1942年7月18日, Me-262試驗(yàn)機(jī)在德國利佛海姆機(jī)場試飛成功,人類歷史上第一種實(shí)用化噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)誕生。
1942年7月18日,Me-262試驗(yàn)機(jī)在德國利佛海姆機(jī)場升空。
現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)的研究始于二十世紀(jì)三十年代,對噴氣航空引擎的研究催生了這一新型飛行器的出現(xiàn)。
1930年,英國人弗蘭克·惠特爾獲得了世界上第一個(gè)渦輪噴氣式發(fā)動機(jī)專利,不過該技術(shù)并不被英國航空部門看好,故暫時(shí)擱置。
1937年德國人漢斯·奧海恩制造出首個(gè)噴氣式發(fā)動機(jī)試驗(yàn)機(jī)“HeS 3”,并制造出了世界上第一架噴氣動力飛機(jī)“Heinkel He 178”。1939年8月27日在德國入侵波蘭直前,“He 178”首次試飛并取得了成功。隨后,奧海恩便極力向帝國航空部官員推薦噴氣動力飛機(jī),但是他的遭遇和英國同行一樣。以保守派艾哈德·米爾奇為首的航空部高層對此漠不關(guān)心,他們認(rèn)為“要打贏一場短時(shí)間戰(zhàn)爭用螺旋槳飛機(jī)就夠了?!?/p>
上圖為漢斯·馮·奧海恩(1911年-1998年),德國物理學(xué)家。下圖為英國人弗蘭克·惠特爾爵士(1907年-1996年),惠特爾從小就立志成為空軍飛行員,1926年就讀于英國皇家空軍克倫威爾學(xué)院。他在畢業(yè)論文《飛機(jī)設(shè)計(jì)的未來發(fā)展》中提出在未來要用熱噴射式引擎替代活塞式發(fā)動機(jī),那年他只有19歲。不過因?yàn)橛娇罩鞴懿块T不重視,他研究的噴氣式引擎直到1940年才首次裝機(jī)試飛。兩人為渦輪噴氣式引擎的發(fā)明者。
不過,航空部內(nèi)部并非鐵板一塊。
1938年中期,航空部噴氣引擎研發(fā)主管黑穆特·崔普與漢斯·毛赫在研究了奧海恩的發(fā)動機(jī)后,意識到噴氣引擎在軍事上將擁有廣闊的前景。于是他們繞開高層,撥款撥物給發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商,鼓勵它們研究噴氣引擎。1938年年末這一研究擴(kuò)大為“P.1065”項(xiàng)目,旨在研發(fā)配備雙渦輪發(fā)動機(jī)的攔截戰(zhàn)斗機(jī)。
世界最早實(shí)用噴氣動力戰(zhàn)斗機(jī),梅塞施密特Me-262就是該計(jì)劃的產(chǎn)物之一。順帶一提,這種前后政令不一致,生產(chǎn)研究計(jì)劃經(jīng)常為個(gè)人意志為準(zhǔn)的奇怪事在第三帝國并不少見……
當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)者主要面臨兩個(gè)問題。首先是飛機(jī)的“心臟”,噴氣式發(fā)動機(jī)的研制;其次是能適應(yīng)高速飛行的機(jī)體。
一開始,噴氣動力系統(tǒng)研制工作主要在布拉莫公司和容克斯公司分別進(jìn)行,后來前者的發(fā)動機(jī)項(xiàng)目被寶馬公司收購,并在其技術(shù)基礎(chǔ)上繼續(xù)研究。
與奧海恩和惠特爾的“離心式”渦輪噴氣發(fā)動機(jī)不同,容克斯和寶馬的新發(fā)動機(jī)均采用了“軸流式”原理。它具有橫截面積小,氣體壓縮效率高的優(yōu)點(diǎn),這兩者對高速戰(zhàn)機(jī)來說非常重要。現(xiàn)代渦噴發(fā)動機(jī)均為“軸流式”,而在當(dāng)年,說它是一種 “黑科技”也不為過。
這是一種前所未有的革命性技術(shù)創(chuàng)新。噴氣式發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)難度很大,研制工作推進(jìn)緩慢。相對的,機(jī)體設(shè)計(jì)的進(jìn)展則要快得多。
1935年,德國物理學(xué)家阿道夫·布斯曼首次提出后掠翼概念。戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)大師威利·梅塞施密特的團(tuán)隊(duì)繼承并發(fā)展了他的研究,已經(jīng)對高速戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)有了一定技術(shù)儲備。所以機(jī)身設(shè)計(jì)的任務(wù)自然就落到了梅塞施密特公司的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)身上。
威利·梅塞施密特(1989-1978),德國著名飛機(jī)設(shè)計(jì)師。他參與設(shè)計(jì)的Bf-109戰(zhàn)斗機(jī)是“二戰(zhàn)”中德空的主力戰(zhàn)機(jī),直至今日還保持著世界產(chǎn)量最高戰(zhàn)斗機(jī)紀(jì)錄。他所創(chuàng)辦的梅塞施密特股份公司在戰(zhàn)后和法國宇航、戴姆勒克賴斯勒航天公司合并,即后來“空中客車”公司的前身。右圖為梅塞施密特公司標(biāo)志。
梅塞施密特本人希望在噴氣機(jī)上直接安裝35度后掠翼。由于該設(shè)計(jì)在技術(shù)上比較激進(jìn),故沒有被采納,最后采用帶18.5度后掠角的薄機(jī)翼設(shè)計(jì)。帶后掠角的機(jī)翼也起到了穩(wěn)定機(jī)體重心的作用。
我們知道現(xiàn)代高速戰(zhàn)斗機(jī)多采用后掠翼,因?yàn)樗梢燥@著提升高速性能。但同時(shí)會降低飛機(jī)的低速性能,為此在機(jī)翼前緣加裝了前緣縫翼增強(qiáng)低速機(jī)動性。Me 262的機(jī)身截面為三角形,以保證有足夠的空間容納彈藥和燃油。兩個(gè)發(fā)動機(jī)艙分別掛載在機(jī)翼中部下方,方便修理維護(hù)和更換。
經(jīng)過數(shù)次修改,1940年5月“P.1065”計(jì)劃被呈報(bào)給帝國航空部。兩個(gè)月后批準(zhǔn)訂購3架原型機(jī),命名為“Messerschmitt 262”(即Me-262)。
1941年4月18日,第一架原型機(jī)“Me 262-V1”試飛。有意思的是,按原計(jì)劃原型機(jī)將配備寶馬BMW-003渦噴發(fā)動機(jī)。但噴氣式發(fā)動機(jī)的研制趕不上計(jì)劃,陷入了沒發(fā)動機(jī)可用的尷尬境地,最終只能先在機(jī)鼻安裝了一臺Jumo 210G螺旋槳發(fā)動機(jī)試飛。所以從外形上來看與傳統(tǒng)戰(zhàn)斗機(jī)也沒多大區(qū)別。不過好在首飛非常成功,航空部決定追加原型機(jī)訂單。
Me 262-V1試驗(yàn)機(jī)(上圖),只配備了活塞發(fā)動機(jī)。而且是“后三點(diǎn)”式(前二后一)起落架,對于活塞引擎飛機(jī)來說沒有問題。但在加裝噴氣式引擎后,起飛時(shí)尾翼被主翼和引擎遮擋失效,所以在V5號試驗(yàn)機(jī)(下圖)上改為“前三點(diǎn)”式(前一后二)。
寶馬BMW-003型發(fā)動機(jī)。雖然沒趕上Me-262,不過這種發(fā)動機(jī)后來被用在了He-162戰(zhàn)斗機(jī)和Ar-234轟炸機(jī)上。發(fā)動機(jī)全長3.6米,直徑0.69米,凈重623千克。與Jumo 004的推重比相近,但要輕不少。
1941年11月,首批兩臺BMW-003發(fā)動機(jī)終于安裝到了V1號原型機(jī)上,機(jī)鼻上那臺Jumo 210G也被保留下來。如果兩臺噴氣發(fā)動機(jī)在空中同時(shí)熄火,飛行員還可以憑借螺旋槳發(fā)動機(jī)降落,事實(shí)證明這是個(gè)英明的決定。在1942年3月25日的試飛中,Me-262離地后不久兩臺噴氣引擎全部停轉(zhuǎn)。飛行員弗里茨·溫德爾依靠螺旋槳引擎迫降,只受了點(diǎn)輕傷。
V1號驗(yàn)證機(jī),裝有一臺活塞發(fā)動機(jī)和兩臺噴氣發(fā)動機(jī)。該機(jī)在測試事故中摔毀。
寶馬引擎可靠性很差而且改進(jìn)工作遲遲不到位,所以梅塞施密特轉(zhuǎn)而測試容克斯公司的Jumo 004型引擎。它的性能不如前者(推力低了約14%)但結(jié)構(gòu)更為簡單可靠。后續(xù)的V2和V3號試驗(yàn)機(jī)都只安裝了兩臺Jumo 004A,試飛效果不錯(cuò)。所以該型引擎正式成為了Me-262的標(biāo)配動力。
Jumo 004型發(fā)動機(jī)。有A和B兩種型號,Me-262主要裝備簡化版B型。發(fā)動機(jī)全長3.86米,直徑0.81米,凈重719千克,推重比1.25。
作為轟炸機(jī)編隊(duì)攔截機(jī),Me-262配備了強(qiáng)大的火力:4門MK-108型30毫米口徑機(jī)炮。僅用4發(fā)炮彈即可擊落B-17或B-24這類大型飛機(jī),而擊落戰(zhàn)斗機(jī)只需要命中1發(fā)。后來甚至還出現(xiàn)了將4門機(jī)炮增加到6門,或者替換成1門MK-214(或BK-5)型50毫米反坦克炮的重武裝“編隊(duì)殺手”改型。不過,這種30毫米機(jī)炮為了提升射速采用了反沖作用原理,這降低了炮彈初速,只有540米/秒。直接導(dǎo)致彈道下墜嚴(yán)重,使得Me-262要盡可能地靠近目標(biāo)才能保證射擊準(zhǔn)度,對飛行員的駕駛技術(shù)和心理素質(zhì)要求較高。
上圖為Me-262的機(jī)頭部件,可以看到MK-108機(jī)炮的炮尾,下圖為Me-262的主要武器:MK-108機(jī)炮,全長1.05米,重58千克,射速650發(fā)/分。由萊茵金屬公司生產(chǎn),廣泛裝備在BF-110、BF-109等德國主力戰(zhàn)斗機(jī)上。因?yàn)槠浒l(fā)射時(shí)極具特點(diǎn)的低沉聲響,被盟軍飛行員稱為“氣錘”。
這種新奇玩意引起了戰(zhàn)斗機(jī)總監(jiān)阿道夫·加蘭德空軍中將的注意。1943年5月22日,他親自駕駛V4號試驗(yàn)機(jī)飛行成功。在他的推動下,Me-262量產(chǎn)型獲得了100架訂單。
Me-262量產(chǎn)型三視圖(上)。該機(jī)量產(chǎn)型最大航程1050千米,實(shí)用升限11450米。速度最高可達(dá)870千米/時(shí),比當(dāng)時(shí)的一般飛機(jī)快100-150千米/時(shí)。于1944年試飛的高速驗(yàn)證機(jī)Me 262 HG系列(下),將后掠角進(jìn)一步提升到35度,改用V型尾翼和流線型座艙,最高速度可達(dá)到0.8馬赫左右,這種型號沒有量產(chǎn)。
但這架飛機(jī)距離真正具備戰(zhàn)斗力還有很長的路要走,V4試驗(yàn)機(jī)之后還建造了十幾架試驗(yàn)機(jī)用于各種測試。期間梅塞施密特工廠被盟軍轟炸幾近癱瘓,發(fā)動機(jī)供應(yīng)嚴(yán)重不足質(zhì)量也得不到保證。飛機(jī)在地下工廠甚至樹林里生產(chǎn),產(chǎn)量一直維持在較低水平。
Me-262有多達(dá)27種改型,絕大多數(shù)只是實(shí)驗(yàn)性質(zhì)沒有量產(chǎn)。上圖為德軍嘗試在Me-262的機(jī)頭安裝一個(gè)FuG 218機(jī)載雷達(dá),改裝為夜間戰(zhàn)斗機(jī),該型只生產(chǎn)了數(shù)架。中圖為雙座教練型,該機(jī)剛配發(fā)部隊(duì)時(shí)沒有專門的教練機(jī),學(xué)員只能獨(dú)自完成飛行訓(xùn)練。下圖為改裝50毫米炮的A-1a/U4型。
這中間還有一段小插曲:1943年11月26日,希特勒參觀了Me-262,認(rèn)為它應(yīng)該作為高速轟炸機(jī)使用,但是這個(gè)“意見”并沒有得到執(zhí)行。1944年5月,希特勒又問起高速轟炸機(jī)的研發(fā)進(jìn)度,得知一架都沒有生產(chǎn)出來,就對空軍司令戈林大發(fā)雷霆。梅塞施密特公司這才開始趕緊研制轟炸型Me-262。它可以掛載兩枚250KG炸彈,機(jī)鼻改為透明座艙以容納投彈手。這個(gè)計(jì)劃因?yàn)椤癆r 234”噴氣式轟炸機(jī)的出現(xiàn)而停止。為轟炸型Me-262 A-2a/U2型想象圖。
在這樣的困境中,1944年4月第一支實(shí)驗(yàn)性裝備Me-262戰(zhàn)斗機(jī)的部隊(duì):“第262試飛隊(duì)”成立,并于同年8月與盟軍轟炸機(jī)編隊(duì)發(fā)生第一次交火。戰(zhàn)斗中美軍P-47D攻擊機(jī)擊落了第一架Me-262。
美軍P-47D型攻擊機(jī),因?yàn)槠浯侄虉A滾的外形被稱為“大奶瓶”。這種對地攻擊機(jī)本來不擅長空戰(zhàn),不過對付處在降落階段的Me-262倒是綽綽有余。
本來該機(jī)主要攻擊戰(zhàn)斗機(jī)。但往往會陷入在數(shù)量上占絕對優(yōu)勢的盟軍戰(zhàn)機(jī)的圍攻,再加上本機(jī)低速機(jī)動性不良,要避免和螺旋槳飛機(jī)近距離纏斗,所以又轉(zhuǎn)為主要攻擊轟炸機(jī)。在實(shí)戰(zhàn)中,德國飛行員逐漸總結(jié)出一套反轟炸機(jī)戰(zhàn)術(shù):從編隊(duì)后上方接近,然后加速俯沖以獲得高速,再改為平飛攻擊轟炸機(jī),打完就跑。或者兩到三架Me-262組成一個(gè)“空中狼群”,每架掛載24枚R4M空對空火箭,在敵機(jī)防衛(wèi)機(jī)槍射程外發(fā)起圍攻。該火箭威力驚人,擊落有著“空中堡壘”之稱的B-17轟炸機(jī)也只需一兩發(fā)。
R4M火箭,綽號“颶風(fēng)”(下圖)。是德國在1944年研發(fā)的一種空對空火箭,也可以用于對地攻擊。長0.81米,直徑0.05米,重3.85千克,裝在戰(zhàn)斗機(jī)翼下的木制發(fā)射架上(上圖)。
1945年2月,第44噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)聯(lián)隊(duì)成立,聯(lián)隊(duì)長就是極力推動噴氣機(jī)發(fā)展的加蘭德中將。他從各部隊(duì)選拔了一批作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)豐富的飛行員,基于“第262試飛隊(duì)”的作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)開始戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練。并于3月初開始嘗試攔截盟軍轟戰(zhàn)機(jī)編隊(duì)。
阿道夫·加蘭德(1912年-1996年),二戰(zhàn)期間曾任德國戰(zhàn)斗機(jī)總監(jiān)。30歲時(shí)即晉升至空軍中將,他本身也是一名王牌飛行員,擊落數(shù)達(dá)104架。他的座機(jī)內(nèi)裝有一個(gè)點(diǎn)煙器和一個(gè)雪茄匣,方便他在飛行過程中“來兩口”,這也是全德國空軍獨(dú)一份的待遇。
其中比較大的一次攻擊行動發(fā)生在1945年3月18日,共37架Me-262挑戰(zhàn)由632架護(hù)航戰(zhàn)斗機(jī)和1221架轟炸機(jī)組成的超大型編隊(duì)。結(jié)果自身損失3架,擊落12架轟炸機(jī)和1架戰(zhàn)斗機(jī)。以1比50的劣勢數(shù)量比達(dá)成了1比4的戰(zhàn)果交換比。
噴氣式引擎性能優(yōu)秀,但也需要更好的機(jī)場設(shè)施支持,不能像螺旋槳飛機(jī)那樣使用土砂跑道起降。這限制了Me-262的使用范圍。
戰(zhàn)績數(shù)據(jù)看似不錯(cuò),但擊落飛機(jī)僅占到編隊(duì)總數(shù)的1%。據(jù)測算如果想有效阻擊盟軍轟炸,這一比例要達(dá)到5%以上……Me-262已經(jīng)不可能挽回德國空軍在數(shù)量上的絕對劣勢了。
除了數(shù)量上的劣勢外,Me-262自身還有致命缺陷。
研制初期,對Jumo 004A發(fā)動機(jī)采用的材料并不做限制。所以原版引擎在燃燒室、葉片等重要部位大量使用了鎳、鉬等稀缺金屬。量產(chǎn)型004B則修改設(shè)計(jì),使用品質(zhì)低劣的鋼材制造,這簡化了生產(chǎn)工藝但也極大縮短了引擎的使用壽命,不到50小時(shí)就要大修,可靠性也不如原版發(fā)動機(jī)。而且早期噴氣式發(fā)動機(jī)普遍費(fèi)油,這對缺油的德國顯然不是一種經(jīng)濟(jì)的武器。
此外,盟軍在最初的驚詫之后,也針對德國噴氣機(jī)的特點(diǎn)開發(fā)了應(yīng)對戰(zhàn)術(shù),這使得Me-262在作戰(zhàn)中處于不利地位。
盟軍飛行員會提前飛到編隊(duì)上方,在Me-262俯沖攻擊的同時(shí)也俯沖下去借此獲得高速。待噴氣機(jī)低速轉(zhuǎn)向,機(jī)動不靈活時(shí)給予其致命一擊。還有一部份P-51“野馬”戰(zhàn)斗機(jī)加裝了氮氧化物噴射器,通過向引擎內(nèi)注入氮氧化物從而在短時(shí)間內(nèi)提升引擎馬力,追擊噴氣機(jī)。
當(dāng)然,對付敵機(jī)最有效的方法還是將其擊毀在地面或者起飛/降落階段。盟軍派出轟炸機(jī)對噴氣機(jī)機(jī)場挨個(gè)“點(diǎn)名”,并讓戰(zhàn)斗機(jī)在機(jī)場附近來回巡邏,碰到噴氣機(jī)就直接擊毀。前述第一架被直接擊落的Me-262就是在降落前,低空低速飛行時(shí)被P-47D打下來的。
雖然德軍在機(jī)場附近部署了高炮,還利用螺旋槳飛機(jī)來掩護(hù)噴氣機(jī)起降。但成效甚微,在1945年的頭一個(gè)月里大部分Me-262中隊(duì)的飛機(jī)就被這么消耗掉了,已在強(qiáng)弩之末的納粹德國也根本填不上這個(gè)漏洞。截止“二戰(zhàn)”結(jié)束,Me-262共擊落509架敵機(jī),自損100架。
一列Me-262殘骸。
雖然作戰(zhàn)時(shí)間不長,但有總計(jì)28位德軍飛行員在Me-262上獲得了5個(gè)以上的擊落紀(jì)錄而成為王牌飛行員。圖為Me-262頭號王牌庫特·維爾特中尉,共有22個(gè)擊落記錄,他1949年死于意外事故。
Me-262等噴氣式戰(zhàn)機(jī)的出現(xiàn)也促使盟軍研制自己的噴氣式戰(zhàn)機(jī),例如1943年5月首飛的英國“格羅斯特流星”戰(zhàn)斗機(jī)(右)和1944年1月首飛的美國P-80戰(zhàn)斗機(jī)(左)。不過這些戰(zhàn)斗機(jī)均用來訓(xùn)練、攔截V-1導(dǎo)彈等任務(wù),“二戰(zhàn)”期間沒有發(fā)生噴氣戰(zhàn)斗機(jī)之間的空戰(zhàn)。
此外,Me-262和它的后繼者Ta-183(未量產(chǎn))成了戰(zhàn)后蘇美早期噴氣機(jī)發(fā)展的參考對象。美軍的F-86“佩刀”戰(zhàn)斗機(jī)和蘇聯(lián)米格-9戰(zhàn)斗機(jī)身上都有Me-262的技術(shù)痕跡。捷克斯洛伐克空軍在戰(zhàn)后還生產(chǎn)了12架Me-262,命名為S-92,在捷空軍一直服役到1950年代初。
2003年,美國空軍愛好者陸續(xù)建造了數(shù)架復(fù)制版飛機(jī),引擎則更換為美制J-85,加強(qiáng)了起落架等,用作收藏和飛行展示。
公開展示的Me-262戰(zhàn)斗機(jī)復(fù)制機(jī),進(jìn)行了數(shù)次展示飛行。
曇花一現(xiàn)的Me-262和納粹德國研制的其它“奇跡武器”一樣,運(yùn)用了當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的軍事技術(shù),妄圖“以質(zhì)量換數(shù)量”。但從古到今,戰(zhàn)爭中有一條鐵律,那就是在絕對的數(shù)量優(yōu)勢面前高質(zhì)量是不堪一擊的。但它的出現(xiàn),客觀上推動了噴氣動力在航空方面的應(yīng)用,這也算是對科技進(jìn)步的一大貢獻(xiàn)吧。