米高揚設計局與蘇霍伊設計局開(kāi)展競爭
50 年代初,蘇聯(lián)第二代噴氣殲擊機米格-19 開(kāi)始取代第一代噴氣殲擊機米格-17,米格-19 的最大速度略超過(guò)音速。在涉足超音速領(lǐng)域后,蘇聯(lián)設計師很快就認識到,必須為飛機探索新的氣動(dòng)外形和新的機翼形狀。
1953 年夏天,蘇聯(lián)部長(cháng)會(huì )議作出決議,要求殲擊機設計局研制速度更高的超音速殲擊機,設計工作在米高揚設計局和蘇霍伊設計局同時(shí)開(kāi)始,它們的設計都是以中央航空流體動(dòng)力研究院的研究成果為基礎,布局也相似,采用長(cháng)長(cháng)的香煙狀機身,機頭圓形進(jìn)氣道,進(jìn)氣道內有中心進(jìn)氣錐,進(jìn)氣道下裝雷達瞄準具天線(xiàn)。機翼采用兩種外形:后掠翼和小展弦比三角翼。
米高揚設計局的設計
米高揚設計局搞了四種設計方案:裝 AM-11 發(fā)動(dòng)機的后掠翼殲擊機 E-1,裝米格-19 的 AM-9B 發(fā)動(dòng)機的后掠翼殲擊機 E-2,與 E-1 的區別在干 E-2 的機身后部有腹鰭,還裝分段式前緣襟翼;裝 AM-11 發(fā)動(dòng)機的三角翼殲擊機 E-5 和裝 AM-9 發(fā)動(dòng)機的三角翼殲擊機 E-4。上述方案均采用后掠尾翼,全動(dòng)平尾,向前打開(kāi)的座艙蓋。在飛行員彈射跳傘時(shí),座艙蓋保護飛行員不受高速氣流的傷害。
由于米庫林設計局不能在預定時(shí)間內把 AM-11 研制出來(lái),所以只有后掠翼的 E-2 和三角器的 E-4 進(jìn)入試飛階段。
1955 年 2 月 14 日 E-2 首飛,起飛重量 5,334 千克、空重 3,687 千克、裝兩門(mén) NR-30 機炮于中機身下部,另外還可帶兩組火箭彈(每組 8 枚)。雙梁式機翼在 1/4 弦線(xiàn)的后掠角為 55o,裝有開(kāi)縫襟翼和前緣襟翼,座艙前風(fēng)檔玻璃有電防冰器,機身內有四個(gè)油箱,機身下有一個(gè)外掛副油
箱、E-2 的最大速度達 1,920 公里/小時(shí),實(shí)用升限 19,000 米。

1955 年 2 月 14 日 E-2 首飛
同年 6 月 16 日,三角翼 E-4 首飛。該機裝 AM-9B 發(fā)動(dòng)機的改型 RD-9I,試飛結果不能令人滿(mǎn)意,最大速度僅達到 1296 公里/小時(shí),實(shí)用升限 16,400 米。

同年 6 月 16 日,三角翼 E-4 首飛
面對蘇霍伊設計局的競爭,米高揚設計局邊制造 E-2 和 E-4 原型試飛機,邊對它們進(jìn)行改進(jìn)。1955 年制成 E-2A 殲擊機,該機裝 RD-11 發(fā)動(dòng)機(AM-11 的新代號),保留了兩門(mén) NR-30 機炮,四個(gè)機身油箱的總油量 1,890 升,外掛油箱 400 升,機載設備包括 RSIU-4 無(wú)線(xiàn)電臺、“VARII-I”應答器、ARK 無(wú)線(xiàn)電羅盤(pán)、MRP-48P 無(wú)線(xiàn)電信標接收機和“SYRENA-2”照射告警系統。該機全套機載設備成為“E”系列輕型殲擊機的標準設備。
在 E-2 首飛一年之后,1956 年 2 月 17 日,E-2A 首次飛行。由于發(fā)動(dòng)機重量增加,E-2A 比 E-2 幾乎重一倍,起飛重量 6,250 千克,空機重 4,340 千克,因此 E-2A 的速度反而比 E-2 低一些,最大速度為 1,900 公里/小時(shí),升限下降到 18,000 米、盡管如此,設計局在繼續試飛的同時(shí)為批生產(chǎn)作準備,飛機代號定為米格-23,所以早在 1956 年就出現了米格-23 這一代號。但是,目前人們所熟悉的米格-23 殲擊機不是指的這種型別,而指的 1963 年設計、70 年代初投入使用的變后掠翼殲擊機。

修改后的 E-4,機翼有 3 個(gè)翼刀
1955 年,E-4 在試驗過(guò)程中不斷修改,取消翼下的一個(gè)大翼刀,發(fā)動(dòng)機由 RD-9I 型改為 RD-9E。修改后的 E-4 于 1956 年 9 月 5 日首飛。1955 年在 E-4 試飛過(guò)程中就為制造另一架飛機奠定了基礎,人們認為這是第二架 E-4,實(shí)際上卻是按另一個(gè)三角翼殲擊機方案 E-5 制造的。該機一開(kāi)始就裝修改過(guò)的機翼,機翼前緣后掠角為 57o,上表面裝三個(gè)小翼刀。這架 E-5 裝 AM-11 發(fā)動(dòng)機于 1956 年 9 月 1 日首次飛行,試飛結果表明,該機飛行性能良好,三角翼殲擊機首次速度達到 1,970 公里/小時(shí),實(shí)用升限達到 17,600 米,爬升速度比 E-2 高得多,在 16 分鐘內可爬升到 5,000 米、起飛重量不大,僅 4,443 千克。在試飛階段,設計師、試飛員和軍方人士均相信,E-5 定會(huì )很快投入批生產(chǎn),并在試飛階段就正式定名為米格-21,然而他們高興得太早,該機又進(jìn)行長(cháng)達 3 年修改、試驗,再修改再試驗,才送到批生產(chǎn)工廠(chǎng)。

這架 E-5 裝 AM-11 發(fā)動(dòng)機于 1956 年 9 月 1 日首次飛行
蘇霍伊設計局的設計
蘇霍伊設計局也同時(shí)搞 4 種方案:后掠翼殲擊機 S-1,三角翼殲擊機 S-3,后掠翼截擊機 T-1,三角翼截擊機 T-3。4 種飛機均采用一臺留里卡設計局的 AL-7 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機。但是 S-3 和 T-1 的設計工作最后沒(méi)有完成,而集中力量搞 T-3 和 S-1。這兩種設計的重量較米格飛機重量大,但發(fā)動(dòng)機的推力也大。這兩種飛機的機身和尾翼基本結構相同,不同的是機翼和進(jìn)氣道。

T-3 和 S-1 的設計工作進(jìn)展十分順利,1956 年 5 月 26 日第一架三角翼 T-3 首次飛行,裝加力式發(fā)動(dòng)機 AL-7F 的 T-3 試飛結果令人滿(mǎn)意,最大速度 2,100 公里/小時(shí),實(shí)用升限 18,000 米,爬升到 10,000 米高度用 2.3 分鐘。該機為截擊機,不僅裝機炮,還裝由機載雷達控制的導彈武器。
把任務(wù)不同的飛機拿來(lái)比較是不合適的,這里不把 E-5 輕型殲擊機和 T-3 截擊機相比。值得注意的是,E-2、E-5、S-1 和 T-3 都是根據 1953 年的部長(cháng)會(huì )議決議研制的,正是在這個(gè)時(shí)候開(kāi)始了三角翼和后掠翼氣動(dòng)力性能的“較量”,這方面的研究工作雖然早就開(kāi)始了,但即本上是用模型作試驗。1955 年~1956 年開(kāi)始的 E-2、E-5、S-1 和 T-2 試驗機試飛成為推動(dòng)蘇聯(lián)飛機制造業(yè)和殲擊機發(fā)展的新動(dòng)力。

采用組合動(dòng)力裝置的試驗
E 型系列飛機的研制和試驗表明,可以研制出速度達到 2,000 公里/小時(shí)或可超過(guò)這一速度的作戰飛機。然而,飛機在攻擊目標時(shí)的瞬時(shí)速度超過(guò)最大速度的想法對設計師更具吸引力,米高揚設計局設計師決定在飛機上采用由主渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機和火箭加速器組成的組合式動(dòng)力裝置,來(lái)提高飛機的瞬時(shí)速度。

E-50 的外觀(guān)與 E-2 很相似
E-50 單座超音速殲擊機的設計工作從 1954 年開(kāi)始,并與 E-2、E-4 和 E-5 的設計同時(shí)進(jìn)行。E-50 的外觀(guān)與 E-2 很相似,機翼后掠角 55o,帶翼刀,無(wú)前緣襟翼。座艙蓋、平尾和垂尾與 E-2 的相同。該機采用 RD-9E 作主發(fā)動(dòng)機,S-155 液體火箭發(fā)動(dòng)機作為火箭加速器,裝于垂尾根部,其尾噴口位于方向舵下方。燃油系統包括渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機的三個(gè)煤油箱和火箭加速器的三組能源箱(每組包含燃料箱、氧氣箱和過(guò)氧化氫箱)。專(zhuān)門(mén)設計的空氣系統為液體火箭發(fā)動(dòng)機的起動(dòng)控制和燃料及氧化劑的供應提供保障。該機采用耐氧化材料和涂料。

該機采用 RD-9E 作主發(fā)動(dòng)機,S-155 液體火箭發(fā)動(dòng)機作為火箭加速器,裝于垂尾根部,其尾噴口位于方向舵下方
E-50 的武器是兩門(mén) NR-30 機炮,主要機載設備包括無(wú)線(xiàn)電測距器、敵我識別器、RSIU-3M 無(wú)線(xiàn)電臺、ARK-5 無(wú)線(xiàn)電羅盤(pán)、MPH.48H無(wú)線(xiàn)電信標接收機。
1955 年底第一架試驗機 E-50-1 制造完畢,1956 年 1 月 9 日完成首次飛行,從此開(kāi)始了工廠(chǎng)試飛,直到 7 月 14 日結束,其間只試飛了 18 次。在 6 月 8 日一次試飛中才首次打開(kāi)液體火箭發(fā)動(dòng)機(在 9,000 米高度)工作了 11 秒鐘。在一次飛行中,主發(fā)動(dòng)機停車(chē),飛行員被迫在機場(chǎng)外著(zhù)陸,在著(zhù)陸時(shí)飛機毀壞了,試飛也因此而中斷。

E-50 打開(kāi)液體火箭發(fā)動(dòng)機飛行
第二架試驗機 E-50-2 于 1957 年 6 月 17 日打開(kāi)液體火箭發(fā)動(dòng)機,飛行高度達到 25,600 米,就是在這次飛行中發(fā)現了飛行密閉服的缺陷。這架飛機在打開(kāi)液體火箭發(fā)動(dòng)機時(shí),速度曾達到 2,460 公里/小時(shí)。該機也實(shí)現了開(kāi)火箭發(fā)動(dòng)機起飛。E-50-1 沒(méi)有裝武器,只裝部分設備,E-50-2 裝全套設備,主要試驗是在這架飛機上作的。裝組合動(dòng)力裝置時(shí)的飛行重量增加到 8,500 千克。由于必須裝火箭加速器的燃料和氧化劑,不得不減少主發(fā)動(dòng)機的燃油貯量,因此 E-50 的航程僅 450 公里。爬升 1 萬(wàn)米用 6.7 分鐘,爬升 2 萬(wàn)米用 9.4 分。
第 3 架試驗機 E-50-3 在結構上與前兩架有些不同,機身加長(cháng)約 0.4 米,而飛機總長(cháng)度增加逾 1.2 米。在試飛后期的一次飛行中發(fā)生了爆炸,炸壞了尾部,飛行員在彈射跳傘時(shí)犧牲了。

第 3 架試驗機 E-50-3 在結構上與前兩架有些不同,機身加長(cháng)約 0.4 米
試驗機達到的高度和速度性能就當時(shí)的蘇聯(lián)航空技術(shù)來(lái)說(shuō)是很高的,但是設計師仍繼續改進(jìn) E-50。兩架試驗機失事,促使設計師以提高飛機可靠性為目標,重新設計飛機結構。應指出,E-50 的改進(jìn)型 E-50A 的設計工作早在 1956 年就著(zhù)手了。在 E-2A 飛機的基礎上進(jìn)行設計,保留了該機的 RD-11 渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機,加裝了 S-155 液體火箭發(fā)動(dòng)機,機身是 E-2A 的,垂直安定面是 E-50 的。垂直安定面內裝火箭加速器和過(guò)氧化氫容器。
此外,還加長(cháng)了用于清潔發(fā)動(dòng)機短艙的引射管。E-50A 的機翼、平尾、座艙蓋和起落架均與 E-2A 的相同。但主發(fā)動(dòng)機的油箱由 7 個(gè)減到 5 個(gè)。液體火箭發(fā)動(dòng)機的供油與控制系統與 E-50 的不相同,裝在機身下的整流罩內,同時(shí)減少了燃料箱的數量。
E-50A 在高爾基城的航空工廠(chǎng)制造(當時(shí)曾規劃要制造一批 E-50A 試驗機),曾冠以代號米格-23 的 E-2A 就是在這家工廠(chǎng)制造的。E-50A 的批生產(chǎn)型打算稱(chēng)為米格-23U(U 表示裝火箭加速器)。十分遺憾,這種飛機到底生產(chǎn)出來(lái)沒(méi)有,現在沒(méi)有掌握確切的資料。
50 年代末,設計師們認識到,采用組合動(dòng)力裝置并不是提高飛行速度和高度的最佳措施。在其他殲擊機設計局也進(jìn)行過(guò)類(lèi)似的試驗。雅可福列夫設計局裝組合動(dòng)力裝置的雅克-27B 的飛行以失敗告終;蘇霍伊設計局在研制蘇-9 截擊機時(shí),最初擬采用液體火箭輔助發(fā)動(dòng)機方案,但剛開(kāi)始研制不久,便改為發(fā)展只裝普通渦噴發(fā)動(dòng)機的飛機。在制造和試驗組合式動(dòng)力裝置殲擊機方面,米高揚設計局的經(jīng)驗最豐富,從 1957 年至 1959 年底,試驗了 SM-50、SM-51、SM-52 和 SM-12LMU 等四種在米格-19 基礎上制造的飛機,但沒(méi)有一種投入批生產(chǎn),但 SM-51 制造了少量。該機是米格-19L 裝火箭加速器的改型米格-19LU,火箭加速器裝于機身下面。
米格-21 與米格-21F
1957 年底.前線(xiàn)殲擊機 E-5 已正式命名為米格-21,其主要的飛行試驗業(yè)已完成,而帶后掠翼的類(lèi)似試驗機 E-2A 的試驗工作實(shí)際已經(jīng)停止,已制成的幾架 E-2A 型飛機主要用作飛行試驗臺。不過(guò),E-5(米格-21)并未立即投入成批生產(chǎn),E-5 的試驗機繼續試驗。1958 年 5 月,E-5 試驗機的試驗全部結束。主要試驗了 M<1.85、飛行高度 18,000 米的三角翼殲擊機的氣動(dòng)力特性。不久前,用 E-4 試驗機試驗了尾旋和 M<1.45 的氣動(dòng)力特性。E-5 試驗機總共試飛了 98 次,E-4 試飛了 100 多次,而帶后掠翼的試驗機 E-2 和 E-2A 則試飛了 250 次。
1957 年底,研制成功了帶加力燃燒室的 AM-11 型發(fā)動(dòng)機,稱(chēng)為 37F。其最大推力 3,880 千牛,加力推力 5,740 千牛。有關(guān)方面當即決定把這種發(fā)動(dòng)機裝在米格-21 飛機上,為此對飛機作了改進(jìn),稱(chēng)為 E-6(米格-21F)。這種新改型飛機與 E-5 相比,不僅是改裝了新型發(fā)動(dòng)機 37F(后命名為R-11F300),而目前機身的氣動(dòng)外形也作了改進(jìn),即采用了薄的進(jìn)氣道唇緣和雙波系進(jìn)氣調節錐。當飛機的飛行速度逐步增大時(shí),進(jìn)氣調節錐向前移動(dòng)以調節發(fā)動(dòng)機的進(jìn)口氣壓。不過(guò)和 E-5 的情況一樣,這種調節不是連續式的.而只是兩級調節,即 M1.4-1.5 為一級,M1.9 為第二級。此外,飛機的水平尾翼略向下移,機上裝了一些新的設備,翼下還增裝了火箭掛架。
1958 年 5 月,改型殲擊機的第一架試驗機 E-6-1開(kāi)始工廠(chǎng)試飛,5 月 2 日由試飛員 V.A.聶菲多夫駕駛飛機從飛行研究院機場(chǎng)首次離地升空。這架飛機在進(jìn)行第 7 次試飛時(shí),在 18,000 米高空,發(fā)動(dòng)機突然停車(chē),飛機飛行高度急劇下降,聶菲多夫也幾次試圖啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機,但終未成功。飛機迫降時(shí)起火.試飛員因此而喪生。聶菲多夫作為研制和改進(jìn)米格-21 喪生的第一位試飛員而載入史冊。

1958 年 5 月,改型殲擊機的第一架試驗機 E-6-1開(kāi)始工廠(chǎng)試飛
這次事故的原因很快就查清了,是由于迫降過(guò)程中液壓系統失靈、電動(dòng)操縱系統又未能啟動(dòng)而造成的。根據米高揚的副手別利亞科關(guān)(現任米高揚設計局局長(cháng))的建議,在第二架試驗機 E-6-2 上,采用了復式液壓系統,把電動(dòng)系統拆掉。
第 2 架試驗機 E-6-2 于 1958 年 9 月開(kāi)始工廠(chǎng)試飛,9 月 15 日完成了首飛。K.K.科克基納基取代了 V.A.聶菲多夫負責對飛機的試飛。試飛 15 次后,于 11 月飛機轉場(chǎng)至克拉斯諾沃茨克繼續試飛。按工廠(chǎng)試飛大綱,飛機共試飛 46 次,在這期間,更換了三臺發(fā)動(dòng)機。
12 月,第三架試驗機 E-6-3,亦稱(chēng)米格-21F 也到達克拉斯諾沃茨克,用于武器系統的試驗。E-6 機型共完成 61 次工廠(chǎng)試飛,可以確定米格-21F 的主要飛行性能,在 15,300 米高空飛機的最大平飛速度為 2,100 公里/小時(shí)(M=1.97)。
試飛總結報告指出,如果取消 M2.05 的速度限制,飛機的最大飛行速度還會(huì )更大。飛機從 M1.24 加速到 M1.97 所需時(shí)間為 160 秒,最大升限 20,700 米,開(kāi)加力飛機以 505 秒鐘可爬升到最大升限。發(fā)動(dòng)機最大推力狀態(tài)下的實(shí)用升限為 14,500 米,不帶副油箱的航程為 1,800 公里。機上裝兩門(mén) NR-30 機炮,各備 30 發(fā)炮彈,左右翼下還可掛 UB-16-57U 火箭發(fā)射器,裝 S-5M(ARS-57M)空空火箭彈或 S-5K(KARS-57)空地火箭彈。翼下掛架也可掛更大型火箭彈 ARS-240 或兩顆 50~500 千克炸彈或燃燒彈。
飛機裝有 SK 應急彈射救生系統,飛行員彈離飛機后,座艙蓋將保護飛行員免受迎面氣流的傷害。E-6 飛機具有良好的穩定性和操縱性,根據試飛員科克基納基的意見(jiàn),部隊的飛行員完全可以駕駛米格-21F 飛機。在國家驗收委員會(huì )尚未作出投產(chǎn)決定之前,莫斯科“勞動(dòng)旗幟”廠(chǎng)和高爾基城飛機制造廠(chǎng)就開(kāi)始了飛機投產(chǎn)的各項準備工作。

第一批生產(chǎn)型米格-21F,工廠(chǎng)代號為 E-6T 或 72 號機,在 1959 年共生產(chǎn)了 30 架
第一批生產(chǎn)型米格-21F,工廠(chǎng)代號為 E-6T 或 72 號機,在 1959 年共生產(chǎn)了 30 架,1960 年高爾基城工廠(chǎng)生產(chǎn)了 69 架,此后隨即停產(chǎn),而改生產(chǎn)新改型機米格-21F-13 或稱(chēng) 74 號機。
米格-21F-13
米格-21F-13 翼下改掛兩枚 K-13(R-3S)空空導彈,為此,機上的左側機炮去掉。這種 K-13 導彈是 50 年代中期完全按美國“響尾蛇”導彈仿制的,并在米格-19 飛機的幾種改型上試射成功,成為這些飛機的制式武器。
1959 年,幾架 E-6T 試驗機同時(shí)進(jìn)行試飛,第二架試驗機 E-6T-2 則著(zhù)手研究翼尖帶 K-13導彈的技術(shù),為此機翼平面形狀略有修改,從機翼中部到翼尖部分的前緣后掠角從 57o減小到 48o,翼尖還切去一段。裝上導彈發(fā)射架 APU-13。這種至今仍采用的帶彈方案,蘇聯(lián)從 1960 年 9 月到 1961
年 4 月,在 E-6T-2 上進(jìn)行廣泛研究,但設計師并未決定把這種翼尖帶彈方案用于米格-21F-13 上。
1960 年,高爾基城工廠(chǎng)的米格-21F 的生產(chǎn)線(xiàn)改產(chǎn)米格-21F-13,當年就生產(chǎn)了 132 架,1961 年生產(chǎn) 272 架,1962 年生產(chǎn) 202 架。1960 年,莫斯科的“勞動(dòng)旗幟”廠(chǎng)也開(kāi)始生產(chǎn)米格-21F-13,但 1962 年,這種飛機在兩家工廠(chǎng)就停產(chǎn)了,以便改產(chǎn)新的改型機。
蘇聯(lián)生產(chǎn)的米格-21F-13 部分賣(mài)給了波蘭、捷克、東德和中國,而且對銷(xiāo)往捷克和中國的作了一些更改。這種機型也出口到阿拉伯國家,并參加了 1967 年夏季的阿以戰爭。

殲-7 早期型
以色列繳獲了這種飛機,然后作了全面摸底試驗,以方試飛員對飛機的操縱特性作了高度評價(jià),美國飛行員在試飛后也作了同樣評價(jià)。


收藏在以色列空軍博物館的 MiG-21FL,此種型別是以色列繼 MiG-21F-13 之后獲得的型號
通常,在改進(jìn)一架飛機的作戰性能時(shí),操縱特性全變壞,而米格-21 的設計師們始終注意改善飛機的操縱性。當米格-21F-13 投入成批生產(chǎn)后,就利用第三架試驗機 E-6T-3,在其機頭兩側裝上全動(dòng)鴨式平尾。但結果不甚理想,這種改型未能投產(chǎn)。不過(guò)在 E-6T 的基礎上作了其他一些改進(jìn),形成了一些新的機型。

當米格-21F-13 投入成批生產(chǎn)后,就利用第三架試驗機 E-6T-3,在其機頭兩側裝上全動(dòng)鴨式平尾
E-6 一誕生就獲得了國際航空聯(lián)合會(huì )的正式命名——E-66,它由設計局試飛員 G.K.莫索洛夫駕駛,于 1959 年 10 月 31 日,在 15~25 公里的直線(xiàn)航線(xiàn)中創(chuàng )造了 2,358 公里/小時(shí)的世界速度紀錄。另一架改型機 E-66A,座艙之后增加了輔助燃油箱,機身下加掛了火箭加速器,仍由莫索洛夫駕駛,于 1961 年 4 月 28 日創(chuàng )造了 34,714 米的世界飛行高度紀錄。
從米格-21F-13 到米格-21P 截擊改型
在批生產(chǎn)的米格-21F-13 的基礎上,制成了幾架滿(mǎn)足不同用途的飛行試驗平臺。1963 年夏,兩架 E-6B 試驗機中的第一架開(kāi)始試飛,這種飛機用于研究飛機以 16o-18o 迎角著(zhù)陸的可能性,在使用中,飛機的著(zhù)陸迎角一般限制在 10o-11o 以?xún)取?/p>
E-6B 與批生產(chǎn)型機的差別在于,前者采用了非后退式襟翼,機尾下部裝上了帶滾輪的護尾減震座,去掉了機上原裝有的附面層吹除系統。在 1963 年 7、8 兩月,E-6B 進(jìn)行了多次試飛,證明在大迎角著(zhù)陸時(shí),飛機的縱向穩定裕度很小,而且視界很差,增大了駕駛困難,因此對飛行員要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)訓練,相比之下,其難度大于采用附面層吹除系統的著(zhù)陸技術(shù)。
60 年代初,在 E-6T-3 試驗機上還試裝了前置平尾,在機頭兩側裝上了小型全動(dòng)式梯形平尾,從試驗中獲得的穩定性、操縱性和起飛著(zhù)陸性能數據,為后來(lái)許多試驗機的設計都提供了幫助。
成批生產(chǎn)的米格-21F-13 具有一個(gè)根本性弱點(diǎn)——飛機本身不能遠距發(fā)現目標。在執行截擊任務(wù)時(shí),需要有地面的引導,或者,當目標較近時(shí),由飛行員自已目視發(fā)現目標。機上的 SRD-5D 雷達測距器和 ASP-5ND 自動(dòng)瞄準具只能測量目標距離,即確定發(fā)射 R-3S(K-13)空空導彈的時(shí)機。如果飛機裝上多功能雷達,其作戰性能會(huì )大大提高,因此,米格-21F 一投產(chǎn),設計局就開(kāi)始設計新改型米格-21P 截擊型(E-7),機上裝了蘇-9 截擊機采用的 UL-30T 雷達。

米格-21F 一投產(chǎn),設計局就開(kāi)始設計新改型米格-21P 截擊型(E-7),機上裝了蘇-9 截擊機采用的 UL-30T 雷達
在米格機上這種雷達稱(chēng)為 RP-21,由于雷達天線(xiàn)較大,為此,飛機機頭加粗。60 年代中期,已有三架米格-21P 試驗機投入試飛。第一架 E-7-1 于 1958 年首飛上天,而第二架 E-7-2 則于 1960 年 1 月完成首飛。這種機型的機炮去掉了,僅備兩枚 K-13 空空導彈。
E-7 仍采用 SK 型彈射座椅。機上裝了“大氣-1”型指揮系統的“藍天”型機載接收機,這樣,飛機可借助機載雷達在其作用范圍內自動(dòng)搜索目標,也可由地面引導搜索目標、由于去掉了機炮,盡管機頭結構改變并新裝設備,飛機的起飛重量并未改變,飛機帶兩枚 K-13 導彈,帶 2,380 升燃油,其起飛重量為 7,400 公斤。飛行性能沒(méi)有改變,但試飛中發(fā)現,其作戰半徑不足,而且雷達的作用距離也不夠。
設計師們設法增大載油量。還在 1961 年,為了用米格-21F-13 的第一架試驗機 E-6T-1 創(chuàng )造世界飛行高度紀錄,飛機換裝了推力更大的 R-11F2-300 發(fā)動(dòng)機,機身腹部增裝了液體助推火箭 U-21,為此,把座艙管的背鰭加大,內增裝一個(gè) 170 升的燃油箱。試飛之后,決定把新型發(fā)動(dòng)機和背鰭油箱兩項技術(shù)用于米格-21P 的改進(jìn)型。這樣,在 1962 年出現了裝 R-11F2-300 發(fā)動(dòng)機和 RP-21 雷達的新型飛機米格-21PF(E7M),并于 8、9 兩月完成了工廠(chǎng)試飛。

在 1962 年出現了裝 R-11F2-300 發(fā)動(dòng)機和 RP-21 雷達的新型飛機米格-21PF
米格-21PF 截擊機系列
米格-21PF(亦稱(chēng) 96 號機)在試飛過(guò)程中作了一些改進(jìn)。為了改善大速度時(shí)的方向穩定性,加大了腹鰭。另外,還將飛機的空速管移至進(jìn)氣口唇部,修改了座艙蓋。
米格-21PF 完成試飛后便投入生產(chǎn)。從 1962 年底起,米格-21F-13 便從高爾基城工廠(chǎng)和莫斯科“勞動(dòng)旗幟”工廠(chǎng)的生產(chǎn)線(xiàn)上撤下。米格-21PF 代替米格-21F-13 進(jìn)人蘇聯(lián)空軍和防空軍服役。1964~1968 年生產(chǎn)了米格-21PF 的出口型,首先銷(xiāo)往波蘭和東德,隨后銷(xiāo)往華沙條約國的其他國家。
米格-21PF 截擊機在批生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行了不斷完善。前幾批米格-21PF 型機和米格-21F 型機一樣,垂尾狹長(cháng),隨后其垂尾的面積加大,這又和米格-21F-13 飛機一樣。

東德空軍的早期型米格-21PF,垂尾較小
在米格-21PF 截擊機上裝了附面層吹除系統,為此,改裝了 R-11FS-300 新型發(fā)動(dòng)機,常有向附面層吹除系統供氣的引氣環(huán)。在發(fā)動(dòng)機尾噴口上方,垂尾根部,增加了一流線(xiàn)型阻力傘艙,改稱(chēng)為米格-21PFS(又名 E-7SPS)。該型生產(chǎn)的時(shí)間不長(cháng),很快被垂尾面積大大增大的新型截擊機所取代,后者代號為米格-21PFM,又稱(chēng)“77”號機,其出口型則稱(chēng)為米格-21FL。

帶附面層吹除系統的米格-21PFS
在“77”號機生產(chǎn)多批之后,一種大大改進(jìn)的“94”號機投產(chǎn)了。這種新機的特點(diǎn)是裝上了 RP-21M 雷達,并從第 15 批開(kāi)始,改用了新型應急離機裝置,即用 KM-1 型彈射座椅取代了原來(lái)的 SK 型彈的座椅。為此,重新設計了飛機的座艙蓋,座艙蓋改為向飛行方向右側開(kāi)啟,而前風(fēng)擋改為固定式。在米格-21PFM(“94”號機)上,裝上了“美人鳥(niǎo)-3M”警告雷達和 ASP-PF-21 光學(xué)瞄準具。由于機載設備部分改變,飛機座艙儀表板的布局也作了調整。腹部的兩枚 2,500 千牛推力的 SPRD-99 固體加速火箭已成為飛機的制式裝備。1967 年夏在多莫杰多派機場(chǎng)舉行的航空節飛行表演上,眾多觀(guān)眾有幸目睹了米格-21PFM 加速起飛的英姿。

捷克空軍的米格-21PFM
“94”號機與“77”號機不同,它裝備了華沙條約各國的空軍,而“77”號機則專(zhuān)門(mén)提供給印度,作為改進(jìn)的基礎。印度獲得米格-21 殲擊機,揭開(kāi)了印度空軍的新紀元,因為這是印度飛機工廠(chǎng)生產(chǎn)的第一種非西方軍用機,成為印度航空裝備的新來(lái)源。

東德空軍的一架米格-21PFM 火箭助推起飛
在印巴戰爭和越南戰爭中接受考驗
1963 年 1 月 15 日,第一批 6 架米格-21F-13 前線(xiàn)殲擊機從敖德薩海港起運,兩周后運抵孟買(mǎi)。印度空軍第 28 聯(lián)隊是第一支裝備米格-21 的部隊。從 1962 年 10 月開(kāi)始,8 名印度飛行員在吉爾吉斯接受了 3 個(gè)月的培訓。
1964 年中,第二批 6 架米格-21 飛機又運到印度,其中有兩架米格-21PF 截擊機。由于米格-21F-12 型機航程短,瞄準目標困難,故印度飛行員的高度贊賞新型飛機,但由于未裝航炮,它也受到指責。對新機的這一缺點(diǎn)蘇聯(lián)飛行員也持相同意見(jiàn)。一旦火箭彈出現故障或未命中目標,飛機就完全解除了武裝。為此,設計師們在飛機腹下增裝了 Gsh-23 毫米雙管機炮吊艙,這是一種速射機炮,每分種可射 3,000 發(fā)炮彈。Gsh-23 航炮的齊射量是西方著(zhù)名 30 毫米“火神”機炮的 3 倍,而兩者的自重相等。
GP-9 機炮吊艙設計十分緊湊,從氣動(dòng)力角度來(lái)看外形十分融合,故它對飛機的飛行性能的實(shí)際影響很小。配上機炮、火箭和雷達后,米格-21 已實(shí)際成為頗具威脅力的制空殲擊機,在印巴戰爭中.印度飛行員已證實(shí)了這一飛機的成功。

GP-9 機炮吊艙
印度購買(mǎi)了一批米格-21PF(“77”號機)飛機,發(fā)現這種飛機有改進(jìn)潛力,于是決定購買(mǎi)制造權,在印度斯坦飛機公司的納西克廠(chǎng)生產(chǎn)機體,發(fā)動(dòng)機則由奧里薩廠(chǎng)進(jìn)行裝配,而海得拉巴廠(chǎng)的制造火箭和儀表。印度制造的第一架米格-21FL 于 1966 年開(kāi)始裝配,第二年未,印度生產(chǎn)的米格機開(kāi)始裝備空軍。前幾批飛機均裝蘇聯(lián)的發(fā)動(dòng)機。到 1969 年 1 月印度才制出了國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機。1970 年 10 月 19 日,國產(chǎn)率達 60% 的印度產(chǎn)第一架米格-21FL 才裝備空軍。

印度空軍的米格-21FL
1971 年 12 月,印巴戰爭開(kāi)始。巴基斯坦空軍的主力戰斗機是美國洛克希德公司生產(chǎn)的 F-104A“星”式戰斗機。西方專(zhuān)家們認為,這種戰斗機與米格-21 相近。各種報刊對這兩種飛機的遭遇作了多種估計。在前兩周的戰爭中,兩種飛機空戰四次,蘇制飛機都是獲勝者。
12 月 12 日 14 時(shí),印空軍的兩架米格-21FL 對正在賈姆納格爾機場(chǎng)戰斗值班。位于印度洋北岸的對空觀(guān)察哨發(fā)現兩架巴方 F-104 戰斗機低空進(jìn)入印度領(lǐng)空。響起了戰斗警報。兩架米格-2FL 緊急起飛,剛爬升到 1,800 米,僚機即發(fā)現第一架敵機,大速撲向米格飛機。僚機加大油門(mén)跟了上去,兩者相距 3,000 米。這時(shí)長(cháng)機并未發(fā)現敵機,第二架敵機已停止攻擊,以低空超音速向北飛去。第一架敵機得知身后有印機時(shí),向左急轉彎,企圖擺脫印機的攻擊。不過(guò),機動(dòng)性更好的米格-21FL 以 900 公里/小時(shí)的速度咬住了自己的獵物,并打開(kāi)加力燃燒室。這時(shí)巴機企業(yè)以 1,200 公里/小時(shí)的速度超低空逃離,但僚機死死咬住不放,在距離敵機 900 米處,發(fā)了一個(gè)長(cháng)連射?!靶恰笔綉鸲窓C立即著(zhù)火,并墜人大海,飛行員跳傘逃脫。就這樣,在印巴戰爭中,米格-21 第一次戰勝了美國對手。
但是,米格-21 并非時(shí)時(shí)幸運。它在中東戰爭初期與以色列“幻影”機的交手結果沒(méi)有使米高揚設計局設計師們歡欣鼓舞。當然,作戰結果在許多情況下,與飛行員的素質(zhì)和士氣有很大關(guān)系,而在這方面,以色列飛行員比埃及飛行員高出許多。
從米格-21PF-V 在越南參戰結果也可得到一些旁證材料,米格機在越南一出現,美國空軍立即改變了它的作戰方式。1966 年 4 月 23 日,米格-21 第一次在越南參戰,從此以后,美國的由 F-105“雷神”組成的攻擊機群改由 F-4“鬼怪”式戰斗轟炸機護航,后者導彈火力強、雷達功率大,可以有效地對付機動(dòng)靈活的米格機。
前幾次空戰結果表明,盡管米格-21 推重比略小于 F-4,但由于它翼載小,空戰中仍然棋高一籌。因此,北越飛行員勇敢地與敵人進(jìn)行近戰。米格機的幾次失手都主要吃虧于 F-4 飛機雷達的探測距離更遠。在遠距時(shí),中距空空導彈也更有效。
北越的米格-21PF-V 經(jīng)常與落后的米格-17F 配合作戰,亞音速米格-17 飛機把美方的轟炸機群從低空趕至中空,而在中空米格-21 可實(shí)施導彈攻擊。

越南空軍的米格-21PF-V
越南人民軍空軍司令部顧問(wèn)——蘇聯(lián)退伍空軍少將 M.H.菲辛科提供了如下數字:在 1966 年前 4 個(gè)月空戰中,美機被擊落 11 架.越南損失為米格-17 機 9 架;5~12 月,米格-21 參戰,美方損失 47 架飛機,越方僅損失 12 架。
米格-21PF、PFS 和 PFM 等截擊機大量生產(chǎn),1964~1965 年,米格-21PFM 由高爾基城工廠(chǎng)生產(chǎn),1966~1968 年,其出口型則由莫斯科”勞動(dòng)旗幟“廠(chǎng)生產(chǎn)。這幾種型別在被更先進(jìn)的米格型機替換下來(lái)以前,在許多國家服役了 10 多年。
米格-21 的全天侯偵察型問(wèn)世
飛機設計師通常采用兩種途徑研制偵察機:研制全新偵察機,或是在已有的批生產(chǎn)機的基礎上改進(jìn)。從研制周期和節省費用來(lái)看,后者比前者為好。
60 年代初期,蘇聯(lián)也面臨了這一選擇。當時(shí),蘇聯(lián)的戰術(shù)偵察機 IL-28R、Yak-27R 和少量的米格-19R 都已落后。米格-21 的設計師們提出了這一想法,并得到軍方支持,于是著(zhù)手在殲擊機的基礎上研制超音速全天候戰術(shù)偵察機。
第一種偵察型在帶附面層吹除系統的批生產(chǎn)型米格-21PF 的基礎上改進(jìn),偵察型原型機 E-7-8 與米格-21PF 型幾乎沒(méi)什么差別,只是垂尾介質(zhì)翼尖形狀有細小改變,為了便于安裝新設備的天線(xiàn),在兩翼尖上,裝上了小型雪茄形整流罩。機身腹部增加流線(xiàn)型設各艙,翼下原武器掛架上增加了兩個(gè) 490 升的副油箱。在這種狀態(tài)下飛機進(jìn)行了試飛,盡管增加了兩個(gè)副油箱,但活動(dòng)半徑仍然不夠。
設計師們不得不另尋解決辦法,把座艙后至垂尾的背鰭加粗,其內增裝了一個(gè) 340 升的燃油箱。這一辦法很好,因為飛機迎風(fēng)面積并不增加,且全部設備部裝人機體,機內帶油量增加到 2,800 升。

帶 R 吊艙的米格-21R

KM-1 彈射座椅
由于米格-21PFM(94 號機)新型截擊機投產(chǎn),偵察型就在新型機基礎上做工作,這時(shí),垂尾見(jiàn)面積加大,改用向右開(kāi)啟的座艙蓋和 KM-1 彈射座椅。全套設備均沿用米格-21PFM 的。這樣,起飛重量增至 8,100 千克,由于重量增大和有外掛,飛機在 13,000 米高度的最大平飛速度下降到 1,700 公里/小時(shí),但仍然很高。升限降至 15,100 米,不帶副油箱航程 1,130 公里,帶副油箱航程 1,600 公里。偵察型機以此狀態(tài)投產(chǎn),代號米格-21R(“94”R 號機),1965~1971 年一直由高爾基城工廠(chǎng)生產(chǎn)。
偵察型的動(dòng)力裝置初期與截擊型完全一樣,即采用 R-11F2S-300 型發(fā)動(dòng)機,后來(lái)與殲擊型一樣,對發(fā)動(dòng)機作了改進(jìn)。
偵察型的武器裝備為兩枚 R-3S 近距導彈或兩個(gè) UB-16-57(UB-32)火箭發(fā)射器,為攻擊地面目標,亦可帶 S-24 型火箭或兩枚炸彈。兩個(gè)副油箱通常掛于兩側掛架,為增大續航時(shí)間,兩個(gè)內側掛架通常卸去。
米格-21R 型機可掛 R 和 D 型吊艙,兩者內裝設備不同。米格-21R 是蘇空軍裝備的第一批除裝備光學(xué)偵察設備外,還裝有電子偵察設備的偵察機之一。
R 型機外銷(xiāo)許多國家,埃及空軍對 R 型又作了改進(jìn),于機身腹部裝上了航空照相機,外蓋帶透明窗孔的整流罩。
在 70 年代中至 80 年代初,西方各航空報刊經(jīng)常報道蘇聯(lián)米格-21 比斯殲擊機,當然也把它與美國的 F-16 戰斗機進(jìn)行比較,畫(huà)出了許許多多的曲線(xiàn)和其他圖表,西方觀(guān)察家們借此以證明 F-16 優(yōu)于米格-21 比斯。
不過(guò),西方專(zhuān)家們所進(jìn)行的這種比較是不公平的,要知道,F-16 是第四代戰斗機早期的代表機種,而米格-21 則屬于第三代后期的戰斗機。

米格-21 比斯
對兩種飛機誰(shuí)優(yōu)誰(shuí)劣的問(wèn)題是無(wú)法簡(jiǎn)單作出答復的。米格-21 比斯是米格-21 的最后一種批生產(chǎn)改型,于 1972 年初開(kāi)始裝備蘇聯(lián)空軍,其改型設計工作則始于 60 年代末期。當時(shí),米格-21 殲擊機的結構和設備的發(fā)展潛力幾乎都已挖盡,唯一還有點(diǎn)改進(jìn)潛力的方面是動(dòng)力裝置和燃油系統。為此,圖曼斯基設計局從 50 年代中期起在 R-11 發(fā)動(dòng)機的基礎上研制新改型——R-25-300 發(fā)動(dòng)機,其加力推力達到 7,100 千牛,比 R-11 增大了 2,000 千牛。與此同時(shí),米高揚設計局則對飛機的燃油系統進(jìn)行優(yōu)化設計,對飛機的背鰭結構也加以改進(jìn),結果使飛機的載油量大大增加,達到 2,390 千克,較米格-21SM 和米格-21MF 增大了 190 千克。
裝 R-25-300 型發(fā)動(dòng)機,燃油系統已改進(jìn)的米格-21 比斯殲擊機從 1971 年起開(kāi)始試驗,1972 年~1974 年在高爾基城飛機廠(chǎng)投入批生產(chǎn)。米格-21比斯除基本型——75 型外,還有 75A 和 75B 兩型,后兩型是專(zhuān)為華沙條約國和發(fā)展中國家生產(chǎn)的,其機載設備略有不同。
芬蘭空軍購買(mǎi)了一批米格-21 比斯,芬蘭飛行員們對這種飛機十分贊賞。與米格-21MF 相比,米格-21 比斯起飛重量減小,發(fā)動(dòng)機推力加大,其爬高性能和其他機動(dòng)性能得以改善。飛機的武器系統更加先進(jìn),用 R-60 導彈取代了 R-3S 近距格斗空空導彈(原計劃配備 R-55 導彈,但這種導彈未投入批生產(chǎn))。飛機采用新型瞄準具,這樣,飛機在機動(dòng)過(guò)程時(shí)其 Gsh-23L 機炮也能瞄準射擊。

芬蘭空軍的 MiG-21Bis
1979 年 12 月號瑞士《國際航空》雜志寫(xiě)道“裝備新型導彈的米格-21 比斯飛機更具威脅性,盡管活動(dòng)半徑有限是它致命的弱點(diǎn),但是,它在垂直和水平加速性、飛行速度與盤(pán)旋半徑等方面卻完全可以和 F-16 相抗衡,而這些性能在空戰中是有著(zhù)決定性意義的?!?/p>
這在某種程度上對兩機優(yōu)劣問(wèn)題已作出了回答。
米格-21 比斯飛機裝備了所有華沙條約國的空軍,許多發(fā)展中國家也購買(mǎi)這種飛機,印度還獲得了這種飛機早期型的制造權。米格-21 比斯的售價(jià)較 F-16 低得多,而且其飛行員的改裝訓練費用也很低。
綜上所述可以看出,一種輕型、機動(dòng)性好、武器優(yōu)良而且價(jià)廉的飛機是會(huì )得到全世界認可的。誠然,米格-21 比斯有些性能較 F-16 差得很多,但由于它的良好的普及性而得到了補償,使它成為許多國家空軍 80 年代初期的主要裝備。
米格-21 比斯面世以來(lái),匆匆時(shí)光已去多年,這種飛機似乎亦可束之高閣而淡忘了。但是,這種飛機的培育者們卻并不這樣,隨著(zhù)雷達技術(shù)的進(jìn)步,他們前想進(jìn)一步提高飛機作戰性能的可能性。他們?yōu)樗b上了新型“標槍”’雷達(這種機載雷達在 1992 年莫斯科航展上曾展出),以及與其配合的機載數字式電子計算機和顯示器。這樣,即使在地雜波和強雷達干擾的情況下,飛機不僅可以發(fā)現前半球的目標,而且也可發(fā)現后半球的目標,并
將它消滅。
米格-21 的教練型
世界所有著(zhù)名的批生產(chǎn)型戰斗機都有自己的雙座教練型,米格-21 也不例外。
60 年代初,蘇聯(lián)各航校和部隊主要使用的教練機仍然是已經(jīng)落后的烏米格-15,盡管在亞音速區它可靠并易于駕駛,但它只能作為改裝超音速殲擊機的過(guò)渡機種。因此,當米格-21F 一投產(chǎn),米高揚設計局即開(kāi)始研制它的教練型。
從外觀(guān)看,教練型除采用雙座座艙和空速管移至進(jìn)氣口上部外,其余和作戰型幾乎無(wú)差別。教練型仍裝 R-11F-300 發(fā)動(dòng)機,采用 SK 型彈射座椅。飛機帶油 1,950 干克,武器為一挺 12.7 毫米機槍。每一座艙都有獨立的向右開(kāi)啟的艙蓋。
第一架雙座型機 E-6U-1 于 1960 年秋開(kāi)始工廠(chǎng)試飛,10 月 17 日,由 L.莫斯塔賓柯駕駛完成首飛,調整試飛花了不到一年時(shí)間。1962 年,第比利斯飛機廠(chǎng)開(kāi)始成批生產(chǎn)米格-21U(66 號機)。

芬蘭空軍的 MiG-21U,特征是較窄的垂尾
隨著(zhù)作戰型機的改進(jìn),其教練型亦跟隨改進(jìn)。1966 年,第比利斯飛機廠(chǎng)開(kāi)始交付米格-21US(68 號機),改裝 R-11F2S-300 型發(fā)動(dòng)機,采用附面層吹除裝置,KM-1M 型彈射座椅,垂尾面積加大(后期的 66 號機垂尾面積亦加大)。在米格-21US 的生產(chǎn)中,在其后座艙蓋上又增裝了光學(xué)反光鏡裝置,以改善后艙飛行員在起飛著(zhù)陸時(shí)的前視界。68 號機的載油量增大至 2,030 千克。

MiG-21US
1971 年,米格-21UM(69 號機)投產(chǎn),機上安裝了 AP-155 自動(dòng)駕駛儀和 ASP-PFD 瞄準具。垂尾根部背鰭整流罩上安裝了 R-832 無(wú)線(xiàn)電臺的天線(xiàn)。該型機同樣由第比利斯廠(chǎng)生產(chǎn)。

MiG-21UM,垂尾根部背鰭整流罩上安裝了 R-832 無(wú)線(xiàn)電臺的天線(xiàn)
雙座型機具有很好的飛行性能,其速度和操縱特性并不次于單座作戰型,雙座型的一架試驗機(國際航聯(lián)登記名稱(chēng)為 E-33)創(chuàng )造了一系列世界女子飛行紀錄。1965 年 5 月,H.普羅哈諾娃飛出了 24,336 米高的動(dòng)升限(全世界至今尚無(wú)其他女子飛到這一高度)。一個(gè)月后,L.扎伊策娃又創(chuàng )造了 19,020 米的世界平飛高度紀錄。
1974 年,S. 沙濱茨卡婭在兩次飛行中創(chuàng )下了四項爬高世界紀錄。同一年秋,她在經(jīng)減載改裝(卸去武器和部分設備)并增裝兩臺固體燃料助推火箭、以增大加速起始段的爬高角度的雙座型機上,又破了自己創(chuàng )下的世界紀錄。這架飛機國際航聯(lián)的登記名稱(chēng)是 E-66B。
米格-21 教練型在華沙條約各國空軍使用了 20 多年.還交付給使用米格-21 型飛機的許多國家、1964~1968 年,莫斯科“勞動(dòng)旗幟”廠(chǎng)生產(chǎn)了 66 號機的出口型,而 1966~1970 年,第比利斯廠(chǎng)則生產(chǎn)米格-US 的出口型(68A 號機)。
米格-21UM 亦由第比利斯廠(chǎng)生產(chǎn),其出口型與基本型幾乎無(wú)差別,交付給不少?lài)摇?/p>
培訓飛行員是教練型機的主要任務(wù),但不是它唯一的任務(wù),捷克斯洛伐克就把這種飛機改裝成彈射救生系統的空中試驗臺,后座艙可觀(guān)查高速下的彈射過(guò)程并對其進(jìn)行拍照。
E-8 改型
一般來(lái)說(shuō),要改進(jìn)一架飛機的性能,設計局總是從多方面著(zhù)手,E-8 就是米格-21 的一種改進(jìn)型。
盡管設計局證實(shí)這種改型是在米格-21PF 基礎上改進(jìn)而成的,但它和其他改型的差別十分明顯,除機翼、尾翼和起落架仍保留原來(lái)的以外,其余部分都重新設計了。
對 E-8 原計劃授予一個(gè)新代號——米格-23,它裝用了一臺新發(fā)動(dòng)機——R-21F-300,最大推力 4,700 千牛,加力推力 7,200 千牛,發(fā)動(dòng)機推力加大,加上飛機氣動(dòng)力性能改進(jìn),飛機的飛行特性和機動(dòng)性從而得到改善。
機身結構全部重新設計,去掉了機頭進(jìn)氣道,把它移至駕駛艙之下,為此,加大了停機角。進(jìn)氣口截面為六角形,外形接近于矩形。進(jìn)氣道由隔板分隔為兩個(gè)氣道,在發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣口前合井為一個(gè)。進(jìn)氣流由一個(gè)三波系垂直鍥形塊進(jìn)行調節,其調節機構裝在進(jìn)氣道隔板內。在進(jìn)氣道側壁還設有放氣門(mén)。

E-8
機頭為卵錐形,內裝“藍寶石-21”雷達。當時(shí),這種雷達尚未裝在批生產(chǎn)的米格-21 飛機上。頭錐頂部整流罩由介質(zhì)材料制成,不過(guò)最為奇特之處是在機頭安裝了前置平尾,但無(wú)操縱機構。亞音速時(shí),前置平尾處于隨意偏轉的風(fēng)標狀態(tài);但超音速時(shí),它固定于中立位置。前置平尾由隨意偏轉過(guò)渡到固定狀態(tài)的過(guò)程是十分柔和的,因而不會(huì )給飛機的操縱造成任何困難。由于裝上了前置平尾,飛機的升力系數,在 M=1.5 時(shí),增大了一倍多;在 M=2 時(shí),增大了一倍。當 M=2,H(高度)=15,000 米時(shí),飛機的最大過(guò)載從 2.5g 增大到 5.1g,從而大大提高了飛機的機動(dòng)性。在此之前,在原型機 E-6T-3 上對可操縱前置平尾的有效性已進(jìn)行了充分試驗。

最為奇特之處是在機頭安裝了前置平尾,但無(wú)操縱機構
E-8 的另一個(gè)特點(diǎn)是它安裝了大面積的腹鰭,以提高方向安定性。同時(shí)也起著(zhù)輔助垂尾的作用。飛機降落時(shí),腹鰭向航向右側折成水平狀態(tài);而當飛機起飛離地后,腹鰭即恢復到正常垂直狀態(tài)。這一設計非常成功,以致后來(lái)用到了米格-23 飛機上。
米高揚設計局第一次在 E-8 上沒(méi)有采用機身橡膠軟油箱,而改用機身金屬整體油箱。E-8 共采用 9 個(gè)金屬整體油箱。其中 5 個(gè)機身油箱,4 個(gè)機翼油箱,總裝油 3,200 升。

E-8 座艙蓋亦不同于米格-21F-13 和米格-21PF
座艙蓋亦不同于米格-21F-13 和米格-21PF,前風(fēng)擋與艙蓋斷開(kāi),艙蓋可向右打開(kāi),采用這種型式艙蓋主要是為了便于安裝 KM-1 型彈射座椅(從 94 號機以后的各種米格-21 改型均采用這種型式的艙蓋)。在垂尾根部,在方向舵下,增設了雪茄形阻力傘艙(這種型式從米格-21PFS 就已采用)。平尾采用了批生產(chǎn)型的,機翼亦采用批生產(chǎn)型的,但增裝了附面層吹除系統。發(fā)動(dòng)機尾噴口可調。
E-8 原設計可帶兩枚 K-13(R-3S)導彈,但后來(lái)改帶兩枚更先進(jìn)的 R-23 導彈、機上未裝航炮。因此,E-8 仍是一種殲擊機,只不過(guò)采用了新的氣動(dòng)力布局,飛機結構和設備也經(jīng)過(guò)大量更改。
E-8 機從 1960 年開(kāi)始設計,12 月完成氣動(dòng)外形和總體布局設計,1961 年 6 月氣動(dòng)外形得到批準,同年 9 月中旬,在機頭艙中成功地布置了“藍寶石”雷達。
1962 年 3 月 5 日,第一架原型機 E-8-1 從裝配車(chē)間推至布可夫斯基試飛基地。當時(shí)僅有兩臺原型發(fā)動(dòng)機,一臺用于地面調試,一臺用于試飛。
4 月 17 日,設計局首席試飛員 G.莫索洛夫駕機完成首飛。前四次試飛均未發(fā)生異?,F象,但在第五次試飛中,在 8,000 米高空,發(fā)動(dòng)機突然停車(chē)。從此,發(fā)動(dòng)機經(jīng)常出現不正?,F象。在隨后的六次試飛中,四次出現發(fā)動(dòng)機停車(chē)。在飛完 25 次后,只好換上新運到的發(fā)動(dòng)機。

三面圖
9 月 11 日,在進(jìn)行第 40 次試飛時(shí),在飛行研究院機場(chǎng)東南 60 公里(茹可夫斯基城南 15 公里)處,發(fā)生了毀機事故。由于第六級壓氣機損壞,發(fā)動(dòng)機開(kāi)始喘振,最后發(fā)動(dòng)機停車(chē),飛機減速,井出現無(wú)法排除的側向振動(dòng)。接著(zhù),飛機失去控制,在 8,000 米高空,莫索洛夫以頭如下的姿態(tài)彈離飛機,E-8 成了莫索洛夫試飛生涯中試飛的最后一個(gè)機型,他一生為米格-21 各型飛機的調試和試飛付出了巨大的勞動(dòng)和努力。
當年夏天,第二架原型機 E-8-2 已完成了試飛前的各項準備。6 月 29 日,由 A.菲多托夫駕駛完成首飛,到 9 月 4 日,已完成了發(fā)動(dòng)機調整、掛 K-13 導彈的飛行性能和對減穩裝置抖振研究共進(jìn)行 13 次試飛。由于第一架原型機失事,第二架原型機的試飛亦暫停。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間對各種異?,F象分析研究后,加上缺少可靠的發(fā)動(dòng)機,這一改進(jìn)計劃也就告終。
從 E-8 的試飛中獲得了一些實(shí)用數據:飛機空重的 6,800 千克,飛行重量 8,000~8,200 千克,最大平飛速度 2,230 公里/小時(shí)(E-8-1 在 14,750 米高空)或 2,045 公里/小時(shí)(E-8-2 在 15,000 米高空),實(shí)用升限 20,300 米(E-8-1)或 19,650 米(E-8-2),加力起飛滑跑距離 835 米,開(kāi)阻力傘的著(zhù)陸滑跑距離 800~900 米。
“23-31”空中試驗臺
下一個(gè)改型機是“23-31”,有的報刊把它稱(chēng)為米格-21PD,但是叫這種型號的飛機從未有過(guò),在 21 系列中,前者有時(shí)又叫 92 號機?!?3-31”也是機型代號。23 系列有多種改型,“23-01”是裝升力發(fā)動(dòng)機的三角翼機,”23-11”是采用變后掠翼的殲擊機,“23-31”則是對由兩臺 RD36-35 升力發(fā)動(dòng)機構成的輔助動(dòng)力裝置進(jìn)行調試的空中試驗臺。
P.柯列索夫設計局設計的升力發(fā)動(dòng)機推力 2,350 千牛,用于改善飛機的起飛著(zhù)陸也能。裝升力發(fā)動(dòng)機的原型飛機是在米格-21PFM 基礎上改裝而成的,機身加長(cháng)了 1 米,并把座艙至尾翼一段加粗,內裝升力發(fā)動(dòng)機。兩臺升力發(fā)動(dòng)機前后排列,但略向前傾。升力發(fā)動(dòng)機艙頂部有艙蓋,起飛著(zhù)陸時(shí)艙蓋打開(kāi),讓空氣流入升力發(fā)動(dòng)機,腹部開(kāi)有升力發(fā)動(dòng)機排氣的專(zhuān)用噴口。

“23-31”空中試驗臺
從機頭到升力發(fā)動(dòng)機艙的機身兩側下部,在機身蒙皮之外,鋪有輔助操縱系統拉索。前起落架支柱之前裝有遙測天線(xiàn)。這種飛機還有一特別的地方是起落架不可收上,這主要是起落架已無(wú)處可收,原收放主起落架機輪的地方,現已裝上了升力發(fā)動(dòng)機,故設計師們原本就沒(méi)考慮把起落架設計成可收放的。
1966 年 6 月 16 日,由 P.斯塔賓柯駕駛,“23-31”型機完成首飛。奧斯塔賓柯和 B.莫爾洛夫一道,由此開(kāi)始了對裝升力發(fā)動(dòng)機飛機的短距起落方法的實(shí)驗研究。在取得了足夠多的數據之后,從 1967 年 4 月起,奧斯塔賓柯開(kāi)始試飛“23-01”原型機。
米洛-21I 相似機
在 21 系列中還有一個(gè)改型,即稱(chēng)為圖-144“KR”的相似機。
米高揚設計局稱(chēng)為米格-21I 相似機(I 即模仿一字的縮寫(xiě)),也稱(chēng)它為“21-11”號相似機。這種試驗機共制造兩架,第一架試驗機用于研究無(wú)尾翼飛機的駕駛技術(shù),第二架則用于研究采用各種翼身融合體的新月形機翼的氣動(dòng)性能。

現存放在莫尼諾博物館的 MiG-21I 2 號機
米格-21I 相似機是在米格-21S 基礎上改制而成。采用對稱(chēng)翼型的薄機翼,其前緣鋒利。平面形狀為圖-144 的翼型、機翼面積 41 米2(第二架試驗機為 43 米2),展弦比為 1.62。翼身融合體部分前緣后掠角 78o,機翼主體部分前緣后掠角為 55o。機翼上無(wú)增升裝置,飛機的俯仰和橫滾用襟副翼進(jìn)行操縱。襟副翼沿機翼整個(gè)展向分布,共分四段。推拉駕駛桿時(shí),四段襟副翼同時(shí)向上或向下偏轉,當左右壓駕駛桿時(shí),兩側機翼上的襟副翼向彼此不同方向偏轉。

第二架試驗機與第一架有些不同,在飛行研究院試飛時(shí),改變了它的翼身融合體形狀。除裝試了各種前緣后掠角的翼身融合體外,也裝試了卵圓形前緣的翼身融合體。機翼也經(jīng)過(guò)改裝.可觀(guān)察氣流流向。飛機上裝置了監測記錄儀和高速攝影機。

MiG-21I 前視
1968 年試驗機開(kāi)始試飛,4 月 18 日,由設計局 O.古德科夫完成首飛。試飛工作一直延續到 1969 年底。試飛高度達到 19,000 米,速度由 212 公里/小時(shí)到 M=2.06。采用在機頭或機尾裝 290 千克配重的辦法以改變飛機的重心位置。第二架試驗機由飛行研究院的 N.伏爾克進(jìn)行試飛。到 1969 年底已完成 140 次試飛,共 11 名試飛員參加,其中也包括圖-144 的試飛員(Z.葉里亞依和 M.科日洛夫共試飛 8 次)。第一架試驗機因操縱失誤墜毀,第二架在完成試驗任務(wù)后,被送往莫尼諾博物館。
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