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二戰(zhàn)德國是當(dāng)時世界研發(fā)噴氣式發(fā)動機技術(shù)和噴氣式戰(zhàn)斗機最積極的國家之一,也是成果最多、貢獻(xiàn)最大的國家。在當(dāng)時,英國的噴氣式動力技術(shù)和噴氣式戰(zhàn)斗機技術(shù)雖然也非常了得,但要和德國比,英國在思路和理念方面就差了一大截。單是德國ME262噴氣式戰(zhàn)斗機將戰(zhàn)斗機機翼設(shè)計從平直翼引向后掠翼的貢獻(xiàn),英國就很難企及。 德國是最早推出噴氣式戰(zhàn)斗機的國家 (二戰(zhàn)英國流星戰(zhàn)機也是世界著名的早期噴氣式飛機之一) 第二次世界大戰(zhàn)前和第二次世界大戰(zhàn)期間,德國人才輩出,其中就包括美國火箭技術(shù)和航天探索的奠基人馮布萊恩。而在航空領(lǐng)域,當(dāng)時的德國也出現(xiàn)了兩個杰出的領(lǐng)軍人物,即噴氣式發(fā)動機天才漢斯-約阿西姆.帕勃斯特.馮.歐海因和后掠翼技術(shù)的開創(chuàng)者阿道夫·布茲曼。 漢斯-約阿西姆.帕勃斯特.馮.歐海因是噴氣式發(fā)動機技術(shù)天才,二戰(zhàn)德國噴氣式發(fā)動機的技術(shù)發(fā)展就來源于他的一項燃?xì)鉁u輪技術(shù)專利。馮歐海因生于1911年,是德國噴氣式發(fā)動機技術(shù)天才,他對噴氣式發(fā)動機產(chǎn)生興趣據(jù)稱和一次坐飛機的經(jīng)歷有關(guān)。 (論對現(xiàn)代飛機的影響,德國ME262世界第一) 據(jù)稱,當(dāng)馮歐海因第一次坐飛機時就對當(dāng)時活塞式螺旋槳飛機的巨大噪音非常反感,他認(rèn)為,與飛機優(yōu)美的氣動外形相比,這種飛機較大的噪音水平極不相稱,據(jù)稱從此開始,馮歐海因就考慮發(fā)明一種噴氣發(fā)動機。早在1933年,還在攻讀博士學(xué)位的馮.歐海因就“開始研究以燃?xì)廨啓C為基礎(chǔ)設(shè)計先進(jìn)航空發(fā)動機的可行性,1934年,歐海因開始進(jìn)行初步工程設(shè)計,并把方案呈送給自己的指導(dǎo)教師波爾教授審閱”。在其后,在慧眼識珠的波爾教授極力支持下,在當(dāng)時很多人“都認(rèn)為燃?xì)廨啓C的重量不適合用做航空發(fā)動機”的質(zhì)疑聲中,馮歐海因在車庫中完成了一個“渦輪噴氣發(fā)動機”演示模型。 1936年4月,年僅25歲的馮歐海因開始研發(fā)試制實用性的噴氣式發(fā)動機,1937年9月,馮歐海因研發(fā)的第一臺噴氣式發(fā)動機運轉(zhuǎn),1939年,馮歐海因設(shè)計研發(fā)并經(jīng)過改進(jìn)的噴氣式發(fā)動機幫助世界第一款噴氣式戰(zhàn)斗機HE178完成首飛。He178是世界第一款噴氣式戰(zhàn)斗機,該機“采用頭部進(jìn)氣,機身筆直設(shè)計。應(yīng)用了高置梯形機翼和常規(guī)尾翼布局,馮歐海因設(shè)計改進(jìn)的HeS 3B發(fā)動機安裝在機身中后部。為繞過飛行員座椅和燃料箱,進(jìn)氣道向下彎曲,該機采用了可收放后三點起落架”。 (S形流線,德國在二戰(zhàn)時期就開創(chuàng)了后掠翼技術(shù)) 在HE178噴氣式戰(zhàn)斗機首飛成功的第二年,也就是1941年4月2日,推出HE178的德國亨克爾公司再次推出世界第一架實用化的雙發(fā)噴氣式戰(zhàn)斗機HE280,該機在測試中的表現(xiàn)非常優(yōu)異,被認(rèn)為是世界第一款真正的噴氣式戰(zhàn)斗機。但是,在當(dāng)時德國軍方高層對這種新的飛機并未表現(xiàn)出應(yīng)有的重視,當(dāng)時的德軍認(rèn)為,“戰(zhàn)爭不會持續(xù)太久,不需要這種高性能的戰(zhàn)斗機”。 與此同時,HE178和更加完善的HE280雖然率先開創(chuàng)了噴氣式戰(zhàn)斗機的思路,但是在機體設(shè)計方面,這兩款機型的進(jìn)展并不是很大,和英國同期的噴氣式戰(zhàn)斗機一樣,這兩款機型也同樣采用活塞螺旋槳戰(zhàn)機時代的機體。在這些因素的綜合作用下,HE178和HE280都沒能量產(chǎn)服役,直到ME262服役,德國才最終列裝了噴氣式戰(zhàn)斗機。 引領(lǐng)現(xiàn)代戰(zhàn)斗機設(shè)計發(fā)展的后掠翼ME262噴氣式戰(zhàn)斗機 早在1938年之前,德國就要求梅塞施米特飛機廠研發(fā)一款兼容噴氣式發(fā)動機的全新戰(zhàn)斗機,1939年一款代號為P1065的雙發(fā)方案通過審核,這個方案就是后來的ME262噴氣式戰(zhàn)斗機。 (阿道夫·布茲曼率先將后掠翼技術(shù)應(yīng)用到ME262戰(zhàn)斗機和火箭動力ME163身上) 1941年1月份,ME262V1原型一號機出廠,在其后,經(jīng)過發(fā)動機方面的改進(jìn)換裝之后的ME262在1942年成熟。1943年6月份,ME262噴氣式戰(zhàn)斗機投產(chǎn),隨后該機開始裝備部隊。 ME262設(shè)計非常不錯,是早期型噴氣式戰(zhàn)斗機當(dāng)中最成功的型號之一,該機也是世界上最早應(yīng)用后掠翼技術(shù)的噴氣式戰(zhàn)斗機。 眾所周知,早期的飛機一般都采用平直翼,這種機翼設(shè)計隨著飛機飛行速度的提高,迅速暴露出嚴(yán)重問題,比如一旦飛機高速俯沖時達(dá)到相應(yīng)的速度,平直機翼飛機很可能就會迅速解體墜毀,“飛行速度接近音速時,飛機會遇到極大的激波阻力”。而平直機翼的這種缺陷,也在一定程度上限制了飛機的速度提升。也就是說,在當(dāng)時,想要再提升飛機速度,機翼的問題必須解決。 (美國在二戰(zhàn)后期開始發(fā)展的F86最初還是平直翼,在獲得德國后掠翼技術(shù)后改用后掠翼設(shè)計) 這個時候,二戰(zhàn)德國另一個天才阿道夫·布茲曼就發(fā)揮出作用。早在年輕時候,阿道夫·布茲曼就認(rèn)識到后掠翼的價值,并開始后掠翼設(shè)計的研發(fā),在其后布茲曼發(fā)現(xiàn),“當(dāng)飛機的飛行速度達(dá)到比較高的速度后,翼面會出現(xiàn)局部超音速流,后掠翼可以推遲局部超音速流的出現(xiàn),對提高飛機的飛行速度,具有很重要的應(yīng)用價值,尤其對軍事航空來說意義更大”。而對于這個理論,德國在當(dāng)時非常重視,隨后就將布茲曼隱藏保護(hù)。在其后,經(jīng)過細(xì)致的研究之后,布茲曼的后掠翼技術(shù)被應(yīng)用到ME262戰(zhàn)斗機和火箭動力ME163身上。 多次改進(jìn)后的ME262戰(zhàn)斗機后掠角達(dá)到45度,最大速度可以突破音障。戰(zhàn)后英國對繳獲的ME262進(jìn)行的測試中,該機速度就達(dá)到0.84馬赫。 而在當(dāng)時,英國甚至還在為戰(zhàn)機突破音障苦惱,德國的后掠翼技術(shù)也成為二戰(zhàn)德國技術(shù)領(lǐng)先地位的標(biāo)志,并在戰(zhàn)后迅速普及成為現(xiàn)代戰(zhàn)機標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。后來的世界知名戰(zhàn)斗機美國F86,前蘇聯(lián)米格15的后掠翼設(shè)計都以布茲曼后掠翼技術(shù)為基礎(chǔ)。 (美國的F86和蘇聯(lián)的米格15后掠翼設(shè)計都來自二戰(zhàn)德國的科研成果) “尋寶隊”挖掘到布茲曼后掠翼技術(shù) 在二戰(zhàn)結(jié)束德國投降之后,當(dāng)時的戰(zhàn)勝國開始組織大批的“尋寶隊”搜集二戰(zhàn)德國的科技成果,“美國尋寶隊就發(fā)現(xiàn)德國航空工程師已用風(fēng)洞測試過了人類所能設(shè)想的所有氣動外形,甚至包括一些奇形怪狀的布局”,在這其中,美國“尋寶隊”也發(fā)現(xiàn)了德國后掠翼技術(shù)的蛛絲馬跡。在其后,所有的“盟國軍隊都開始搜尋布茲曼的研究成果,包括后掠翼的實驗數(shù)據(jù)和其它資料等,一旦發(fā)現(xiàn),便迫不及待地?fù)屄右豢铡?。在最終,根據(jù)搜羅到的布茲曼的后掠翼研究成果,尤其是試驗數(shù)據(jù),美國和前蘇聯(lián)相繼發(fā)展出第一代噴氣式戰(zhàn)斗機F86和米格15,美國還將布茲曼本人連同家人接到美國。后掠翼技術(shù)也和噴氣式發(fā)動機技術(shù)一起,成為飛機突破音速的最大功臣。
值得一提的是,F(xiàn)86戰(zhàn)斗機的最初設(shè)計并未采用后掠翼,該機最初仍是早期的平直翼設(shè)計,在二戰(zhàn)結(jié)束后,在布茲曼后掠翼技術(shù)成果被美國獲取之后,該機才最終改用后掠翼設(shè)計布局,F(xiàn)86機翼幾乎就是ME262戰(zhàn)斗機后掠機翼的翻版。而在此后,直到今天為止,后掠翼設(shè)計仍然是戰(zhàn)斗機機翼設(shè)計的最重要思路。 |
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