最后的活塞狂潮(下)

时间:2022-10-09 10:23:55

Do 335

与维克斯Type 161相比,得益于Goppingen GO 9.Do 335无疑是站在更高起点上的推式进(前拉后推式)布局杰作。为了赢得空战优势,每一位战斗机设计师无不绞尽脑汁追求更高的速度。一个很自然的做法就是增加发动机的功率。很快,原来轰炸机专用的超大功率发动机纷纷装备了战斗机,这方面的潜力不久几乎就被挖尽。与此同时,人们还开始用增加发动机数量的方法来提供更大的动力,各国都研制和装备了双发大型高速战斗机。这些飞机多按常规布局将多个发动机横向排列,不过这会扩大飞机的总体迎风面积,阻力增加不少,有些得不偿失。此外,如果一边发动机失效,还将对飞机的平衡造成不利影响,所以这并不是一个最佳的布局。能不能打破常规,找到一种既能安排两台发动机,而飞机阻力又不会增加的布局呢?答案是把两台发动机纵向配置在机体中轴线上,在飞机保持单发较小的整体迎风面积的同时,又具备双发的强劲动力。

早在一战前后,德国飞机设计师克劳德・多尼尔就沿着这条思路设计了一系列的水上飞机。他将两台发动机背靠背地组成“前拉后推”的驱动型式,但高高突起的外置发动机舱显然阻力极大,不能满足高速飞机的要求,因此多尼尔想到把两台发动机与机身融合成一体,以求真正达到高速的要求。1937年8月,他还特别为这一构想申请了编号为728044的专利。二战爆发时,多尼尔正忙于研制新型轰炸机,其中一个项目P.231就是在机头以常规方式设置一台发动机驱动牵拉螺旋桨,在后机身以第二台发动机驱动机尾的推进螺旋桨。为了进行可行性验证,多尼尔在1940年特别制作了一架试验机进行相关Goppingen Go 9推进式布局试验机的最终成果之二――没有参加过任何实战,但却声名在外的Do 655。

测试,它的成功试飞证明了这种后置推进方式以及传动组件的有效性和可靠性。

1942年5月,多尼尔公司以修正过的P.231/3方案参与德国单座高速轰炸机的竞标,并击败阿拉多和容克斯公司这两个强劲对手,获得了编号BLM Do 335的研发合同。然而,正当设计工作全面展开之际,面对盟军方面逐渐增长的空中威胁,德国航空部认为单纯的轰炸机已不合时宜。指令将研制方向转到能适应各种作战要求的多用途战机上,要求该机可灵活地改装成战斗轰炸型、高速侦察型、双座夜间型和重装拦截型等――这便是Do 335的由来。

除气动布局外,Do 335具有包括弹射座椅在内的许多创新之处,所以从最初的轰炸机项目到后来的多用途型号,性能均很突出。当1945年4月末美军占领多尼尔工厂时,共有约40架各种型号的Do 335最终完成,加上未组装完成的Do 335的总数约达90架左右。此外还有许多衍生型号停留在绘图板上,包括混装活塞/喷气发动机的Do 535、双机身的Do 635远程侦察型、P.256双发喷气型等。Do 335是当时飞得最快的活塞螺旋桨战机,在高速状态下发现该机有些纵向不稳定的窜动,但参与测试的飞行员对其操纵性能、机动性,尤其是加速性和回转特性都给予了积极的评价,认为飞机没有结构上的大问题,这样的双局也不难掌握,只是后向视野不佳和起落架强度不足成了批评的焦点。法国人也认为这种飞机在低速飞行时虽难以操纵,但中高速时表现良好,操纵响应也不错。

不过遗憾的是,亨克尔与多尼尔只是将尾推式布局作为传统并列双发重型战斗机的一种纵列变通形式,这使HsP.75/Do 335即使成功投入实战,也会是空战中过份笨拙的庞然大物――它们是否能够按照设计者所希望的那样仅仅凭借自身的高速与坚盔厚甲就能在越来越严酷的空战环境下生存下来,实在是令人捏了一把冷汗。

Bv 207

作为德国航空界异军突起的一匹黑马,造船起家的布洛姆&福斯在航空器制造领域最为擅长的自然是大型飞艇(水上飞机),虽然不时也有Bv 144这种的神来之笔问世。但总体来说,布洛姆&福斯仍然是凭借Bv 222这类成功的水上飞机,才在世人心目中留下了深刻印象――这毫不令人意外。不过,这种“通常印像”并不代表布洛姆&福斯在战斗机或是轰炸机这些所谓“主流航空设计领域”便毫无作为。事实上,由于从船舶制造到飞机制造的跨度过大,这使思维上的反传统几乎成了一种必然,于是每每谈到布洛姆&福斯,后世航空史学家总是兴趣昂然的。

布洛姆&福斯公司上下对于航空器设计有着自己独道的见解与理念,这使其作品在风格上迥然有别于其他。而如果将这种独道的见解与理念进行细致分解,我们便可发现,在布洛姆&福斯工程师的脑海中,一件有价值的军用航空器设计,其成功的首要因素便是如何将当时最优秀的军械以最合适的方式安排到机体上,同时要为其乘员提供良好的视界以便能够最大限度地发挥出火力性能。至于除此之外的一切,都是以这个首要因素为核心来考虑的。这其中的原因很简单――军用航空器的使命就是将尽可能多的弹药倾泄到其预定作战目标上。显然,如此鲜明的设计理念,是布洛姆&福斯工程师们为何能够源源不断地按照实用主义要求,将种种鬼使神差式的方案从头脑中不断地挖掘出来的根源。了解到这一层,我们便不会为BV144这种怪异的不对称设计为何能够诞生于布洛姆&福斯、或更准确地说是沃格特博士的绘图板上而感到过份的惊奇了。

相比之下,布洛姆&福斯虽然在自己的P.207项目中同样打上了尾推式布局的主意,但沃格特博士却不打算只为德国空军提供又一种偏颇的截击机,而是打算将Bv P.207在尾推式布局的框架下向一架性能全面均衡的“全能型”制空战斗机方向发展。对于布洛姆&福斯的沃格特博士来说,在其诸多不对称方案被德国航空部以种种借口屡屡拒绝后,总算是找出了真正的原因所在。并非是那些不对称怪物不能飞或是飞得不好,而是这种反传统设计实在无法令航空部的那帮“俗人”所接受。于是在这种情况下,作为解决单发军用机发动机位置与观测视野/火力射界之间矛盾的一种常规方案,尾推式布局同样能够将机首的视界与射界从前置螺旋桨的桎梏中解放出来――这对沃格特博士产生了极大的吸引力。为此,沃格特博士仅仅为Bv P.207选择安装了一台而不是两台强悍的活塞式发动机,并将机体结构设计得尽量轻量化,以求Bv P.207能够像当年的Bf 109E与Fw 190A那样,重新依靠良好的空战性能与重火力,为德国空军扳回日显颓势的空战残局。Bv P.207这种力图保证性能全面均衡的设计理念,在Bv 155C身上同样得到了很好的体现。

不过在介绍Bv P.207之前,我们不得不先对Do 247进行一番了解,因为从各方面来看该项目都与Bv P.207具有很高的可比性。事实上,Do 247正是Do P.252的昼间单座型号。即与Do P.252同时开展的一个并行项目,其特点是轻型化。Do247的整体设计在本质上是对Do P.252/II方案按比例缩小,机翼后掠角为28度,将Do P.252的两台串联式Juno 213J发动机削减为一台。也就是说与扬基们的贝尔P.39“眼镜蛇”一样,都是将发动机置行员座椅背后的机身中段。所不同的是,那根长长的传动轴在Do 247身上是一直延伸到机尾而不是机首。同时,还简化掉了单人座舱内的绝大多数机载设备,仅保留了必要的飞行仪表。但需要说明的是,Do 247在火力上仍然相当凶悍――3门MK 108的军械配置足以靠一次点射便至少重创一架“飞行堡垒”。

另外,随着战争的继续,为了减少战略原材料的消耗,特别是铝合金的消耗,Do 247许多原本应由铝合金制成的次要部件被胶合板所替代。检查舱口、仪表板和座舱地板完全木制化,并且采用了全木制的尾翼。当然这些木制组件和金属部件结构完全相同,并可以完全互换。二战后期,末日计划中不少项目在设计上具有相当的新颖性,但机体结构却广泛使用了由木材或是薄木片与树脂压制而成的一种名为“Formholz”的特殊强化材料。这也是为什么一些后世的航史学家每每谈及于此时,也不得不称这些先进的应急设计为“混合结构飞机”的原因。不过,虽然单发单座的Do 247在技术风险上要低于Do P.252,而且作为一架昼间轻型战斗机也不需要Do P.252那些完备但繁杂昂贵的机载设备,这使Do 247在生产成本与资源消耗上也要比Do P.252大为低廉。但可惜的是,由于多尼尔的注意力始终胶着于昂贵的D0 P.252,而对于Do 247项目却缺乏起码的认真性,这使Do 247项目在提出了初步方案后便自行终止了。反倒是与Do 247十分类似的Bv P.207在布洛姆&福斯的精心栽培下面目逐渐清晰了起来。

就战斗机设计领域而言,Bv 155的成功无疑是布洛姆&福斯自身实力的一种体现,但遗憾的是,如此一架达到了“活塞颠峰”的高空截击战斗机,却因“摘人桃子”的嫌疑,而使布洛姆&福斯的成就被不公正地掩盖在了梅塞施米特的阴影之下。不过,如果抛开这层先入为主的偏见外衣,我们就会发现尽管仍被冠以Bv 155的名号,但Bv 155C已经可以说是具有“纯”布洛姆&福斯风格了。而下面将要提及的Bv P.207等一系列项目,则可真正算作是布洛姆&福斯在战斗机设计领域的倾心之作――它们充满了无法抹煞的布洛姆&福斯式原创。

具体说来,Bv P.207曾经有过多个方案,但由于战争末期的混乱,很多资料已经流失了。这使后世的航空史研究者们只能根据不完整的资料片断,勉强拼凑出了其中2个方案的大致轮廓。其中Bv P.207/02是一架装备单台阿尔戈斯(Argus)

As 413(4000马力,约2940千瓦)或Jumo 213(1800马力,约1323千瓦)的尾推式布局单座昼间轻型战斗机,在设计上采用了平直翼、十字尾以及驾驶舱等关键部位重点装甲防护,突出低空性能与抗弹伤生存力。发动机位行员座舱的机身中段,通过一根长长的传动轴伸到机尾去驱动螺旋桨,同时由于采用了将废气涡轮增压器与发动机分离的设计,这使座舱位置被升高,以便为机腹包括增压器/散热器以及进气口在内的一切留出空间,整个机体横截面也因此变为了三角形。出于简化生产降低成本的目的,同时为了提高风挡的防弹性能,BV P.207/02采用了厚重的框架式座舱罩,并且加装了通过螺拴固定/拆卸的附加式防弹风挡。但这种座舱罩却由于30千克的重量与8毫米厚度的玻璃,再加上其棱角分明的外形和众多的条框而倍受指责,不过座舱盖视野并非像人们想象的那么差。

虽然布洛姆&福斯的目标是将BVP.207/02打造成一架性能全面均衡的制空/截击战斗机,不过就军械配置及装甲防护而言,布洛姆&福斯的野心却不止于此。除了机首的4门Mk103 30毫米航炮外,布洛姆&福甚至打算将包括鱼雷在内的空对地(海)弹药挂在Bv P.207/02翼下,以便该机在某些情况下能够客串战斗轰炸机的角色。然而,让尾推式布局的Bv P.207/02将对地攻击任务承担起来的主意却不见得怎样高明。

首先,单发飞机本身在执行低空战场遮蔽任务时,无论是飞机本身还是飞行员的生存率都显然甚低。更何况作为兼职的战斗轰炸/对地攻击机,Bv P.207/02在装甲防护上不但与Hs 293之类的双发攻击机没法比,而且也无法与IL-2这样被装甲包裹起来的单发专职对地攻击机相比。其次,Bv P.207/02预定装机的发动机,无论是阿尔戈斯As 413还是Jumo 213都是液冷发动机,就算被地面轻武器击中,都有可能因为冷却液的损失而使发动机过热烧毁!这是液冷发动机的固有缺点,大名鼎鼎的P-51在执行近距支援任务时就吃足了苦头。最后,尽管对飞行员弃机逃生问题考虑得已算周到,但Bv P.207一旦在低空被击中,因为后面那个螺旋桨的存在,凭那繁琐的先炸掉螺旋桨再抛舱盖的离机跳伞方式,飞行员还是基本没有幸存下来的希望。显然,两头兼顾的结果更可能是两头兼失――尤其是空战能力的削弱对于该方案是否能够通过德国航空部批准从而进入量产阶段的影响是致命的。所幸,布洛姆&福斯也意识到了这个问题,于是便有了重新以空战性能为设计首要的Bv P.207/03方案的出现。

Bv P.207/03方案与Bv P.207/02方案最大的不同在于该机完全是按照“纯”制空战斗机角色要求设计的。为此,除了采用先进的层流翼型外,还换装了一台DB 603G(2000马力,约1470千瓦)发动机,同时由于增压器采用了一体化设计,这使Bv P.207/03在机身结构上变动较大。机腹的散热器进气口被后移,滑油散热器进气口则位于机身右舷,座舱采用了无脊背气泡式设计。整架飞机的气动外形也因此较之Bv P.207/02简洁洗练了许多。为增加夜战的隐蔽性,还在排气管上加装了火焰抑制器。值得注意的是,Bv P.207/03的垂尾被一反常规的置于了机腹,从而使得该机上表面除了驾驶舱盖外,再无任何突起,成为了光滑的平板。不过从比例上来看,垂尾面积似乎有些过小,不由得让人对Bv P.207/03的航向稳定性捏一把汗,不知机翼上有无配平片式的东西。这种看似怪异的设计实际上好处多多,其理由有二。一是避免飞行员在弃机跳伞时撞击垂尾发生意外,基于同样的原因,Bv P.207/02/03位于尾部的螺旋桨均被设计成可在弃机前由小型爆炸装置爆破脱离,布洛姆&福斯还为该机设计了先进的弹射座椅,以彻底解决尾推式飞机逃生困难的问题。但该座椅由小型炸药包驱动,在技术层次方面与现代意义上的火箭式弹射座椅不可同日而语。其加速度最高可达18g,如果弹射成功,飞行员需抛掉座椅,打开降落伞自行着陆。日后类似的技术在Do 335上也有应用,但弹射动力改为压缩空气。二是下置的垂尾实际上还可起到防触地缓冲器的作用。因为尾推式螺旋桨飞机在起飞时螺旋桨触地的可能性远较正常布局为大。同样为防止螺旋桨触地,Bv P.207特别采用了前三点式起落架。在那个时代,这无疑又是一项具有前瞻性的设计。

由于在设计思想上是力争性能全面均衡的制空型战斗机,布洛姆&福斯并没有再为Bv P.207/03保留初速高、射程远但结构笨重、后座力大的MK103 30毫米航炮,而是选择了相对轻便的Mk 108 30毫米航炮。拜尾推式布局带来的便利所赐,4门航炮全部布置于机首。计划采用铆接在防火墙上的一体式2×300发弹舱,但为了覆盖增大的后膛和供弹机构,操纵杆和方向舵脚蹬都经过了重新设计。这种方式是德国飞机经常采用的军械布局,由于正对着飞行员的前方视野,所以有很高的命中率,特别对于快速移动的小型目标而言,飞行员甚至无需依靠瞄准具就可以进行射击。而且由于不需要安装射击协调器,BV P.207装备的Mk 108航炮更可以发挥出其本来的高射速性能。

Mk108并不同于1943年后大量出现在德国重型战斗机上的MK103,虽同样是30毫米口径,但后者实际上脱胎于完全是为了对付地面目标而研制的MK101。只是后来由于受到了日益严重的盟军重型轰炸机威胁,才迫不得已加入了对空作战的行列。而轻便灵巧的Mk108则不同,它是为对空作战而量身定制的,其射速与重量远非笨重的MK103可比,虽然在初速上与MK103相差甚远,但4门Mk108的齐射用来对付重装厚甲的4发重型轰炸机也足够了,结构单薄的战斗机更是不在话下。可以说,在30毫米口径航炮的研制策略上,德国人同时从“高后坐”和“低后坐”两条路上出发――高后坐的代表是MK101/103,低后坐的代表则是Mk 108。通过对同是30毫米口径的MK108/103机炮的不同选择,我们也可看出Bv P.207/02与03之间在设计侧重点上的差异。

关于Bv P.207项目的结局众说纷纭,由于没有完整资料提及有关其原型机建造乃至试飞情况。所以长久以来航史学家们一直认为Bv P.207仅仅又是一个末日计划中没能成为现实的纸上方案――当然,由于技术较为成熟,它的可行性相对很高。

Bv P.208

不过,Bv P.207项目并不是布洛姆&福斯对此类设计的唯一尝试。Bv P.208项目就是比Bv P.207更为复杂的另一个尾推式布局活塞动力战斗机方案。当然该方案的机体结构仍然源自Bv P.207/03,所以能够算是Bv P.207/03的一个生型号。与Bv P.207/03相比,同样是尾推式布局的Bv P.208在保留了Bv P.207/03前机身结构的同时却完全取消了机尾空气动力翼面组件。与之功能类似的控制翼面被移植到了后掠主翼翼梢的后向延伸结构上,这使Bv P.208在布局上非常类似于尾推式动力+双尾撑的一个混合变通设计。事实上,Bv P.208项目是由标准的双尾撑布局尾推式动力试验机――斯科达V-6逐步演进而来,其过程颇为有趣。

起初,布洛姆&福斯在通过将斯科达V-6位于承力于机翼中段主梁的两个尾撑结构向外移植到翼梢的方式,确认了如此布局方案的可行性后。改装后的斯科达V-6被重新命名为斯科达SL-6。其后,利用Bv P.207/03的机体结构以及先进的后掠翼技术将斯科达SL-6脱胎换骨为一架先进的喷气动力昼间轻型战斗机。至于如此大费周折的原因,则是因为风洞测试表明,在大迎角状态时,机翼不易对翼梢式尾撑布局的俯仰控制翼面形成遮挡,从而避免了深度失速的发生,极大地提高了空战机动性。同时并不接连的独立式翼梢双尾撑布局又可以避免发动机灼热的尾流对常规双尾撑布局的严重烧蚀问题。

然而,由于预定装机的BMW003或是Jum0004两种喷气发动机产量不足,布洛姆&福斯只得退而求其次,打算先将活塞发动机装上该方案的机体以作过渡。这便是Bv P.208项目的由来。根据计划装备的液冷活塞发动机型号不同,Bv P.208共分为三个方案,既使用Jumo 222的Bv P.208/I;使用阿尔戈斯As 413的BvP.208/II;以及使用DB 603L的Bv P.208/III(机首装3门Mk 108).DB 603L带2级2速废气涡轮增压器,开启MW 50时最大应急功率2100马力(约1544千瓦)。

然而,无奈之下Bv P.208的被迫回归活塞动力实属一大败笔,这导致其失掉了设计上的一切闪光点。结果除了怪异的气动外形的确能够吸引人的眼球外,作为一架活塞动力战机,德国航空部在BvP.208项目中看不到如此反传统设计的任何可取之处。同时该项目的技术风险相对Bv P.207却是大大增加了。风洞测试中发现Bv P.208存在俯仰翼面容积不足、控制力矩过小的问题,而如果进一步延伸翼梢式尾撑结构长度的话又会出现结构强度不足的问题。结果,相较设计已经非常成熟可靠的Bv 207.Bv P.208项目很自然地被“枪毙”掉了――除了证明这种怪异的尾推式布局确实具有实用化的潜力外,几乎一无所获。

上一篇:追逐梦想的飞行员 下一篇:10大青年才俊