“A”系列战斗机研发历史

天际线的入侵者

1942年的苏联领空呈现出一种极度撕裂的奇观：在四千米以下的低空，苏联空军正凭借着拉沃契金与雅克系列战斗机，在血腥的拉锯战中逐步夺回战术主动权；然而，一旦将视线移向一万米之上的平流层，这种掌控感便会瞬间崩塌。早在1941年，纳粹德国空军就将特种远程侦察部队“空军总司令部侦察大队”（Aufklärungsgruppe Ob.d.L.）调往东欧，以执行苏联上空的秘密行动，为当年6月德国入侵巴巴罗萨计划做准备。该部队装备了多种侦察机，包括Do 215 B-4、Do 217 A-0、Ju 86 P-2和Ju 86 R-1。Do 215 B-4的飞行高度可达9000m，最高速度为470km/h；Do 217 A-0的飞行高度为7600m，最高速度为480km/h；Ju 86 P-2的飞行高度为12500m，最高速度为360km/h；Ju 86 R-1的飞行高度为14400m，最高速度为420km/h。对于当时的苏联防空体系而言，这些敌机如同徘徊在世界边缘的幽灵——莫斯科红场上空的地面听音器甚至捕捉不到它们的轰鸣，而苏军主力战机的动力系统在万米高空早已因空气稀薄而陷入“窒息”，只能眼睁睁地看着敌机在视线极限处悠然掠过。

德国空军人员站在一架正在德国进行测试的Ju-86R旁。（Luftkrieg.net）

这种“看得见却够不着”的绝对被动，不仅让苏联的核心工业区与战略枢纽在德军镜头下毫无秘密可言，更暴露出苏联航空工业在超高空动力、气密座舱以及精密增压技术储备上的严重断层。当时的苏联航空发动机不仅普遍缺乏可靠的二级增压器，更在材料力学和高空润滑等领域面临技术瓶颈。面对德军这种“降维打击”式的空中威胁，苏联最高统帅部深感芒刺在背，随即下达了不惜一切代价夺回高空制空权的死命令。

高空基因的萌芽

然而，在通往万米高空的决战中，苏联空军并非从零开始。他们手中曾握有一张被寄予厚望的底牌——MiG-3战斗机。

1939年11月至12月，米高扬设计局开始设计I-200高空战斗机，其设计工作基本于12月完成。1940年1月，三架配备了AM-35A发动机的I-200开始建造。1940年2月，该机被命名为MiG-1，其改进型被命名为MiG-3（事实上，只有前100架量产飞机杯命名为MiG-1，接下来的均被命名为MiG-3）。

在5000米以上的高空，I-200的飞行速度显著优于当时世界上所有其他战斗机：比Yak-1快65km/h，比LaGG-3快80km/h，比Me-109E快136km/h，比Me-109F快115km/h。MiG-1以及迅速取代它的MiG-3的生产速度日益加快——它们的产量超过了所有其他战斗机的总和。随着1941年10月工厂的疏散，MiG-3的生产在新的地点继续进行，直到斯大林发出了那份关于伊尔-2攻击机的著名电报（也诞生了名句“IL-2对我们的红军来说就像空气一样，就像面包一样”）。MiG-3的批量生产于1941年12月23日停止，最后一批飞机于1942年交付。

斯大林发往工厂的电报，大致译文：

  你辜负了我们的国家和我们的红军。你竟然到现在还不生产 IL-2。我们的红军现在需要 IL-2 飞机，就像呼吸空气一样，就像吃面包一样。 申克曼一天生产一架 IL-2，而特列季亚科夫每天生产一到两架 MiG-3。这是对我们国家和红军的嘲弄。我要求你不要考验政府的耐心，并要求你生产更多的 IL-2。这是我最后的警告。（机翻）

MiG-3飞机的主要缺陷却难以克服：尽管在5000米以上的高空速度超越了所有战斗机，但在中低空，它的性能却逊于雅克、拉和德国战斗机，整体性能相对较低。再加上武器装备的薄弱，使得MiG-3无法完全胜任一线战斗机的角色。虽然设计理论升限可以到达12000m，但是由于缺乏多级涡轮增压系统，发动机功率在高空急剧下降，在万米高空机动性几乎丧失，极易进入失速和尾旋状态且难以改出；而MiG-1、MiG-3在人机生存保障和火力配置上的缺失就决定了它不可能胜任高空作战任务。部分量产型MiG-1的舱盖难以打开甚至根本没有安装，导致飞行员裸露在外；MiG-3缺乏加压座舱，这使得在高空飞行员得在极寒和缺氧的条件下操控本就丧失机动能力的座机。同时MiG-3的武器配置又较为贫弱，一门12.7mm别列津机枪与两挺7.62mmShKAS机枪在面对结构坚固且具备增压防护的德军高空侦察机时显得苍白无力。

1941年4月10日，31战斗机团（IAP PVO）的三名飞行员试图拦截一架在立陶宛考纳斯上空飞行、飞行高度为9000米的德国高空侦察机时，三架飞机均进入不可恢复的尾旋，飞行员被迫跳伞逃生，其中一人遇难。

而MiG-3的机体布局限制了其技术进化的上限。由于其原始设计紧凑且存在重心偏后的固有问题，MiG-3的机舱内部空间已无法容纳庞大的新型多级增压器、气密压力仓以及更大口径的机炮系统。这种“先天不足”意味着，如果苏联航空工业想要真正实现从“勉强爬升”到“高空统治”的跨越，就不能仅仅依靠在MiG-3的基础上的小修小补。必须推倒重来，研发一个像I-220系列（代号“A”）这样拥有更大容积、全金属结构以及更强动力承载能力的全新平台，才能从根本上解决“心脏病”与“火力不足”的顽疾。这不仅是一架试图飞得更高的飞机，更是苏联航空工业在活塞时代试图冲破技术天花板的一次巅峰突击。

对平流层的进军

在1941-1943年间，MiG-3进行了多次改进，主要集中于动力系统方面，如MiG-3—AM-37/MiG-7^注1^（仅生产一架，因为AM-37发动机于1941年停产）、MiG-9^注2^—M-82/MiG-3—M-82（测试失败），I-211（换装Ash-82FN发动机，机身重新设计；测试取得优异成绩但因为La-5也使用该发动机导致仅生产两架样机）；除上述外还有诸多基于MiG-3的改型与原型机，此处不一一列举。

注1：关于MiG-7究竟代指哪架有争议，有认为指换装AM-37发动机的MiG-3，也有认为指后文会提到的I-222

注2：第一个以此命名的

为了进一步提升米格战机的速度和升限，后续的尝试中必须增加机翼面积，并使用配备增压器的更强劲发动机。原型机的尺寸和重量也随之增加。为应对平流层极低的温度与气压，I-220开始摆脱早期苏制战机大量使用木材和织物的传统，转向更为现代的全金属半硬壳结构。更具跨时代意义的是，该系列开始实验性地引入气密座舱技术。

I-220（”A”）

I-220飞机

I-220的翼面积达到20.38m²，比MiG-3多了3m²。1942年末生产了两架原型机，分别配置AM-38F和AM-39发动机，该机创新点包括机翼内的隧道式水冷散热器、柔性油箱和杠杆式轮架。同时I-220放弃了MiG-3羸弱的机枪组合，转而采用了激进的四门ShVAK机炮，该武器配置在苏联研发历史上首次被提出并化为现实，其中两门过于过载式（易于拆卸），机炮采用废气能量驱动。在此基础上

第一架原型机（配备AM-38F，然后是AM-39）于1944年1月进行了测试，在地面上达到了572km/h的速度，在2600米的高度达到了622km/h的速度。A. P. Yakimov、’I.I. Shelest 等人驾驶了它。该机仅安装两门机炮，而非后续测试的四门，备弹300发。第二架原型机（搭载AM-39发动机）于1943年7月至8月进行了工厂测试，并于1944年6月14日至24日开始进行国家测试，但由于发动机故障而中止。该机在海平面达到的速度为571km/h，在2700米高度达到614km/h，在7800米高度达到697km/h。总的来说，配备低空AM-38F发动机（更适合攻击机而不是战斗机）的米格战机并没有什么优势，但配备AM-39发动机后，优势就显现出来了。

I-221(“2A”)

I-220(“2A”)飞机示意图

注：此处原始资料配字即为I-220（2A）且放在I-221项目下，但翼展又为11m，与后文描述不符，笔者感觉是I-220的可能性更大。

I-221（“2A”）型飞机配备AM-39A发动机和两台TK-2B涡轮增压器。该机性能良好，增压压力保持恒定，直至飞行高度超过13000米。从外观上看，这架飞机与I-220相同，但翼展增加到13米。为了给增压座舱供气，在其下方安装了一个宽大的空对空散热器，并通过顺序循环与通风系统相连。飞行员P·A·茹拉夫列夫于1943年12月2日进行了首飞。然而，由于一次事故，工厂测试从未完成。

I-222(“3A”)

I-222(“3A”)飞机

I-222（3A）是一款高空平流层战斗截击机，配备一台AM-39B-1发动机和一个由发动机左侧排气歧管驱动的TK-300B单涡轮增压器。喷气发动机的排气管位于右侧。其起飞功率为1860马力，在6500m高度为1620马力，在13200m高度为1430马力。飞机重量为1043kg，涡轮增压器重量为85kg，螺旋桨为AV-9L-26四叶螺旋桨，重量190kg。

机翼面积为22.44m²，翼尖采用NACA 230-14-10翼型，展弦比为7.5。平尾面积为3.34m²，垂尾面积为2.01m²。总体而言，设计团队竭尽全力提升飞机的飞行高度，发动机配备了独立的离心式增压器（PSC）、涡轮增压器和高空螺旋桨。

这绝非一架仅用于破纪录的飞机，而是一架具备完全作战能力的战斗机。它装备了两门20毫米ShVAK机炮，飞行员座椅配有防弹靠背，并且采用了通风式密封座舱（这在米格飞机上尚属首创），座舱盖内的前部和后部均装有防弹玻璃。

机身采取混合结构，机翼外段和机身尾部为木制，与MiG-3相同。机身最大横截面积（不含座舱盖）为1.0 m²，含座舱盖为1.14 m²。起落架轮距为3652 mm，主轮尺寸650 × 200 mm，尾轮尺寸350 × 125 mm，且为可收放式。水冷散热器和油冷散热器安装在机翼内的管道中。与I-221型不同的是，空气-空气散热器从驾驶舱下方移到了前方发动机的下方。燃油箱为软式油箱。

动力装置组（VMG）重 1845 公斤，其中包括：发动机支架 — 30 公斤，带水的散热器 — 128 公斤，空气-空气散热器 — 80 公斤，带油的油冷散热器 — 65 公斤，机翼前缘油箱 — 10.5 公斤，水管 — 12 公斤，集流管 — 23 公斤。

该飞机于4月底出厂，首飞于1944年5月7日进行。在测试中，其在6700米高度达到了682km/h的速度，在12500米高度达到了691km/h的速度，实用升限达到14500米 —— 无论是高度还是高空飞行速度，这在当时的战斗机中都是创纪录的。着陆速度为169km/h。

I-224(“4A”)

I-224(“4A”)飞机

I-224 (“4A”)是 I-222 (3A) 的改进型，配备了增强型的 AM-39B 发动机和一个具有相同用途、几何形状、尺寸和结构的 TK-2B (TK-300B) 涡轮增压器。螺旋桨为四叶，叶片非常宽；空气-空气散热器（中冷器）得到了加大和改进。 武器装备依然为两门ShVAK机炮。从外观上看，它与 “3A” 区别不大。在 1944 年秋季的工厂测试中，该机达到了14,100m的高度。但未达到 1400 公里的设计航程。

I-225(“5A”)

I-225一号机

I-225二号机

I-225 (“5A”)是 I-220 的改进型，保留了其几何尺寸和 20.38m²的机翼面积，但换装了起飞功率为 2000 马力 的 AM-42B 发动机，并配备一个 TK-300B 涡轮增压器。 武器装备4 门 ShVAK 机炮。 首飞于 1944 年 7 月 21 日 由飞行员 A. P. Yakimov 完成。 根据计算，该机在战斗模式下的发动机工作状态下，在 8520 米高度的速度应为 729 公里/小时；在额定模式下，在 8850 米高度的速度应为 721 公里/小时。 在 8 月 7 日的飞行测试中，I-225 在额定模式下于 7800 米高度表现出了 704 公里/小时 的速度，接近该高度的计算值。 1944 年 8 月 9 日，在第 15 次飞行中发生事故，飞机损毁。 第二架原型机配备了 AM-42FB 发动机和 TK-300B 增压器，于 1945 年 3 月 14 日开始测试。与第一架相比，这架飞机的视野得到了一些改善。I-225直到1945年3月14日才开始飞行测试计划。此时战争结局已定，对高空战斗机的需求不再迫切。此外，作战行动也已转移到苏联境外。同时在测试过程中，发现发动机存在多项重大缺陷，因此，该型飞机最终未能投入生产。

I-220和I-224主要是高空追击型拦截机。而I-225是一种更通用的型号。

因此，整个”A”系列战斗机家族，通过从一个型号到另一个型号的有计划发展，在向涡轮喷气发动机（TRD）战斗机出现之前的过渡阶段，提供了创纪录的性能指标；而这一过渡阶段的代表作便是配备了混合动力装置的 I-250 (“N”) 飞机,不过此处先暂且不提。

如果对I-220,I-221,I-222,I-224,I-225的设计研发史有更浓厚的兴趣，详细测试试飞过程可以移步www.airwar.ru搜索查看，那边写的十分详实

技术数据

I-220至I-225一系列飞机的部分参数对比罗列于下表中。(部分数据如空重/起飞重量等不同资料数据不同，此处采取其中一种)

技术指标	I-220（A）	I-221(2A)	I-222(3A)	I-224(4A)	I-225(5A)
翼展/m	11.00	13.00	13.00	13.00	11.00
长度/m	9.50	9.50	9.60	9.60	9.50
高度/m	3.66	3.66	3.26	3.66	3.66
翼面积/m2	20.38	22.44	22.44	22.44	20.38
空重/kg	3014/3092	3179	3167	3070	3222
负重/kg	3575/3674	3888	3790	3745	3912
发动机型号	1 AM-38F/AM-39	1 AM39+2 TK-2B	1 AM-39B+TK300B	1 AM-39B+TK-300B	1 AM-42FB+TK-300B
功率	AM-38F: 1500/1700; AM-39：1500/1870hp; AM-39A: 1400/1650hp; AM-39B: 1860hp at takeoff/1620hp at 6500m/1430hp at 13200m ; AM-42FB: 1750/2000hp
最高速度 km/h (地面)	572/571	600	\	601	no.1 618 no.2 560
最高速度 km/h (高空)	622（AM-38F,2000m） 614（AM-39,2700m） 697(AM-39,7800m)	689(7000m)	682（6700m） 691(12500m)	693（13000m）	no.1 704（7800m） no.2 726(10000m)
最大爬升率 m/min	1120（*译注：应该对应AM-39发动机*）	1087	909	1250	1250
实用升限	9500/11000	11000	14500	14100	12600
实际续航里程/km	730/660	1000	1000	1400*未实现*	1300
爬升至5000m耗时/min	4.6/4.5	4.6	4.6	4.8	4.5
翼载荷 kg/m2	176/179	170	169	167	192
功率负载 kg/hp	2.1/2.03	2.45	2.44	2.62	1.95
火力配置	4×20mm ShVAK 备弹：4×150	2×20mm ShVAK 备弹：2×100 亦有称配置为4×20mm ShVAK	2×20mm ShVAK 备弹：2×100	2×20mm ShVAK 备弹：2×100	no.1 4×20mm ShVAK 备弹：4×100 no.2 4×20mm SSh-2 备弹：4×100

一些设计图纸和模型制作建议

由于目前市面上并没有找到”A”系列套件，故下列设计图纸可能对于3D建模的意义更大一点。

“A”系列飞机侧面对比

机头细节对比

A系列整体十分相似，I-221由I-220改造而来，在保持主外观不变的情况下拉长机翼；I-222基于I-221设计改造；I-224基于I-222设计（笔者注：亦有说是平行设计的，但是从外形特征看倾向于是传承设计）；I-225又返回基于I-220设计。基于上述事实，认为”A”系列飞机的机体大致外形特征相同，可以采用同一机身，但需要对诸如散热器、座舱舱盖、机头刻线加钉等进行调整；机翼I-220和I-225可采用同一机翼，I-221、I-222、I-224采用另一套机翼。需要注意的是，桨叶也有所区别。

详细三视图将在下方罗列：

从左上至右下依次为：I-220第一架原型机，I-220第二架原型机，I-221，I-222，I-224，I-225（如有I-222的同系列线稿图或者出处来源欢迎联系补充，实在是没找到同系列的）

关于加钉方面，私以为可以参考I-224钉线图。

I-224钉线图

上面两幅图给出了详细的机翼和起落架盖板刻线加钉，这些可以结合之前给出的俯视图叠图补充机翼细节；其余型号机头、座舱盖刻线与加钉细节在前文中均已给出。但是十分遗憾的是机腹加钉目前我并未找到有图纸给出详细的示意，如有知晓者也欢迎联系补充。