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库尔特.谭克博士访谈——Fw 190的设计和试飞

发布时间:2013-04-23  原作者:沉默的舰队   点击数:

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  库尔特.谭克博士(Dr Kurt Tank)不仅领导设计和制造了著名的福克.沃尔夫 Fw 190 战斗机,而且他还是 Fw 190 定型时的主要试飞员之一。英国著名航空史刊物《Aeroplane》的专栏作家阿尔弗雷德.普莱斯博士(Dr Alfred Price)在 1975 年时曾有幸对谭克博士进行了专访,在专访中,谭克博士回忆了他的代表作 Fw 190 的设计和试飞过程。现将原文翻译整理如下:

战时的库尔特.谭克博士

  “在我们开始设计 Fw 190 的时候,世界各国都流行在战斗机上装备液冷发动机———由于液冷发动机的迎风截面积较小,可以使飞机前机身设计线条流畅,飞行阻力较小,其典型的代表就是德国梅赛斯密特公司的“Bf 109”和英国皇家空军的“喷火”,诚然她们是当时世界上飞行速度最快的战斗机。你可以把她们比喻成高贵的“赛马”,在赛场上,她们可以优雅地赢得任何比赛,但是在条件恶劣的战场上,她们就不大能适应了。我们要设计的飞机不是赛马,而是具备充沛韧性和耐力的“战马”!它必须能在粗糙的前线机场上起降;它必须能适应缺乏训练的人员来驾驶和维护;它还要经得住损伤,并能在受损的情况下飞回来。

  诚然,在同样的发动机输出功率下,那些“赛马”战斗机比 Fw 190 拥有更大的飞行速度和爬升率,但是,我们会使 Fw 190 在不过多的牺牲飞行性能的基础上拥有更为强大的火力和更为坚固的机体。

  根据我自己的试飞经验,我知道:在空战中,良好的环视视野对于战斗机飞行员来说是多么的重要,因此,我决定在新飞机上安装气泡式坐舱————虽然,这在随后的战斗机设计中非常地常见,但是在 1938 年,这绝对是一项重大的革新(在此之前的 Bf 109 和喷火飞机视野均不佳,后视视野几乎为零)。

Fw 190V1 的风洞模型

  当世界各国的飞机设计师都在选用液冷发动机的时候,我们之所以逆潮流而动地选择了星型风冷发动机,主要有两方面的考虑:其一,相对液冷发动机而言,星型风冷发动机更为坚固而耐用。其二,当时宝马(BMW)公司正在开发新型的大功率风冷发动机 BMW 139,这种 18 缸双排星型风冷发动机的马力超过了世界上任何一种液冷发动机,其输出功率 1,500 马力,这比当时最好的液冷发动机还要高出 325 马力。为了使我们的“军马”在飞行性能上不至于输给“赛马”太多,我们必须选用马力尽可能大的发动机。

BMW 139 发动机

  我敢说一个好的飞机设计师师希望自己亲自设计飞机的每一个细节的,但是,这样做他至少需要 8 年的时间,而 8 年后,没有人再会对他的飞机感兴趣了,也就是说对于一种新飞机的设计而言,她成败的关键就是时间。因此我们必须组建一个亲密无间的设计小组,来共同完成新飞机的设计任务。当时我们的 Fw 190 设计小组有 12 个人,我的助手威利.库特(Willi Kather)负责协调小组的工作;鲁迪.布勒瑟(Rudi Blaser)负责设计机体结构,他是一位非常细心的结构工程师,他能使每个零件在满足强度要求的前提下,保持最低的结构重量;而 Fw 190 的两位首席试飞员汉斯.桑德(Hans Sander)和库尔特.迈尔霍恩(Kurt Melhorn)也直接参与了 Fw 190 的设计过程————他们对 Fw 190 坐舱内部仪表和操纵杆的布置方案提出了宝贵的建议,这使得 Fw 190 的坐舱的设计更为人性化,布局更为合理。

  由于我们要制造的是“战马”,所以 Fw 190 被设计的异常坚固。其起落架就是一个很好的例子,通过计算,我们得出结论,在 Fw 190 着陆时,其起落架只需承受机体 2.5m/s 的下沉速度即可。但是,在实际设计中,我们要求 Fw 190 的起落架必须承受住机体 4m/s 的下沉速度———即飞机在满载情况下以最大降落速度着陆对起落架的冲击力。所以后来,虽然 Fw 190 的最大重量从 2.75 吨上升到了 5 吨,但是其起落架在几乎未作任何加强的情况下,依然坚固可靠。

  Fw 190 的首飞是由试飞员汉斯.桑德(Hans Sander)完成的,随后,我也试飞了 Fw 190 的原型机,我对 Fw 190 的操纵性能非常满意,我们在操纵系统设计上下的功夫没有白费。在我看来,一架操纵性能极佳的飞机是不需要飞行员用太大的力气来操纵的,如果飞机的操纵系统设计的恰当,飞行员完全可以仅用他的食指和拇指来操纵驾驶杆。在空战中,为了使飞机具有良好的水平机动性,高的滚转率是非常重要的,这就要求操纵副翼的杆力必须小于 8 磅———飞行员的腕力是有限的。庆幸的是:我们的在操纵系统设计中,成功地把副翼的操纵杆力降了下来,因此飞机在试飞中的横向操纵跟随性既灵敏又准确。和副翼操纵系统的设计相比,其它的操纵系统的设计就简单得多,比如方向舵的操纵力矩我们可以放宽很多,因为相对而言,飞行员的脚蹬力比手腕力要大得多。

参与 Fw 190 试飞的库尔特.谭克(左)与汉斯.桑德

  飞机的操纵系统在不同速度下的稳定性也是非常重要的,飞行员并不希望在他们每次打开截流阀的时候,都要重新调整飞机。我们的设计小组在这一点上完成的同样非常出色,以至于对于 Fw 190 来说,调整片都显得多余,因此 Fw 190 只在各个操纵面上安装了非常小的调整片---副翼和方向舵上的调整片都采用固定式,只有水平舵上的调整片是可调式。

  就在 Fw 190 首飞之前,宝马(BMW)公司为我们提供了功率更大的 BMW 801 型 14 缸双排星型风冷发动机,相对于 BMW 139 而言,它更为可靠,且散热性能较之 BMW 139 型发动机大有改善。就在 Fw 190 首飞后不久,福克.沃尔夫公司就决定为 Fw 190 换装这种新型的 BMW 801 发动机。‘

BMW 801 剖视图

  BMW 801 的马力增加到 1,600 马力,但尺寸和重量均有所增大,且 Fw 190 加强了装甲防护和武装,这使得 Fw 190 的空机重量增加了 1/4,这使得 Fw 190 的翼载荷从 185.5 千克/平方米升高到 226.4 千克/平方米,翼载荷的升高使得 Fw 190 的飞行性能急剧恶化,为了降低飞机的翼载荷,我们通过加大 Fw 190 的翼展(翼尖伸长 50 CM)和弦长的办法来加大飞机的机翼面积。这样 Fw 190 的机翼面积增加了 3.25 平方米,翼载降低到令人满意的 174.8 千克/平方米。另外,为了协调主翼和尾翼的关系,尾翼面积也作了相应的放大。

  虽然 BMW 801 型发动机马力强劲且装有可自动调节燃料流量和混合度的涡轮增压器,但是其发动机增压器的控制系统却常常失效(谭克博士在试飞 Fw 190 时,就险些因此发生事故),一次我在试飞 Fw 190 的时候,在中高空作了一个垂直的筋斗,但就在我飞到筋斗顶端的时候,BMW 801 型发动机的增压器的控制系统突然失效,飞机随即失去了动力,这样我在 2,650 米的高空陷入了危险的尾旋。由于事发突然,我一时间居然不知所措,在损失了相当多的高度后,我终于设法从尾旋之中改了出来,这次事故险些让我丧命。飞机一着陆,我就气冲冲地接通了宝马(BMW)公司的电话,在电话里我气愤地告诉他们:如果他们不马上解决 BMW 801 型发动机的的问题,我就改用其他公司的发动机装备 Fw 190 飞机。在我向他们下了最后通牒后,BMW 公司最终解决了 BMW 801 型发动机增压器的控制系统上的问题,但是这次事故使我和 BMW 公司的关系产生了裂痕。”

补丁:库尔特。谭克博士简介

  库尔特.谭克于 1898 年 2 月出生,青年时代曾在德国陆军服役并参加了第一次世界大战,作为步兵,他深刻地体会到:对于武器而言,可靠性和维护性才是最重要的,这段经历也促成了谭克博士日后的设计理念————“我们要设计的飞机不是赛马,而是具备充沛韧性和耐力的战马!”40 年代初,各国流行液冷发动机的战斗机,而谭克却逆流而动,设计了装备风冷发动机的 Fw 190 战斗机。而后,他又把力求可靠性的设计理念引入到 Ta 183 喷气式战斗机的设计中去。在沃尔夫.福克公司工作期间,由于谭克的影响力日益增大,他成功的策划了一次“政变”,驱逐了福克公司的创始人,并独自执掌沃尔夫.福克公司设计大权。二战结束后,谭克和许多德国技术人员一样遭到盟军的羁押和审讯。而后接受了阿根廷总统贝隆的邀请为阿根廷服务。1946 年,谭克偷渡到阿根廷,在那里,他和其他转移到那里的德国技术人员(包括 GO 229 的设计者霍顿兄弟中的弟弟)进行了短期修整以后就立刻投入到了阿根廷版的 Ta 183——I.A.33“箭”II 的研制中去。由于本身设计上的缺陷以及阿根廷的制造工艺不过关,该型飞机的计划被彻底取消,而谭克以及其他的德国技术人员均在 1953 年被阿根廷政府解雇,只能黯然离开南美。而后,谭克博士又辗转到了印度,设计了同样不成功的 HF24"风神"飞机,后来仍然避免不了遭到解雇的命运。值得一提的是:谭克博士在 60 年代,还曾经来到中国访问并与中国的航空设计人员进行了交流。

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