BMW-801E/F與Fw-190

全文基本翻譯自Dietmar Hermann撰寫的一篇文章

BMW-801的E型或者F型設(shè)計(jì)目的就在于取代所有BMW-801早期不成熟或者落后的設(shè)計(jì)。最開始,BMW-801E被設(shè)計(jì)于轟炸機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),而BMW-801F則應(yīng)作為戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)服役,所以理論上二者其實(shí)就是同一款。除了將功率提升到2000ps以外,新型BMW-801的另一種改進(jìn)就是大大簡化了生產(chǎn),但這也花費(fèi)了設(shè)計(jì)師很長時(shí)間,實(shí)在等不及的RLM于1942年7月13日向BMW下達(dá)了命令,要求其不計(jì)一切代價(jià)加速BMW-801E的服役進(jìn)度。
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在1943年3月到4月左右,BMW-801E終于實(shí)現(xiàn)了第一次臺(tái)架運(yùn)行,飛行測試原計(jì)劃5月就開始,但由于缺乏機(jī)床(Werkzeugmaschinen),所以BMW-801E完全無法在當(dāng)時(shí)投入全面量產(chǎn)。
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Fw-190的BMW-801E也是1943年8月10日GL會(huì)議的一個(gè)議題,根據(jù)RLM的說法,為了保證1944年2月BMW-801E能夠服役,還需要至少400000小時(shí)用于修正發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)。結(jié)果BMW的設(shè)計(jì)最終還是一再拖延。
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1944年7月,臺(tái)架上的BMW-801E在2700rpm 1.9ata的條件下使用MW-50成功達(dá)到了2400ps,沒有出現(xiàn)故障。
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雖然RLM一再催促,但BMW-801E最終還是沒有投入量產(chǎn),在項(xiàng)目取消前BMW最后一次計(jì)劃是在1945年夏天再進(jìn)行801E的量產(chǎn)。
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1945年2月,BMW-801E在臺(tái)架上使用MW-50達(dá)到了2580ps,但這并沒有什么意義,該型發(fā)動(dòng)機(jī)總共只生產(chǎn)了不到60臺(tái)。
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??宋譅柗蛞恢逼谕鸅MW能將801E交付給Fw-190使用,盡管BMW內(nèi)部已經(jīng)取消了E和F兩個(gè)型號之間的區(qū)別,并且進(jìn)一步開發(fā)都統(tǒng)稱為E型,但后期??宋譅柗虻奈募s堅(jiān)持使用BMW-801F的舊名字,這也導(dǎo)致了長久以來對BMW-801E和F的區(qū)別陷入混沌(曾經(jīng)在一個(gè)德語論壇上看到研究了十幾年lw的老人說自己至今沒有找到證明E和F區(qū)別的文件)。
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在項(xiàng)目名稱上,福克沃爾夫?qū)惭b新發(fā)動(dòng)機(jī)的Fw-190稱為Fw-190Ra-5和Ra-7,兩者的區(qū)別在于重量和翼面積不同,Ra-5的額定飛行重量為4400kg,Ra-7則輕得多,只有4150kg,另外Ra-7使用的是18.3㎡的舊型機(jī)翼,Ra-5則使用了20㎡的新機(jī)翼,基于通用性的理念,20㎡的新機(jī)翼也將是Ta-153使用的機(jī)翼,這種通用型號能夠在機(jī)翼內(nèi)部攜帶除了Mk-103以外的所有武器。這兩種變體設(shè)計(jì)都被認(rèn)為是新計(jì)劃的Fw-190A-10系列的基礎(chǔ),另外一個(gè)修正設(shè)計(jì)是新飛機(jī)將使用液壓起落架取代電動(dòng)起落架,以及使用更大的740×210mm輪胎,這也和計(jì)劃中的Ta-153配置一致。
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1943年夏天,計(jì)劃中的Fw-190A-10和Ta-153展開了競爭,后者是在Fw-190基礎(chǔ)上使用Jumo-213或者DB-603液冷發(fā)動(dòng)機(jī)的型號,如、1943年8月7日的性能比較顯示,F(xiàn)w-190A使用BMW-801F后性能得到了極高的提升,盡管重量從801D得到3900kg提升到了4320kg,但A-10依舊要比前者快得多,多增加的420kg被BMW-801F多的300ps所抵消。在7.2km的高度上,飛機(jī)速度增加了30kmk/h,這一方面主要是通過改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓器實(shí)現(xiàn)的,另一方面則是依靠外置進(jìn)氣道(Au?enhutzen)。因此,配備了新BMW-801F的Fw-190將再次趕上當(dāng)時(shí)新銳戰(zhàn)斗機(jī)的平均性能。

BMW-801F載機(jī)的爬升率也比801D好得多,從17.5m/s提升到了21m/s以上,在2km高度上則達(dá)到了最高22m/s。可以發(fā)現(xiàn)??宋譅柗蛞恢毕M麑MW-801F盡快投入量產(chǎn),但最終不管是Ta-153還是Fw-190A-10都沒有服役,Ta-153是因?yàn)樾枰M(jìn)行大量的設(shè)計(jì)修改,而Fw-190A-10則是沒有BMW-801F導(dǎo)致的,只有使用BMW-801F的原型機(jī)成功測試過,計(jì)劃中的20㎡新翼型也從未投入過量產(chǎn)。
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??宋譅柗蜃畛跤?jì)劃了三架使用BMW-801F的Fw-190原型機(jī),分別是V34、35、36,其中V34和35是發(fā)動(dòng)機(jī)測試平臺(tái),V36則應(yīng)安裝了完整的Fw-190A-9武器系統(tǒng),但??宋譅柗騾s沒有留下V36的詳細(xì)記錄,在1944年3月2日的《Focke-Wulf - übersicht der Muster- und Serienflugzeuge Nr.9》中,沒有任何一架Fw-190被指定為V-36的基礎(chǔ)機(jī)體。
BMW-801F發(fā)動(dòng)機(jī)是RLM會(huì)議中反復(fù)出現(xiàn)的一個(gè)話題,在1943年8月13日的發(fā)展會(huì)議上,福克沃爾夫的主管Willy Kaether宣布從1944年2月到5月,F(xiàn)w-190將完全用新型的BMW-801F取代舊發(fā)動(dòng)機(jī),不過在過渡到全面量產(chǎn)之前,發(fā)動(dòng)機(jī)還需要進(jìn)行徹底的測試,到1943年底,應(yīng)有30臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)被測試,但到目前為止,只有一臺(tái)原型機(jī)可用。
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RLM方面對此依舊很在意,米爾希下令要“最嚴(yán)格的保證”(sch?rfsten Nachdruck)BMW-801F的量產(chǎn)進(jìn)度,但由于BMW-801F后來的量產(chǎn)失敗,計(jì)劃中新戰(zhàn)斗機(jī)的生產(chǎn)時(shí)間點(diǎn)被越拖越久,最后,F(xiàn)w-190A-9直到1944年8月才開始量產(chǎn),F(xiàn)-9則在9月開始。
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第一架BMW-801F的試驗(yàn)機(jī),F(xiàn)w-190V-34,是由Fw-190A-5改裝的,它沒有武器,只有作為偽裝的射擊孔,飛機(jī)起飛重量為3575kg。1943年8月9日,序列號410230注冊號VO+LW的V-34帶著BMW-801F V-85號機(jī)進(jìn)行了首飛,與BMW-801D相比,BMW-801F換成了每個(gè)氣缸獨(dú)立的推力式排氣管,到1943年9月24日為止,該機(jī)依舊裝備了常規(guī)的內(nèi)部進(jìn)氣道,之后則換成了外部進(jìn)氣道。
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有趣的是,第一份測試報(bào)告中德國人提到今后所有使用BMW-801F和Jumo-213發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)速度性能都應(yīng)該考慮到壓縮性效應(yīng),但出于可比較性(Vergleichbarkeit)的原因,使用BMW-801D的型號則沒有修正壓縮性。(這份報(bào)告在wwiiaircraftperformance上面有,原文意指“該次測試首次將數(shù)據(jù)考慮了空氣的壓縮性效應(yīng),未來所有使用BMW-801F和Jumo-213發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)體速度數(shù)據(jù)都將在考慮壓縮性效應(yīng)后公布,而對于使用BMW-801D的飛機(jī)將繼續(xù)不修正壓縮性效應(yīng),以便于和以前記錄的數(shù)值相比較。”這是很奇怪的,難道所有福克沃爾夫廠測報(bào)告都虛報(bào)了801D Fw-190的高空速度?撲朔迷離)
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在性能測試中,V-34于海平面達(dá)到了最快588km/h,6100m臨界高度則達(dá)到了696km/h,在考慮了安裝武器后阻力增加的情況(機(jī)身2×MG-17,機(jī)翼2×MG-151)后,飛機(jī)速度損失應(yīng)為10-12km/h。V-34在測試中表現(xiàn)出的爬升率為海平面最高19.5m/s,但外部進(jìn)氣道卻沒有表現(xiàn)出應(yīng)有的性能提升,由于阻力過大,幾乎沒有讓飛機(jī)獲得臨界高度以上的性能增益,而在全油門高度以下,飛機(jī)則因此損失了24-27km/h的速度,相當(dāng)令人失望,不如Fw-190A-3/U-7。
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1944年2月,V-34已經(jīng)進(jìn)行了37小時(shí)的試飛,到同年7月1日,已經(jīng)進(jìn)行了136次試飛,其中43年9月15日和43年10月31日的試飛是由譚克博士本人進(jìn)行的。
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和別的發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,BMW-801F也面臨著嚴(yán)重的質(zhì)量問題。V-34在1944年2月25日爬升到10km的飛行中,BMW-801F V-85發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力突然嚴(yán)重衰減,之后不得不更換了新的引擎,也就是1944年3月1日更換的序列號385002的BMW-801TH,但TH發(fā)動(dòng)機(jī)其臨界高度要低650-700m,臨界高度以上的速度也比原先的BMW-801F V-85低28-30km/h,就和V-35原型機(jī)一樣差。
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根據(jù)??宋譅柗虻恼f法,這是因?yàn)?span id="s0sssss00s" class="color-default">eingebaute Lader(內(nèi)置增壓器?這里意義不明)生產(chǎn)質(zhì)量更差導(dǎo)致的。
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Fw-190V-34一個(gè)有趣的特點(diǎn)就是安裝了035型強(qiáng)冷風(fēng)扇,有14根葉片,每根90mm寬,但這種新型強(qiáng)冷風(fēng)扇阻力過大,雖然讓臨界高度增加了700m,但在這個(gè)高度以下,速度明顯下降了20-25km/h。盡管測試結(jié)果不佳,但這個(gè)新型強(qiáng)冷風(fēng)扇還是投入了量產(chǎn),以取代老式的039型,后者有12根葉片,60mm寬,只是后來由于飛行性能下降得過于嚴(yán)重,BMW又費(fèi)心費(fèi)力再次把035型葉輪停產(chǎn)了。
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Fw-190V-34的廠測于1944年7月完成,該機(jī)于同年8月14日移交給了雷希林進(jìn)行進(jìn)一步測試。
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Fw-190V-35則是基于序列號816的Fw-190A-5機(jī)體改裝的,直到1944年3月才安裝了新的BMW-801F發(fā)動(dòng)機(jī),與V-34相比,V-35攜帶了武器,配備2×MG-131和4×MG-151,和后來的V-34一樣,V-35在不久之后也換成了BMW-801TH發(fā)動(dòng)機(jī),福克沃爾夫發(fā)現(xiàn)由于攜帶了武器,V-35的速度要慢16km/h,此外在一速臨界高度上有7-8km/h的速度損失,二速則有約18km/h的額外損失,??宋譅柗蛘J(rèn)為這聲因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)增壓器的制造工藝太差,導(dǎo)致V-35的臨界高度比V-34低得多,這最終導(dǎo)致Fw-190V-35最高速度為5850m 650km/h,而V-34安裝武器后則理論上應(yīng)在6500m有670km/h。
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在進(jìn)行了55次試飛后,V-35也在1944年4月8日移交給了雷希林做進(jìn)一步測試。
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1944年2月,福克沃爾夫開始量產(chǎn)Fw-190A-8,這是最后一個(gè)使用BMW-801D-2發(fā)動(dòng)機(jī)的型號,由于加強(qiáng)了武器裝備以及后機(jī)身油箱,F(xiàn)w-190的總重量增加到了4300kg,比Fw-190A-5重了300kg,這種級別的增重根本無法通過更強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)來彌補(bǔ),因此Fw-190A-8的性能完全沒有達(dá)到預(yù)期,在6.3km的高度上,最大速度只有約648km/h。
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由于Fw-190A的性能已經(jīng)無法再通過BMW-801D得到明顯的改善,除了增加一點(diǎn)點(diǎn)的進(jìn)氣壓力;而BMW-801F的投產(chǎn)依舊遙遙無期,所以BMW最后決定為Fw-190提供一種臨時(shí)解決方案,這就是新的BMW-801S-1發(fā)動(dòng)機(jī),沒有附件的Motor被稱為BMW-801S-1,而發(fā)動(dòng)機(jī)艙Triebwerk的名字則是我們熟悉的BMW-801TS-1。
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BMW-801S是D和F型的結(jié)合體,發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸、活塞、連桿這些部件都是使用的修正過設(shè)計(jì)的F型部件,根據(jù)計(jì)劃,到1945年6月將交付超過4100臺(tái)這樣的新型縫合發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為1.65ata 2040ps 2700rpm,在戰(zhàn)爭結(jié)束前不久,通過進(jìn)一步增加進(jìn)氣壓力,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到了1.85ata 2200ps(但這并沒有考慮強(qiáng)冷風(fēng)扇吃掉的馬力)。第一批BMW-801S在1944年7月交付,到44年11月30日,有604臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)離開了BMW的發(fā)動(dòng)機(jī)工廠。
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1944年9月1日,安裝了新發(fā)動(dòng)機(jī)的Fw-190A-9正式交付,到同年11月30日總共交付了215架A-9和193架A-9/R-11。根據(jù)??宋譅柗虻奈募?,12月總共生產(chǎn)了103架A-9/R-11和20架A-9,次年1月為50架A-9/R-11和67架A-9,2月只有12架A-9,3月則是24架A-9,總共數(shù)量為684架,而且還有一定數(shù)量的F-9使用了BMW-801S,但沒有確切的文件資料,只有1945年1月交付147架F-9的數(shù)量。
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BMW-801TS并不是福克沃爾夫期待已久的BMW-801F,它是F和D的粗暴縫合怪,但其可以使用1.65ata的較高進(jìn)氣壓力,此外發(fā)動(dòng)機(jī)也終于配備了每個(gè)氣缸的獨(dú)排氣管,在舊型BMW-801D上,兩個(gè)氣缸并用一個(gè)排氣管的設(shè)計(jì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)至少損耗了80ps的功率,并且還導(dǎo)致廢氣倒灌,發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。
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在1.65ata進(jìn)氣壓下,F(xiàn)w-190A-9的性能為海平面560km/h,6400m 666km/h,在5.8km的高度上,BMW-801S依舊可以維持1700ps。根據(jù)文件,德國人還計(jì)劃為A-9安裝BMW-801TH發(fā)動(dòng)機(jī),TH同樣是Triebwerk的名稱,其Motor的名字則是我們熟知的BMW-801F-1,但此時(shí)BMW-801TH卻依舊還在臺(tái)架測試階段。
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距今天所知,BMW至少改裝了三架Fw-190用于BMW-801TS和TH的測試,分別是序列號410232 VO+LY、序列號710065 SM+JS的兩架Fw-190A-5,序列號350155 SKZ TG+MG的一架Fw-190A-8。
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在第一批BMW-801TS和TH交付之后,由于性能表現(xiàn)卻不盡如人意,軍方對此頗有微詞,所以BMW在1945年初對此進(jìn)行了進(jìn)一步的性能研究測試,F(xiàn)w-190 TG+MG試驗(yàn)機(jī)使用的是BMW-801 F-66(有人指出F-66應(yīng)指特定的整流罩樣式),最初內(nèi)部安裝的是BMW-801D-2發(fā)動(dòng)機(jī)并且進(jìn)行了高達(dá)9.5km的性能測試,BMW隨后給他安裝了新的BMW-801TH發(fā)動(dòng)機(jī),但由于惡劣天氣和盟軍的快速推進(jìn),只來得及測試三個(gè)性能節(jié)點(diǎn),TG+MG所測得的數(shù)據(jù)和VO+LY測試機(jī)的幾乎相同,在1km高度比使用D型發(fā)動(dòng)機(jī)的測試結(jié)果快16km/h,在6000m則快了22km/h,所以BMW反駁了軍方認(rèn)為是BMW-801TH整流罩制造工藝不良導(dǎo)致的速度性能損失,不過測試中暴露出來的最大問題還是強(qiáng)冷風(fēng)扇,通過從14葉035型換成12葉的老039型,飛機(jī)在1km高度上的速度就增加了14km/h。
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BMW-801TH發(fā)動(dòng)機(jī)也在雷希林的測試中心進(jìn)行了實(shí)測,1944年7月,雷希林已經(jīng)有6架裝備了BMW-801TH的Fw-190,序列號為265、331、493、612、765、811。雷希林方面的測試重點(diǎn)主要是發(fā)動(dòng)機(jī)的耐力,其中265號機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了26小時(shí)的飛行測試,雷希林也進(jìn)行了模擬極速測試,但265號機(jī)在300m高度上僅僅達(dá)到528km/h,811號機(jī)也進(jìn)行了測試,但由于發(fā)動(dòng)機(jī)的強(qiáng)烈振動(dòng)導(dǎo)致試飛最終不得不終止。
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雷希林方面的測試非常不順利,612號機(jī)在一次機(jī)腹著陸的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)受損,被送回BMW進(jìn)行維修;765號機(jī)也因?yàn)槠鹇浼芄收隙鴵p壞,1944年8月25日,盟軍空襲了雷希林測試中心,811和493號機(jī)因此受損嚴(yán)重,到了1944年9月,雷希林只剩下最后一架安裝了BMW-801TH的Fw-190能用于進(jìn)一步測試,該機(jī)序列號340265 SV+FM,并進(jìn)行了48小時(shí)的爬升和水平飛行的測試。同年10月,雷希林手里又多了265、868、331號機(jī)可用于測試,265號機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了60小時(shí)試飛,868則是30小時(shí),BMW-801TH證明了耐用性還算可以,但實(shí)際性能表現(xiàn)則不佳,雷希林注意到安裝了TH發(fā)動(dòng)機(jī)的Fw-190比安裝D型發(fā)動(dòng)機(jī)的低空速度還慢了10km/h,于是他們在868號機(jī)上分別安裝了TH和D進(jìn)行對比測試,結(jié)果不詳。
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如前所述,BMW-801S最初的輸出功率為2000ps 2700rpm 1.65ata,但在戰(zhàn)爭結(jié)束前不就,2200ps的動(dòng)力輸出得到了批準(zhǔn),這里將引述1945年1月15日至21日的德國空軍周報(bào):
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BMW發(fā)動(dòng)機(jī)8-801,在雷希林飛行時(shí)使用了2200ps的Erh?hte Notleistung(應(yīng)急動(dòng)力檔),使得機(jī)體的速度增加了40km/h。該應(yīng)急動(dòng)力檔是在沒有MW-50的幫助下達(dá)成的。測試結(jié)果很積極,所以BMW計(jì)劃在2月1日發(fā)布文件解禁該動(dòng)力。
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在1945年1月3日??宋譅柗虻奈募斜容^了Fw-190A-8和A-9的性能,帶有1.82ata動(dòng)力檔的BMW-801TS也首次出現(xiàn),使得A-9的極速達(dá)到了670km/h,但即使如此,BMW-801的性能依舊遠(yuǎn)遜于Jumo-213A和DB-603E。
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BMW-801TF是BMW-801這一款成熟發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)的最后一步,它以BMW-801E為基礎(chǔ),但設(shè)計(jì)進(jìn)行了大幅改進(jìn)。BMW-801TF的動(dòng)力達(dá)到了2400ps,將會(huì)取代BMW-801TS和TH。TF發(fā)動(dòng)機(jī)和TS的重量相同,但是其曲軸帶有減震器、還有更大的氣門和不同的正時(shí),另一些變化則是滑油散熱器和滑油箱,TF發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油散熱器安裝在氣缸的正前方,不再需要進(jìn)氣繞一圈再去冷卻滑油,滑油箱則位于發(fā)動(dòng)機(jī)后面。
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以下措施旨在實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的功率輸出:
1.????? 通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力來增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率,進(jìn)一步通過MW-50來提升功率
2.????? 改進(jìn)冷卻系統(tǒng)和空氣動(dòng)力學(xué)性能,在新發(fā)動(dòng)機(jī)艙中,冷卻空氣應(yīng)該首先通過滑油散熱器,再通過氣缸;將進(jìn)氣道移動(dòng)到機(jī)翼前緣
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由于新的BMW-801TF和舊的BMW-801F-1有很大區(qū)別,所以將其命名為BMW-801F-2是符合邏輯的,但是沒有BMW的文件這么稱呼過。
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此外,F(xiàn)w-190F-16也將安裝1.77㎡的大型舵面以及Ta-152的同款尾翼,計(jì)劃的MW-50液罐被安裝在了機(jī)翼里,為2×55L的容積。
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根據(jù)BMW的說法,在1945年2月下旬全面停止了BMW-801TF的測算和運(yùn)行,至少有兩臺(tái)TF發(fā)動(dòng)機(jī)被交付,但很可能沒有進(jìn)行過飛行測試。。
