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德国秘密战斗机,喷气发动机篇-1

作者:碗豆粉发布时间:2024-09-25


 


 

德国的追击战机或空中优势战机生产计划,就像他们的许多军备计划一样,经历了典型的曲折和不平衡过程,一路上只有零星的迹象显示其具有凝聚力。这种状况的责任在于政治领导层,尤其是赫尔曼·戈林领导下的帝国航空部 (Reichsluftministerium - RLM),其工作方法和裙带关系从相对较早的阶段开始就引起了德国空军和工业界的批评。

这一切始于 1935 年,当时军方坚持只生产一种标准战斗机,但最终却适得其反:一片混乱,导致新型和改进型战斗机投入使用太晚、太仓促,甚至根本没有投入使用。除了战争进程不断改变军事需求外,大量并行开发计划也是阻碍成功的最主要因素。在这里,精力和资源的适当集中也只是偶尔出现。

因此,例如 1934 年至 1935 年间生产的梅塞施密特 Bf 109 型飞机,直到 1945 年末,一直承担着战斗机战争的主要重担。直到 1944 年初阿尔伯特·施佩尔的帝国军备和战争生产部 (RfRuK - 帝国军备和战争生产部) 迟迟接管航空军备重整控制权之前,德国航空工人党的领导层已经证明自己几乎无能为力将军事和经济要求转化为实际措施。为他们辩护时必须指出,战争爆发时德国空军仍处于扩张期,因此准备相对不足,领导层有时对形势的完全错误评估极大地妨碍了任何理性规划,而且当时正处于航空和武器技术发生根本性和深远变革的时代。

许多科学家和工程师——在其他情况下,这种倾向是令人钦佩的,他们会探索和开发几乎完美的任何可能的设计项目或有希望的方案。所有这些都导致了大量的项目,即使在亨克尔 He 178 标志着涡轮喷气发动机至上的时代。战斗机领域,为当今许多军用和商用航空技术的未来发展提供了一个跳板。

 


 

喷气发动机并证明其作为 He 178 动力装置的基本可行性后,开发工作将继续进行,尽管没有太大的紧迫感;首先优先考虑现有的和众所周知的技术。到 20 世纪 30 年代末,RLM 曾有理由表示,对于即将发生的冲突——人们普遍认为这场冲突将是一场短暂的冲突——必须有经过验证的飞机类型可用。因此,为任何未来的敌对行动而进行的发展并不是当前利益的重中之重。

尽管如此,新喷气推进系统在性能上比任何潜在敌人都具有难以想象的优势。尤其是战斗机部队将首先从可实现的更高速度中受益。

甚至在战争爆发之前,德国两位顶尖战斗机设计师、当时世界上速度最快的飞机的生产商恩斯特·亨克尔和威利·梅塞施密特就已开始研制喷气式战斗机。由于早期喷气涡轮机不可靠且功率输出低,两人都选择了双引擎布局。尽管当时人们已经知道机翼后掠角的影响,但是尚未得到关于这种新机翼概念的确切行为的风洞试验结果。这两种设计都表现出了几乎传统的空气动力学特性。直到 1943 年中期,新的外形才开始在很大程度上取代以前熟悉的配置。亚历山大·利皮施是个例外,他的拦截机、战斗机和快速轰炸机设计从一开始就展示了他与生俱来的天赋,即将新的推进系统与他自己独创的现代、几乎永恒的空气动力学形式相结合。

随着德意志帝国被不断推向防御,1943 年新项目活动有所增加。然而,在战斗机方面,由于未能获得必要的优先权,开发工作主要集中在对现有机型的改进和新的单喷设计上;由于人力和材料短缺,后者以最简单、最经济的方式制造。但与以前一样,目前正在开发的喷气发动机仍然构成不确定因素——而且这种情况将持续到战争结束。

 

Arado Ar 234

 


这家著名公司生产的 Arado Ar 65 和 Ar 68 双翼机是第三帝国刚刚起步的德国空军的首批战斗机。但是,尽管该公司的设计部门直到战争结束前一直在研究一系列有时非常不寻常的战斗机方案 - 最初是在勃兰登堡的哈维尔,后来从 1944 年开始在西里西亚的兰德斯胡特 - 但早期的双翼机仍然是其所有战斗机设计中唯一进入批量生产的样机。更广为人知的,是在战后以各种形式出现的是阿拉多的其他工作,包括快速轰炸机、不寻常的全副武装的通用飞机、非常现代的战区战术运输机,以及尤其是英国采用的新型机翼形状的开发。

1941 年 12 月底,阿拉多首次尝试在其一款战斗机设计中使用涡轮喷气发动机。E.480 项目始于 1941-42 年初。该项目设想将喷气涡轮与戴姆勒-奔驰 DB 614 活塞发动机结合使用。同时还计划开发第二种纯喷气式飞机。遗憾的是,这项工作留下的所有证据只有性能图和重量表。

1943 年 5 月,阿拉多试图提高人们对当时正在建造的用于侦察的 Ar 234 Blitz(闪电,E.370 项目)战斗机版本的兴趣。但 RLM 拒绝了这些提议,指出 Me 262 已经飞行,而且从一开始就被设计为战斗机。该公司不得不重新考虑生产可用战斗机的战略。

1943 年 8 月,设计部门完成了一项题为“进一步发展快速双座飞机的建议”的广泛研究。该研究详细分析并描述了双座多用途飞机(快速轰炸机、重型战斗机、侦察机、夜间战斗机和全天候战斗机)的未来发展。

 


这项研究长达近 100 页,由工学硕士 Walter Blume 署名,但工学硕士 Wilhelm van Nes 的工作主要在附录中处理战斗机问题。Van Nes 认为,有效对抗轰炸机需要一种在所有高度都具有良好爬升率的远程战斗机。他提出了三项战斗机方案:一项是纯双喷气式战斗机,一项是纯火箭动力战斗机,一项是三者中最受青睐的“混合战斗机”,其混合动力装置由喷气发动机组成和火箭发动机结合在一起。

 

阿拉多目标概念:TEW 16/43-15“混合战斗机”

 


1943年3月20日该提案几乎预示了 E.580,这是阿拉多后来对人民猎兵要求的回应。与早期的福克-沃尔夫研究一样,它与亨克尔 He 162 的相似之处显而易见。这一先进的建议几乎没有机会实现,主要原因是当时预期的动力装置会带来几乎无法克服的问题。战后,胜利的盟军制造了许多“混合战斗机”(大部分都是原型机)用于拦截。其中包括美国共和 XF-91 雷霆拦截机、法国达索 MD.550 幻影 I 和 Sud-Est SE.212 Durandal 以及英国桑德斯-罗 SR.53,所有这些战斗机都在开发阶段被放弃,取而代之的是配备更强大加力涡轮喷气发动机的快速爬升战斗机。

 


动力装置:一台推力范围为 1,500kP(3,306lb)的涡轮喷气发动机(Turbinenluftstrahl- Triebwerk-TL/涡轮喷气发动机 1500),例如 Heinkel HeS 109-011;另加一台高度超过 10,000 米(32,800 英尺)的助推火箭发动机

翼展:10.30米

机翼面积:19.0平方米

整体长度:11.75米

整体高度:2.80米

空重:4,150公斤

起飞重量:6,670公斤

最大机翼载荷:350公斤/平方米

最大速度:856公里/小时,海拔 8,000 米

服务上限:13,300米

带火箭发动机18.800米

航程:1,200公里

武器:两门 15 毫米 MG 151/15 加农炮,外加一门 30 毫米 MK 103 加农炮。

阿拉多目标概念:TEW 16/43-15“混合战斗机”

 


 

 

阿拉多 TEW 16/43-23 喷气式战斗机 1943 年 6 月 3 日

 

1943 年 5 月,阿拉多向皇家空军提出了一项建议,要求研制一种以 Ar 234 为基础的超重装甲战斗机。但其预计性能显然不能令人满意,与当时正在接受测试的 Me 262 相比,没有明显的优势。

飞行试验。然而,范奈斯希望通过采用后掠翼、减小外形尺寸,尤其是安装更强大的发动机,实现更高的爬升率和足够的续航能力,从而能够有效对抗盟军的轰炸机。因此,该设计在尺寸和重量方面大致与 Me 262 相当。该设计旨在实现 1,000 公里/小时 (621 英里/小时) 左右的速度,阿拉多预计速度会超过这个数字。作为纯粹的喷气式拦截战斗机,航程和续航能力不会特别高;阿拉多没有提供这些方面的数据。

阿拉多的设计局随后集中精力于双座快速通用飞机或轰炸机的研发。直到纳粹德国末期,该公司才再次提出喷气式战斗机的提案。除了 E.580 设计(人民猎兵规格)和作为 Me 262 后继者的 E.581 提案外,这些提案主要包括从 Ar 234 开发而来的重型战斗机,但这些提案均未超出绘图板阶段。这些提案与 Ar 234B 和 'C 侦察轰炸机的区别仅在于所配备的军事设备和新的驾驶舱布置。

 


动力装置:两台亨克尔 HeS 109-011 发动机,每台额定推力为 1,300kP (2,865 磅)。

翼展:10.60米

机翼面积:20.0平方米

整体长度:9.40米

整体高度:2.69米

空重:4,480公斤

起飞重量:7,000公斤载油量 2,520 公斤 载油量 5,555 磅

机翼载荷:350公斤/平方米

最大速度:920公里/小时,海拔 10,000 米

服务上限:12,000米

武器:一门 15 毫米 MG 151/15 机关炮,另加两门机关炮(例如 MK 213C)。

 

布洛姆与沃斯 P.197

 


就外形和空气动力学而言,这是一款设计非常简洁的双喷气式战斗机,其动力装置、尺寸和重量与 Me 262 相当。此外,汉堡公司还证明 - 至少通过数学计算 - Me 262 的性能,特别是它的最大速度,可以通过使用现代空气动力学得到进一步提高。除了进气口布置可能带来的困难之外,尚不清楚的是,如何改善后掠翼的低速特性,因为现存的原始图纸上没有标明任何诸如槽或襟翼之类的辅助装置。总体布局让人想起许多成功的战后设计。

 


 

动力装置:两台 Jumo 109-004,每台额定静推力为 890kP (1,962lb),或者两台 BMW 109-003,每台额定推力为 800kP (1,763lb)。

翼展:11.10米

机翼面积:20.5平方米

整体长度:9.00米

整体高度:3.64米

起飞重量:7,100公斤

最大机翼载荷:364公斤/平方米

最大速度:1,060公里/小时,海拔 8,000 米

服务上限:12,500米

武器:两门 30 毫米 Mk 103 加农炮,外加两门 15 毫米 MG 151/15 加农炮。

 

 

布洛姆与沃斯 P.198

 


为了对抗盟军的轰炸机群,特别是快速、高空飞行的侦察机,德国空军长期以来一直要求研制出一种“具有蚊式轰炸机能力”的高空拦截战斗机。

梅塞施密特(后来与 Blohm und Voss 合作)和福克沃尔夫曾试图分别从其标准 Bf 109 和 Fw 190 战斗机中开发出一种用于此目的的特殊飞机。但要升级活塞发动机飞机以用于此目的,需要大量投资开发成本以支付复杂的内部发动机、增压器、中冷器等的布置。另外,始终存在这样的危险,即更高的运行重量会至少部分抵消因增加功率而带来的高海拔性能的改善。

尽管涡轮喷气发动机的高空性能尚未得到充分研究,但这种类型的动力装置似乎提供了生产结构简单的优质飞机的可能性。因此,沃格特博士将简单、空气动力学上简单的机身与最当时正在研发的强大涡轮喷气发动机 BMW 109-018,希望以此在性能方面取得更大的优势。P.198 方案显然也是为了比较而提出的。目前尚无关于第二款高空战斗机设计的文件,该项目编号为 P.199。但该提案将配备功率远低于 Jumo 004 的发动机,据推测是作为“中间解决方案”战斗机而设计的。

 


动力装置:一台 BMW 109-018 涡轮喷气发动机,额定静推力 3,400kP(7,495kg)。

翼展:15.00米

机翼面积:33.5平方米

整体长度:12.80米

整体高度:4.60米

起飞重量:7,250公斤

最大机翼载荷:216公斤/平方米

最大速度(大约):1,000公里/小时

服务上限:15,800米

最大范围:1,500公里

武器:一门 55 毫米 MK 412 机炮(MK 112 的进一步发展),外加两门 20 毫米 MG 150 机炮。装甲、压力舱、搜索雷达。

 

布洛姆与沃斯 P.202 1944

 


自 1939 年以来,对后掠翼的深入研究已证实了其在高速飞行时可获得的预期优势。但研究也暴露了许多问题,其中包括低速飞行行为和构造困难。沃格特博士尝试采用一体式旋转机翼来克服这些缺点。

1944 年 7 月,梅塞施密特也研究了这种不寻常的可变后掠翼生产方法,并委托他的奥伯阿梅高项目局检查其可行性,最后决定采用“标准”可变后掠翼,他打算将其用于他的 P.1101 战斗机等,战后,这种机翼在美国贝尔 X-5 上成功试飞。大约 25 年后美国宇航局“重新发明”了整体式旋转机翼,并在 1979 年 12 月 21 日首次飞行的艾姆斯 AD-1“斜翼”研究飞机上成功进行了测试。然而,预计的后续行动,即在大型载客客机上对这一不同寻常的概念进行实际演示,仍有待观察。

 


动力装置:两台 BMW 109-003,每台额定推力为 800kP (1,763lb)。

机翼可旋转 35°,滚转力矩可控制

翼展(零度角):11.98米

机翼面积:20.0平方米

整体长度:10.45米

整体高度:3.70米

起飞重量:5,400公斤

最大机翼载荷:270公斤/平方米

飞行性能,无可用数据。

武器:前机身左右两侧各有一门 30 毫米 MK 103 加农炮,另加一门安装在机头中央的 20 毫米 MG 15加农炮。

 

德国秘密战斗机,喷气发动机篇第一部分完成,后续更精采!

 

 



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