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柴油怪兽——容克斯Ju 86轰炸机

发布时间:2013-04-23  原作者:Ladon   点击数:

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  一提起柴油机,多数人的第一印象,恐怕就是粗大笨重、黑烟滚滚,估计现在很少会有人认为这种怪物能跟飞机扯上关系,因为飞机注定了是一种斤斤计较的艺术品。然而,在 20 世纪初,飞机诞生后不久,各个航空大国却真实地出现过研究航空柴油机的潮流。当然,随着技术的迅猛发展,其中多数被束之高阁,或转为其他用途。但是,还是有一些使用柴油机作为动力的飞机投入了批量生产,并在战场上一显身手,其中之一,就是本文的主角——容克斯 Ju 86 型飞机。

引子

  公元 1940 年夏,战火已经席卷了欧洲大地,纳粹的洪流四处肆虐,法兰西在闪电战的袭击下,迅速败亡,大英帝国在欧洲大陆已经失去了立足之地,不得不退守英伦三岛。面对铁十字咄咄逼人的攻势,英国迅速转入战时体制,举国上下都在为即将到来的入侵忐忑不安。这天,德•哈维兰的工厂里,工人们正在忙碌于蚊式飞机的生产——在接下来的几年恶战中,这种线条优美的木头飞机起到了举足轻重的作用。忽然间,响起了一阵凄厉的防空警报,伴随着外边偶尔传来几声大口径高炮的怒吼,还有战斗机高速掠过的轰鸣声,这显然又是一次少量敌机的骚扰。除了一开始的惊愕外,工人们的工作并没有受到什么影响,自从开战以来,这种场面已经见怪不怪了。令人始料不及的是,随着 “轰——轰——轰——” 几声巨响,数枚炸弹在车间四周爆炸,霎时间,浓烟四起,伴随着建筑物倒塌的巨响声、伤员的惨叫声,残酷的战场景象刹那间从遥远的前线降临到了眼前。皇家空军方才进行的截击显然失败了。究竟是什么敌机能穿透重重火网,如入无人之境呢?这种飞机就是著名而又鲜为人知的容克斯 Ju 86 高空侦察机——说其著名,是因为它是当时飞得最高的侦察机,在二战刚开始的一段日子里,不管是皇家空军的重型高炮,还是皇家空军的战斗机,没有一种能够得上它的飞行高度的。而说其鲜为人知,是因为所有 Ju 86 的改型的生产量,总共也没有超过 1,000 架,高空侦察型就更少,被淹没在其他名机的光环下,也就理所当然了。

容克斯和他的航空柴油机

雨果•容克斯博士(1859-1935)

  从 1910 年开始,德国以重型工业用及船用发动机为基础,开始发展轻量化的航空柴油机。到了 1930 年,航空柴油机已经可以实用。雨果•容克斯博士开创了这个发展,并在 1935 年他去世之前,满意地看到了他的柴油机成功地飞上蓝天。

  有意思的是,容克斯博士的经历很像柴油机的发明者——狄赛尔博士。由于对热力学的深深兴趣,而为他自己的工作提供了巨大的助益。容克斯博士生于 1859 年,当他 29 岁的时候,在德绍开始了对煤气机的试验。在那里,他开始进行热力设计和制造,1897 年,他被任命为亚琛技术学院的热工系主任。

  在德绍和亚琛,容克斯博士开始转向关注航空,1910 年 2 月 1 日,他对一种“全翼”飞机取得了 No.253,788 号专利。这个发明由一个单独的空心金属翼构成,不但发动机和燃油箱,而且连乘员和载员都容纳在里面。这上面的发动机,既便在这早期的设想中,已设计为对置活塞的形式。这种厚横截面、全金属飞翼构型在当时是荒谬的、不切实际的,没人敢采用。直到 30 年后,才成为高速飞机采用的一种构型,才有一种成功的“全翼”飞机建造并进行了飞行。

No.253,788 号专利草图,在当时来说很是异想天开

  容克斯博士的航空成就并不仅仅限于他的全金属飞机。他对动力系统也很有兴趣,到了 1910 年,他的时间都花费在试验他的飞机和一种用于飞机的柴油机上。他选择了工业上广泛使用的对置活塞发动机构型,这也意味着他的发动机是二冲程循环方式,简洁而高效。

  第一批作为航空动力制造的容克斯柴油机分别是 1913 年完成的 4 气缸 MO 3,和 1914 年完成的 6 气缸 MO 8。接下来的试验发动机是 1916 年制造的 6 气缸 FO 2,在 2,400 转/分的时候可以发出 500 马力的功率。一种大约于此时设计的 1,000 马力级柴油机进一步展示了容克斯博士的成就。所有的这些发动机都是压力喷射燃油,并使用电火花发火。

  由于凡尔赛和约对德国的限制,一战后的发展进展缓慢。当 FO 3 出现时,设计已经变为 5 个立式气缸,压燃式。这种发动机在 1926 年的柏林国际航空展上展示,1,200 转/分时能提供 830 马力的功率。由于尺寸太大,于是被重新设计为6  个更小的气缸,在 1928 年以 FO 4 的名称出现。随后它被装于容克斯 F 24 型全金属单翼机上,在 1929 年从德绍到 Cologne 进行了第一次飞行。

容克斯 F 24 型全金属单翼机

  1931 年,在以 1,700 转/分时 720 马力的功率艰难地通过了定型试验之后,FO 4 被定名为 Jumo 4,并装在德意志汉莎航空 4 号上投入了定期航运。随着输出功率在 1,800 转/分时提高到 770 马力的 Jumo 204 的出现,这类发动机开始为人们熟悉。1935 年,结构相似、尺寸更小的 Jumo 205 已经达到了发展目标,当 2,500 转/分时功率 700 马力,3,000 转/分时功率达到了 880 马力。在装备了一个排气驱动的增压器后,它以 Jumo 207 的名称出现,3,000 转/分时功率达到了 1,000 马力。而稍微大些的 Jumo 206 达到了 1,200 马力。所有的这些发动机都有 6 个立式水冷的气缸,每个气缸里有两个活塞,发动机有两根曲轴。重量功率比从早期型号的 0.95 公斤/马力降到了后期型号的 0.64 公斤/马力。

容克斯 Jumo 205 柴油发动机

  Jumo 205 系列和 Jumo 207 系列航空柴油机都装在了容克斯 Ju 86 飞机上进行使用,并一度成为 Ju 86 的显著标志。开始的意图是利用柴油机耗油率低的优点提高航程;后来的 Ju 86P/R 高空轰炸/侦察型则利用了柴油机在低气压下工作比较稳定的优点,以执行高空飞行任务。由于和同等尺寸、重量的航空汽油机相比,原设想中的航空柴油机优势并不明显,功率较低的缺点却比较突出,导致飞机性能下降明显,所以基本上都是用在试验机上,德国空军实际装备过航空柴油机的飞机只有 Ju 86 一种,生产数量也很少(实际上大部分 Ju 86 装的是 BMW 132 系列汽油机,以柴油机为动力的改型数量更少),并在随后的残酷战争中迅速退出了历史的舞台。

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