购买
下载掌阅APP,畅读海量书库
立即打开
畅读海量书库
扫码下载掌阅APP

1.4 承上启下的DFS系列

作为逃避《凡尔赛条约》与《巴黎航空协定》的产物,DFS的来头非常不小,“德国滑翔机技术研究所”这个听起来很平庸的名字只是一个再好不过的掩盖罢了。作为一战的战败国,上述两个条约完全剥夺了德国进行任何军用航空器研制的权利,甚至就连民用航空器的研制也受到了很大限制,协约国的目的就是要从根本上扼杀德国空军复兴的任何可能。然而,德国并不甘心于此,于是一系列另辟蹊径的假道伐虢行动就此开始。德国人不久就找到了一些幌子,比如将包括军用飞机在内的军事项目转移到瑞士、苏联等国境内继续研究,或者大力发展国民航空运动,以期积累一些航空方面的基本经验,而对后一种方式来说无动力的滑翔机无疑是最好的选择(让协约国抓不到把柄)。在这种背景下,滑翔机协会和比赛遍布德国各地,参与者不仅有热爱航空运动的年轻人,还有许多飞机设计师和航空专家。1933年希特勒上台后,滑翔机训练更是成为每所德国高中的必修课目之一。由此使当时几乎每个德国青年男子都具备了一定的滑翔机飞行技巧。这项运动不仅为未来的德国空军输送了大量的飞行员,还使得德国的飞机设计和滑翔机之间产生了紧密的联系。1933年,作为官方中央研究机构性质的德国滑翔机研究所(Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug,简称DFS),在柏林附近的格里斯海姆正式成立,其研究的项目小到火箭大到运输机,可以说是无所不包。不久,随着《凡尔赛条约》被希特勒公开撕毁,DFS(德国滑翔机研究所)的主要技术力量开始作为种子流入各大航空公司,德国航空工业的黄金时期终于来到了。至于剩余的DFS本体,则将主要研究方向转向了空气动力学领域,作为一个纯粹的科研机构继续存在了下来,并在此领域取得了巨大成就。

DFS 38前掠翼技术试验滑翔机(过长的翼展以及1930年的材料科技达不到要求,使DFS 38因为气动发散问题严重而告失败)

DFS 42前掠翼技术试验滑翔机(DFS 42是个令人困惑的型号,它与DFS 38完全没有区别,但利佩什博士仍然固执地以DFS 42的名义重新制造了一架,结果可想而知)

DFS 42前掠翼技术试验滑翔机在飞行

在利佩什博士加入DFS后,此前的德尔塔系列被改头换面地冠以DFS的编号存在了下去。当然,这样一来吃了“公家饭”的利佩什博士就不能总是一门心思地捣鼓自己的东西了(都是些后掠无尾的飞机,此前的名字叫斯塔赫系列与德尔塔系列),毕竟拿人家的工资用人家的研究资金就得给人家出把力,所以在利佩什博士的DFS型号中,虽然绝大部分仍然是德尔塔系列的延续,但其中也会偶尔加杂几个另类者(相对于博士的后掠无尾布局),这些“另类”的利佩什DFS型号,基本上都是DFS分配给利佩什博士的指定项目。笔者出于介绍完整性的考虑,决定将这些与Me-163并无多少直接技术渊源的型号一并整理出来。由德尔塔Ⅳc直接改名而来的DFS 39并不是利佩什博士到DFS以来的第一个设计,DFS 38才是利佩什博士为DFS拿出的第一个方案,然而它完全与德尔塔系列无关。1930年中期,世界各国航空界掀起了一阵研究所谓“蝴蝶状弹性机翼”的风潮,一向敏感于技术前沿的德国航空界自然首当其冲。1936年,新成立不久的DFS决定建造一架采用前掠翼布局的滑翔机,这个任务最后落到了利佩什博士头上。然而,由于前掠翼的抗扭强度不足,该机的试飞结果很不理想。由于怪异的外形,DFS 38被人戏称为“你要去哪儿?”,成为失败的作品。DFS 40则是利佩什博士处心积虑策划的型号,它是德尔塔系列的真正延续,在本质上是重新设计的德尔塔Ⅳc火箭版(即DFS 39D),因此,DFS 40似乎更应该被称为德尔塔Ⅴ。DFS 40的正式研究工作始于1937年,该机虽然脱胎自德尔塔Ⅳc,但由于利佩什博士一开始就是按照真正的火箭动力高速飞行器来设计DFS 40的,所以出于减阻目的其机体在DFS 39D的基础上进行了流线型处理,再加上机翼与机身融合得非常好,而且也没有真正意义上的垂直尾翼,从而使DFS 40成为不折不扣的飞翼。与此前的德尔塔系列一样,DFS 40也经过了多个版本的演化,而且由于火箭发动机研制的滞后,最终上天的DFS 40原型机被迫安装了一台仅100马力的活塞式发动机,但即便如此,DFS 40还是在试飞中表现出了卓越的性能,特别是高速性能令人瞩目(相对发动机的功率而言),可以说基本设计是极为成功的。可惜的是,这样一架很有潜力的原型机却没能保留下来。在1939年的一次试飞中,由于配重计算失误,DFS 40进入水平螺旋而坠毁,所幸飞行员保住了一条命。

DFS 40后掠无尾火箭动力试验机三视图(其实,DFS 40的设计我们早在德尔塔Ⅲ的一个风洞模型上就能看到,DFS 40大概就是这个模型的现实产物。整体看上去,DFS 40犹如一架早诞生了几十年的“小B2”)

DFS 40风洞试验模型(注意,图中的模型出于增强方向稳定性方面的考虑,在腹部加装了腹鳍)

DFS 40原型机的方向舵效能风洞测试报告(由于最终仅安装了一台100马力的活塞式发动机,这使得DFS 40进行高速飞行已成为不可能,于是早先的翼梢式方向舵又出现在了DFS 40原型机的机翼上)

使用瓦尔特火箭发动机的DFS 40原型机设想图

DFS 193则应算是德尔塔系列试验机的一个小插曲,与此前那些纯科研用途的德尔塔试验机不同,DFS 193只是利佩什博士企图利用多年的技术储备(后掠无尾布局)搞出的实用型号,因而该机在技术上并无太大的探讨价值。DFS 193的研制初衷是计划为RLM提供一种轻型战场观测机,由于利用了此前一系列德尔塔系列试验机的技术成果,所以DFS 193依然秉承了利佩什博士一贯痴迷的后掠无尾设计,但出于实用性目的,该机被设计得尽量简化,以迎合德国空军对此类型号的要求。按照德国空军的打算,DFS 193将由擅长轻型飞机的西贝尔公司负责生产。然而,风洞测试结果表明,DFS 193并未显示出比常规布局更优越的性能,所以德国空军甚至没等制造原型机,就中止了这个项目。另外,DFS 193并非是利佩什博士企图将德尔塔系列后掠无尾布局试验机向实用型号发展的第一次尝试,早在德尔塔Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ获得部分成功的时候,利佩什博士就依据德尔塔Ⅳ F3的基本设计提出了三种实用型号的设想。后来的航空史学家分别称这三种未能成为现实的德尔塔Ⅳ F3实用型为德尔塔ⅣF3 a/b/c。

DFS 193前掠无尾布局战场观测机(DFS 193实际上相当于在一架普通轻型飞机的基础上,只保留主翼的精简设计。虽然DFS 193的可行性已经在此前的德尔塔系列中得到了证明,但如果企图将这种新颖的布局不分青红皂白地用于所有型号,则可以说是一种固执了)

DFS 193风洞试验模型(相对于常规布局,DFS 193由于要将所有操纵翼面全部集中于唯一的机翼,这不可避免地造成了翼展过大,也使该机的抗损性受到了削弱)

德尔塔Ⅳ F3 a(这是一种有关民用邮政飞机的方案,秉承了德尔塔Ⅳ F3特有的前后纵置发动机布局,但机翼则采用了大展弦比的三角翼,即利佩什博士所谓的三角形翼)

德尔塔Ⅳ F3 b(这是利佩什博士向德国军方极力推荐的一种轻型轰炸机方案,与德尔塔Ⅳ F3 a相比它的变化不大,只有机翼又回归为了德尔塔ⅣF3的可折叠式设计)

德尔塔Ⅳ F3 c(这是十分令人感兴趣的德尔塔Ⅳ F3衍生型,德尔塔ⅣF3 c实际上是一架被放大了的5台发动机的德尔塔Ⅳ F3,原计划作为军用运输机设计,但德国军方终究还是无法接受该机过于反传统的布局)

继小差曲DFS 193之后,就是Me-163的直系原型DFS 194了。事情的起源要追溯到1937年He 176的研制,当时由于该机使用的瓦尔特HWK R.Ⅰ-203火箭发动机被认为推力太小,使亨克尔公司的项目负责人对整个计划失去了信心,认为He 176可能根本就飞不起来,因而亨克尔公司开始寻求DFS(德国滑翔机研究所)的帮助,而当时被DFS委派给亨克尔公司的就是亚历山大·利佩什博士。现在看来,DFS的决定十分英明,真正做到了“人尽其才,物尽其用”——亚历山大·利佩什博士,早年就读于柏林技术高等学校和海德堡大学,主攻空气动力学。一战期间,他曾是齐柏林-道尼尔公司的气动专家,但在战后,因为《凡尔赛条约》的束缚,他开始转而研究和设计滑翔机并因此加入了DFS。1928年,他还帮助欧宝公司设计了一系列以火箭为动力的滑翔机和汽车,从此成为这方面的先驱和权威。因而,作为为数不多的气动外形与火箭动力双料专家,就亚历山大·利佩什博士的研究背景来说,他正是这份工作理想中的人选。然而,利佩什插手He 176项目后,事情却起了变化。亨克尔公司的本意是想让利佩什帮助重新设计一个机体,然后由亨克尔公司自己选择一台新的火箭发动机(推力要超过瓦尔特HWK R.Ⅰ-203),将二者结合起来作为新的He 176进行试飞(实际上就是要全盘推翻原始的He 176设计)。不过利佩什出现后,却使亨克尔公司的计划走了样,他不仅设计了全木制机身和三角翼,还取消了水平尾翼,改动如此之大,以至于连编号也变成了DFS 194。其实正如前文所述,早在1920年末,利佩什就在德国滑翔机研究所领导设计了“德尔塔”系列后掠机翼无尾式飞机,其中自项目编号“德尔塔”Ⅳc(DFS 39)起就计划使用火箭动力,但苦于没有能用的火箭发动机才一直未能如愿,这次大概是借助He 176的名义让DFS 194正式浮出水面罢了,可以说利佩什从一开始就没打算真心实意地帮亨克尔公司做些什么。亨克尔公司对此自然难以接受,于是双方的合作不欢而散。本来事情也就到此为止了,谁知利佩什却对DFS 194欲罢不能,干脆在1938年拉了一帮人马去梅塞施密特公司单干。1940年初,在梅塞施密特公司的帮助下,DFS 194的设计最终完成,虽然还没有安装火箭发动机,但仍然迫不及待地由一架Me-110进行了成功的高空拖曳飞行……。

这是DFS 194的最原始设计,一台活塞式发动机位于机尾,机翼上倾并带有向下折的翼梢小翼式方向舵,该机最明显的地方是没有后来Me-163上的那种普通垂直尾翼,看起来更像是DFS 40的某种改进型,在布局上更接近于半飞翼。据后来的航空史学家推测,这个最初版本的DFS 194很可能在机翼上还设计有扰流片

最初版本的DFS 194风洞实验模型(与上面的三视图相比,这个模型在尾部设计上又有所不同)

最终状态的DFS 194 V0(后掠角为24°,瓦尔特HWK R.Ⅰ-203液体火箭发动机,机翼没有上折角并取消了翼梢小翼的设计。从这张图上看,可能是出于改善起降性能的考虑,甚至还安装有先进的前缘襟翼,但我们在DFS 194 V0实物照片上却并没有相应的发现)

装配中的DFS 194 V0尾部结构特写(我们可以清楚地看到瓦尔特HWK R.Ⅰ-203发动机及飞行员座舱后的两个燃料箱)

最后总装中的DFS 194 V0原型机

DFS 194是一个肥肥胖胖的怪物,从机体到机翼全机的主要部分均为木制,制造成本十分低廉,便于大量生产(看出来是滑翔机出身了)。水滴状的机身很短,没有水平尾翼只有孤零零的一片垂直翼面插在后面,机翼是前缘后掠角呈27°的木制中单翼,机头有一个驱动发电机的风车,座舱盖完全融入了流线型的机身内,全机并无太多凸起。因为紧凑的机身内部和单薄的机翼内部无法容纳常规的起落架,所以这种火箭飞机只装有可收放式尾轮;起飞时利用一个托架式机轮辅助滑跑,上升至10米后投下;着陆时则放下机腹滑橇,用来减震。可以说,DFS 194已经具备了后来Me-163的绝大多数特征。1940年夏季,DFS 194 V0完成了一系列改进,主要是修改机身以容纳火箭发动机,使DFS 194从一架高速滑翔机过渡为了真正的火箭飞机。当时可供DFS 194 V0选择的火箭发动机中,BMW(宝马)的产品明显要好于瓦尔特的,然而利佩什还是为DFS 194 V0选择了瓦尔特HWK R.Ⅰ-203(也是He 176的动力装置,它的工作方式是利用过氧化氢和高锰酸钾在反应室中作用,分解为水和氧。分解过程中,放出热量,使水变为蒸汽,再从发动机喷管中喷出,产生反作用推力),这其中隐含了一种孩子式的争强好胜:在同样发动机(瓦尔特HWK R.Ⅰ-203)的驱动下,He 176可以飞得惨不忍睹,DFS 194却一定要飞得令人刮目相看,毕竟在这个领域他已经准备了20多年。不过后来的事实证明,利佩什博士也确实有牛气冲天的资本——DFS 194基本设计优秀,在1940年夏季进行的一系列动力试飞中(1940年6月3日首次自主动力飞行中,由于HWK R.Ⅰ-203续航时间太短,为节约燃料,DFS 194 V0是以被拖带的方式起飞,这也成了后来的惯例),DFS 194平均速度约550千米/小时。而在1941年8月31日的另一次试飞中,由于安装了推力更大的HWK R.Ⅱ-203发动机,DFS 194 V0创造了754.76千米/小时的速度纪录。相比之下,He 176只飞出了可怜的350千米/小时,还不如普通的活塞飞机,难怪乌德特执意要将其“枪毙”。

建造中的DFS 194 V1机翼框架(与一般认为是出于大战末期资源紧缺,Me-163才被迫大量采用木制材料建造的观点不同,这更多的是一种源自早先滑翔机原型的惯例而已,况且从DFS 194出现的时间来看,纳粹当时似乎还不必为资源问题担忧)

DFS 194 V1的翼面细节

1941年春季,两架换装了瓦尔特R.Ⅱ-203B型发动机的DFS 194原型机:V1和V2,完成了滑翔实验。接下来,轮到检验自己的“心脏功能”的时候了。一个夏天的早上,它们被送到了佩内明德,在瓦尔特HWK R.Ⅱ-203B的推力下,V1达到了一个惊人的速度:855千米/小时。然而这还远远没达到它的极限,更令人瞠目结舌的事情却还在后面:1941年10月,在佩内明德,一个晴朗的日子,一架扁平的Me-110正吃力地从跑道上缓缓抬起机头。机身后粗粗的绳子系着一个肥肥胖胖的怪物。在4000米高空,这个看起来蠢蠢的怪物摆脱了束缚,它竟然像一枚火箭般“消失”在天尽头,其身姿之矫健完全出乎人们的意料。1000.4千米/小时,一项世界纪录诞生了(也有人说是1003千米/小时)!利佩什博士的确可以为他的杰作而感到骄傲。受此鼓舞,RLM正式下定决心,要求梅塞施密特公司将DFS 194发展为一架实用的作战飞机,作为所谓的“要地防御”截击机使用。三架DFS 194原型机中,最后的两架因为进行了一定程度的机体修型,被重新命名为Me-163A V1/V4。至此,作为重新设计的DFS 40,DFS 194这种最后的德尔塔终于为自E2开始的整个系列画上了完美的句号——-日后DFS 194以Me-163的名称轰鸣了整个欧洲的天空,也震撼了整整一代航空人的内心。

机场试飞中的DFS 194 V0原型机(该机起飞重量的一大半是燃料,最高速度可达1,000.4千米/小时,升限18,000米,但留空时间以分钟计算。所以从一开始,人们就明白,火箭动力战斗机是不实用的,这只是一个过渡) qnoePyMn8zdXMGE2LBwKSkqAiEKRvv3YdkRSGoNUFZr+kPRCmtlHii/xwo09n/6f

点击中间区域
呼出菜单
上一章
目录
下一章
×