APP下载

末日猎鹰:最后的纳粹猛禽(3)借尸还魂的Me 209II/Bf 109L

2014-02-26云中子

航空世界 2014年1期
关键词:米特机翼高空

云中子

在经历了Bf 109TL这个意外插曲后,Bf 109辅线发展脉络又一次回到了活塞动力上来。这次却是一个借尸还魂之作,甚至于连型号也被改称为Me 209II。之所以称其为“借尸还魂之作”,是因为这架飞机的编号似乎是1938年那架引人注目的创纪录机Me 209的后继型号,但事实上Me 209II与Me 209之间却毫无瓜葛。前者是Bf 109的正宗血脉延续,而后者则是一架没有实用价值的试验机。

Me 209是梅塞施米特公司,在战前为创造飞行速度世界纪录而专门设计的竞速试验机,与Bf 109系列在设计上并没有任何传承性,属于全新设计。不过德国航空部在其中看到了潜在的军事用途,于是对梅塞施米特公司进行资金上的鼎力支持。

就这样,装备额定功率1175马力(876千瓦)DB 601M发动机的Me 209V1原型机很快于1938年8月1日进行了首飞。然而结果却令人失望,试飞中Me 209V1飞行品质恶劣,试飞员在报告中居然一口气指出了该机存在的17处设计、制造缺陷。随后,经过了大量修改的Me 209V2于1938年12月21日出厂,并开始正式承担创纪录飞行任务。但不幸的是,该机在1939年4月因着陆事故坠毁前,仅仅飞出了705千米/小时的闭合航线平均航速。

而在此之前的1939年3月30日,一架He 100V8原型机却在试飞中达到了746.6千米/小时的最高速度,一举打破了国际航空联合会原来正式承认的平飞速度世界纪录。巧合的是,这个挑战者所装配的发动机竟然与专为竞速而建造的Me 209完全相同,而速度却比Me 209V2足足快了40千米/小时。可以说,He 100V8取得的成就是亨克尔公司在开发中倾注了所有的心血,把其长久以来所累积的空气动力学知识设全部运用到了该机设计中的结果,但同时却也令梅塞施米特博士大失颜面。

在He 100V8的刺激之下,梅塞施米特博士开始对唯一的那架Me 209V 1进行精心修改,特别是在动力装置方面。梅塞施米特博士为Me 209V 1选择了DB 601A发动机的一种特殊改型——DB601ARJ。该发动机是戴姆勒·奔驰公司为了冲击世界飞行速度纪录,特别为梅塞施密特的Me 209制造的。通过向发动机的涡轮增压器注入强氧化剂(后来这种强化喷射装置被正式称为MW 50),使发动机在瞬间爆发出2300马力(11691千瓦)的惊人力量,而最大持续输出功率也可达1800马力(1323千瓦)。不过DB 601ARJ 寿命极短,散热困难,与Me 209一样并没有什么实用价值。但也正是在DB 601ARJ的驱动下,1939年4月26日,Me 209V1创造了3千米直线航线海平面平均平飞速度755.138千米/小时的飞行速度世界纪录,打破了老对手亨克尔公司的He 100在仅仅27天前创下的纪录,并将这一纪录保持了30年。

随后,戈培尔博士控制下的纳粹德国宣传机器开足马力对这一成就大肆宣传,并在新闻中将Me 209称为Me 109R以混淆视听,企图造成是一种德国空军制式战斗机缔造了这一纪录的错觉。此后,梅塞施米特博士又相继制造了Me 209V3/V4 2架原型机,其中Me 209V4是打算作为制式战斗机进行批生产的武装型号,除了安装有2挺MG 17机枪及1门MG FF 20毫米机炮外,还将机翼翼展延长了1.2米,以降低翼载,提高机动性。1939年5月12日,被寄予了厚望的Me 209V4飞上了天空。然而,随着试飞的深入,德国航空部逐渐认识到竞速机出身的Me 209V4由于航程太短、可维护性差、制造工序复杂及成本高昂等缺陷,并不合适作为制式战斗机服役,于是终止了该项目的进一步发展。

Me 209II的来龙去脉其实既简单又复杂:眼睁睁看着Ta 152轻易抢走本应属于自己的订单,这种事显然不符合梅塞施米特博士的性格。于是在Me 209II这个编号下,此前被德国航空部抛弃的Bf 109H又一次复活了。当然,这个Me 209II既与战前那架速度快得令人有些目瞪口呆的Me 209没有什么血缘关系,也不是Bf 109H的简单重复,而是梅塞施米特博士倾注了很大的心血对Bf 109H的重构。

同Bf 109H-1一样,重新打鼓另开张的Me 209II依然从Bf 109G-5身上继承了将近65%的部件,其机身可以分成前、后、尾三部分。前部包括发动机支架、发动机防火墙和驾驶舱。发动机防火墙呈梯形,但并没有将发动机和驾驶舱完全分隔开,而是为了容纳一些辅助部件不得不在防火墙上开口,使之能延伸到驾驶舱。在驾驶舱地板的下面是工字形主梁,由一根硬铝板和两根横梁铆接而成。硬铝于1909年由德国的杜拉公司研制,所以也称为杜拉铝,它是由纯铝掺入少量铜、镁、锰等制成的轻质高硬度合金,最初用于“齐柏林”飞艇上,之后用在容克公司的飞机上,由于不能焊接,所以只能通过铆接的方式连接。

考虑到Bf 109H正是因为发动机的羸弱导致在性能上与Ta 152拉下了不小的差距,才最终让对手钻了空子。于是为了避免煮熟的鸭子又飞走的事情再次上演,梅塞施米特博士为Me 209II精心挑选了带有2级2速涡轮增压器的DB 603A发动机作为其强有力的心脏。该发动机在4000米高度持续输出功率达1610马力(1183千瓦),也不再单靠GM-1这种“强心针”在高空苦苦支撑了。由于DB 603A连同增压器的总重达到了950千克,体积与重量几乎比DB 605E-1超出三分之一,梅塞施米特博士还挖空心思的为之设计了一个环状散热器,这使Me 209II的气动外形依然保持了紧凑洗练的一贯风格。endprint

然而,发动机只是Me 209II相对Bf 109H所作的改进之一。事实上,梅塞施米特博士几乎打算将一架高空重火力截击机所需要的一切都塞入Me 209II那狭窄的机体内——从西门子公司的K23自动驾驶仪、FuG125无线电导航着陆装置、电热防雾防弹玻璃,到RKS12自动驾驶仪、FuG125无线电导航着陆装置等。这使Me 209II成为了Bf 109系列有史以来最完备的型号之一。

作为一架重新设计的Bf 109H,机翼与起落架设计是Me 209II的另一亮点。Me 209II的主翼以单根翼梁为承力中心,但为了给主轮腾出空间,这根翼梁并不在机翼最厚的地方,而是在机翼的 45% 弦长处。翼梁与上翼面铆接在一起,并由相对较少的翼肋和桁条加固。下翼面则由若干可以轻易拆卸的翼板组成,并在中部开有一个很大的舱口,以容纳起落架和散热器。主翼通过 3个连接点与机身相连接,2个在主梁突出部的两侧,另一个在机翼前部,主要用来传递扭转载荷。

这些设计使得机翼的制造过程十分简单,而且大幅降低了重量,但却牺牲了结构强度。所以在试飞中发现Me 209II在高速机动时,副翼的偏转会使机翼变形,这不但影响了操纵效率,而且使滚转速率降低。一个不为人知的细节是,由于垂尾和水平安定面的面积很小,所以Me 209II采用了非对称的机翼曲面用以抵消螺旋桨扭矩。

此外,梅塞施米特博士在将翼展加大到15.1米的同时,还为Me 209II在两翼各增设了3个燃料箱,其中左翼内侧70升燃料箱装载MW50用的水/甲醇混合液,右翼的3个和左翼外侧的2个都是燃料。这样就可以使Me 209II同时携带GM1的一氧化二氮85升和MW50的水甲醛混合液70升,以便靠这两个辅助装备达到让发动机高低通吃的目的。不过,虽然这个设计确实是非常别出心裁,但也可以看出德国航空发动机工业在涡轮增压器上发展失误与技术储备不足所造成的影响是如此的严重。

至于Me 209II的起落架设计虽然继承了Bf 109H将起落架支柱承力于机翼中段主梁的作法,但却一改Bf 109系列的向外收起的风格,这使Me 209II的起落架间距扩大到了前所未有的5.6米。再加上带有前后缘襟翼的大翼展所带来的低进场速度,这使Me 209II成为了当时起降性能最佳的单座战斗机之一。至于Me 209II的尾翼结构则很标准,垂尾和水平安定面是全金属结构的,方向舵和升降舵采用的是由冲压合金翼肋组成的轻型框架结构,布质蒙皮。

1943年11月3日,Me 209V5也就是首架Me 209IIV1原型机(军用注册号SP+LJ)顺利地飞上了天空。不过在第二次试飞中,飞行员发现专为高空作战而设计的Me 209V5在设计上出了大纰漏:设计在外翼上的MW50&GM-1燃料箱爬上9000米高空后会冻结,结果该机无法该高度上使用MW50&GM-1维持功率。计划中出色的高空性能顿时变成废物点心,于是只得返回工厂为MW50&GM-1燃料箱安装加热设备。在此后的试飞中,修改后的Me 209V5表现开始一如预计中那般抢眼——最大升限达到了13500米,最大平飞速度则达到了701千米/小时(4000米高度)。在1943年11月27日,Me 209II还换装了更为强悍的DB 603G发动机。该发动机可以在6000米高度维持1680马力(1235千瓦)的最大持续功率30分钟,这使Me 209II的试飞成绩得到了进一步提升。

但当梅塞施米特博士自信满满地认为Me 209II定会被批准投入批生产时,德国航空部却提出,鉴于DB 603G生产库存不足,要求梅塞施米特为Me 209II尝试改装容克斯的Jumo 213发动机。与DB 603系列相比,德国航空部更加青眯于结构相对简单、成本低廉的Jumo 213系列,并企图将德国活塞式战斗机的动力向该型号统一。当然,Jumo 213系列的性能也的确出色。即便是使用87号辛烷值的低标号合成汽油,Jumo 213E-1的最大起飞功率还可以达到1750马力(1286千瓦)。而使用MW50后更可以在低空维持2050马力(1507千瓦)的最大输出功率约30分钟。

虽然对德国航空部的要求多少有点恼火,但梅塞施米特博士还是很快在一架Bf 109F-1上测试了Jumo 213及与之配套的新型前置环状散热器。并依据试验结果,于1943年12月底开始建造装备Jumo 213发动机的第二架Me 209II原型机——Me 209V6(Me 209IIV-2)。这架飞机是按照预生产型标准建造的,在每侧机翼上分别装有一门MK 108与一门MG 131,以求兼顾火力性能上的威力与射速。1944年3月,Me 209V6(Me 209IIV-2)开始试飞。然而不幸的是,使用同一型号发动机的Fw 190D-9“多拉”也同样处于测试阶段。虽然在绝大多数性能指标上两个竞争对手完全是仲伯之间,但后者却在速度上比Me 209V6领先了约12千米/小时,这自然使德国航空部的橄榄枝又一次摇向了福克·沃尔夫。

失落之余,梅塞施米特博士只得将Me 209V6的编号改回了其原本的真名实性——Bf 109L,以求整个项目能够在Bf109这个响亮的金字招牌下继续生存下去,他日再觅时机东山再起。虽然随着时间的推移,Bf 109的基本设计日趋落伍,但对于战时的德国空军而言,由于不可能让规模庞大的生产线一下子转产其他全新型号,所以Bf 109仍是像面包与水一样不可或缺的必需品。

尽管Bf 109L只是一个存在于纸面上的型号,但这个伏笔却为Me P.1091的最终出场作了一个很好的铺垫。不过,Me P.1091的历史要远远早于Bf 109H这种临时抱佛脚的应急产物。几乎是在1942年初,受东线空战中遭遇的世界上第一种真正意义上专门设计的高空截击机——苏联米格-3战斗机的启发,梅塞施米特博士敏锐的意识到德国空军早晚也会需要类似的东西。endprint

作为米格-1的改进型,米格-3在1940 年 10 月 29 日首飞,很快便成为二战初期苏联空军的主力战斗机之一。“巴巴罗萨”作战时米格-3已经列装了1200 架以上,几乎占现装备的新一代战斗机的一半。作为事实上伊-16的血脉传承,米格-3的操控性能有所改善,但依然十分暴烈,纵向稳定性不佳,操纵性灵敏得一塌糊涂。当然,反过来也可以说机动性很好,就看从哪个角度去理解了。如果在优秀飞行员的手里用于对付预定中的理想目标——德国高空侦察机,米格-3的出色表现会闪光得令人眩晕。

在东线战争爆发之前,德国空军已经开始对苏联境内进行侦察飞行。德国空军认为其容克86P侦察机可以在苏联战斗机的升限之上安全飞行。当一架容克 86P在苏联境内失踪的时候,德国空军依然盲目乐观地认为这只是机械故障导致失事。当更多的容克86P消失后,德国空军终于不情愿地意识到,它们是被打下来的。事实上,最后一架容克 86P是被米格-3迫降的。迫降后,德国飞行员只来得及破坏机上的侦察照相机,但至此苏联最新的米格-3战斗机可以上升到 12000 米高空作战的惊人事实也终于传到了德国。可想而知,当这样的事情传到梅塞施米特博士耳中时会产生何等的震撼效果,不久后在他的绘图板上出现了与米格-1/-3类似的东西也就不难想象了。

不过需要指出的是,当时梅塞施米特博士脑海中存在的,并不是那种可以在1万米的高空将盟军4发重型轰炸机几炮轰掉的凶悍猛禽,而是用来在差不多高度上驱逐敌人侦察机的特别战斗机,即同伊-200的设计意图完全一致。这其中的原因很简单,此时的德国无论是在空中还是地面似乎都稳操胜券。但也正因为如此,梅塞施米特博士虽然很早便有了制造一种高空型Bf 109的想法,甚至还为其赋予了Me P.1091的公司内部项目编号,不过整个项目在实质上却进展甚微,可以说是一个仅仅存在于概念中的项目。毕竟很少有人会为了赶走几只讨厌却又无关痛痒的蚊子而真正下大力气。

在1942年春,作为对米格-1/-3的回应,梅塞施米特博士开始设计Me P.1091。按照的博士基本设想,Me P.1091项目将是一架根据Bf 109ST舰载战斗机的基本设计、进一步拉伸机身与翼展后的Bf 109。为了应付加大翼展后可能出现的剪切破坏,Me P.1091(Me 155A)的翼根段被制造得异常坚固。所谓剪切破坏,顾名思义就是一上一下的力把构件剪断。飞机重落地时,机体重量(向下)与起落架接地受到的冲击力(向上)齐齐地沿起落架座对机翼施加剪切力。主翼与机身结合的连接销如果不够坚固,这个剪切力很可能将销子剪断。这时机翼与机身分家,机身很快坠地;机翼比较轻,大概还要好几秒才触地。由于剪切破坏一般都发生在两边机翼接合处,所以机翼翼根处应力大的地方都要特别加强。为了抵抗大翼展产生的弯矩,梅塞施米特设法加大了大梁的横截面积,并使上下大梁的距离增加。Me P.1091以戴姆勒·奔驰DB 605B发动机为动力,装备3门MG 151 20毫米机炮。但此时该项目可以说还相当粗糙,在最初的热情过去之后,梅塞施米特便将这个并没有多少现实需求的项目抛诸脑后不再理睬。

然而,仅仅一年之后,战局的发展便超出了梅塞施米特博士的预料。随着盟军的战略轰炸开始对第三帝国造成实质性威胁,真正拥有高空拦截能力的重火力战斗机就不再是可有可无的奢侈品,而是实实在在的迫切需求了。德国空军急需Me P.1091这样的东西从纸面变为现实。但尴尬的是,到了1943年春Me P.1091仍然只是一个空壳式的项目,完全没有任何进展,反倒是作为应急项目的Bf 109H却进展顺利,已经进入了原型机建造阶段。更令人没想到的是,此后这个临时设计居然还被不断完善,进而演化出了更为完备的Me 209II(Bf 109L)。于是事情很自然地变成了下面的情形:抱着争夺德国航空部高空截击战斗机订单的最后一线希望,梅塞施米特博士决定利用在Bf 109H与Me 209II项目中取得的成果充填Me P.1091这个空壳,以旧瓶装新酒的方式在竞争中同Ta 152作一次真正的较量。(未完待续)

链接1:伊-200

虽然伊-200名义上是米高扬和格列维奇的作品,但她的实际缔造者却是战斗机之王波利卡尔波夫。波利卡波夫从一开始就为伊-200 制定了“最小的机身、最大的发动机”的原则。所以后来的米格-1/-3 简直就像插上翅膀的发动机,一切都为了速度和高度。在1940年5 月31 日一次性通过国家验收后,伊-200以米格-1的正式编号投入了生产。尽管生产型的最大速度比伊-200原型机稍低,但也达到了 630 千米/小时,比当时先进的英国 “喷火” Mk5的604千米/小时和德国梅塞施米特Bf 109E的560千米/小时都快得多,在12000米高度的有效作战能力更不是前二者可能比拟的。可惜苏联空军没能很好的领会伊-200的设计意图,在大多数情况下将其作为普通的前线战斗机使用,而不是用作高空截击,以至该机在服役后广受恶评。但另一方面,在苏联人手中并没有成功使用的这种高空高速截击机,却给德国人、尤其是梅塞施米特博士留下了深刻印像,以至于Me P.1091项目的出现都多少带有些不服气的味道。

链接2:Bf 109T/ST

1938年7月,为了给正在建造中的“齐柏林伯爵号”航空母舰提供一款性能优秀的舰载战斗机,德国航空部指示巴伐利亚飞机公司以Bf 109E为基础进行适合舰载使用的改进,这便是Bf 109T的由来。与 Bf 109E相比,Bf 109T将翼展由9.80米延伸到了11.08米,并加大前缘缝翼与后缘襟翼的行程以提高起降性能;对主翼梁进行修改,以便机翼可以在舰上停放时进行折叠,节省宝贵的机库空间;对体机主框架结构的17处位置(包括起落架)进行结构强化,以适应大大高于陆上使用环境的着舰冲击,同时安装舰载机特有的必需品——尾钩。

1939年冬,菲斯勒公司受命按照巴伐利亚飞机公司的设计将10架Bf 109E-1改装为Bf 109T-0用于飞行试验。此后,生产型Bf 109T-1开始投产。Bf 109T-1装备DB 601N发动机及ECT 250火箭助推器,而Bf 109T-0装备的是DB 601A发动机。在“齐柏林伯爵”号航空母舰的建造被终止前,Bf 109T-1共完成了60架。后来,这批飞机被拆除了舰载机专用设备后改称为Bf 109T-2,并于1941年春被转交给I/JG 77以及IV/JG 5作为普通的陆基战斗机使用。直至1944年底,仍有大约20架Bf 109T-2在服役。

至于Bf 109ST,则是在1939年底,为了进一步提高Bf 109T的舰上起降性能而出现的一种改进设计。主要改进为将翼展伸长1.5米;换装带有废气涡轮增压器的DB 628液冷发动机;将起落架支柱承力于机翼内侧约1/3处以扩大轮距;相对于Bf 109T采用弹簧固定式的收放尾轮,Bf 109ST的尾轮被干脆锁死在放下的位置。不过,虽然Bf 109ST的本意是改善Bf 109T的舰上起降性能,但再次延伸后已经达12.58米的翼展显然对提高高空性能同样有利。这也是为什么Me P.1091要以Bf 109ST为基础的原因。尽管Bf 109ST本身仅仅停留在绘图板阶段。Bf 109ST的详细设计在1942年10月完成,但由于种种原因(主要是要集中力量生产更多的潜水艇),“齐柏林伯爵”号航空母舰的下水将推迟到两年后(最后被完全终止了),Bf 109ST项目被暂时搁置。由于已花费了大量人力和物力,梅塞施米特博士并未将Bf 109ST项目完全放弃。1942年11月,根据空军需要一种高速单座轰炸机的要求,将Bf 109ST被改为可携带一枚1000千克级别的SC1000炸弹对目标进行精确轰炸的高速轰炸机——Bf 109STA。甚至于超重型的BT 1400鱼雷或SD 1400穿甲弹也被要求能够承载,但遗憾的是该方案未能被德国航空部采纳。endprint

猜你喜欢

米特机翼高空
高空走绳
复古双翼飞机
高空缆车
不要高空抛物!
高空莫抛物
机翼下壁板裂纹扩展分析
机翼下壁板裂纹扩展分析
米特与地图精灵
夫妻同心一起“疯”,一叶孤舟开启“冒险”STYLE
土耳其地下城保卫战