二战德国空军有多强?有哪些黑科技设计方案?(二战德国的空军有多少架飞机)
小伙伴们都知道,二战中德国空陆军的出色表现,无疑成为了当今空陆军在作战体系中举足轻重的地位。正是因为二战德军先进的空中国作战理念,开创了未来空一体化作战模式。德国之所以能创造这个先例,是基于其强大的远超时代的航空空工业。尤其在航空空设计方面
,领先时代半个多世纪。直到现在,还是免不了要看看德国一些先进的飞机设计方案。1945年初,纳粹德国已经日薄西山。除了在德国领土上快速推进,即将取得胜利的盟军还积极寻找散布在德国各地的先进武器和技术信息。
今年4月,美国陆军在靠近瑞士边境的山麓发现了梅塞施米特的秘密飞机研究所,发现了大量令他们震惊的秘密战斗机研制计划。同时,盟军在德国其他地区发现了许多类似的设施,缴获了大量技术先进、设计理念先进的航空空技术资料。
随后几年,美、英、法、苏等国在德国航空空的技术人员协助下,忙于消化吸收德国先进的航空空技术和设计理念。虽然德国空军队的这些令人眼花缭乱的秘密计划没能挽救帝国的命运,但是在战后的几十年里。
二战中德国航空公司空工业的弱点
纳粹德国在二战期间研发了大量先进武器,但武器装备发展不平衡,大量资源优先用于空军用武器装备的研发。到二战末期,随着活塞式战斗机的性能接近极限,各个厂商在扭转不利局面的压力下,开始致力于喷气式战斗机的研制。
二战期间,德国先后提出400架先进飞机计划。对于国力和资源有限的德国来说,开展这么多研究项目并不明智。
1941年德国共生产了10826架飞机,是1931年初的840倍。1942年下半年,二战开始后,由于陆军和空陆军的预算过度膨胀,国家财政开始难以维持。
在此之前,Deutsche Bahn 空 Department一直是提前或分期支付各航空公司空公司的开发费。一般情况下,预拨资金为最终价格的40%,剩余资金根据后期开发进度和量产情况进行分配。但从1942年开始,DLR 空 Department突然停止了预拨研制费用的做法,决定在初步研制完成、首架样机试验成功后,再分配第一批经费。这一要求不仅打击了一流制造商,也束缚了经济基础薄弱的亚历山大·尤斯图斯·冯·李比希和霍顿兄弟等科研人员的手脚。
此后,航空空部门提出的要求更加苛刻,不仅要等到飞机投入批量生产后才能交钱,甚至提出飞机装备军队后才能交钱。由于制造商无法在短时间内收回高昂的R&D成本,他们更多地采取措施改进和提高现有的飞机类型,新型战斗机的研发工作极度减少,只增加落在纸面上的计划。
在二战后期研制的飞机中,有大量改进设计数的飞机研制计划,已经证明了这一点。但对于航空空部门重视的优先量产机型,我们仍然采取一贯的优惠措施。
从航空空技术的角度来看,德国因为一战失利,军事实力长期落后于美、英、法等国,为了快速赶上对手,德国非常重视新装备的发展,包括喷气式战斗机、火箭截击机等新概念。战争结束时,军方高层对这些新想法产生了浓厚的兴趣,并将其列为重点研发项目,从而推出了多种当时世界上最顶尖的战斗机,极大地推动了航空空技术的发展。
下面我们从德国空陆军的秘密计划中挑选几款有代表性的机型,重点介绍一下。
梅塞施米特的驱逐计划。
在德国空陆军的装备体系中,驱逐者指的是双发重型多用途战斗机。这种飞机具有机体大、航程远、火力强的特点,可以承担多种不同的作战任务。是德国空陆军一直依赖的模式。
梅塞施米特公司在二战前开发了著名的Bf110驱逐机,之后又开发了不成功的Me210/410驱逐机。为了替代上述飞机,梅塞施米特在二战后期提出了喷气动力弹射计划,该计划分为两个阶段。
从现在留下的设计图来看,Ejector I是一款设计近乎完美的喷气式战斗机。机身前部与进气设施巧妙融合。位于驾驶舱盖上下两侧的小窗格设计目的不明确,乘客1 ~ 2人。虽然飞机的武器装备不详,但很明显有足够的空房间安装几门机关炮,机翼下可以挂载小型炸弹和火箭弹。
此外,机身的设计也有不寻常之处,那就是T型尾翼的垂直安定面前掠。飞机的动力是涡轮喷气发动机,可能采用当时正在研制的容克Jumo012(推力3000公斤)或BMw018(推力3500公斤)发动机。梅塞施米特"vespaⅱ";还计划在Arado研制的Ar234C-F弹射器上安装BMW018发动机。
驱逐机II相当于上述驱逐机I的姊妹机。飞机主翼后掠角40度,配备新一代大推力涡轮喷气发动机。引射器II的气动设计非常先进,对二战后各国的飞机研发产生了很大影响。即使在二战结束60多年后,用现代的眼光来看,它也没有过时的感觉。空在战争中,飞机可以充分发挥其高速灵活的特点,用机枪与战斗机战斗,用机翼下挂载的多管火箭炮拦截轰炸机;这种飞机也能在对地攻击中发挥更大的作用。此外,该机还可能被设计成高速侦察机,机头前端嵌入强化玻璃,并有设置摄像头的图纸。该机不同于I型引射器的单翼,采用上单翼布局,T型尾翼后掠角大。机关炮的弹药传送带呈环状安装在机身中央。
Blom-FOSS P209/02前掠翼战斗机
1944年12月,blom Flowserve公司设计了一种新的单座战斗机。这款战斗机的设计是先进的,首次采用了前掠角的主翼,在当时对高速掠角还没有产生绝对信心的情况下,这是非常大胆的设计。
这架飞机的总设计师是理查德·沃格特博士。Vogt可以算是纳粹最具创新精神的飞机设计师。上世纪二三十年代,沃格特在日本川崎航空空飞机株式会社担任技术总监,主持了1988年轻型轰炸机、1992年战斗机等一系列战斗机的设计。当vogt在德国闪电战的前一年离开日本时,vogt回到blom Flowserve公司后被任命为首席设计师。自此,blom Flowserve公司提出的大量无尾飞机设计方案为广大飞机爱好者所熟知。P209/02虽然是轻型战斗机,但由于设计完成度较高,成为德国铁路空研究所关注的焦点,被允许作为概念飞机继续研究,但由于技术难度太大,一直停留在纸面上。
梅塞施米特P1110无尾战斗机。
P1110是一架极具视觉冲击力和先进设计思想的飞机。飞机主翼采用T45度后掠角设计,面积只有13.17平方米,翼展只有6.65米。计划中的武器装备是飞机前部的4个MK 108门(30mm)和前风挡左侧的MK 214a (50mm)。同时,意大利、美国和日本也在研制这种鸭式布局战斗机的原型机。动力系统采用活塞式发动机,只能算是保守假设的产物。
意大利的Ambrosian SS.4是世界上第一种鸭式布局战斗机。这款在1937年首次试飞成功的战斗机,拥有很多全新的设计元素,比如前三分的可收放式起落架,机头部分配备了一门Mk30机炮和两门Mk20机炮,在当时被认为是非常强大的火力。
大洋彼岸的美国也在研发无尾战机。1943年,柯蒂斯公司的XP-55首飞,但由于鸭翼前翼效果不理想,不得不进行改装。后来由于飞机稳定性差,在机翼外侧加装了小型垂直安定面,然后在发动机舱上下安装了类似垂直尾翼的尾翼,这被认为是勉强完成的对机身的改装。虽然做了很多改进,但XP-55的稳定性问题始终没有解决,有两架原型机因突然进入螺旋而坠毁。
在鸭式布局战斗机的设计上,德国人又一次走到了前面。P1110无尾"鸭子"前尾翼设计为低翼,机身后部主翼布置在机身上部,避免了前尾翼的气流干扰。从重量上看,翼载的变化虽然有利于高速飞行,但另一方面也带来了起飞和降落时的变形问题。当然,有辅助功能的火箭会在起飞时发挥作用。
小型冲压喷气战斗机
这里登场的两款虽然身材娇小,但都有非常精致的设计。它们是由梅塞施米特公司在1941年至1944年间开发的"小型战斗机"系列。由于设计精巧,速度快,适合与敌机对抗。经过无数次发动机测试,制造商最终选定了两种型号。
双喷射冲压喷气战斗机
这架飞机翼展7.0米,全长7.2米,属于小型飞机。机头处飞行员座舱后面是一个大油箱,机身中部有一个圆形进气口。
作为动力输出,冲压发动机依靠环形电池运行,燃烧管后部附有加力燃烧室。前燃烧室内燃烧的气体经主燃烧器喷入后,在后面的二级燃烧器中重新燃烧,提高了射流的能量效率。这种飞机主要扮演寄生战斗机,通常安装在大型轰炸机内部。当轰炸机被敌方战斗机拦截时,释放战斗机保护轰炸机编队的安全。
超小型撞击攻击机
这种类型的飞机被命名为角撞击火箭。简单来说就是利用动能撞击敌机。这架飞机的机身比前一架小,翼展只有6米多,总长只有6米左右。机身前部下方有一个明显的凸起,让飞行员屈膝驾驶,限制性相当大。驾驶座靠背上有一个降落伞箱,在距离油箱的上下空间安装了导爆索。
在攻击后,飞机可以依靠爆炸管的力量将机头与机身分离。如果你仔细看设计图,你会发现挡风玻璃是耐冲击的形状,设计独特,源于撞上敌机机身造成损伤的奇怪想法。飞机左右翼下装有小型火箭。由于属于梅塞施米特公司生产的系列产品,德国铁路空 Department的注册码可能是"我"。
霍顿Ho13C飞翼战斗机
Ho13采用三角翼布局,类似于尤斯图斯·冯·李比希博士的三角翼飞机,这与霍顿兄弟和尤斯图斯·冯·李比希博士在飞翼战斗机研制过程中的技术交流有关。Hol3C的功率单元是HeS011B。这款发动机是HeS011A的改进型,静态推力1500 kg。
霍顿设计的飞机中,还有一种小型飞翼战斗机(Ho10)。当时空陆军正在进行中"国家战斗机计划"竞价,霍顿曾经用这台机器竞价。该型战机比H0229更小,设计精准。它配备了一台He011A发动机和三门大炮,减少了装配零件的数量,使生产更加容易。机身左右两侧设有空进气孔,后排气口左右两侧设有小垂尾,机身设有可完全容纳襟翼的空房间;另一方面,像这种三角翼飞机的翼端辅助翼尤为重要;当然,在保证稳定性方面,也应该需要两个垂尾。
梅塞施米特的双翼后掠飞机
将主翼改为可变翼的研究与飞行速度的增加后掠角密切相关。威利·梅塞施米特很早就对可变机翼的研究产生了兴趣。他研制的P1101喷气式战斗机主翼后掠角为35度,研发重点是飞行中的可变翼。但直到二战结束,P1101在地面上只能分两个阶段进行调整,未能达到预期目标。
在战争后期,梅塞施米特还提出了一种独特的双翼机方案,配备了可变后掠角机翼。机身上下机翼通过结构连成一体,可以根据速度的变化绕机翼中间的支点水平旋转。上翼是前掠翼,尾翼是后掠翼。两翼共用一根转轴,形成上下两翼,即双翼。如果两个机翼保持在同一水平方向,就成了喷气式双翼飞机。
德国战败后,美国人将P1101的残骸运回中国,并以此为基础研制了X-5试验机。X-5在美国喷气式飞机发展的早期探索阶段提供了大量有价值的数据,为美国喷气式飞机的后期发展立下了汗马功劳。
值得一提的是,P1101的机翼后掠角可以在地面调节。有三种角度可供选择:35度、40度和45度。虽然梅塞施米特这样做只是为了确定飞机的最佳后掠角,但从某种意义上来说,P1101是最早的可变后掠翼飞机(MeP1102是MeP1101的改进型,可以在空中实现换翼,如果问世,将成为人类航空史上第一架真正的可变后掠翼飞机空)。
研制这种飞机时,梅塞施米特公司的特种机研究人员得到了这种飞机的技术先驱布鲁姆-福斯公司总设计师理查德·沃格特的指导。二战后,Blom-Fox公司知名的可移动主翼战斗机BvP202就展现了vogt博士的独创性。后来NASA开发了类似的实验机AD1,并进行了大量的测试。
前面介绍的MeP1109/02也有一款同型号的姐妹移动翼机1109/01,作为实验机,获取各种数据。飞机高速飞行时,两个主翼会交叉成X形,后掠角和前掠角同时在60度内旋转,可以测试和积累各种空气动数据。可惜飞机最终没有生产出来。这些数据在二战后落入战胜国手中,被美苏应用到一线军用飞机的研制中,并成功应用。
自从空空气动力学科学家阿道夫·布斯曼(Adolf Busmann)的后掠翼理论问世以来,德国为了适应高速飞行,在主翼上安装后掠翼的尝试不计其数。后掠翼虽然对超音速高速飞行非常有效,但在低速时存在翼尖失速、上反角引起的左右摇摆、向前蛇行和爬升能力减弱等问题。
为了一次性解决高速、中速、低速阶段的所有问题,出现了活动翼的想法和具体设计。虽然这个想法很有意义,但是一旦应用到真正的飞机上,新的问题就出现了。当一个贯通的主翼可以整体旋转时,随旋转运动的g点无法灵活对应,机身强度存在疑问。最终,设计者发现不可能将后掠翼和后掠翼合二为一,各国研究人员也得出结论,后掠翼飞机应该单独研究。后掠翼实验机的代表例子有格鲁曼公司的X-29和著名的苏-47 ";金鹰"等等。
福克-沃尔夫Fw250双发远程战斗机
接下来,我们将介绍——Fw250,它和二战末期的Ta183一样精彩。与承担近距离拦截任务的前者相比,Fw250不仅是真正的远程重型战斗机,也是一种可用于战斗轰炸和远程侦察的飞机。
Fw250和Me262HGm是竞争机型,也是同期计划机型。据说其动力装置暂时配备两台HeS011发动机,待BMW018(静推力3400 kg)发动机准备就绪后再更换新发动机。值得关注的是这款飞机的高性能。德国喷气研究权威人士沃尔特·施克在谈到这款飞机时,应该是特意拿XF-88(后来的F-101 ";巫毒教"战斗机的前身)与其性能进行对比。令人惊讶的是,该机拥有不逊于XF-88的高性能,让人感觉两者有12年的时差。
Fw250采用全金属结构,机身宽大,机头有进气口。两台汉高HeS-011喷气发动机安装在机身后部,机翼后掠角为40度。主轮收进机翼,尾部安装在较高的位置,避免两个发动机强烈的尾喷流。飞机是单机,增压舱位于机头附近。武器装备包括4门MK-108 30毫米加农炮或4门MG-213 20毫米加农炮。此外,远程战斗机模型还可以携带重达1000公斤的副油箱。
尤斯图斯·冯·李比希P01/117喷气式截击机
这是一种小型截击机,用来对付来袭的敌方轰炸机。当时盟军对德国的轰炸让德国空陆军感到无比头疼。为了解决防空的问题,各飞机公司应航空部空的要求,竞相研制小型喷气式截击机,尤斯图斯·冯·李比希设计的P01/117就是其中之一。
虽然是一架超小型飞机,但是机头配备了6门重炮。此外,飞行员必须俯卧着登机。除了P01/117,同系列飞机还有P01/114、P01/118、P01/119,都是液体火箭发动机推进的无尾飞机。
我们来分析一下这款飞机的作战战术。P01/117机长虽然不到6米,但是机头配备了6挺机枪。他一看就觉得弹匣容量小,装弹量有限,机枪太多也没用。然而,设计者的意图并非如此。他可以紧急上升到高空飞行的轰炸机编队空,瞄准目标,用六挺机枪一起向它开火。火力强大,一次攻击可能击落4架轰炸机。像Me163,耗尽燃料后会重复2到3次小下潜。所以需要预装能对敌机发射三次齐射的子弹量。机身由液体火箭发动机托起,但重量比Me163轻40%。虽然它的升限较高,但作战半径有限。
实战表明,火箭发动机虽然动力强劲,但存在耗油率过大的缺陷,因此单纯的火箭战斗机续航时间极短,难以发挥应有的作用。所以,像P01/117这样的超小型火箭战斗机,恐怕实用价值不大。
二战中后期,欧洲的天空空由协约国主导。面对战争,忠于希特勒的工程师们仍在努力挽救垂死的政权。无数"脑洞大开"战斗机设计方案应运而生。在那个绝望的日子里,他们不仅充当了德国"最后的疯狂"在缩影中,它也作为人类科技想象力的无尽证明。
战后,一名美国军官这样描述他对德国战士的印象:"他们尝试了所有人类想象力能达到的设计和布局,让我感到深深的震撼。"但对于工程师来说,这些努力对于扭转战局毫无意义。二战末期,德国始终面临着一个困境:一是不断下滑的战局和日益枯竭的资源迫切需要"特殊武器"出来;另一方面,发展"特殊武器"不仅存在孤注一掷的风险,而且必然加剧德国自身的资源危机。正是由于这个原因,在"浪费资源是一种犯罪"在大环境下,"末日战士"它没有拯救垂死的帝国,反而加速了它的灭亡;至于所有的成果,都在战后被对手俘获,成为美苏实验室里有价值的报告和数据。
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