二戰(zhàn)德國空軍有多強?有哪些黑科技設計方案?
有人歡喜
小伙伴們都知道,在第二次世界大戰(zhàn)中德國空軍的出色表現(xiàn)無疑成為了今天空軍在作戰(zhàn)體系中舉足輕重地位。也正是因為德國人在二戰(zhàn)中先進的空中作戰(zhàn)理念才開拓了以后地空一體作戰(zhàn)模式的先河。德國之所以能夠開創(chuàng)這一先河是建立在它那遠超時代的強大航空工業(yè)的基礎上的。尤其是在航空設計方面,更是領先了時代半個多世紀,直至現(xiàn)今再翻出來看當年德國的一些先進飛機設計方案,不免讓人為之瞠目結(jié)舌。
1945年年初,這時的納粹德國已是日薄西山,即將取得勝利的盟軍除了快速在德國領土上推進外,還在積極尋找散落在德國各處的先進武器技術資料。
這年4月,美國陸軍在瑞士國境附近的山麓中,找到了梅塞施米特公司的秘密飛機研究所,發(fā)現(xiàn)了大量讓他們震驚的秘密戰(zhàn)機研制計劃。以此同時,盟軍在德國其他地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了很多類似的設施,繳獲了大量技術先進、設計理念超前的航空技術資料。
在此后的幾年來,美、英、法、蘇等國均在德國航空技術人員的協(xié)助下,忙著消化吸收德國的先進航空技術和設計理念,德國空軍的這些令人眼花繚亂的秘密計劃雖然沒能拯救帝國滅亡的命運,卻為戰(zhàn)后幾十年航空技術的發(fā)展指明了道路。
二戰(zhàn)德國航空工業(yè)的軟肋
納粹德國在二戰(zhàn)期間雖然研制出了大量設計先進的武器,但其武器裝備發(fā)展不均衡,大量資源被優(yōu)先投入空軍武器裝備的發(fā)展中。到了二戰(zhàn)后期,隨著活塞式戰(zhàn)斗機的性能接近極限,各制造商在扭轉(zhuǎn)不利戰(zhàn)局的壓力下紛紛開始致力于噴氣式戰(zhàn)斗機的開發(fā)。
二戰(zhàn)期間德國共先后提出了400種先進飛機計劃,對于國力和資源有限的德國,開展如此之多的研究項目絕非明智之舉。
1941年,德國共生產(chǎn)了10826架飛機,產(chǎn)量是1931年年初的840倍,二戰(zhàn)開始后的1942年下半年,由于陸軍和空軍預算的過度膨脹,國家財政開始難以維持。
在此前,德國航空部對各航空公司的開發(fā)費一直采取預先撥付或分期撥付的做法。一般情況下,預先撥付經(jīng)費為最終價格的40%,剩余經(jīng)費根據(jù)后期的開發(fā)進展及量產(chǎn)情況進行撥付。但從1942年開始,德國航空部突然中止了預先撥付開發(fā)費用的做法,并決定在初期開發(fā)完成及首架樣機試飛成功后才撥付首批經(jīng)費。該項要求不僅使一流的廠家受到打擊,更束縛了經(jīng)濟基礎較為薄弱的亞歷山大李比希及霍頓兄弟等研究者的手腳。
此后,航空部門提出的要求更為苛刻,不僅等到飛機投入量產(chǎn)才支付款項,甚至提出飛機裝備軍隊后才支付錢款。由于各廠家無法在短時間內(nèi)回收高額的研發(fā)成本,因此多采取完善、改進現(xiàn)有機種的做法,涉及新型戰(zhàn)機的研發(fā)極度減少,增加的只是落在紙面上的各項計劃。
在二戰(zhàn)后期研發(fā)的飛機中,存在數(shù)量眾多的改良型設計編號的機型研發(fā)計劃已證明了這一點。不過,對于航空部門看重的優(yōu)先生產(chǎn)機種,仍舊采取一貫的優(yōu)待措施。
從航空技術的觀點來看,德國因一戰(zhàn)戰(zhàn)敗而導致軍事實力長期落后于美、英、法等國,為了迅速趕超對手,德國對新式裝備的研制格外重視,其中就包括噴氣戰(zhàn)斗機和火箭截擊機等新構想。進入戰(zhàn)爭后期,軍事高層部門對這些新構想產(chǎn)生了濃厚的興趣,并將之列為重點研發(fā)項目,從而推出了多種當時世界的頂尖戰(zhàn)機,大大推動了航空技術的發(fā)展。
下面我們從德國空軍秘密計劃中選取幾種具有代表性的機型,進行重點介紹。
梅塞施米特的驅(qū)逐機計劃
在德國空軍的裝備體系中,驅(qū)逐機專指雙發(fā)重型多用途戰(zhàn)斗機。這種飛機具有機體大、航程遠和火力強的特點,能負擔多種不同的作戰(zhàn)任務,是德國空軍一直倚重的機型。
梅塞施米特公司在二戰(zhàn)前曾研制出著名的Bf110驅(qū)逐機,之后又開發(fā)了很不成功的Me210/410驅(qū)逐機。為了替換上述機型,梅塞施米特在二戰(zhàn)后期提出了噴氣動力驅(qū)逐機計劃,該項目分兩個階段。
從現(xiàn)在留下的設計圖來看,驅(qū)逐機Ⅰ是一款各類設計近乎完美的噴氣式戰(zhàn)斗機。機身的正前部與進氣設施巧妙融合,該機位于座艙蓋后上方兩側(cè)的小窗格設計目的尚不清楚,乘員1~2名。該機武器裝備雖然不明,但機首顯然有足夠的空間安裝數(shù)門機關炮,機翼下面可以掛載小型炸彈、火箭彈等。
另外,機身的設計還有一點不同尋常之處,即T型尾翼的垂直安定面前掠。飛機動力為一臺渦輪噴氣式發(fā)動機,可能會以當時正在研制中的容克斯Jumo012(推力3000公斤)或BMw018(推力為3500公斤)發(fā)動機為動力。梅塞施米特的“胡蜂Ⅱ”和阿拉多公司開發(fā)的Ar234C-F型驅(qū)逐機上也計劃安裝BMW018發(fā)動機。
驅(qū)逐機Ⅱ相當于上面介紹的驅(qū)逐機Ⅰ的姊妹機。該機主翼的后掠角為40度,搭載新一代的大推力渦噴發(fā)動機。驅(qū)逐機Ⅱ的氣動設計非常先進,曾對戰(zhàn)后各國的飛機研發(fā)產(chǎn)生很大的影響,即便是按二戰(zhàn)結(jié)束60多年后的現(xiàn)代眼光看也絲毫沒有過時的感覺??諔?zhàn)中,該機可以充分發(fā)揮其高速靈活的特點,用機炮與戰(zhàn)斗機格斗,用機翼下方掛載的多聯(lián)裝火箭攔截轟炸機;對地攻擊中,該機也能同樣發(fā)揮較大的作用。此外,該機還可能被設計成高速偵察機,在機首的前端鑲嵌有強化玻璃,并且留存了設置照相機的圖紙。該機與驅(qū)逐機Ⅰ型的中單冀不同,采用了上單翼布局,T字形尾翼具有較大的大后掠角。機關炮的彈藥傳送帶呈環(huán)狀安裝在機身的中央。
布洛姆-福斯P209/02前掠翼戰(zhàn)斗機
1944年12月,布洛姆一福斯公司設計了一款新型單座戰(zhàn)斗機。該款戰(zhàn)機設計超前,首次采用了前掠角主翼,這在對可實現(xiàn)高速度的后掠角尚未產(chǎn)生絕對信心的當時來講,是一個非常大膽的設計。
飛機總設計師為理查德福格特博士。福格特可以算是納粹最富創(chuàng)新思維的飛機設計師,上世紀20/30年代,福格特曾以技術指導身份在日本的川崎航空機株式會社任職,在日期間主持設計過八八式輕型轟炸機和九二式戰(zhàn)斗機等一系列作戰(zhàn)飛機飛機,福格特離開日本時。正值德軍展開閃電戰(zhàn)的前一年,返回布洛姆福斯公司后,福格特被任命為總設計師。此后,布洛姆福斯公司推出的數(shù)量眾多的無尾翼飛機設計方案,為廣大飛機愛好者所熟知,P209/02雖然是輕型戰(zhàn)斗機,但由于其設計完成度高,成為了德國航空研究所的關注重點,并作為概念機獲準許繼續(xù)進行研究,但最終因技術難度過大而停留在紙面之上。
梅塞施米特P1110無尾戰(zhàn)斗機
P1110是一款極具視覺沖擊力和超前設計思維的飛機。該機主翼采用T45度后掠角設計,面積僅有13.17平方米,翼展也只有6.65米,計劃武器裝備為機首部位的4門Mk108(30毫米)和前風擋左側(cè)的Mk214A(50毫米)。同時期的意大利、美國、日本也在研制這種鴨式布局的戰(zhàn)斗機樣機,動力系統(tǒng)均是采用活塞式發(fā)動機,只能算是保守設訛思想的產(chǎn)物。
意大利的安布羅西安SS.4是世界上的第一種鴨式布局戰(zhàn)斗機,于1937年首次試飛成功的這款戰(zhàn)機具有很多全新的設計元素,如可收放前三點起落架,機首部分裝備了1門Mk30毫米航炮和2門Mk20毫米航炮,在當時算是非常強大的火力。
大洋彼岸的美國也在發(fā)展無尾戰(zhàn)斗機,1943年寇蒂斯公司的XP-55實現(xiàn)首飛,但由于鴨式前翼的效果不盡人意而不得不進行了修改。之后又因飛機穩(wěn)定性欠佳而在機翼外側(cè)增設了小型垂直安定面,接下來又在發(fā)動機艙的上下方安裝了類似于垂直尾翼翼片,才算勉強完成了機身的修改工作。雖然進行了大量改進,XP-55的穩(wěn)定性問題卻始終沒能得到解決,先后有兩架原型機因突然進入螺旋墜毀。
在進行鴨式布局戰(zhàn)斗機設計中,德國人再次走到了前面。P1110無尾“鴨”式布局將前尾翼設計為低機翼,并且將機身后部的主翼配置在機身的上部,避免了來自前尾翼的氣流干擾。從重量上來看,翼面負荷大小的變化雖然有利于高速飛行,但是另一方面也帶來起降時的形變問題,當然,起飛時具有輔助功能的火箭將會發(fā)揮作用。
小型沖壓式噴氣戰(zhàn)斗機
這里登場的兩款機型雖然體型嬌小,但均具有非常精密的設計。它們屬于1941年到1944年間梅塞施米特公司研發(fā)的“小型戰(zhàn)斗機”系列。由于機身設計精巧,速度快,適用于迎擊敵機。制造商在經(jīng)過無數(shù)次的搭載引擎測試之后,最終選定了兩款機型。
雙重噴射沖壓式噴氣殲擊機
該款飛機翼展7.0米,全長7.2米,屬于小型飛機。機首的飛行員駕駛艙背后是一個大燃料箱,機身中部設有圓環(huán)形進氣口。
作為動力輸出的沖壓式噴氣發(fā)動機,依靠環(huán)狀蓄電池運轉(zhuǎn),在燃燒管的后部附有加力燃燒室,前部燃燒室內(nèi)燃燒的氣體經(jīng)過一級燃燒器的噴射后,在后部的二級燃燒器內(nèi)再度燃燒,提升了噴氣能效。該機主要扮演寄生戰(zhàn)斗機,平時裝在大型轟炸機內(nèi)部,當轟炸機遭遇敵軍戰(zhàn)斗機攔截時放出戰(zhàn)斗機,保衛(wèi)轟炸機編隊的安全。
超小型撞角攻擊機
該款飛機被命名為撞角火箭,簡單來講,就是利用動能撞擊敵軍飛機。此款飛機機身比前一種飛機還要小,翼展只有6米多,全長也只有6米左右,機身前部下方有一個明顯凸起,致使飛行員要屈膝駕駛,相當拘束。駕駛座靠背上配有降落傘箱,在與燃料箱的間隔處的上部和下部安裝有爆炸線。
這款飛機在實施攻擊后,可依靠爆炸管的力量,實現(xiàn)機首與機身的分離。如果仔細查看一下設計圖,就會發(fā)現(xiàn)風擋采用的是一種耐沖擊的形狀,設計獨特,這源于撞擊敵機機身造成破壞的奇異構想。該機的左右機翼下方均裝備有小型火箭彈。由于屬于梅塞施米特公司出產(chǎn)的系列產(chǎn)品,所以德國航空部的登記注冊代號可能會是“Me”。
霍頓Ho13C飛翼戰(zhàn)斗機
Ho13采用了三角翼布局,與李比希博士的三角翼飛機有異曲同工之妙,這和霍頓兄弟在研發(fā)飛翼式戰(zhàn)斗機的過程中曾與李比希博士有過技術交流有關。Hol3C的動力裝置為HeS011B型。這種引擎是HeS011A的提高型,靜推力1500公斤。
在霍頓設計的飛機中,還有一款小型飛翼式戰(zhàn)斗機(Ho10)。當時空軍正在進行“國民戰(zhàn)斗機計劃”競標,霍頓曾攜本機投標。該型戰(zhàn)斗機體型較H0229小,設計精密,搭載1臺He011A引擎,配備3門機關炮,減少了組裝部件,使生產(chǎn)變得更加容易。在機身的左右兩側(cè)設有空氣進氣孔,后部排氣口左右側(cè)各有一個小型的垂直尾翼,機身上具備可充分收容襟翼的空間;另一方面,像該款飛機這樣的三角翼飛機,其翼端的輔助翼顯得尤為重要;當然,從確保穩(wěn)定性來講,應該也需要兩個垂直尾翼。
梅塞施米特的雙翼變后掠翼飛機
該機將主翼變成可變動的雙翼的研究與伴隨著提高飛行速度的后掠角緊密相關。威利梅塞施米特從較早時期就對可變翼研究產(chǎn)生了興趣,他所研制的P1101噴氣式戰(zhàn)斗機的主翼后掠角為35度,研發(fā)的重點就是飛行中的可變動雙翼,但直至二戰(zhàn)結(jié)束時,P1101才僅能在地面上進行2階段的可變動調(diào)整,未能實現(xiàn)預計目標。
戰(zhàn)爭后期梅塞施米特還提出過一種獨特的雙翼機方案,這種飛機裝有可變后掠角機翼。機身上下方的機翼為一體的貫通結(jié)構,可根據(jù)速度的變化以機翼中部的樞軸為中心進行水平旋轉(zhuǎn)。上部的機翼為前掠翼,后部的機翼為后掠翼,兩個機翼共用一個旋轉(zhuǎn)軸,也就形成了上下兩個機翼即雙重翼,如果使兩翼保持水平方向一致,就成了噴氣式雙翼飛機。
德國戰(zhàn)敗后,美國人將P1101的殘骸運回國內(nèi),以它為基礎研發(fā)了X-5試驗機。X-5在美國噴氣機早期開發(fā)的探索階段提供了大量的寶貴數(shù)據(jù),對美國后來的噴氣機開發(fā)頗有建樹。
值得一提的是,P1101的機翼可在地面進行機翼后掠角的調(diào)節(jié),共有35度、40度、45度3種角度可以選擇。雖說梅塞施米特公司這么做只是為了確定飛機的最佳后掠角,不過從某種意義上來說,P1101也算得上是最早的可變后掠翼飛機了(MeP1101的改型MeP1102可以在空中實現(xiàn)機翼變動,如果問世,它將成為人類航空史上真正的首架可變后掠翼飛機)。
梅塞施米特公司的特種機研究人員在開發(fā)該飛機時,曾受到該機型的技術先行者――布洛姆-福斯公司的總設計師理查德福格特的技術指導。二戰(zhàn)后,廣為人知的布洛姆-福斯公司的可動主翼戰(zhàn)斗機BvP202顯示了出福格特博士的獨創(chuàng)性。后來,NASA研制出類似的實驗機AD1,并進行了大量的測試。
前面介紹的MeP1109/02還有一個同型號的可動翼姊妹機1109/01,其用途就是作為實驗機來獲得各種數(shù)據(jù)。該機在高速飛行時會使兩個主翼十字交叉變成x形,后掠角、前掠角同時做60度以內(nèi)的轉(zhuǎn)動,能夠試驗積累各種空氣動力數(shù)據(jù),可惜的是該機最終沒有得以生產(chǎn)。這些資料在二戰(zhàn)后落入了戰(zhàn)勝國之手,被美、蘇兩國應用于一線軍用飛機的研制上,并成功實現(xiàn)了應用。
自空氣動力學家阿道夫布斯曼的后掠翼理論問世以后,在德國為了適應高速飛行已經(jīng)持續(xù)進行了無數(shù)次在主翼上安裝后掠翼的嘗試。后掠翼雖然對超音速的高速飛行很有效,但是在低速狀態(tài)下則存在翼端失速以及由上反角導致的左右搖擺、蛇行前進、爬升能力減弱等問題。
為一次性解決高速、中速、低速各階段存在的所有問題,可動翼的設想和具體設計出現(xiàn)了,雖然設想很有意義,但是一旦將其具體應用于真機,就出現(xiàn)了新的問題,當一個貫通式主翼能夠整體旋轉(zhuǎn)的時候,隨著旋轉(zhuǎn)運動的G點不能靈活對應,而且機身的強度也存在疑慮。最終,設計者們發(fā)現(xiàn)要想將后掠翼與前掠翼用一個機翼來兼任是不可能的,各國的研究者們也得出前掠翼飛機應該割裂開來研究的結(jié)論,前掠翼實驗機中的代表作是格魯曼公司的X-29和名噪一時的蘇-47“金雕”等。
???沃爾夫Fw250雙發(fā)遠程戰(zhàn)斗機
接下來,要介紹的是與二戰(zhàn)末期的Ta183同樣令人期待的機型——Fw250。與以承擔近距截擊任務的前者相比,F(xiàn)w250既是一款真正意義上的遠程重型戰(zhàn)斗機,也是一款可用于戰(zhàn)斗轟炸以及遠距離偵察的飛機。
Fw250與Me262HGm型飛機是競爭機種,也是同一時期的規(guī)劃機種。據(jù)說,其動力裝置是先暫時搭載兩臺HeS011引擎,待BMW018(靜推力為3400公斤)發(fā)動機備妥后再換裝新發(fā)動機。值得關注的是該機的高性能,德國噴氣飛機研究的權威人士瓦爾特施克談到該機時,都要專門拿二戰(zhàn)結(jié)束12年以后才研發(fā)的麥克唐納公司的XF-88(后來的F-101“巫毒”戰(zhàn)斗機的前身)與之進行性能比較。令人驚訝的是,該機擁有毫不遜色于XF-88的高性能,讓人感覺不到兩者間存在12年的時間差。
Fw250采用全金屬結(jié)構,機身寬大,進氣口位于機頭,機身后部裝兩臺亨克爾HeS-011噴氣發(fā)動機,機翼后掠角為40度,主輪向內(nèi)收進機翼內(nèi)部,尾翼的安裝位置很高,以避開兩臺發(fā)動機的強大尾噴氣流。該機為單座機,加壓座艙位于靠近機鼻處。武器裝備包括4門MK-108型30毫米航炮或4門MG-213型20毫米骯炮。此外,在遠程戰(zhàn)斗機型號上還可攜帶重達1000公斤的副油箱。
李比希P01/117噴氣截擊機
這是一款小型截擊機,用于對付來襲的敵軍轟炸機。當時,盟軍對德國本土的轟炸令德國空軍感到異常頭疼。為解決防空難題,各飛機公司應航空部的要求競相開發(fā)小型的噴氣式截擊機,李比希設計的P01/117便是其中之一。
該機雖然是超小型飛機,但卻在機首配備了6挺重型機炮,此外,飛行員要以匍匐的姿勢登機。同一系列的飛機除了P01/117外,還有P01/114、P01/118、P01/119等型號,它們均是依靠液體火箭發(fā)動機推進的無尾飛機。
下面分析一下該機的作戰(zhàn)戰(zhàn)術。P01/117機長雖然不足6米,但卻在機首裝備了6挺機槍,乍一聽會感覺彈倉容量小,裝載彈藥數(shù)量受限,機槍過多沒有用處,但是設計者的用意并非如此,它可以向高空飛行的轟炸機編隊緊急上升,瞄準目標后用6挺機槍一起向其開火,火力強勁,一次攻擊擊就可能擊落一架4發(fā)轟炸機。與Me163相同,在耗盡燃料后,會重復2、3次小型的俯沖。因此,需要預先裝填能對敵機展開三次齊射的槍彈量。機身依靠液體火箭發(fā)動機上升,但其重量比Me163輕了40%,雖然其升限更高,但作戰(zhàn)半徑有限。
實戰(zhàn)表明,火箭發(fā)動機雖然動力強勁,但卻存在燃料消耗率過大的缺陷,因而單純的火箭戰(zhàn)斗機續(xù)航時間極短,難以發(fā)揮出應有的作用。因此像P01/117這類超小型火箭戰(zhàn)斗機恐怕不具有多大的實戰(zhàn)價值。
二戰(zhàn)時期中后期,歐洲的天空已被盟軍支配。面對戰(zhàn)局,忠于希特勒的工程師們?nèi)栽噲D拯救奄奄一息的政權。無數(shù)“腦洞大開”的戰(zhàn)機設計方案應運而生。在那個絕望的日子里,它們不僅充當了德國“最后瘋狂”的縮影,也充當了人類科技想象力的永無窮盡的證明。
戰(zhàn)后,一位美國軍官這樣描述他對德國戰(zhàn)機的印象:“他們已經(jīng)嘗試了人類想象力能及的、所有設計和布局,這讓我感到了深深的驚駭?!钡珜こ處焸儊碚f,這些努力對逆轉(zhuǎn)戰(zhàn)局其實毫無意義。在二戰(zhàn)末期,德國始終面對著一個困境:首先,江河日下的戰(zhàn)局和日漸枯竭的資源,迫切呼喚能扭轉(zhuǎn)戰(zhàn)局的“超級武器”問世;另一方面,開發(fā)“超級武器”不僅存在孤注一擲的風險,又難免加劇德國自身的資源危機。也正是因此,在“浪費資源就是犯罪”的大環(huán)境下,“末日戰(zhàn)機”并未挽救奄奄一息的帝國,而是加快了它的滅亡;至于所有成果則在戰(zhàn)后被對手俘獲,淪為了美蘇兩國試驗室中寶貴的報告和數(shù)據(jù)。