- 末日计划:第三帝国秘密空军装备
- 邓涛编著
- 2683字
- 2024-11-28 18:14:11
容克斯Ju EF126和Ju EF127
作为火箭截击机的开山之作,冯·布劳恩的垂直起飞火箭截击机虽然未能被德国空军所采纳,但其影响却很快在德国工程师的脑海中荡漾开来,在其启发下,与之类似的设计开始层出不穷,直至纳粹德国战败时达到高峰。容克斯的Ju EF126 Elli(艾莉)火箭截击机就是很典型的一个例子。
令人感兴趣的是,容克斯Ju EF126不仅在设计思想上师承冯·布劳恩,而且在技术渊源上更是直接来自于冯·布劳恩的作品,那就是大名鼎鼎的V1巡航导弹。
1944年11月,德国空军向各大公司发布了一个有关轻型应急战斗机计划的Spec(需求规格说明书),要求提供一种结构简便易于大规模迅速生产的轻型(微型)战斗机,这个计划后来经纳粹宣传部长戈培尔的大肆渲染,就成为了其口中的所谓“国民战斗机”计划的一部分。在这份Spec中,德国空军对该计划的最基本要求可以归结为以下几点:1.选用结构最简单、造价最低廉但同时又在技术上最为先进的动力装置;2.以常规方式起降;3.最低限度地消耗战略物资(如铝、锰、铜、橡胶等);4.原则上不安装任何电器设备;5.能够在最短的时间内被大量生产,以便“对敌轰炸机编队形成压倒性的数量优势”。我们可以看出,德国空军的这份Spec在内容上有诸多相互矛盾之处,但考虑到1944年末德国所面临的战争形势,RLM提出这样苛刻的要求似乎又可以得到理解。
在计划书发出两天后,RLM又进行了补充说明,要求各竞争方案必须统一使用As 104“百眼巨人”脉冲喷气发动机——也就是大名鼎鼎的V1导弹的动力装置。最终有三家公司的方案进行了投标,分别是容克斯(Junkers)的Ju EF126 Elli、亨克尔(Heinkel)的He 162、布鲁姆·福斯(Blohm &Voss)的BV P.213。
早在1928年,德国人保罗·施米特就开始研究脉冲式喷气发动机。当然那时候的冲压发动机的技术水平很低,不仅寿命短,而且振动大,在飞机上是无法使用的。到了1934年,施米特和G·马德林一起提出了用这种发动机作为“飞行炸弹机”的方案,而且于1939年做出了样机,只因当时达不到空军的要求(如射程达到80公里以上),加上精度和成本等原因,而未引起重视,被搁置一边。不过随着战局的变化,尽管德国的脉冲喷气发动机技术仍然没有什么实质性的进步,但随着“飞行炸弹”V1终于被RLM所接受,更由于V1导弹的部分成功,As 014这种寿命极短的脉冲喷气发动机居然在德国空军的心目中与日俱增,戈林仿佛看到了救命稻草般将As 014强塞给所有的飞机公司……
实事求是地说,As 104“百眼巨人”这样的脉冲喷气发动机对V1可能是理想的动力装置,它由类似冲压喷气发动机的一种空气动力涵道构成,其压力较高,结构比较坚实。但同时由于它的油耗高,又无法达到涡轮喷气发动机的性能,加上毕竟是为导弹设计的,所以As 014事实上是一次性的,寿命短不说,噪声与振动极大,估计装As 014的有人驾驶飞机飞不了几次起落就会散架,或者飞行员在那之前精神先崩溃掉,这些使得As 104“百眼巨人”未必就是有人驾驶飞机的合适选择。显然,在RLM的发展史中,“长官意志”左右决策的情况再一次发生了。
容克斯在分析Spec后认为,要在最短的时间内满足德国空军的苛求,唯一现实可行的办法就是利用已有的成品部件。顺着这条思路的最终结果就是,他们打上了直接改装V1导弹的主意。
实际上,容克斯自己的“有人驾驶版V1微型战斗机”早在1944年初的时候就已经开始进入预研状态了,所以这次德国空军的“微型战斗机Spec”一经提出,容克斯立刻就将这个方案以EF126的名义抛给了德国空军,并对赢得这场竞争的最终胜利满怀信心。
当然,容克斯对自己的方案如此信心十足并非没有道理:首先,EF126几乎在所有性能指标上都与RLM的“微型战斗机Spec”相吻合。其次,从造价上看,EF126与其他两个竞争者相比具有极大的优势,据容克斯自己的估算,每架EF126生产成本约合30000帝国马克,而亨克尔的He 162与布鲁姆·福斯的BV P.213则分别为74000和150000帝国马克,可以说EF126的价格优势相当明显——也就是说,德国空军购买1架He 162或BV P.213所需的费用,就可以同时购买2.5或5架EF126。最后,也是最重要的一条,EF126可以直接利用为V1导弹已经建立起来的生产线与材料设备,从而可以在最短的时间内进入德国空军服役,所以在研制生产的时间周期上其他的两个竞争者也是无法与EF126比肩的。
艺术家笔下的EF126(下单翼版)。
“百眼巨人”As 014脉冲喷气发动机结构示意图。
艺术家笔下的EF126(中单翼版)。
尽管在航空史上EF126可能知者寥寥,但因为直接源自V1导弹的基本设计,所以其基本构造却应当是为人所熟知的。在容克斯工程师的绘图板上,EF126曾有两个略有差异的版本,主要区别在于一个是采用了上单翼设计(双垂尾),另一个采用了中单翼设计(单垂尾)。但二者的差异也就仅此而已了,它们的机身设计是完全一样的——两端呈尖细状的水瓶形,并都可以使用包括金属与木制胶合板在内的“手头可以找到的任何资源”(容克斯公司EF126方案说明书语),作为除发动机外机体的主要建造材料。由于省去了螺旋桨的阻碍,再加上气泡形座舱盖,使位于机身前部的飞行员具备了极为开阔的环向视野。另有一具小型螺旋桨安装于机鼻,用以在飞行时带动发电机向EF126有限的几台电器设备供电。
作为直接继承自V1基本设计的另一个证明,一台型号为As 10-044(这些型号均为As 014的发展型)的“百眼巨人”式脉冲喷气式发动机被置于机体之上——这种布局与极具特色的V1导弹如出一辙。该发动机可以产生大约500千克的推力用于飞机的正常飞行。但由于脉冲喷气发动机本身的技术特点,当EF126处于低速起飞状态时,脉冲发动机是无法启动工作的,所以EF126先要依靠机身下的两枚可抛弃式固体火箭发动机升空(总推力约1200千克),才能达到“百眼巨人”脉冲喷气式发动机所允许的最低工作速度。
EF126的基本军械配置是位于前机身腹部两侧的2门MG 151/20 20mm机炮,必要时还可在机翼下携带24枚R4M非制导火箭弹。令人感到意外的是,根据在V1使用中所积累的经验,德国空军注意到“百眼巨人”脉冲喷气式发动机的性能与其飞行高度是成反比的,所以对于使用同样动力装置的EF126,RLM还曾设想让这种飞机担任对地攻击角色,原因是在低空中“百眼巨人”可以发挥出最大的推力,EF126可能会因此多出400千克的有效载荷——即便是400千克的有效载荷,对于执行近距离战场遮蔽任务来说也是意义重大。由此可见,对于EF126这样一架袖珍尺寸的战斗机来说,其火力却是异常凶猛的。
不过客观地讲,作为导弹菲瑟勒Fi 103(V1导弹)的气动布局应该问题不大,但“进化”为有人驾驶的战斗机(截击机)后麻烦就来了,Ju EF126很可能因为机体上的背负式发动机设计,使发动机短舱和机身的间隙过于狭窄,在缺乏整流的情况下,将对尾部形成严重气流干扰,在高速机动飞行时,尾部很可能出现难以捉摸的摆动。因而,EF126这类飞机根本不可能像纳粹官员想象的那样,由“国民飞行员”驾驶。就算是那些飞行老鸟要想驾驶该机活命的话,也得规规矩矩地按照“动作必需轻柔和连贯,切忌粗暴”的要求来操纵飞机。不过这样一来,EF126之流的应急设计到底能发挥出多大的战斗力就可想而知了。
至于EF126的起飞方式则较之V1导弹或冯·布劳恩的垂直起飞火箭截击机均大为不同,由于德国空军明确指出所有参与竞争的方案都要以常规方式起降,所以容克斯的工程师们起先为EF126设计了一套可收放式的前三点起落架,但后来出于减重及简化设计的考虑,又研究了一种更为简单的起降方案——起飞时依靠一种专门设计的可分离式滑车,而降落时则依靠机腹下的可收放式滑橇。
容克斯Ju EF127 Walli(瓦莉)实际上是Ju EF126“艾莉”的孪生兄弟,两者的基本设计是完全一样的,唯一的区别在于动力装置。EF127用一台装于机尾的沃尔特HWK 105-509A-1火箭发动机,取代了EF126上的“百眼巨人”系列或尤莫Jumo 226脉冲喷气发动机。其基本军械仍然为两门MG 151/20 20mm机炮,另外一点与EF126相同的是,EF127也要在两台固体火箭助推器(总推力1200千克)的辅助下才能进行起飞。根据推测,EF127的续航时间约为11.5分钟,并可以在75秒内爬升到10000米高度。
虽然一个全尺寸木制模型及大量的缩比风洞试验模型已经在德绍(Dessau)被完成,但不断恶化的战争形势还是迫使德国空军放弃了EF126的进一步发展,整个项目于1945年3月被中止了。客观地说,作为应急计划下的粗糙产物,即便是发展成功的EF126其使用价值能有多大,仍然是个充满悬疑的未知数。
位于德绍的容克斯工厂内发现的EF126风洞试验模型。注意,其中之一仍然采用了可收放的前三点式起落架设计。
EF126战后的命运
然而EF126的故事并没有就此完结。随着战争的结束,美苏两国军队先后到达了容克斯位于德绍附近的工厂。先来的是美国人,在这里他们获得了整整一个系列的容克斯飞行器,其中就包括一架已近完成的EF126原型机。当美国军队将这一地区有价值的东西匆匆地搜刮了一番,然后根据与斯大林达成的协议于1945年5月底从这一地区撤离后,俄国人接踵而至。占领容克斯工厂的苏联人从发现的吹风模型及一些文件资料中,找到了有关EF126存在的蛛丝马迹,并很自然地对这种飞机产生了浓厚的兴趣。莫斯科渴望弄到几架样机以一探究竟,且由于迟迟的不如意而使这种愿望变得越发强烈了。
事情很快就随着工程师巴迪(Dipl.-Ing. Baade)的出现而有了转机,当1945年9月,这位前容克斯公司的高级工程师带着一大堆有关EF126项目的详细资料出现于苏军司令部门前时,苏联人意识到他们的机会来了。莫斯科立即指示在德国当地恢复EF126项目的研制进度,并要求尽可能地搜集德国人遗留下来的零件以便首批制造5架原型机以供试飞。在莫斯科的计划中,首架原型机应于1946年2月作好上天的准备,与之并行制造的2号原型机则被用来进行静力测试,至于剩下的3架原型机则应于1946年4月之前被完成。虽然经过努力,苏联人在德绍附近山区发现了大量已经完工的EF126成品部件,但由于个别部件仍然需要重新制造,所以EF126的生产进度还是被拖延了。直到1946年5月,用于试验的v1、v2号原型机机体才被完成,但由于搜集到的几台As 044“百眼巨人”脉冲喷气发动机可用情况一直不甚理想,而将它们重新制造出来又面临一定的困难,所以莫斯科决定先将EF126 v1作为一架无动力滑翔机投入试飞。
EF126 v1的首次飞行是由一名德国战俘—前纳粹德国空军飞行员弗朗哥卡皮坦·玛克西莫斯(Flugkapitän Matthias),于1946年5月某日(不明)进行的。随后于1946年5月21日进行的第二次试飞记录较为详细,但不幸的是,这次试飞以EF126 v1的坠毁而告失败,飞行员玛克西莫斯也随机身亡。在苏联人的记录上,有关EF126 v1坠机的情况是这样的:“……很明显,飞机(EF126 v1)的进场动作开始得太早了,以至有失速的倾向,弗朗哥卡皮坦·玛克西莫斯企图通过压低机头增加空速的方式让飞机接近机场边界,然而这样一来又导致飞机的接地速度过高,飞机随即猛烈地撞在了跑道上并被反弹回10米左右的空中,经过一连串的翻滚后,飞机摔到了跑道的边上……”。后来的事故调查结果表明,很可能由于飞行员此前的错误操纵,对飞机的机翼造成了结构性破坏,从而最终引起了灾难的发生。值得一提的是,后来相应的预防性措施被考虑进了EF126 v4的制造中。
到了1946年8月,已经完工的v3、v5原型机被苏联占领军司令部接收,其中EF126 v3还于1946年6月由一名容克斯公司试飞员进行了无动力滑翔试飞,不过随着莫斯科关于所有类似项目都要转移到苏联境内的命令,1946年9月与EF126项目有关的所有设备、成品、资料及人员均被迁往苏联境内的拉明斯克(Ramenskoje)地区(莫斯科附近)。
另外在德国投降前夕,容克斯已经开始了自己的脉冲喷气发动机研究,计划用于EF126及其他相关项目,型号为尤莫Jumo 226(推力500千克)。Jumo 226是一种与“百眼巨人”系列极为类似的设计,现在在占领工厂的苏军司令部的命令下,这种发动机将被装上一架俘获的Ju 88G-6重新开始试验。为了试验Jumo 226,容克斯的工程师们与苏联同行一起对这架Ju 88G-6进行了改进,主要是在机身左舷机翼后部焊接了一个特殊支架以安装Jumo 226,同时还在机鼻处安装了一具小直径的辅助螺旋桨,用来驱动机身内部的燃油泵来为脉冲喷气发动机提供所需的燃料。到了1946年8月末,占领状态下的容克斯工厂为苏联人制造的首批12台Jumo 226发动机全部完成,并立刻被送往拉明斯克进行测试。在苏联境内拉明斯克进行的Jumo 226测试工作是由德国工程师海因里希·哈特曼(Heinrich Hartmann)领导的,其麾下工作的德国人还有Ju 88G-6飞行员海因里希·斯科瑞伯(Heinrich Schreiber)、保罗·海尔因(Paul Heerling)及其他两名德国工程师。
然而,Jumo 226的研制进展远称不上是一帆风顺的。在1946年12月31日进行的首次试验中就发生了非常令人不愉快的事情:Jumo 226工作时产生的严重低频共振,导致了作为飞行试验台的Ju 88飞机的部分机体结构损坏。随后进行的一系列后续试验,其结果仍然令人沮丧,例如在1947年2月19日的试验中,依然是由于低频共振问题造成了机身内部输油管线路的破裂,油气混合物随即弥漫了整个机体内部,不得已飞行员只得将飞机迫降在拉明斯克机场的跑道上,并马上逃离了随时可能发生爆炸的Ju 88G-6……
在进行了大约50次的测试后,一个关于确认Jumo 226是否有能力在5000米高度正常工作的最终试验开始了。1947年5月30日,在Jumo 226的助推下,经历了场面极为“壮观”的起飞过程冲上天空后,Ju 88G-6飞行试验平台的一台发动机却突然起火,在一阵手忙脚乱后,飞行员总算将飞机以近乎于坠机的方式带回了地面,但这架Ju 88G-6的状态却令人惨不忍睹。经此磨难,该机后来直到1947秋才重新恢复到可使用状态。
差不多在Jumo 226试验的同时,首次自主动力的EF126试飞也开始了。1947年3月16日,依靠一台战利品As 044脉冲喷气发动机,EF126 v5进行了历时30分钟的自主动力飞行,并随后安然返回拉明斯克的机场跑道。作为EF126项目的重大进展,EF126 v5的这次飞行使苏联人备受鼓舞。到了1947年秋,EF126 v4又在那架修复后的Ju 88G-6试验平台的牵引下进行了多次无动力滑翔飞行。在这些试飞中,每次飞行临近结束接近机场时,Ju 88G-6都会将EF126 v4释放以测试其滑橇式起落架的有效性。需要指出的是,由于缺少足够的固体火箭助推器,所以除了有限几次试飞外,绝大部分的EF126飞行都是由Ju 88G-6牵引到高空开始的。截止到1947年末,包括无动力滑翔在内,几架EF126原型机总共进行了15次飞行,累计留空时间达3小时零15分钟。然而,随后这些飞机就被苏联人莫名其妙地放弃在了机场的露天停机坪上,并由于当地恶劣的气候条件而遭到了严重损坏。
1948年,状态比较良好的几架EF126被送往莫斯科西南的土耳其斯坦军区的一个机场,然而在这里由于缺少合适的牵引飞机仍然无所事事,它们只能与拉明斯克的同伴一样静静地停在地面上等着生锈。这其中的奥妙在于,苏联已经逐步从战争的创伤中恢复过来了,莫斯科现在需要的是更复杂更先进的飞机,而不是像EF126这样临时拼凑出的仓促应急产品——毕竟自杀性装备是不适合胜利者的。因而在这个背景下,苏联人对该机的兴趣日减,直至1948年中旬的一个日子,EF126项目在俄国人手中悄无声息地终结了。作为纳粹德国末日计划的一部分,这样的结束方式对于EF126倒是很有些戏剧性。
用于Jumo 226脉冲喷气发动机试验的Ju 88G-6飞行测试平台。
容克斯Ju EF126 Elli截击机三面图及主要数据(上图:上单翼版/下图:中单翼版)。
机体尺寸:
重量:
容克斯Ju EF126 Elli三面图及主要数据(部分数据为推测):
容克斯Ju EF127 Walli截击机。
容克斯Ju EF127 Walli截击机木制模型。
容克斯Ju EF127 Walli截击机主要数据:
艺术家笔下的容克斯Ju EF126 Elli脉冲喷气截击机。