飛行的「吸血鬼」,英國航空工業的作品,DH.100「吸血鬼」戰鬥機

軍武雜談 發佈 2020-01-29T19:33:08+00:00

現在談及噴氣式戰鬥機,英國並不是一個能夠給人留下深刻印象的角色。但是在第二次世界大戰中,英國的「流星」噴氣式戰鬥機,是當時同盟國陣營中少有的,真正做到實用化的噴氣式戰鬥機。

現在談及噴氣式戰鬥機,英國並不是一個能夠給人留下深刻印象的角色。但是在第二次世界大戰中,英國的「流星」噴氣式戰鬥機,是當時同盟國陣營中少有的,真正做到實用化的噴氣式戰鬥機。即使是在第二次世界大戰結束後,美國和蘇聯開始在航空領域發力的情況下,英國仍然在噴氣式戰機研發領域擁有相當不錯的表現。

德·哈維蘭公司是一家很多航空軍迷都比較熟悉的二戰英國戰機研發公司,二戰英國皇家空軍裝備的「蚊」式系列戰機就是該公司的傑出作品之一。但除了「蚊」式系列戰機之外,德·哈維蘭公司在二戰期間還成功研製了英國的第二款噴氣式戰機,這就是今天本文要介紹的「吸血鬼」噴氣式戰鬥機

從E.6/41設計規範到DH.100原型機——「吸血鬼」戰鬥機的誕生

讓我們把時間撥回到1942年年初,當時的英國皇家空軍通過各種情報,已經逐漸了解到德國正在噴氣式發動機及其配套戰機加大投入,並獲得了相當大的成績。為了能夠在空軍裝備上和當時的德國空軍相對抗,當時的英國國防部發布了著名的E.6/41設計規範。

E.6/41設計規範要求當時英國航空公司研發一款最大飛行速度在1785公里/小時,實用升限14600米,安裝4門西斯帕諾航空機炮的噴氣式戰鬥機。因為德·哈維蘭公司很早就認識到了噴氣式戰鬥機的價值,並提前做了技術儲備,因此在1942年9月份,德·哈維蘭公司就拿出了DH.100原型機的設計方案。

DH.100設計方案在外形上最大的特點就是其雙尾撐設計,這種設計讓DH.100原型機擁有了非常不錯的前後方視野,非常有利於飛行員觀察戰場態勢。二戰中另一款採用與此相似設計的戰鬥機,就是美國的P-38戰鬥機了。至此,DH.100原型機的總體布局得以確定,並獲得了自己的經典綽號——「吸血鬼」。

很多人對「吸血鬼」戰鬥機採用雙尾撐設計有些不太理解,而實際上,採用雙尾撐設計是德·哈維蘭公司受當時噴氣式發動機技術限制,在飛機氣動外形設計方面不得不做出的讓步。當時的噴氣式發動機分為軸流式噴氣發動機和離心式噴氣發動機,而「吸血鬼」戰鬥機裝備的則是英國第一代實用化的噴氣發動機——「丑妖I」型離心式發動機

離心式發動機是利用離心力將氣體向四周甩而壓縮氣體,高壓氣體經過壓縮高速流入燃燒室,與燃料混合燃燒再從噴管噴出以獲得反衝力的一種發動機。離心式發動機的優點是構造簡單、可靠性高,技術風險小。缺點則是體積大、推進效率低,發展潛力有限。

因為採用了「丑妖I」離心式噴氣發動機,正面投影較大。「吸血鬼」戰鬥機就沒辦法像「流星」噴氣式戰鬥機和ME-262噴氣式戰鬥機那樣,採用將兩台噴氣式發動機懸掛在兩側機翼下的做法。而且當時的噴氣式發動機尚無加力燃燒的概念,為了能夠更好的利用「丑妖I」型離心式發動機的動力,德·哈維蘭公司最終決定將發動機直接塞到機身後部,讓兩側機翼的正面風阻降到最低。

在將發動機放到機身後部並採用雙尾撐氣動布局之後,「吸血鬼」戰鬥機的正面變得非常「乾淨」,降低了摩擦阻力和干擾阻力,和「流星」噴氣式戰鬥機、ME-262戰鬥機相比,能夠獲得更多的升力。並且,因為「吸血鬼」戰鬥機的機身比較短,不用再考慮安裝其他導流設備對發動機尾流進行引導,降低了整機結構重量。

在「吸血鬼」戰鬥機正式定型前,德·哈維蘭公司還根據「吸血鬼」戰鬥機在實際試飛測試中的不足進行了一定的改進。飛行員在試飛中發現「吸血鬼」原型機的偏航穩定性不好,飛機在俯仰機動時,需要稍微向左偏轉才能實現配平。同時原型機在以較高速度進行平飛時,原型機會出現蛇形機動的情況。

德·哈維蘭公司在經過重新測試之後發現,出現這種情況的原因是初始版本的「吸血鬼」戰鬥機尾翼和方向舵直接和發動機尾流處在同一水平面上,噴氣式發動機工作時的尾流對方向舵和水平尾翼的正常工作造成了干擾。在找到問題根源後,後續的「吸血鬼」戰鬥機方向舵和水平尾翼位置進行了調整,稍高於發動機尾噴口。

在「吸血鬼」戰鬥機整體氣動外形沒有大的調整之後,英國皇家空軍開始通過給「吸血鬼」戰鬥機安裝推力更大的發動機,來嘗試提升「吸血鬼」戰鬥機的飛行性能。1945年,使用1408千克級「丑妖II」型發動機的「吸血鬼」戰鬥機在5500米左右的高度創下了850公里/小時的新世界紀錄。

除了「丑妖」系列離心式噴氣發動機之外,「吸血鬼」戰鬥機還使用過羅·羅公司的「尼恩」系列發動機。因為「吸血鬼」戰鬥機使用的「尼恩」發動機為2045千克級,並帶有雙排壓縮機。為了給發動機提供充足的進氣量,這部分「吸血鬼」戰鬥機在飛行員座艙後部還設計有輔助進氣口

值得注意的是,雖然「吸血鬼」戰鬥機的前半部機身擁有非常不錯的機載雷達安裝位置。但是「吸血鬼」戰鬥機在前半部機身並未安裝有任何機載雷達,僅安裝有4門20毫米西斯帕諾航空機炮而已。

雖然「吸血鬼」戰鬥機是一款為第二次世界大戰而設計的噴氣式戰鬥機,不過等到「吸血鬼」戰鬥機實現實用化時,第二次世界大戰已經進入尾聲,「吸血鬼」戰鬥機並沒有獲得在第二次世界大戰中一展拳腳的機會。

從教練型到艦載型——「吸血鬼」戰鬥機的性能拓展

剛開始時的「吸血鬼」戰鬥機主要是單座型,但根據英國皇家空軍的需要,雙座型的「吸血鬼」戰鬥機很快也被設計出來並投入了生產。

在這裡需要特別介紹一下「吸血鬼」戰鬥機的教練型,和其他教練機採用串聯座艙布局不同,教練型「吸血鬼」戰鬥機採用的是並列雙座設計。並列雙座設計雖然加大了飛機的正面投影面積,增加了飛行阻力,但是卻有利於兩名飛行員在飛行時溝通和交流,這個優勢在教練機上體現得更為明顯。

和當時同時擁有「流星」噴氣式戰鬥機和「吸血鬼」戰鬥機的英國皇家空軍相比,可以讓英國皇家海軍選擇的噴氣式戰鬥機就非常少了。

在第二次世界大戰結束後的一段時間內,英國皇家海軍還在使用「飛龍」螺旋槳戰鬥機作為主力艦載機。在這種情況下,讓「吸血鬼」戰鬥機升級為「海吸血鬼」戰鬥機並登上航空母艦就成為了必然。

因為要在航空母艦上使用,「海吸血鬼」戰鬥機的襟翼比「吸血鬼」戰鬥機增加了40%左右。同時「海吸血鬼」戰鬥機的起落架油液支柱加長、結構加強並安裝上了著艦攔阻鉤

雖然英國皇家海軍用「海吸血鬼」戰鬥機成功的在航空母艦上進行了起降,但因為「海吸血鬼」的加速性能不佳,起飛效率不好,所以英國皇家海軍對其總體評價並不高。

「吸血鬼」出國——不錯的出口成績

雖然「吸血鬼」戰鬥機並未受到英國皇家海軍的熱情歡迎,但是在出口方面,「吸血鬼」戰鬥機的表現卻相當不錯,德·哈維蘭公司前後一共成功出口了3268架「吸血鬼」系列戰鬥機。澳大利亞、芬蘭、加拿大、瑞典、挪威、法國、印度、義大利等國家都曾進口並使用過「吸血鬼」戰鬥機。

因為「吸血鬼」戰鬥機一開始是為英國皇家空軍設計的,所以在大量出口之後,在寒帶和熱帶等氣候極端地區都出現了不同程度的「水土不服」情況,大部分問題都出在其發動機和前半部分木質機身上。為了解決這些問題,德·哈維蘭公司推出了眾多改進型號,以適應不同國家空軍的使用需要。

雖然「吸血鬼」戰鬥機的出口成績不錯,但亮眼的外銷成績和早期噴氣式戰鬥機供不應求的市場狀況有很大的關係。而實際上,等美國的F-80等一眾噴氣式戰鬥機性能逐漸完善並被允許出口後,「吸血鬼」戰鬥機的市場份額短時間內就出現了較大的下跌。大部分海外用戶都開始逐漸將「吸血鬼」戰鬥機作為二線裝備使用。

總結——被發動機左右的「吸血鬼」戰鬥機

「吸血鬼」戰鬥機可以說是成也發動機,敗也發動機。早期的雙尾撐設計+離心式噴氣發動機在噴氣式戰鬥機發展的初期,確實為「吸血鬼」戰鬥機贏得了非常不錯的起點。但是這個搭配方案,也限制了「吸血鬼」戰鬥機性能的進一步提升。

離心式噴氣發動機要想進一步增大動力,就需要設計得更大,以便提高自己的空氣壓縮效率。但是這樣又會反過來導致「吸血鬼」戰鬥機的正面投影面積加大,飛行阻力提升。而後來航空發動機的發展也證明了,通過增加長度就能夠提升推力的軸流式噴氣發動機,才是軍用航空發動機的發展方向。

而此時「吸血鬼」戰鬥機的雙尾撐布局,又讓「吸血鬼」戰鬥機無法使用長度更長但性能更強、發展前景也更好的軸流式噴氣發動機。在其他性能更好、更有發展潛力的噴氣式發動機出現後,「吸血鬼」戰鬥機的沒落,自然也就成為了不可避免的事情。

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