极速飙客——记德国航空设计师亚历山大·利皮希及其设计(1)

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极速飙客——记德国航空设计师亚历山大·利皮希及其设计(1)

二战中德国空军的出色表现无疑为今天空军在作战体系中举足轻重地位的建立打下了一个良好的基础,也正是德国人在二战中先进的空中作战理念开拓了以后地空一体作战模式的先河。德国之所以能够开创这一先河是建立在它那远超时代的强大航空工业的基础上的。尤其是在航空设计方面,更是领先了时代半个多世纪,直至现今再翻出来看当年德国的一些先进飞机设计方案,不免让人为之瞠目结舌,感叹当今被大家奉为高新科技代表的东西在60多年前德国已经在用这些思路设计自己的飞机了。其中最有代表性的就是现在被炒得很热的三角翼,其实在纳粹德国末期就已经出现了,当时德国一位非常有才华而又没能名扬天下的空气动力学家兼航空设计师和他设计的几种相当有特色的飞机——他就是设计了历史上第一种量产的无尾设计战斗机Me-163的亚历山大·利皮希博士。

亚历山大·利皮希博士是当时德国著名的科学家、天才设计师,与霍顿兄弟一样在德国航空计划中占有一席之地。利皮希博士与梅塞施密特合作了4年之久,其间所说还算得上成功,但也不乏勾心斗角。之后利皮希成为位于维也纳的德国航空研究学院(LFA)的领导。在他和梅塞施密特合作期间,不仅设计了Me163战斗机之外,利皮希还负责了很多项目的研究设计。二战伊始他所负责的喷气式战斗机的研究就在许多具体的方面取得了一定成果,成为迈向现代单发喷气式战斗机最早的探索。在这些工作中利皮希发现很多当时的航空理论所不能说明的问题,有些问题直至几年后才在实践的带动下有所进展,甚至在二战结束时,他对梅塞施密特仍然有着很深的影响。比如“龙胆草”(Enzian)地空导弹,P.1111和P.1112无尾战斗机以及P.1108远程轰炸机,其实这些设计方式都具有典型的利皮希风格。利皮希花费了很多精力在新式机翼和新的动力上。他的工作开辟了一片新的天地,例如在三角翼以及冲压喷气发动机方面的研究,特别是在新式燃烧室与固体燃料方面。他通过风洞测试和模型试飞验证这些前沿研究,除此之外还有很多项目能够很快实现。典型例子就是以冲压发动机作动力的P.13A和P.13B,以及性能优于Me262却只使用钢管和层板制造的双发喷气式Delta VI战斗机。他在梅塞施密特公司负责的项目从P.01开始一直到P.20,让利皮希博士最为自豪的并不是人们熟知的Me163,而是P.11喷气式飞机,P.11的研发工作开始于利皮希博士在梅塞施密特公司期间,后来在他转到维也纳的德国航空研究学院之后又继续下去了,最后成为Delte VI喷气式战斗机的研制基础。与最初的P.11相比Delte VI已成为一种全新的飞机了。现在就让我们来看看这位喷气时代的先驱者的几款得意之作。

利皮希P.01系列

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利皮希博士在1965年7月的一次谈话中讲到利皮希P.01-111这个设计实际上就是Me163A的最初设计版本。其动力装置是早期容克涡轮喷气发动机,翼型则是“L部门”(利皮希的设计部门)惯用的形状,整机纵横比与Me163A相比要小一点。利皮希P.01-112则将P.01-111改为两侧进气,修改了机翼,装备2台BMW喷气发动机。战后利皮希声称自1940年7月起有很多战斗机项目其实都是基于P.01项目的设计。像薄型高速翼型及其变形和Me168A的机翼都有些关系。利皮希P.01-113是“L部门”研究的第一种火箭—喷气混合动力的截击战斗机,其目的是要求有高爬升率。这种混合动力概念在1957年达到发展高峰,并造就了英国SR.53火箭—喷气混合动力试验机。P.01-113设计采用了上单式后掠翼。并且具有特大的配平俯仰襟翼。在研究和测试Me163A一年多后,利皮希回到了项目P.01上。在此期间有关喷气发动机的详细资料发布了,并且来自气动学院的测试结果被业界广泛应用于他们的设计中。P.01-116的外形有点类似Me-163B,如机翼从上单翼改为中单翼,这些都是风洞测试后的结果。与P.01-113不同的是P.01-116采用了一台喷气发动机,而没有采用混合动力。不过这个方案内并没有牵涉到降落滑橇或者起落架的安装。和P.01-113不同P.01-115的喷气发动机和火箭发动机交换了一下位置,变成喷气发动机在上,火箭发动机在下。这个改变导致了进气道的位置移到了座舱后面的脊背上,这种布局虽说不常见,但还是能够在战后的飞机上找到影子,比如F-107A、Avro 707B、SE.2410“禁卫队员”(Grognard)。对于翼型看起来利皮希似乎找到了他所能找到的最好的翼型了。可惜的是从那时起直到项目完全被中断,“L部门”的主要精力被转移到液体火箭发动机上。当同年Me163B开始组装的时候利皮希已经能够利用他自己的预研成果了。到了1943年更是基于P.20方案,才使得使用喷气动力的Me163 计划得以恢复。

Me-163“彗星”战斗机

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Me-163是一种无尾飞机,在它短短的机身上只有一对大机翼,没有水平尾翼,形状很奇特,Me-163有一个水滴型的金属机身,机翼是前缘后掠角27度的木质中单翼,机头有一个驱动发电机的风车,机腹有一个收放式滑撬用于着陆,托架上的机轮只用于起飞,离地后抛弃。在其翼根处有两门30毫米机炮,动力是HWK-109-509A液体火箭发动机,推进集和氧化剂都储藏在机身中断,发动机推力16.6千牛。除此以外,它的独特之处还有:它是世界上第一种火箭动力的飞机;在当时,它的速度和爬升率世界第一,在试飞中样机的瞬时速度就达到1000千米/小时以上,人类首次突破1000千米时速大关。一些盟军飞行员非常怕这种没有尾巴的小飞机,经常在飞行时绕道而行躲开这个令人胆战的“彗星”。

极速飙客——记德国航空设计师亚历山大·利皮希及其设计(1)

那么Me-163真是一种很不错的飞机吗?恐怕不能这么说,甚至有人说它是一种糟糕透顶的战斗机。首先,由于使用火箭发动机,发动机工作时间很短,只有7、8分钟,所以,一般是由Bf-110牵引起飞,飞至敌机上方1000米处脱离,再以滑翔形势俯冲攻击敌机,故作战半径很小,只有80千米左右,作战时间不超过10分钟,如果自行驱动起飞则时间、范围更小。其次,由于它使用火箭发动机就要携带推进、氧化两种原料,重量很大,而且消耗相当快,效率又低,飞行员经常是刚刚经受大过载的加速爬升接着又是无动力的滑翔,身体、精神的负担很大,经常造成无谓的损失。在着陆时没有常规的起落架只有一副中心单滑撬,加上又是无动力滑翔着陆,着陆事故率极高,着陆时摔飞机是常事,再者无动力着陆时几乎丧失了机动和自卫的能力,也是敌机“发难”的最好时机。还有更要命的,Me-163火箭发动机使用的氧化剂是过氧化氢一种非常危险的化学品,曾经发生过氧化剂泄漏,把飞行员给“溶化”了的事。据统计,Me-163的非正常损失率远远高于它的战损率,也就是自己事故造成的损失数量要大大超过被敌人击落的数量。正因为如此,Me-163被称为“两头怕”的飞机,不但盟军飞行员害怕它,就连德国飞行员也是很怵头。Me-163不愧是带来无限厄运的“扫巴星”!噢,真是让人想起来就觉得恐怖。(未完待续)

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