喷气版DFS 194——亚历山大·利佩什博士的无尾布局喷气战斗机项目
尽管作为DFS 194的正式生产型——Me 163的名号是如此的如雷贯耳,但对于绝大多数人来讲DFS 194却仍然是陌生的。然而鲜为人知的是,DFS 194实际上是一个基调,此后利佩什博士90%的设计都是在其框架内进行的,不过早在DFS 194上天的那一刻起,利佩什博士便深知这个仅能维持几分钟动力飞行的无尾火箭怪鸟永远成不了大气候,这就是说后来被冠以梅塞施密特名号的Me 163在利佩什博士的大计划中实际上只是个过渡罢了。那么利佩什博士在DFS 194身上究竟打的是什么算盘呢?真正的答案应该是源自DFS 194的一系列常规动力版本。
Li P.09项目
开始于1941年10月28日的Li P.09项目是利佩什博士对DFS 194加以涡轮喷气动力改进的第一个尝试,其基本设计延续自DFS 194,但为了在翼根安装两台Jumo 004涡轮喷气发动机,Li P.09的机体结构进行了相应的变动,机翼后掠角也变为了33度。而除了动力之外,Li P.09与DFS 194最大的区别在于起落架部分。众所周知DFS 194乃至其正式生产型Me 163均以糟糕的着陆性能而为人所诟病,这其中很大程度上的问题是出在滑橇式起落架上——事实证明这种起落架在接地时吸收振动的效果很差,飞行员们不是被摔得鼻青脸肿就是在这种近似于迫降的着陆中机体干脆断裂解体。为了避免Li P.09再次重蹈覆辙遭遇如此尴尬,利佩什博士明智地为该机设计了全新的可收放式后三点起落架——主起落架机构位于翼根发动机短舱内,尾轮则以简单的缓冲器代替。但遗憾的是,Li P.09项目并没有进行到原型机阶段便被终止了,原因是利佩什博士又有了更为完善的设计。
Li P.09项目三面图及主要数据:
Li P.10项目
对Li P.09项目的进一步完善开始于1941年11月28日,随后被重新命名为Li P.10项目,不过该项目除增加机腹弹舱外——机腹弹舱除了可以携带一枚1000千克级炸弹外,还可携带附加油箱及两门MG 15/20 20mm护尾机炮——与Li P.09并无本质区别:33度的中等后掠角机翼、翼根的两台Jumo 004以及可收放的后三点式起落架等设计全部原封不动照搬自Li P.09。可想而知Li P.10项目实际上是将Li P.09项目向多用途(战斗轰炸机)方向拓展的一种尝试。
遗憾的是由于Jumo 004发动机研发进度拖后,Li P.10项目进展缓慢,结果到了1942年5月20日利佩什博士被迫将一台2700马力的DB 606活塞式发动机塞入Li P.10的后机身以求原型机早日上天——这台由2台DB 605并联而成的活塞引擎位于飞行员座椅背后,通过一根贯穿整个后机身的传动轴将动力输出给尾部的推进式螺旋桨。不过,经历了如此换发手术的Li P.10项目已经脱离了Li P.9的框架,实际上是回归了此前DFS 39D的设计。
当然,与1938年的DFS 39D相比值得一提的改进还是有的。首先,为了增强航向稳定性及方向舵舵效,Li P.10在螺旋桨传动轴下方的腹鳍设置了一个小面积的辅助方向舵;其次,DFS 39D的滑橇式起落架被可收式后三点起落架所取代——主起落架向外收起,兼作螺旋桨防触地缓冲器的尾轮也可在起飞后收起;最后,新的Li P.10方案还增加了DFS 39D所没有的机腹内部弹舱。但令利佩什博士郁闷的是,Me 410的成功试飞很快打消了RLM对Li P.10的好感——当然,从各方面看Me 410这架采用传统双发设计的大型战斗机的确比Li P.10更为稳妥,而且DB 606的散热问题也始终令利佩什博士束手无策。
Li P.10项目(1941年11月28日)三面图及主要数据:
Li P.10项目(1942年5月20日)三面图及主要数据:
Me 329
同Me 410相比,Li P.10项目的最大优势也是最大劣势在于其设计过于激进,事实上RLM原本就对后掠无尾布局心存疑虑,而喷气动力无疑又使其技术风险大为增加了,1942年5月20日提出的活塞动力版Li P.10性能又无法达到要求,这便成了Li P.10项目在竞争中落败的根本原因。不过,利佩什博士却也不是一个不懂得变通的人,由其副手赫尔曼·沃尔斯特(Hermann Wurster)博士主持的Me 329项目便是一种将技术风险降到最低限度的后掠无尾布局方案,其目标同样是RLM的新一代重型护航战斗机计划。
Li P.04-106飞翼式双发双座重型护航战斗机完成效果图。梅塞施密特公司在基础性航空技术研究方面的大量心血被应用到了Li P.04-106的设计中,其中一项名为“travelling flap”,其实就是一种后缘襟翼技术,按现在的眼光来看,这种应用非常普遍,不足为奇,但在当时的技术条件下,属于尖端航空科技,其能赋予飞机在低速时优良的飞行性能。另一项研究为加压驾驶座舱,由发动机提供气压,当战机在4500米以上空中飞行时,加压座舱能极大地缓解飞行员的疲劳程度。此外,还有一项持续了几年的研究也被利佩什博士毫不客气地拿来——这就是先进遥控防御炮塔系统。该系统的瞄准具设在后驾驶舱,由领航员/射手操纵,该瞄准具通过液压系统和位于机尾的锥形炮塔相连接,领航员/射手可以通过瞄准具遥控顶部和腹部炮塔对目标进行精确瞄准射击。
Me 210双座双发重型护航战斗机。Me 210的研发始于1938年。当时,梅塞施密特Me 110重型战斗机已经投入现役,为防止Me 110战斗机过时,RLM开始考虑设计研制更先进的第二代重型战斗机。梅塞施密特公司对此积极响应,拿出了两种设计方案供空军挑选,其主打方案为全新设计的Me 210,依靠在设计方面的丰富经验,梅塞施密特公司有信心将这种全新设计的Me 210重型战斗机很快研制出来并投入现役,不过由于Me 210的设计较为保守,梅塞施密特希望挂靠在其名下的利佩什博士能够为其提供一种风格前卫的方案作为备份,这便是Li P.04-106的由来。
当然,即便是走折中风格路线的产物,也并不意味着Me 329就是由Li P.10项目简化而来。事实上,Me 329同样经历了长时间的方案设计变更。早在1939年,为竞争Bf 110的换代机型,利佩什博士便提出了Li P.04-106飞翼式双发双座重型护航战斗机方案——之所以称该方案为飞翼布局,主要是因为该方案将DFS 194的传统单垂尾分解为外翼段的两个垂直安定面,这使该机从后掠无尾布局向飞翼发生了悄然渐变。如此设计可以避免两片垂直尾翼在发动机后洗气流干扰下飞机出现不稳定。Li P.04-106的机翼设计采用两段式,内侧翼段后掠角13度,外侧翼段后掠角30度,而两台DB 601E活塞引擎则以短舱的形式被分别安装于每侧机翼内外翼段的交界处,这使该机成为了一架采用推进动力形式的活塞飞翼重型战斗机。有意思的是,Li P.04-106最大限度地利用了其Me 210的现成部件,前机身、起落架、机翼上的水平安定面以及发动机短舱均取自于后者。显而易见的是,虽然两台并列独立安装的DB 601E发动机不及DB 606之类的并联发动机阻力小,但技术成熟可靠风险低,这就使Li P.04-106绕过了包括发动机过热在内的许多技术瓶颈。Li P.04-106散热器的设计比较独特,在发动机前部安装一具大型的整流罩,但这种整流罩比较特别,中间开了一个大洞,冷空气由此进入发动机,并沿后缘襟翼排出。这种设计在Me 210上被证明非常成功,此后绝大多数德国战机都陆续借鉴了这种设计。最后,机首的4门MG 151加2门MG 131护尾机炮使Li P.04-106的火力性能在当时的年代趋于完美。可惜的是,RLM没有给出任何有说服力的借口便拒绝了Li P.04-106,或许在其看来怪异的无尾布局用在Me 163那样的点防空战斗机上还可以接受,而作为一种主力装备则是不可想象的。
艺术家笔下的Li P.04-106。注意,该机拥有相当令人满意的前向视界。
夜间战斗机版本的Li P.04-106。装备FUG 202 Lichtenstein BC机载雷达。
Li P.04-106(夜间战斗机版本)三面图及主要数据:
Ar 240多用途重型战斗机。该机与Me 210一起竞争德国空军下一代重型护航战斗机,然而同Me 210一样,试飞员对该机同样印象恶劣,由于翼载过低,其操作稳定性非常不好,不要说爬升,就连水平飞行都很难做到平稳。
RLM对于Me 110后续机型的需求并没有得到满意的结果,Me 210与Ar 240都是失败的作品,这使利佩什博士在Li P.04-106身上仍然看到了希望所在,于是Li P.04-106被改头换面后以Me 329的名目重出江湖。除了单垂尾外,Me 329依然延续了Li P.04-106的基本气动布局,双发双座,机翼后掠角26度,前三点式起落架,但主要结构由木制材料制造,这样一来可以节省稀缺战略物资,二来有利于控制全机空重。更重要的是,Me 329与Li P.04-106一样都是通过安装两台成熟的DB 603或是Jumo 213来降低项目的总体技术风险,两台发动机分别位于翼根段后缘,螺旋桨直径3.4米,以推进式方式驱动这个巨大的半飞翼。作为一架双座重型护航战斗机,Me 329设计中非常值得注意的地方在于其双人驾驶舱座椅采用了并列式布局而非Li P.04-106那样的串列式布局,这在二战各国的同类设计中显得极不寻常,有利于双人机组间的协同配合,日后效法者甚多。Me 329的军械配置十分可观,机首的4门MG 151/20加翼根的2门MK 103使得Me 329具备了执行四引擎任务的基本素质,机尾另有一门遥控操纵的MG 151/20 20mm护尾机炮。此外,作为一架双发大型飞机,Me 329的多用途潜力是显而易见的,事实上,无需对机体作任何改动,只凭翼下挂架Me 329便可以携带2400千克炸弹执行对地攻击任务。而在利佩什博士的计划中,Me 329可以承担的角色多达6种:重型战斗机、夜间战斗机、远程护航战斗机、俯冲轰炸机、战斗轰炸机、武装侦察机。
Me 329结构示意图。机翼内采用了新型的自封油箱,其内壁更薄,可以容纳更多的燃料。但这种内壁材料被固定在油箱的外壳体上,拆卸维护极为不方便,每次维护都必须将机翼隔板撤除。这种复杂的机翼油箱导致机翼蒙皮必须加厚以保证机翼有充足的刚性,也因此增加了结构的复杂性和重量。
Me 329木制全尺寸工程模型。
艺术家笔下的Me 329。
由于对Me 329抱有极大期望,利佩什博士在1942年11月特意建造了一个全尺寸工程模型用于必要的测试和评估,可惜的是由于Me 410的成功,Me 329的生产并没有按部就班地继续下去,不过有资料称,在1945年1月无动力的Me 329 v1原型机曾经出现在雷赫林(Rechlin)测试中心。
Me 265 VS Me 410。尽管Me 329拥有执行多用途任务的极佳潜力,但利佩什博士仍然利用Me 329项目取得的技术成果推出了专门的对地攻击版本——Me 265。Me 265拥有专门的内部弹舱及更大功率的DB 603液冷活塞发动机(1745马力),不过由于设计上侧重于近距空中支援,该机的固定武器被进行了一定幅度的削弱,前向军械为2门MG 151/20加2挺MG 17,后向护尾军械为2门遥控操纵的MG 151。有意思的是,同Li P.04-106一样,Me 265最大限度利用了Me 410的部件,包括前机身、起落架、发动机以及机载设备。事实上,我们完全可以将Me 265看作是一架后掠无尾版本的Me 410。
Me 265三面图及主要数据:
Me 329三面图及主要数据:
Me 265风洞测试模型
艺术家笔下的Me 329完成效果图。
Li P.11项目
虽然Li P.10项目在同Me 410的竞争中落败,然而不甘心失败的利佩什博士又于1942年9月13日推出了同样是基于Li P.09的双座放大版——Li P.11。作为一架双发双座喷气式战斗轰炸机,Li P.11相对于Li P.09发生了不少有趣的变化。首先,轰炸/观察员的增加使该机在夜间防空或是对地攻击作战中的效率大为提高。其次,机翼的后掠角由33度调整为30度,机翼后缘安装了大型襟翼。最后,正式适应高速喷气式飞机的前三点式起落架也终于出现在了Li P.11的身上。而所有这一切变化都只能说明一个问题,Li P.11的设计思路并没有偏重于单纯的昼间空战性能,而是企图发展为一个优秀多用途平台,能够兼顾夜间防空或是复杂气候条件下的近距空中支援任务。
当Li P.11项目进行到了1942年12月2日,利佩什博士对原设计进行了大幅度优化重构,这种优化是从两方面着手的。一是机身气动修型得非常彻底,驾驶舱风挡不再突出于机身,而是与机体融合,整体效果洗练修长非常漂亮;二,相对于原方案最有趣的变动在于,Li P.11新方案的水平尾翼(只是水平安定面,并没有升降舵)是可以通过液压机构进行90度折叠,与垂直安定面重合在一起的。此外,新的Li P.11方案机翼后掠角再次由30度缩减到了29度,并且加强了机翼结构,使之能够利用翼盒结构设置2个400千克与2个540千克机翼油箱以提高续航能力,但机腹内部弹舱的载弹量则减小到500千克级。
Li P.11项目风洞测试模型。翼根的两门MG 151 20mm机炮在模型中并没有体现。
Li P.11项目(1942年9月13日方案)三面图及主要数据:
Li P.11项目(1942年12月2日方案)三面图及主要数据:
随着大批战斗轰炸型Fw 190的出厂,这自然使RLM对Li P.11(1942年12月2日方案)这类项目兴趣有限,结果该项目在拖沓的节奏中将近一年都毫无起色。然而由于盟军战略轰炸的愈演愈烈,RLM需要大批新型重型截击战斗机为第三帝国撑起一片能够喘息的天空,于是Li P.11项目获得了一次转机。1944年2月,利佩什博士抛出了作为高速重型截击机的最后一个Li P.11项目方案。其设计特点是37度后掠角的大三角翼无尾布局,两台Jumo 004B发动机沿机身中轴线两侧并列布置,目的是兼顾优秀的爬升率与良好的可操纵性,不过该机最出彩的地方还在于强大到令人睈目的军械配置——4门MK 108 30mm机炮加1门BK 7.5 75mm机炮的火力足以将人类任何可能送上天空的庞然大物撕成碎片。
一般说来使用重型大口径航炮攻击轰炸机有两个可能的途径,其一是固定安装,像常规机载武器那样瞄准和使用;另一种是设计成吊舱,灵活安装在飞机上,使用手动或自动调炮。后一种方式需要更大更重的载机作为平台,但它对于安装了37mm甚至更重型航炮的战斗机而言算不得什么缺陷,因为后者已经很笨重了。吊舱方式的优势在于使用自动调炮系统和优秀的瞄准具可以获得更好的精度,这使载机可以在轰炸机自卫火力打击范围外精确开火,BK 7.5在Li P.11上的安装方式便属于这一种。
1944年4月,Li P.11的无动力气动外形验证机进行了试飞,随后装有2台Jumo 004B的Li P.11 v1原型机悄然出现在了雷赫林的上空,然而人们至今对有关这次试飞的细节一无所知,而且Li P.11也并没有投产进入德国空军装备序列,这使人们对Li P.11 v1原型机的试飞结果心存疑虑。只是在最后的大崩溃中美国军队于奥地利的萨尔茨堡(Salzburg)缴获了那架无动力验证机,这才为人们揭示了Li P.11项目曾经进展到了何种程度。
Li P.11(1944年4月重型拦截战斗机方案)三面图及主要数据:
艺术家笔下的Li P.11重型截击战斗机。