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1.3 德尔塔系列有动力滑翔机

在“玩腻”了那些无尾设计的滑翔机后,再加上好友克沃赫尔上尉的建议,利佩什博士决定搞些有动力的真家伙大刀阔斧地干一番,这就成了德尔塔系列的直接起源。利佩什先设计了一架采用无尾后掠翼布局的模型并进行测试,然而风洞吹风的结果却并不令人满意,于是利佩什对机翼进行了重新设计,在采用了钝前缘厚翼型的同时(以期增大机翼的载荷强度)又加大了机翼前缘后掠角,并将机翼后缘改为平直设计,实际上成为一种特别的大三角翼(实际上,这样的机翼早在斯塔赫Model No.7自由飞模型上就已出现了,由此看来与早期的斯塔赫系列不同,到了德尔塔系列时,利佩什博士已经是在有相当技术积累的基础上展开研究了)。从此,带有这个模型设计特征的德尔塔系列后掠翼无尾试验机逐渐成形了。

到1930年的时候,随着不断进行修正的模型试验结果越来越趋于完美,一架全尺寸动力原型机的建造被提到了日程上。这架后来被命名为德尔塔Ⅰ的原型机是一架中单翼的无尾怪物,由于原本发展自滑翔机,所以坚固的金属骨架、木制机翼与织物蒙皮成为这架飞机在制造上的最大特色,一台仅有30马力的布里斯托小天使发动机被塞到了机尾。因为没有垂直尾翼(取而代之的是翼梢的两个垂直翼面),再加上机翼与机身融合程度较高,所以后来也有人将德尔塔系列归类为飞翼(事实上,无尾布局与飞翼布局在一定范围内的确是有交集的)。1930年,德尔塔Ⅰ原型机机体完工,但此时这架飞机还只是一架未安装发动机的滑翔机,甚至连起落架也没有安装(以一架斯塔赫Ⅳ滑翔机的滑橇临时应付)。在飞行员冈泽·格罗恩霍夫的操纵下,德尔塔Ⅰ进行了几次无动力牵引滑翔。在试飞中,虽然德尔塔Ⅰ的飞行性能表现出色,但其临时凑合的滑橇式起落架却导致飞机在几次降落中,由于地面土质比较坚硬,飞机被反弹到了空中,从而对飞机的结构造成了一定程度的损坏。在经过上述几次无动力滑翔试飞后,利佩什博士终于决定为德尔塔Ⅰ安装发动机[(布里斯托小天使(30马力)+三叶螺旋桨]及正式的轮式起落架(前三点式起落架)。随后,在瓦塞库伯峰(位于黑森州,是勒恩山脉同时也是黑森州的最高峰。有着“滑翔机之山”之称的瓦塞库伯峰是绝佳的滑翔飞行运动场所。每年冰雪消融、春暖花开之际,滑翔机运动爱好者便迫不及待地蜂拥至此),格罗恩霍夫对完整版本的德尔塔Ⅰ进行了测试。在试飞中,格罗恩霍夫曾驾驶德尔塔Ⅰ飞行于各种高度,甚至连翻筋斗这样的特技飞行也没放过,算是充分将利佩什博士在后掠翼无尾布局方面的精湛造诣展示了出来。试飞结果表明,该机的飞行品质及可操纵性均属上乘。

原始设计的德尔塔Ⅰ机体结构/三视图(图中的德尔塔Ⅰ,线条柔和,身姿优美,更接近于纯飞翼的造型)

受此鼓舞,利佩什博士决定将德尔塔Ⅰ转场至柏林郊外的国际机场,计划在此地向公众及新闻界展示该机。然而在转场飞行途中,那台布里斯托小天使发动机出了问题,最后在迫降过程中干脆停转了。万幸的是,德尔塔Ⅰ的滑翔机“出身”挽救了格罗恩霍夫及飞机本身,人与飞机均无大碍。后来的调查表明,此次事故是由于发动机过热导致了传动轴的损坏。虽然利佩什博士后来设法贷款新购置了一台同型号发动机,并将飞机修复后于1931年9月25日送抵目的地,但无论格罗恩霍夫如何卖力地操纵德尔塔Ⅰ在柏林上空翻筋斗,利佩什博士期盼中的赞助人仍然没有出现(事实上,性格倔强始终拒绝“体制化”的利佩什博士,在其职业生涯中,缺乏强有力的背景机构依托,这个问题一直困扰着他。也造成了这位才华横溢的博士终其一生,其高达上百种的设计,最终成为现实者寥寥无几,少有的几个成功型号最后也全部为他人做了嫁衣,如Me-163、XF-92/F-102/F-106等。如果将利佩什博士称为航空史上最郁闷的专家,笔者认为并不为过)。至于德尔塔Ⅰ的结局则比较悲惨。由于停在柏林国际机场的德尔塔Ⅰ始终无人问津,所以克沃赫尔上尉决定亲自上阵。在起飞过程中由于一次意外的弹跳造成了前起落架折断,但克沃赫尔上尉并未意识到飞机的异常,仍然将飞机飞上了天空,幸好地面的工作人员及时发现这一问题并设法向飞机发去信号,醒悟过来的克沃赫尔上尉总算以一个较为完美的着陆将飞机带回了地面,虽然德尔塔Ⅰ在这次事故中受到的损坏并非不可修复,但因为种种原因(主要是缺钱),该机最终还是告别于蓝天。

处于滑翔机状态的德尔塔Ⅰ原型机三视图(注意,在加装了发动机后,其机身结构也做了一定的修改)

完整状态的德尔塔Ⅰ原型机三视图(在机翼后缘的4块活动翼面中,内侧的一对是升降副翼。与原始设计相比,最终的德尔塔Ⅰ线条显得比较生硬,但二者的基本布局完全没有区别。这或许是考虑到过于流线的机体造型将给制造工作带来麻烦,毕竟作为一架验证机,其目的仅仅是去证明这种布局的可行性。况且对于在大多数情况下自掏腰包搞研究的利佩什博士来说,复杂而烦琐的制造工艺也意味着造价的节节攀升,这显然不是他所愿意见到的)

德尔塔Ⅰ操纵翼面示意图(注意,这种内侧一对翼面作为升降副翼的四块式后缘操纵翼面设计,后来成为一些德尔塔系列试验机的标准设计)

德尔塔Ⅰ自由飞模型在飞行(请注意外侧副翼的位置)

滑翔机状态的德尔塔Ⅰ原型机在飞行(图中的滑橇式起落架隐约可见)

在柏林国际机场进行地面展示的德尔塔Ⅰ原型机(注意,旁边的两架是容克斯G31运输机)

飞行表演中的德尔塔Ⅰ原型机

德尔塔Ⅱ后掠无尾试验机三视图

地面上的德尔塔Ⅱ

德尔塔Ⅱ是为冈泽·格罗恩霍夫(利佩什博士的私人试飞员)量身定做的一架后掠无尾试验机,主要目的是为利佩什博士研究项目拉取赞助。该机基本上全盘继承了德尔塔Ⅰ的设计风格,两者间的主要差异在于德尔塔Ⅱ用机翼后缘仅有的一对活动翼面(多功能副翼)代替了德尔塔Ⅰ上的升降舵(升降副翼)与副翼。然而试飞表明,德尔塔Ⅱ装备的那台厄斯尼优斯24马力发动机可靠性极差且动力羸弱,这使德尔塔Ⅱ根本不可能依靠自身动力起飞,实际上成了一架飞行能力十分有限的动力滑翔机,利佩什博士希望以该机的飞行演示吸引资助的打算自然也就落了空。德尔塔Ⅲ是德国航空部(RLM)在考察了德尔塔Ⅰ后草拟的一份合同的产物,但是这份合同中规定,利佩什博士为RLM制造的飞机必须在位于不来梅的福克·沃尔夫公司完成。在基本布局上,最初的德尔塔Ⅲ设计完全是德尔塔Ⅰ的翻版,但后来出于制造成本方面的原因,利佩什博士变更了德尔塔Ⅲ的设计,主要是使用了福克·沃尔夫公司一些库存的老式双翼机部件拼装出了机体,这不可避免地造成了的德尔塔Ⅲ由原来的推进式动力布局变为了常规的机头拉进式布局。然而由于与德国航空部的合同手续过于烦琐,本来制造计划排在德尔塔Ⅲ之后的德尔塔Ⅳ最后反而在德尔塔Ⅲ之前完工。1932年秋,在雷赫林的德国空军研究发展中心进行了一系列试飞后,这架德尔塔Ⅲ不幸毁于一次飞行事故。受德尔塔Ⅲ坠毁事故的影响,德国航空部决定暂时中止有关德尔塔系列飞机的一切官方发展计划。不过,故事并没有就此打住。利佩什博士倔强地推出了德尔塔Ⅳ试图挽回局面。

德尔塔Ⅲ的风洞试验模型之一(这个模型非常接近后来的DFS 40)

最初的德尔塔Ⅲ三视图及风洞测试模型(与最后实际制造出来的德尔塔Ⅲ相比,这个最初版本的德尔塔Ⅲ那极为流线型的机体气动外形堪称完美的艺术品。而且我们由此也可发现一个有趣的现象,在绝大多数利佩什博士的设计中,最初的完美设计最终不得不让步于时代条件下落后的制造工艺与窘迫的资金支持的双重制约,可谓英雄也有气短时,不得不向现实低下高傲的头颅)

德尔塔Ⅲ后掠翼无尾试验机三视图(想象中的“白天鹅”在现实中却成了“丑小鸭”,与上面的初始版本相对比,真实的德尔塔Ⅲ原型机完全就是一架用二流便宜货拼凑出的飞机,当然对于验证后掠翼无尾这种布局的可行性这一单纯目的来说,也可能是最经济实用的方式了)

机场上的德尔塔Ⅲ原型机(无线电呼号:D-ELTA。从照片中,我们可以强烈感受到德尔塔Ⅲ那种浓郁的怀旧风格,尽管这并非是利佩什博士的本意)

德尔塔Ⅳ原本是1931年末由菲斯勒公司向利佩什博士订购的一架带折叠式机翼的小型体育运动飞机,目的是要赶上1932年的欧洲博览会,希望借此机会将其打入欧洲市场。然而,当德尔塔Ⅳ被利佩什博士迅速设计完毕后,菲斯勒公司却指责德尔塔Ⅳ并不符合其订货时的要求,在对生产出的一架德尔塔ⅣF3“大黄蜂”验证机进行了几次试飞后,菲斯勒公司于1932年冬季决定终止与利佩什博士的合同。德尔塔ⅣF3“大黄蜂”的“F”代表菲斯勒公司。除了在机尾又安装了一台发动机外,德尔塔ⅣF3机体与德尔塔Ⅲ差别甚微——均是由福克·沃尔夫公司库存的老式双翼机部件拼凑而成,两者间的差异也只是由于所找到的旧飞机部件不同而已。但德尔塔ⅣF3由于应菲斯勒公司的要求,机翼需要被设计为可折叠式,这就使机翼中段被改为了简单的矩形设计,并且这部分机翼的结构也被加强,用以安装机翼折叠机构,至于机翼外段则与此前的德尔塔系列没有分别——前缘后掠后缘平直。另外,让人感兴趣的是,德尔塔ⅣF3“大黄蜂”在机体前部安装了两只前翼,这就使该机跨入了最早的鸭式无尾布局行列。虽然据后来的航史学家分析,利佩什博士的这种设计仅仅是出于增强升降舵舵效的目的而将尾翼前置而已。遗憾的是,菲斯勒公司对这架所谓的德尔塔ⅣF3“大黄蜂”并不感兴趣。所幸此时德国航空部及时接手了德尔塔Ⅳ的全部设计及那架已生产出的德尔塔ⅣF3“大黄蜂”,这才使利佩什博士不至于血本无归。因为与菲斯勒公司的德尔塔Ⅳ合同被签订时,利佩什博士正在不来梅的福克·沃尔夫公司为德国空军设计德尔塔Ⅲ,因此德尔塔Ⅳ不可避免地沾了德尔塔Ⅲ的光——近水楼台,大量利用了官方提供给福克·沃尔夫公司的资源。因为这样一层原因,最初的德尔塔Ⅳ除了翼型稍有变化外,其余的部分从机体到布局基本上与德尔塔Ⅲ完全相同,实际上,早期的德尔塔Ⅳ更像是为菲斯勒公司特意生产的一种德尔塔Ⅲ改型。

德尔塔ⅣF3“大黄蜂”三视图

停机坪上的德尔塔Ⅳ F3“大黄蜂”(照片中,该机的机翼折叠机构清晰可见。事实上,RLM后来接手德尔塔ⅣF3“大黄蜂”的原因正是源于此,机翼折叠设计可以使飞机所占用的空间急剧减少,这对于在类似航空母舰这样的狭窄空间内存放大量飞机意义尤为重大)

德尔塔Ⅲ原型机的坠毁使利佩什博士感受到了挫折,但德尔塔Ⅳ总算在利佩什博士的老友瓦尔特·乔治二世博士的努力下存在了下去,RLM同意为德尔塔Ⅳ项目继续提供资金支持,条件是利佩什博士要加入DFS(德国滑翔机技术研究所)。虽然多少带有些许不情愿,但被迫加盟DFS的利佩什博士却得以从菲斯勒公司索回全部技术资料。此后依托DFS的资源,德尔塔Ⅳ又在不断“进化”。重新设计的德尔塔Ⅳ取消了机体尾部的推进式发动机,以及机头的前置尾翼,因而被赋予了德尔塔Ⅳa的新型号。然而在一次试飞中,该机却因为躲避一架突然闯入航线的小型运动飞机而进入螺旋坠毁状态,幸运的是,DFS试飞员维格梅尔却在事故中奇迹般毫发无损。从德尔塔Ⅲ到德尔塔Ⅳa的两次严重坠机事故让德国空军再次对利佩什博士的设计产生了不信任感,在由DVL(德国航空技术研究院)与RLM联合组成的事故调查委员会的报告中是这样写的:“……实际结果表明,德尔塔系列飞机的基本设计并没有达到其设计者所许诺的性能,而且也看不到将其发展为一种实用型号的任何前景……”。尽管受到了如此恶评,但利佩什博士还是继续推出了德尔塔Ⅳb。德尔塔Ⅳb是典型的废物利用的产物,也就是说是在坠毁的德尔塔Ⅳa残骸基础上重建的,但这并不意味着德尔塔Ⅳb将被修复得与后者一模一样。利佩什博士修改了德尔塔Ⅳb的机身设计,使用焊接工艺及一种叫希德罗纳利姆的耐腐蚀铝镁合金材料对其进行了重构,虽然仍旧是由大量的二手飞机部件拼凑出来的,但利佩什博士还是尽力让德尔塔Ⅳb的机身线条流畅了许多。不过德尔塔Ⅳb与德尔塔Ⅳa最大的变化还在于翼型,利佩什博士为该机重新设计了一种略微上折但翼梢又下折的新型机翼,并且取消了复杂的机翼折叠机构,这种机翼最大的特点在于前后缘均带有后掠角,而不再像此前的德尔塔系列那样后缘为与机身纵轴垂直的直线,这种翼型后来成为Me-163系列机翼设计的雏形。

德尔塔Ⅳa三视图(可以说,除了保留自德尔塔Ⅳ F3“大黄蜂”的折叠机翼外,德尔塔Ⅳa完全“退化”到了德尔塔Ⅲ的设计风格)

飞行中的德尔塔Ⅳa原型机(可以清晰地看到,德尔塔Ⅳ F3“大黄蜂”上的前置尾翼已经在德尔塔Ⅳa上消失了)

德尔塔Ⅳ b原型机三视图(从图中我们可以看到,由于取消了翼梢方向舵,所以一种参考自斯塔赫Ⅸ滑翔机的尾部方向舵设计被用于德尔塔Ⅳb,但从方向舵的面积来看,似乎有舵效不足之感,好在翼梢小翼还有辅助方向舵)

飞行中的德尔塔Ⅳ b原型机(注意,实际完成的德尔塔Ⅳb原型机并没有安装起落架整流罩)

由于德尔塔Ⅳb在试飞中暴露出了一系列问题,主要是横向稳定性及纵向稳定性均欠佳,所以利佩什博士重新建造了一架德尔塔Ⅳc用以修正这些问题。针对德尔塔Ⅳ b的不足,德尔塔Ⅳ c的机翼后掠角由德尔塔Ⅳ b的30°减少为23°,并且尾部垂直翼面也得到了加大,利佩什博士希望以此解决纵/横两个方向上的稳定性问题。1936年,建造完毕的德尔塔Ⅳ c原型机被德国航空部赋予了DFS 39的制式编号,并随即以双座民用体育运动飞机的名义在雷赫林的德国空军研究发展中心进行了测试。然而,这架仅仅由100马力发动机驱动的德尔塔Ⅳ c原型机,真正令德国空军动心的地方却不是其本身。原来在利佩什博士的绘图板上,还躺着另一个版本的德尔塔Ⅳ c(DFS 39D),与已经造出来的这架原型机相比,这个版本最吸引人眼球的地方在于它计划装备一台40千克推力的瓦尔特液体火箭发动机!至此,后来Me-163的样子在德尔塔Ⅳ c上终于初现端倪。虽然RLM希望德尔塔Ⅳc在火箭发动机的驱动下,将能达到350千米/小时的速度。不过利佩什博士的真正用意,却仅仅是向德国空军展示德尔塔系列飞机有向这个方向发展的一种潜在可能性而已。此时,他的主要注意力集中在DFS 40与DFS 194两个专门的火箭动力方案中。与绘图板上的火箭版德尔塔Ⅳ c(DFS 39D)相比,这两个方案(DFS 40/DFS 194)从一开始就是围绕火箭动力设计的,虽然在整体布局上与此前的德尔塔系列并无本质区别,仍然是一贯的后掠无尾式风格,但其机体的气动外形却要流线得多。对火箭飞机这个称谓来说,它们的样子看上去就非常实至名归。因为这一层的原因,所以火箭动力的德尔塔Ⅳ c(DFS 39D)原型机并未实际建造,在为DFS 40/DFS 194等项目争取到了足够的资金支持后,这个方案就被放弃了。

德尔塔Ⅳc(DFS 39)三视图

德尔塔Ⅳ c(DFS 39)飞行示意图(注意,与上面的三视图相比,此图中的德尔塔Ⅳ c更接近于实际的原型机,机体前部的小翼可以看得非常清晰,但与德尔塔Ⅳ F3“大黄蜂”的前置尾翼不同,德尔塔Ⅳ c的小前翼没有任何活动翼面,目的仅是对螺旋桨吹到机身上的气流进行平整分流而已,避免可能由此产生的震颤)

德尔塔Ⅳ c(DFS 39)后掠无尾试验机在飞行(由于利佩什博士通常是手头有些什么样的部件就去拼出什么样的机体,所以德尔塔系列原型机实物常常与设计图有些许不同)

最初版本的DFS 39D(这个版本的DFS 39D只是在德尔塔Ⅳ c的基础上重新设计了机翼的产物,机翼与方向舵完全取自后者)

最终确定的DFS 39D(经过风洞试验,利佩什博士发现翼梢式方向舵在高速飞行中效能下降明显,十分不利于类似DFS 39D这样的火箭飞机设计,所以在加大了位于机身中轴线的尾部方向舵后,此前德尔塔系列的翼梢式方向舵设计就被抛弃了)

DFS 39D风洞试验模型(已经隐约能看出Me-163的样子了,该机曾被德国航空部指定由亨克尔公司制造) k1J4NO7wbiCf0M0PCJA4PyPPbWzO2KIvh4oEHc7BzrJmJHwZYYnDqyjvwyQ1lSzV

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