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风暴鸟——Me 262的历史与现实

发布时间:2013-04-22  原作者:Armstrong   点击数:

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  二战末期的天空中出现了喷气式战斗机身影,从此航空科技跨入了崭新的时代。在早期喷气式飞机中,设计先进的梅塞施密特 Me 262 双发战斗机无疑是最引人注目的,这种比所有的盟军战斗机都先进的战斗机为战后喷气飞机的发展指明了道路。本文简单记述了这种非凡战斗机的历程。

冯.欧海因的涡轮喷气发动机与 He 178

战后的冯.欧海因

  梅塞施密特 Me 262 的诞生是德国自 1930 年代中期就开始的涡轮喷气发动机研发的必然结果。德国的喷气发动机研究源自航空工程师汉斯-约阿西姆.帕勃斯特.冯.欧海因(Hans-Joachim Pabst Von Ohain)的一项燃气涡轮专利。与此同时,英国皇家空军的福兰克.惠特尔(Frank Whittle)少校也开始了燃气涡轮发动机的研究工作。

   1933 年冯.欧海因正在哥廷根(Goettingen)大学攻读博士学位时,开始研究以燃气轮机为基础设计先进航空发动机的可行性。虽然当时人们都认为燃气轮机的重量不适合用做航空发动机,但他还是在机械师马克斯.汉恩(Max Hahn)的帮助下,在车库中完成了一个“涡轮喷气发动机”的演示模型。

马克斯.汉恩与测试发动机

  冯.欧海因设法说服他的教授,R.W.波尔(R.W. Pohl)来观看一次模型发动机的试车。这肯定给波尔教授留下了深刻印象。波尔教授思想开明,人缘很好,1936 年他写信将冯.欧海因博士推荐给恩斯特.海因克尔。恩斯特.海因克尔如获至宝,但令他头疼的是:欧海因对他的发明守口如瓶,于是只得在 1936 年 4 月授命欧海因领导一组开发人员开始研发实用性的喷气发动机。

  1937 年 9 月,冯.欧海因小组拿出了一台测试原型机,但在时间上已经落后惠特尔测试原型机 6 个月了。一开始,这台原型机只能燃烧氢气,不能使用标准燃料,随后马克思.汉恩将其改进成可以燃烧煤油。

  样机初步成功,恩斯特.海因克尔指示欧海因再制造一台可用于飞行测试的发动机,编号 HeS 3。HeS 3 完成后,1939 年 5 月捆绑在一架 He 118 俯冲轰炸机上试飞。虽然几个月后发动机烧毁,但从中积累的经验已经足够制造一架纯喷气动力的实验飞机——海因克尔 He 178,该机的动力是改进过的 HeS 3B 发动机,重约 360 公斤,推力 380 公斤,推重比稍大于 1。后来 He 178 又换装了推力 590 公斤的 HeS 6。

HeS 3B 离心式喷气发动机结构图

  He 178 看起来像是一具飞行烟囱,头部进气,机身笔直。采用高置梯形机翼和常规尾翼布局,发动机安装在机身中部。该机具有可收放的后三点起落架,主起落架收入机身下部。

  HEINKEL He 178
规格 数据
翼展 8.13 m
长度 7.5 m
空重 1,560 kg
正常重量 1,995 kg
极速 700 Km/H

  1939 年 8 月 27 日——就在大战爆发前几天,He 178 在保密状态下完成了首次飞行。首次飞行持续了 5 分钟,飞行员报告:“飞机没有振动并且没有螺旋桨飞机的扭矩效应。飞行平稳……感觉棒极了!”冯.欧海因现在赶在了惠特尔之前。惠特尔的努力陷入沼泽中,由于政府和军方目光短浅,直到 1941 年 5 月,使用惠特尔喷气发动机的格罗斯特 E-28/39 才飞上天空。

保存在英国科学博物馆的 E.28-39

  德国方面的同行们也遇到惠特尔的问题,但是结局却不一样。德国空军和德国航空部(RLM)此时正全神贯注于已经开始的战争,当权者直到 1939 年 11 月才观看了 He 178 的飞行表演。但他们表现得很淡漠,指出 He 178 速度比最好的活塞式战斗机快不了多少。他们告诉海因克尔:“我们不需要你的喷气机,依靠现有飞机就可以赢得战争。”

  完成大约十二次试飞后,He 178 被送到柏林的国家航空博物馆展出,并在 1943 年的空袭中被毁。曾计划制造第二架 He 178,但没有完成。

德国喷气发动机的发展

  虽然 RLM 看起来对 He 178 漠不关心,但航空部仍积极地鼓励航空工业部门开发喷气发动机。这似乎有些自相矛盾,但事后看来,这种现象在大部分第三帝国的先进武器研制过程中普遍存在。

  1938 年 4 月,RLM 的汉斯.A.毛奇(Hans A. Mauch)担任火箭发展部门的领导人后,将重点放在了喷气推进之上,并与赫尔穆特.斯切尔普(Helmut Schelp)领导的一个实验部门一起来促进喷气发动机的发展。这两个人都是航空工程师出身,具有敏锐的技术敏感。1938 年中期,他们设立了全面的喷气发动机发展蓝图,包括一系列的涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。

  在 RLM 政策的鼓励下,布莱莫(Bramo)公司开始研制两种轴流式喷气发动机。这里要说明一下的是,惠特尔和欧海因的发动机都属于离心式喷气发动机,依靠涡轮叶片产生的离心力将空气压缩进入燃烧室燃烧。轴流式喷气发动机则很像蒸汽涡轮机,叶片驱动空气进入燃烧室燃烧并直接穿过整个发动机。其中一种发动机设计有反向旋转的涡轮风扇以减少扭力效应,编号“109-002”;另一种没有此设计以简化结构,编号“109-003”。“109-”是 RLM 特别用于涡轮喷气发动机项目的。

  1939 年中期,布莱莫在史潘道(Spandau,柏林的一个区)的工厂被 BMW 公司收购。BMW 公司已经着手研制自己的离心式喷气发动机,在看到布莱莫轴流发动机结构简单、重量轻的优点后,BMW 决定放弃原来的努力,将重点放在两种布莱莫发动机上。109-002 由于太复杂在 1942 年被放弃,公司把重心集中在比较简单的 109-003 上,1939 年原型机开始组装,1940 年试车,这就是著名的 BMW 003 发动机。

BMW 003 轴流式喷气发动机

  与 BMW 竞争的是容克斯公司,容克斯在 1936 年就开始研究涡轮发动机,并在 1938 年拿出一台轴流式喷气发动机进行了测试。1939 年夏,RLM 与容克斯签订合约:研制简单、动力强大的轴流喷气发动机,并尽快投产。安塞尔姆. 弗兰茨(Anselm Franz)博士领导的设计小组开始了“109-004”的研制工作,稍后命名为 Jumo 004。1940 年 11 月,Jumo 004 开始进行全尺寸样机的试车。

Jumo 004 轴流式喷气发动机

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