浅析苏联空军二战中使用的伊尔-4型 轰炸机的空气动力学特性

浅析苏联空军二战中使用的伊尔-4型 轰炸机的空气动力学特性

作者：罗敖

权属单位：天府新区通用航空职业学院 身份证号：511011200502267618

摘要：

     本文是研究苏联空军在二战使用的伊尔-4型轰炸机的空气动力学特性。通过对该型号轰炸机的设计原理、机翼设计、机身设计和动力系统等方面的分析，探讨其在空中作战中的性能表现。

前言：

伊尔-4轰炸机在二战期间表现非常的好，经常用于打击纳粹德国境内战略目标。

一、发展过程

伊尔型轰炸机是由苏联伊留辛设计局在第二次大战中研制的一型双发型轰炸机。该飞机部分机身与驾驶舱设计引用自TsKB-13（I-16），新的机翼使用钢管焊接而成的U型梁，不过在原型机制造的同时部分工程师转移到TsKB-30的建造上，这款飞机采用全新机身设计，但保留了TsKB-26的钢管焊接主翼设计，虽然这种设计使得制造工时增加，但是确保了机体强度。

正是因为该机的产量多，航程远，才能备受苏联空军的重视，成为苏联反攻德国最重要的轰炸机。

二、设计特点：

1、气动外形特性：

伊尔-4轰炸机为双发三叶螺旋桨中型轰炸机，驾驶舱为三或四座，呈单垂尾低单翼构造后三点式起落架。除了头部的领航员舱外伊尔-4和它的前辈DB-3在外型相似。

伊尔-4是一架在内部结构和制造工艺上都完全不同的飞机，钢管构架承力结构已改为机身整体承力结构，所有结构变得简单和容易制造，质量也好控制。

2、动力系统设计；

伊尔-4型轰炸机装配了两台图曼斯基M-88发动机，该发动机具备1100马力。这种强力动力系统使得伊尔-4型轰炸机具备了较高的速度和爬升能力。

3、飞机性能设计：

   伊尔-4型轰炸机最大速度可达到422千米/小时，最大巡航高度6800千米，爬升能力，2000~5000爬升率：5.66米/秒 。三、软件模拟测量方法及结果

因苏联伊尔-4型轰炸机目前已无可正常飞行的实机，故采用仿真气动环境下的计算机数据进行相关研究。

实验软件： WarThunder(真实性能模式)

实验步骤如下：

1、使用飞机100%发动机功率输出进行不同高度的稳态飞行。

2、飞行高度以每1000米海拔高度为数据记录点位。

3、根据飞行数据绘制速度/高度特性图。

4、根据图表分析飞机空气动力学特性。

在飞机无挂载、满油、满机炮备弹的情况下测得如下数据

 由图中数据可以看出，飞机在飞行过程中其速度与飞行 度基本呈线性关系，在5000米升限附近这一关系发生转折。

四、由数据图分析伊尔-4型轰炸机的空气动力学特性

伊尔-4型轰炸机的机翼采用了低单翼构造后三点式起落架使其在飞机中产生较大的升力。这使得轰炸机能够在低俗飞行和悬停时保持稳定。

伊尔-4轰炸机通过优化机翼和机身的设计，使其在高迎角下仍能保持稳定的升力，减小了失速的风险。

总结：

伊尔-4型轰炸机在二战期间发挥了重要的作用，除了轰炸机外，还作为鱼雷轰炸机、滑翔机、牵引机、伞兵运输机使用。伊尔-4是卫国战争时期苏联空军远程航空兵的主要装备 。

致谢：

感谢学院在论文写作过程中提供的政策环境，感谢在索传新院长坚强领导下的航空工程学院的过程考核氛围，感谢李豫教授的写作指导。

参考文献：

1、《空气动力学和维护技术基础》李幼兰主编  清华大学出版社  2014年4月

2、《现代飞机结构与系统》龙江、刘峰、张中波主编  西北工业大学出版社  2016年8月