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德国秘密战斗机,喷气发动机篇-9(混合动力夜间战斗机)

作者:碗豆粉发布时间:2024-10-22

临时解决方案——延长续航时间

 

1941 年,I Gruppe/NJG 2 的容克斯 Ju 88C 和 Dornier Do 17Z 入侵者在对抗英国上空的皇家空军轰炸机司令部的飞机时表现出了极高的效率。然而,令人费解的是,德国空军在 1941 年 10 月根据“元首命令”放弃了这些远程夜间战斗机出击。从那时起,令英国人和后来的美国人松了一口气的是,缺乏此类任务仍然是德国空中防御的一个危险漏洞。

作为 1944 年中期开始制定的新型、更先进的夜间全天候战斗机计划的一部分,德国空军考虑到敌方轰炸机的速度,要求飞机本身兼具高最大速度和有效夜间作战所需的长续航能力。TLR 的飞机开发部门得出结论,只有混合动力机器才能满足这些要求,该机器同时配备活塞发动机和喷气发动机。技术部门规定飞行时间为 8,000 米(26,250 英尺)高度 5 小时 20 分钟。其中 20 分钟必须在活塞发动机全紧急增压和涡轮喷气发动机全油门的情况下维持。

这种飞机主要用于以下目的:作为远程夜间战斗机,在敌方轰炸机集结区与其交战。用于夜间巡逻,为进出轰炸机编队提供“护航”,并作为空中指挥和控制飞机,指挥德国空军自己的夜间战斗机部队。短程夜间战斗机的角色将被经过适当改装的高性能飞机所取代,例如 Ar234、Me 262 和 Do 335。1945 年 1 月,专用的远程夜间战斗机因“容量原因”被放弃,此后不久,1 月 27 日,技术部门发布了未来夜间战斗机的规格。

 

多尼尔 P.254(Do 435)1945 年 2 月

 


腓特烈港公司可能是德国最保守的飞机制造商,它在最后战争年代的所有项目都以速度极快、经过空气动力学验证的 Do335 活塞发动机战斗机为基础。多尼尔 P.254(Do 435)长航时夜间战斗机。这架飞机设计为既可用作夜间战斗机,又可用作驱逐机。1943 年 5 月,在 Do335 首次飞行之前,该公司就已经开始研究 P.232 项目,用于快速混合动力轰炸机。设计部门将活塞发动机与涡轮喷气发动机结合起来的目的是利用每个系统的优势:

为了仅使用活塞发动机就能以更高的巡航速度实现长距离飞行,在与敌人接触时通过切断涡轮喷气发动机来提供最高的战斗性能,尤其是减少起飞和降落的滑跑距离。道尼尔在 P.254 中回归了这一早期概念。新飞机被称为 Do 435(最初用于涵盖 Do335 高空 Zerstörer 版本的工作),其前机身与 Do335 类似。层流机翼的建造计划已经完成。起落架在所有方面都相同与 Do335 相比,多尼尔因此能够将开发风险和工具成本(如果签订了批量生产合同)控制在可接受的范围内。

尽管续航能力超强,但由于缺少第三名机组人员,该飞机并不真正适合远程夜间战斗机的角色。多尼尔随后将 Do 435 作为性能增强型 Do 335 提供,并纳入“对抗蚊式轰炸机的即时解决方案夜间战斗机”的职责范围。毫无疑问,该飞机最有说服力的论据是其续航能力,年轻的多尼尔和工学硕士雷登巴赫不断向主要开发委员会提请关注。1945 年 1 月 18 日,多尼尔在柏林提交了该项目并获得了开发合同。技术部门显然希望使用 Jumo 213J 发动机作为 DB 603LA 的可能替代品,这从 1945 年 2 月 2 日的升级规格中可以看出。第一架原型机计划于 1945 年 5 月进行首飞,第一架生产机计划于年底完成。

Do 435 通常配备串联活塞发动机和全视野座舱盖,很可能是某些杂志编辑部的“战后发展”,并不是同类产品中唯一的例子!在美国,美国海军在其最早的两架战后舰载机上采用了混合动力配置,尽管只使用了很短的时间。这两架飞机分别是瑞安 FR-1 火球和柯蒂斯 XF15C-1;后者仅比 Do435 略小一点。在动力输出几乎相等的情况下,美国飞机的最大速度比 Do 435 计算的速度低约 100 公里/小时(62 英里/小时)。

 


一名飞行员和一名雷达操作员分别位于不同舱室的弹射座椅上。

动力装置:(1)一架戴姆勒-奔驰 DB 603LA 发动机,起飞功率 1,715 千瓦(2,300 马力),配直径 3.5 米(11 英尺 6 英寸)三叶 Me P8 可变螺距螺旋桨,另加一架亨克尔 HeS 011A 涡轮喷气发动机,额定静推力 1,300 千磅(2,865 磅),位于后机身。

(2)或者,一台容克斯 Jumo 213J 高空发动机,起飞功率(在 MW 50 的紧急增压下)1,939 千瓦(2,600 马力),另加一台亨克尔 HeS 011A 涡轮喷气发动机,额定推力 1,300 千帕(2,865 磅)后机身。

空重:(1)7,585公斤  (2)7,725公斤

起飞重量:(1)10,500公斤

(2)10,640公斤

机翼载荷:(1)256公斤/平方米

(2)260公斤/平方米

最大速度:(1)海拔 7,500 米,时速 822 公里

(2)11,200 米处 865 公里/小时

翼展:15.40米

机翼面积:41.0平方米

整体长度:13.40米

整体高度:5.60米

耐力(DB 603LA 驱动版本的耐力数据。):飞行时间约 2 小时,高度 9,500 米(31,000 英尺),以战斗等级爬升,全程涡轮喷气发动机持续动力。7,000 米高度飞行时间约 4.9 小时(23,000 英尺),以恒定功率使用涡轮喷气发动机飞行 30 分钟。

在 4,000 米(13,000 英尺)高度飞行约 9 小时,在地面飞行约 10.8 小时仅使用活塞发动机处于最佳油门。

武器:两门 20 毫米 MG 151 机炮,位于前发动机上方的固定炮座中,一门30毫米MK 108发动机机炮,两门斜向上射击,机身中部有 30 毫米 MK 108 加农炮。

武器负载:一枚500公斤炸弹作为转换装置。

电子设备:FuG 15(带 EiV 15)、FuG 25a、FuG 125、FuG 120、FuG 218、FuG 350。

 

福克沃尔夫

 

基于以往的经验,库尔特·坦克 (Kurt Tank) 工学硕士希望将夜间战斗推向更广泛的领域。他对辅助和中间解决方案不感兴趣。对他来说,夜间战斗机部队的未来是一架相对较大的飞机,可搭载三名机组人员,配备最新的雷达和导航设备,能够在空中停留五到八个小时。设计部门的初步审议在 1944 年 9 月/10 月产生了三项研究,这些研究在布局和动力装置上存在显著差异。对于第三项初步设计一台 Argus As 413 和两台 BMW 003 的混合动力装置的想法已经在酝酿之中。工作就是在此基础上开展的。1944 年 12 月底,在 EHK 的一次会议上,TLR 负责人乌尔里希·迪辛少将 (Generalmajor Ulrich Diesing) 同意了坦克的观点。TLR 是去年 7 月成立的,旨在取代飞机采购和供应部。但正如现在所知,鉴于当时的情况,这个昂贵的计划被推迟了。柏林希望首先等待最终胜利,然后再采取进一步行动。

 

福克·沃尔夫混合动力夜间全天候战斗机  1945 年 1 月 4 日

 


为了在生产成本和性能方面进行比较研究,设计工程师 Schüffel 和 Merkel 为该项目提出了三种不同的高性能活塞发动机方案。除此之外,这三种设计的基本布局相同,在设备、武器和续航能力方面也完全相同。

飞行员、雷达操作员和导航员共同处于一个压力舱内。

动力装置:

(1):一架 DB 603N,起飞功率 2,051 千瓦(2,750 磅),直径3.4 米(11 英尺 2 英寸)直径四叶螺旋桨,或

(2):一台 Jumo 222C/D 24 缸四排星形发动机,起飞功率 2,238 千瓦(3,000 马力),带直径 3.4 米(11 英尺 2 英寸)五叶螺旋桨,另加两台 BMW 003A 涡轮喷气发动机,每台额定功率为 800 千马力

(3):一台 Argus As 413,起飞功率 2,984 千瓦(4,000 马力),装有两台直径 3.1 米(10 英尺 2 英寸)四叶螺旋桨,外加两台 BMW 003A 涡轮喷气发动机,每台额定静推力 800 千磅(1,763 磅)。

翼展:(1)20.40米

(2)21.00米

(3)22.80米

机翼面积:(1)52.0平方米

(2)55.0平方米

(3)65.0平方米

整体长度:(1)16.65米

(2)16.55米

(3)18.10米

整体高度:(1)4.99米

(2)4.66米

(3)4.90米

空重:(1)8,800公斤

(2)9,300公斤

(3)11,755公斤

最大负载:(1)13,000 公斤(含 3,000 公斤燃油)

(2)14,000 公斤,含 3,400 公斤燃油

(3)19,000 千克,含 5,300 千克燃油

最大速度:(1)海拔 11,500 米,时速 816 公里

(2)海拔 10,500 米,时速 848 公里

(3)海拔 10,500 米,时速 850 公里

服务上限:(1)13,400米

(2)14,000米

(3)13,000米

耐力:在涡轮喷气发动机关闭、活塞发动机半开(“经济功率”)、燃油负载正常的情况下 [即 2 吨(1)、2 吨(2)和 2.5 吨(3)],飞行时间可长达 8 小时。无法获得增加燃油容量的数据。

机头装有四门固定前射 30 毫米 MK 108 机炮。通过更换武器包,还可以实现以下组合:两门 30 毫米 MK 103 机炮加两门 30 毫米 MK 213 机炮,或一门 55 毫米 MK 112 机炮加两门 30 毫米 MK 108 机炮。两门斜向上发射的 30 毫米 MK 108 机炮可以代替两个 85 升 MW50 增压油箱。武器负载:两枚 500 公斤(1,102 磅)炸弹,作为转换装置安装在外翼位置。

电子设备:FuG 24、FuBI 3F、FuG 130、FuG 101a、Peil G6、FuG 244、FuG 226(258)带有 FuG 139“巴巴罗萨”指挥中继设备、FuG 280。

 


 

 

战争结束前,美国曾试飞过一架采用推进式活塞发动机的轰炸机。为了提高性能,后来又加装了两台西屋 19B-2 涡轮喷气发动机。这架飞机,即道格拉斯 XB-42 Mixmaster,因此配备了动力产量几乎与福克-沃尔夫项目相当。尽管尺寸几乎相同,但美国机器的最大速度为 487 英里/小时(785 公里/小时),明显低于德国设计的速度。

 


道格拉斯 XB-42 Mixmaster 混合动力轰炸机。

 

 


TLR 的规格于 1945 年 1 月 27 日和 2 月 27 日向业界发布,其中囊括了德国空军对“最佳解决方案”夜间战斗机的要求,旨在取代之前所有辅助、直接和中间解决方案设计。

 

亨克尔 (Heinkel-Hirth) HeS 011(或 109-011A)动力装置是针对夜间和全天候战斗机的“最佳解决方案”设计。

 

阿拉多

 

阿拉多的首席设计师布鲁姆教授针对发布的规格提出了两份截然不同的提案。与多尼尔或梅塞施密特的方案不同,无尾阿拉多 P.I 设计以及更为传统的阿拉多 P.II 项目都没有以已经飞行的机型为起点。相反,这两款飞机几乎完全代表了全新的设计。设计,尽管具有可以查阅大量早期研究的优势。对每种设计都进行了多项不同的研究,这并不能简化此类审查的问题。一些消息来源似乎表明,阿拉多的所有“未来夜间战斗机”研发工作都是在总体编号 E.583 下进行的。

 

阿拉多-项目1   1945 年 1 月至 3 月

 


Arado Project I (E.583) 早期设计。从空气动力学角度来看,该飞机以阿拉多为 E.555 轰炸机项目和 E.581 战斗机提案进行的无尾设计研究为基础。这款飞机和所有其他阿拉多无尾夜间战斗机设计的一个特点是机翼上安装的垂尾和方向舵组件也充当边界层围栏。继 1 月 27 日的规范之后,第一批概念之一描绘了双喷气发动机夜间全天候战斗机,机翼几乎呈三角形。3 月,为了满足升级要求,完成了更大的设计,机身更宽,可容纳第三名机组人员,并增加了燃油容量。现在采用后掠翼。阿拉多向柏林 EHK 提交了后一种形式的项目。

 


飞行员、雷达操作员和导航员都坐在弹射座椅上,位于同一个压力舱内。

动力装置:两台亨克尔 HeS 011A 涡轮喷气发动机,每台额定静推力为 1,300kP (2,865 磅),半埋在后机身。

翼展:18.40米

机翼面积:75.0平方米

整体长度:12.95米

整体高度:3.80米

空重:9,300公斤

最大负载:15,700公斤,6,600 升燃油

最大机翼载荷:209公斤/平方米

最大速度:9,000 米高度时速 810 公里

服务上限:12,600米

最大续航时间 3.15 小时

武器装备(最终版):机头处有两门固定前射 30 毫米 MK 213 机炮,机鼻处有两门斜射靠近飞机重心向上发射的 30 毫米 MK 108 机炮,两门

尾部配备向后发射的 30 毫米 MK 213 加农炮作为防御武器。

武器负载:两枚 500 公斤(1,102 磅)炸弹作为转换装置。

电子设备:FuG 24、FuG 29、FuG 25a、FuBl 3、FuG 101、Peil G6 和 APZ 6、FuG 244、FuG 280。

 

阿拉多-计划2   1945 年 3 月

 


在提出 P.I 提案的同时,阿拉多的设计部门还根据从 Ar 234 获得的经验以及在较小程度上参考了他们的 TEW 16/23-43 研究,提出了一种替代方案。通过使用更正统的结构,人们希望能够显著降低开发风险和测试费用。该提案的详细图纸显示,他们还在考虑使用实验性的“V”形尾翼装置。较大的表面积和不利的机翼下发动机阻力诱导布置。

同样地,沃特公司也向美国海军提供了更为正统的 V-346B 和 '346D 方案,最终美国海军于 1946 年 6 月 25 日选择了无尾的 V-346A,也就是 XF7U-1 弯刀。就性能而言,Arado P.II 是所有提交的设计中最不令人满意的。

 


飞行员、雷达操作员和导航员都坐在弹射座椅上,位于同一个压力舱内。

动力装置:两台亨克尔 HeS 011A 涡轮喷气发动机,每台额定静推力为 1,300kP (2,865 磅),位于机翼下发动机舱。

翼展:14.98米

机翼面积:50.0平方米

整体长度:17.30米

整体高度:5.5m

正常加载:14,300公斤,5,400 升燃油

最大机翼载荷:286千克/立方米

最大速度:775公里/小时,海拔 7,000 米

服务上限:11,400米

最大耐力:两个发动机均处于最佳油门时,续航时间为 2.3 小时

武器:机头处有四门或六门固定前射 30 毫米 MK 108 机炮,机身配备两门斜向上射击的30毫米MK 108 航炮,尾部配备两门向后射击的20毫米 MG 151 航炮作为防御武器。

武器负载:三枚 500 公斤(1,102 磅)炸弹作为转换套件。

电子设备:FuG 24、FuG 29、FuG 25a、FuBl 3、FuG 101、Peil G6 和 APZ 6、FuG 244、FuG 280

 

 



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