学引信的开孔为方形,呈前后排列的 " 吕 " 字形,结构剖面图如下:

前方的开孔负责发射光信号,后方的开孔接收光信号,计算两者的时间差来判断距离,表面凸起的粉红色长条是无线电引信的收发天线,最大探测半径 8 米
第四个舱段安装了一台 PRD-134 固体燃料发动机,用于提供飞行动力

发动机采用了两段式设计,前半段是推进剂,后半段是侧推式喷管、燃气涡轮机

固体燃料的主要成分是高氯酸铵,添加了少量的镁
当米格 -25 以接近 3 倍音速的速度飞行时,表面温度会飙升到 303 ℃,传统的推进剂在这种高温下可能发生自燃,导致不必要的事故,所以 R-40 的推进剂需要同时满足两个条件:燃点在 300 ℃以上、高温下的物理化学性质稳定,为了阻隔热量传导,在发动机舱的内壁和外壳上涂覆了一层隔热材料
推进剂总质量 118 公斤,燃烧时长 3 秒,攻击迎面而来的目标时,迎头射程 30 公里(雷达型 50 公里);攻击正在逃逸的目标时,尾追射程 15 公里(雷达型 22 公里)
如果不考虑载机平台赋予导弹的初始运动惯量的话,导弹在完全静止条件下,固体发动机产生的推力可以让导弹以 2.2~2.5 马赫的速度飞行;但如果米格 -25 携带导弹以 2.6~2.8 马赫飞行,由于两者的运动惯量叠加,导弹实际的飞行速度可以达到 4.5~5.2 马赫


围绕着固体发动机为圆心,安装了四片大尺寸尾翼,尾翼翼展 1450mm,横截面呈梯形,使用 OT-4 钛合金制成,后缘带有长方形的舵机,舵机偏转范围 ± 30 °,高度 714mm
因为假想敌是 XB-70 和 SR-71,由于高空环境下大气稀薄,需要获得足够的方向安定性和配平控制能力,所以尾翼尺寸设计的很大,
虽然设计上的偏重点是高空高速目标,但它的优势区间在 2.2~2.7 万米高度之间,在这个高度区间内,导弹可以攻击以 4.5g 机动的空中目标;但如果低于这个高度,由于空气密度变大,尾翼的方向安定性会显得过于富余,导弹的可用过载会下降,只能攻击以 2.5g 机动的空中目标
苏联人没有进行过 2.7 万米以上的发射试验 , 所以导弹是否有能力攻击在 3.2 万米以上高度飞行的空中目标,这还是个问号,只能说,理论上可以,至于现实中能不能做到就不好说了
第五个舱段是编号 "KU-46" 的战斗部,与以往任何一款空空导弹不同,R-40 的战斗部被布置于导弹的尾部,而不是通常的弹体中部或者前部

战斗部总质量 38 公斤,采用定向破片设计,爆炸后形成一个直径 14 米、前后宽度大约 1.2~2 米的 " 杀伤环带 ",单个破片质量 6.8 克,战斗部后方是为整个导弹供应基本电力的发电机,有一根长长的传动轴贯穿了战斗部,用于连接前方的燃气涡轮和后方的发电机


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