图波列夫的尝试：ANT-I/II/III/IV

从1921到1923年间，KOMPAS完成了大量自动雪撬的设计。例如N.R.布瑞宁与A.S.库金等人设计的ARBES I/II便非常具有代表性，这两个型号实际上是此前KB自动雪撬的改进型号。不过，在大量五花八门的设计中，最值得一提的则是A.N.图波列夫（A.N.Tupolev）设计的ANT-I/II。事实上，这位航空巨匠在雪撬设计上的造诣毫不逊色。

到了1923年初，众星云集的KOMPAS宣告解散，其角色转由NAMI（红旗汽车与摩托车科学研究中心）与TsAGI（中央空气流体动力学研究院）两个机构承担。这实际上意味着，从此苏联军用自动雪撬开始朝两个方向发展：NAMI继续坚持研制木制结构的自动雪撬，而图波列夫领导的TsAGI则相信与飞机一样，全金属结构才是这种航空衍生品的唯一正确出路。

事实上，图波列夫的“自负”是有其道理的。当时世界航空工业在技术上取得了一些突破，而身为一流飞机设计师的图波列夫自然对此感触颇多。在这些突破性进展中，杜拉铝的意义是最为深远的，这种材料真正开启了航空史的全金属时代，并使其恩泽惠及航空工业的周边。具体来讲，所谓杜拉铝是一种由纯铝掺入少量铜、镁、锰等制成的轻质高硬度合金（以当时的标准），由1909年德国的杜拉公司研制，所以也称为杜拉铝（DURALUMIN）。这种材料最初用于齐柏林飞艇上，之后用在容克公司的飞机上，同时也作为技术专利向多个国家转让。

而随着1922年4月16日下午6点30分，《拉巴洛条约》的签订，长达20余年的苏德秘密合作时代拉开了序幕，魏玛政府统治下的德国开始向苏俄提供成套武器制造生产线，帮助苏俄红军建立现代化参谋指挥和训练体制，苏俄则向德国开放基地和工厂，德国能够在那里不受干扰地训练装甲兵、飞行员及其他军事人员，研制凡尔赛和约严禁的武器。这其中，自然少不了德国先进航空技术的转让。

1923年，德国容克斯公司来苏联设置了分厂，图波列夫作为苏联方面的主任设计师主要参与负责了A-20、H-21及H-22等三种先进的全金属战斗机的仿制生产，并使用德国进口部件组装F-13客机。图波列夫在这一过程中受益非浅，除了接触到德国先进的航空设计思想外，也全面掌握了杜拉铝的材料工程特性，并意识到全金属飞机时代来临了（《拉巴洛条约》全称是《德国和苏维埃俄罗斯社会主义共和国协定》），苏联航空工业终于有了转机。除了双方恢复外交关系，在最惠国待遇原则下发展双边贸易和经济关系，双方放弃赔款和财产等内容外，《拉巴洛条约》条约里的秘密军事合作条款实际上才是其重中之重）。

波纹蒙皮上无数的细微凹槽顺飞行方向铺设时，不但大幅提高了机体表面强度，也使飞行阻力得到减小。而当凹槽走向与飞行方向相互垂直时，虽然机翼蒙皮可以有效抑制因升力引起的沿翼展方向的机翼上跷变形，但由此产生的飞行阻力可能令人难以接受。所以，波纹蒙皮无论用在机身上还是用在机翼上，几乎都采用顺气流铺设的做法。波纹蒙皮其实有点象我们铺房顶用的那种瓦楞板，在某些方向抗变形能力很强，有较好的强度，所以在当时的很多飞机型号上得到了成功应用。

就这样，在负责组装F-13客机的任务之余（F-13全部由杜拉铝部件构成），作为一项利用“业余”时间的产物，紧随ANT-II之后出现的ANT-III自动雪撬也就顺理成章地变为了全金属构造。这是一辆采用3点式滑撬设计的自动雪撬，由一台位于车体尾部的80马力“罗恩”星型活塞式航空发动机驱动一幅木制定距螺旋桨。整个车体与滑撬均由杜拉铝制造，并覆盖有一层波纹蒙皮。可惜的是，由于不能焊接，这些杜拉铝部件只能通过铆接的方式连接，结果ANT-III的整个车体强度在高速机动状态便自然打了一些折扣。

到了1924年，图波列夫的ANT自动雪撬家族成员又被大大的扩充了。先是出现了装备50马力“卡科”星型活塞航空引擎的ANT-III Bis，紧接着装100马力“金星”航空发动机的ANT-IV与装100马力菲亚特航空发动机的ANT-V又分别试验成功。不过，1924年对图波列夫的意义远不止如此。与图波列夫在地面上的这个ANT家族相比，正在酝酿中的那个能飞的巨型ANT家族可能更为引人注目：1925年11月26日，世界上最先进的全金属重型轰炸机ANT-IV凭借两台纳皮尔·莱恩（Napier Lion）（336KW）发动机将自己脚下的一双“雪橇”带离了地面，开始了第一次的处女飞行。

虽然当时在场的很多人并没有意识到，这次飞行拉开了航空史上图波列夫王朝的辉煌序幕。但恐怕更鲜为人知的是，这个王朝虽然有坚固翅膀，但其筋骨却是在地面锤打成型的。对于图波列夫此后的一连串全金属重型轰炸机而言，ANT-III/IV/V这些全金属自动雪撬扮演了材料试验平台的重要角色。

有趣的是，德国人认为图波列夫的这架飞机抄袭了容克斯公司G-233运输机的设计，容克斯公司据此还向苏联政府提出了专利侵权的诉讼，不过我们大家都知道苏联政府对于类似事件的一贯态度（即便确有其事），所以这个诉讼最终不了了之。

尽管ANT-III Bis/IV/V在设计上各有特色，不过最为成功的还是ANT-IV。这种型号在原型车阶段就经历了长时间的严酷测试，而且为了让产品变得更加熟起来，图波列夫又特别在接受国家测试前，组织TsAGI（中央空气流体动力学研究院）设计局附属实验工厂制造了一批预生产型，进行更为广泛的测试，其后才转交国家工厂投入批量生产。也正因为如此，ANT-IV的定型周期被拖得很长，6年后才正式交付政府交通部门。

具体说来，ANT-IV同ANT-III一样，采用了3点式滑撬构型（前面的单撬为转向撬）。整个车体结构，依次按照驾驶员、载员室（初期型可以容纳2人，后期扩大了载员室后，又增加了一个座位）及发动机支架的顺序被划分为三部分。

车体基本呈锐角三角型，开放式桁架结构，也就是通过将钢制承力梁与硬铝肋骨焊接成一系列三角形来获得强度和刚性，制成基本桁架结构，然后再覆盖一层0.5mm厚的杜拉铝制波纹蒙皮（桁架结构的优点是对制造中所需的工艺水准要求不高）。不过，仅仅0.5mm厚的铝制蒙皮，显然与西方某些资料认为ANT-IV是一种“装甲自动雪撬”的说法大相径廷，原因是这个厚度并不具备对普通步枪子弹或是炮弹破片的基本防护能力。事实上，真正意义上“装甲自动雪撬”的诞生要到十几年后了。

ANT-IV车首部分的驾驶舱采用开放式设计，驾驶员与机械师座椅被以并列的方式布置在这里，仅有一块风档玻璃为他们提供最基本的遮蔽（不过，在大多数时间，机械师都可以通过身后的舱门进入载员舱休息，但驾驶员由于职责所限就没这么好命了）。驾驶舱内的仪表板极为简单，不外乎发动机转速、油温、车速等廖廖几块仪表。至于操纵装置则类似于汽车与飞机的混合：转向与刹车采用了汽车式的方向盘与脚踏板，至于油门则由于引擎的原因，很自然地照搬了飞机上的节流阀杆（部分后期生产的ANT-IV将节流阀杆改为了脚踏式）。另一方面，由于不存在变速箱，也没有使用可变距螺旋桨，ANT-4自然也不需要离合器或是桨距调整杆那样的东西，所以整个雪撬在操纵上十分类似于一辆自动档汽车。

紧挨驾驶舱的载员室为全封闭结构，在车体前方及两侧设计有车窗。至于内部座椅则采用了前2后1的布置，乘客主要通过车体右侧的舱门进出。不过ANT-IV仅仅为乘客们提供了一具昏暗的照明灯作为车内设备，这一点只能用寒酸来形容了。发动机支架被安装在车体尾端外壁靠顶的位置，整个引擎全部暴露在外（包括螺旋桨、5个缸体、火花塞、排气管、空气预热器和化油器），但燃料箱、滑油箱、以及油泵则全部位于客舱内，并用一块档板将这些统统与乘客隔开。

相对于车体，滑撬部分的结构可能更令人感兴趣一些。这些相当于车轮的部件，同样由轻便而又坚固的杜拉铝材料制成。每一支完整的滑撬均由撬体以及支承结构两部分构成，同时撬体滑板底部进行了严格的抛光处理，以保证自动雪撬在高速行驶时的平稳性，并防止可能的侧倾。不过与许多人想像中不同的是，由于结构差异，ANT-IV的前后撬体并不能互换。

1930年，苏联政府利用10辆ANT-IV雪撬组成的车队，开通了一条由Cheboksar至Kanash的试验性定期邮政客运线路。这种新奇的交通工具一经投入使用，马上显示出了惊人的输送效率：对于Cheboksar至Kanash间这段仅仅85公里的路程而言，由于一年中的大部分时间为风雪所阻塞，此前使用马匹居然需要10-12.5小时才能走完全程，而图波列夫的自动雪撬则只需2.5小时既可。而在为期35天的运输试验中，10辆ANT-IV组成的车队在两地间总共运送了244名乘客以及超过1132公斤的邮件，整整相当于原先两地10个月的交通量。

两组数字间的显著差异，足以使人印像深刻。于是，更多的ANT-IV开始被用于塔吉克斯坦、鞑靼斯坦以及其他苏联边远共和国的交通运输。而在这一过程中，ANT-IV自身也得到了进一步改进，主要是用苏联“参考设计”的M-11“金星”发动机（5缸，星型气冷）代替了进口的英国货。

需要指出的是，苏联政府当时如此热衷于这项“纯”科学事业是有其原因的。在1920年代末到1930年代初，又一次掀起了两极探险的热潮，这一次的进军方式大都选择了空中。北极上空本来就是一片充满英雄主义气概的天空，再加上当时报纸与电台的大肆渲染，所以公众普遍将征服北极与浪漫传奇联系起来。越是这样，各国政府越是热情高涨，为了提高国际声望，为了获得公众支持，谁都力争在这场秘而不宣的竞赛中夺得头筹，一个英雄倍出的时代拉开了序幕。

除了“平淡”的民用运输任务外，极地探险活动显然是ANT-IV展示自身性能的一个更佳场合。在1932-1935年间，苏联政府组织的一系列规模庞大的北极探险行动中（主要集中在Novaya Zemlya到Tiksi Bay之间的区域），ANT-IV自动雪撬基本上全部参与其间。于是，人们每每在关于苏联极地探险队的纪录片中，看到苏联自动雪撬那随风雪飞扬的身姿，就不禁会一番感叹：在（人类）伟大的科技力量面前，大自然似乎的确渺小得可以……

苏联负责北极地区考察的最高机构“格拉沃瑟莫珀特”（Glavsevmorput）成立于1932年，它直接隶属于苏联人民事务最高委员会。一个经验丰富的北极探险队领导者（同时也是继马卡罗夫之后，俄国最有名望的海洋学家）—斯米特（Otto Yulyevich Shmidt）教授则被任命为这个机构的负责人。由于事关国家声望，苏联政府对“格拉沃瑟莫珀特”采取了鼎力支持的态度，斯米特教授的要求基本上是有求必应，无论是国内还是国外的先进设备、物资，只要一经提出，绝大多数都能够得到满足，哪怕是动用宝贵的黄金储备！这样一来，作为极地探险行动的理想装备，当时苏联最先进的雪上机动装备，包括ANT-IV在内的各种自动雪撬，入选斯米特（Otto Yulyevich Shmidt）教授法眼也就顺理成章了。

在1934年“格拉沃瑟莫珀特”对Chukotka地区（Chaunsk入口）的考察中，尽管气温低达零下40摄氏度，但探险队装备的2辆ANT-IV却经受住了这一严酷考验。根据考察行动结束后的记录统计，这两辆ANT-IV在载重700-1000公斤的情况下，仍以平均28km/h的速度，行驶了7585公里！

不过在ANT-IV参与的北极行动中，最值得一提的还要数对车里雅格斯基角（Chelyuskin）号破冰船的营救。1934年，斯米特试图使用轮船车里雅格斯基角号开辟一条由摩尔曼斯克到符拉迪沃斯托克的航线。不幸的是，该船在中途位于楚科奇海的位置被冰块围困并随后变为了一堆碎片，好在包括妇女儿童在内的所有乘客都被及时的转移到了一块巨大的浮冰上！一时间，这块后来以斯米特（Shmidt）名字命名的浮冰成了全世界关注的焦点，所有人都在日夜担心这支考察队的命运。

不过，更加精彩的还在后面，人们不久便为苏联飞行员的英勇行动所震憾：在这些苏联飞行员的努力下，车里雅格斯基角号的所有人员全部从小小的浮冰上脱险，无一伤亡。这次事件不仅让苏联飞行员声名大噪，出尽了风头，也让苏联政府感到脸面极有光彩。然而，鲜为人知的是，ANT-IV自动雪撬同样在营救中发挥了重要作用：在恶劣的气候条件下，20辆自动雪撬在行动中总共完成了超过500吨物资的运输任务，累计行程达7000公里，甚至可以说苏维埃雪撬手们的功绩丝毫不比飞行员们逊色。

当时报纸与广播里经常充斥着诸如此类的消息，全世界对此如痴如醉：1931年，一支国际探险队驾驶一艘德国齐柏林飞艇进行的北极点行动；1932年，苏联破冰船亚历山大·西比热雅科夫（Aleksandr Sibiryakov）号沿北海航线从临科拉湾到达白令海峡的世界上首次不间断的环北极圈航行；1928年意大利诺比利（Nobile）北极探险队遇险，经著名极地探险英雄阿蒙森等人在内的多方营救得以脱险，后搭乘卡拉森与玛丽金号（Krasin and Malygin）破冰船回国，然而阿蒙森却在驾机返回斯瓦尔巴德的途中坠毁牺牲……

面对全世界范围内的极地探险热潮，站在世界唯一红色政权的位置上，苏联政府对此自然不能无动于衷，作为显示社会主义制度于资本主义制度优越性的绝好机会，所有人都在期盼着苏联在此方面也能有所作为。此外，北极区域的地理位置决定了其对苏联的政治经济意义十分重大，所以如能对此区域进行开发，则除了荣誉外还有更为实际的一层含义。更何况，当时每一件与北极探险有关的事情都激起了社会各界的极大兴趣，作为普通人对日常乏味生活的一种调剂，苏联政府发现，通过这些探险活动所产生的刺激可以将人们的注意力从粮食危机的恐慌中部分转移出来（当时苏联农村实行的集体农庄制度产生了一些弊病，再加上2个5年计划中对重工业的倾向式不平衡发展，其后果之一就是1930年代初在一些地区发生了粮食危机）。

事实证明，几次成功的北极探险行动，不仅提升了苏联的国际声望，而且在文化与科学的交互方面与世界处于隔离状态的苏联知识阶层，也从北极探险这个窗口看到了进行国际协作的可能性，因而在“北极属于苏联”的口号下，苏联人民的凝聚力得到了加强。破冰船海员、极地飞行员、北极冬季站留守人员的英雄事迹；苏联飞行器创造的飞行纪录；独一无二的自动雪撬；对于探险灾难的救援；等等这一切都描绘了一幅苏联人民如何在人类共同的目标前团结一致的感人画面。

除了在史诗般的北极远征中大出风头外，1935年全苏支援陆海军协会主办的“穿越全苏自动雪撬与全地形车竞赛”，ANT-IV自动雪撬再次成为了耀眼的明星。在这场残酷的竞赛中，两辆以国产M-11引擎为动力的生产型ANT-IV，安全驶完了约3000公里的全程，表现出了极高的可靠性以及无与伦比的雪地通行性能。而更重要的是，这场竞赛使人们意识到：在某些环境下自动雪撬的作用是不可替代的！

虽然ANT-IV属于较早期的量产型号，但作为苏联第一种成功的量产型自动雪撬，这种型号的生命力却非常顽强，有些在苏联红军及民用部门中一直服役到1943年才被更新的型号所取代。其中，ANT-IV的救护型号—ANT-IVS被誉为装有螺旋桨的流动医院，无论是在和平时期、还是苏芬战争（主要是卡利累阿一线与北部战线）乃至后来的卫国战争中均发挥了难以言表的作用，作为一种特殊装备，极大鼓舞了红军的士气。