Fw-190的心臟--從BMW801到Jumo213

(原來專欄投稿還限制字數(shù),實際上這是我原本打算做視頻的文案,但是截至目前已經(jīng)寫了好幾萬字了,估計做視頻能把我活活累死,那還是先拿來切片投個專欄吧)
BMW也就是寶馬公司,在1916年剛成立時原本是一家飛機發(fā)動機生產(chǎn)商,它的第一款產(chǎn)品是于一種直列6缸水冷發(fā)動機,名為BMW IIIa,這種發(fā)動機的性能在一戰(zhàn)期間性能超群,是當時最好的戰(zhàn)斗機發(fā)動機之一,一戰(zhàn)戰(zhàn)敗后,迫于凡爾賽和約的條款BMW被迫轉(zhuǎn)型為了汽車制造商,但隨著德國人在30年代的再武裝計劃,它又重拾了自己的航空發(fā)動機制造業(yè)務,并在之后的大戰(zhàn)中扮演了重要的角色。
相比于它的英美同行,我們可以說BMW在整個二戰(zhàn)期間的表現(xiàn)是十分糟糕的,在30年代中期,德國航空發(fā)動機市場有三個比較大的生產(chǎn)商,分別是Junkers容克斯、Daimler-Benz奔馳、BMW寶馬,但是這三家當時主要生產(chǎn)的都是液冷發(fā)動機,RLM,也就是德國帝國航空部知道這種情況是不合理的,于是要求BMW放棄液冷轉(zhuǎn)而去生產(chǎn)風冷發(fā)動機,如果戰(zhàn)爭不是在1939年就爆發(fā),這或許是個明智的決定——但是時不待人,RLM的命令要求BMW這個幾乎沒有風冷發(fā)動機制造經(jīng)驗的公司從零開始,而且必須在幾年后的戰(zhàn)爭中迅速拿出世界先進的產(chǎn)品,這可以說本身就是不可能的。
雖然BMW于30年代初期前后購買并生產(chǎn)了美國普拉特惠特尼公司的黃蜂式9缸風冷發(fā)動機,本土化之后命名為BMW-132,但僅憑如此是不夠的,它還需要一個在這方面有經(jīng)驗的合作伙伴。
這個合作伙伴是Bramo布拉莫,Bramo曾經(jīng)是隸屬于龐大的西門子電氣集團的一個工廠,通過凡爾賽和約的漏洞,即使在戰(zhàn)敗后也仍然在開發(fā)自己的航空發(fā)動機,20年代年它購買了英國布里斯托公司的Jupiter發(fā)動機生產(chǎn)許可,并且很快就仿制出了自己的發(fā)動機,是德國境內(nèi)少數(shù)有風冷發(fā)動機制造經(jīng)驗的廠商,在1936年,該工廠正式重組為一個獨立公司Bramo,主體是位于柏林的斯潘道廠,規(guī)模上可以說不遜色于BMW的大本營慕尼黑工廠。
Bramo在與BMW的合作中共同在風冷發(fā)動機領(lǐng)域取得了不錯的成績,1938年夏,Bramo的329型風冷發(fā)動機在超功率測試中使用87號燃料達到了驚人的2050ps功率,而與此同時Bramo主持開發(fā)的Kommandoger?t發(fā)動機自動控制系統(tǒng)也進行了成功的測試,除了與BMW進行風冷活塞發(fā)動機的合作,Bramo自己甚至已經(jīng)開始涉足航空燃氣輪機的領(lǐng)域。
就當BMW與Bramo的合作項目剛開始不久,RLM開始希望??宋譅柗蚰茉O(shè)計一種新的單發(fā)戰(zhàn)斗機,而庫爾特-譚克博士接下了這個單子,這就是后來的Fw-190,關(guān)于Fw-190設(shè)計的故事這里不再贅述,我們只需知道當時譚克博士可供選擇的兩款分冷發(fā)動機分別是Bramo的329型發(fā)動機和BMW的139型發(fā)動機,這兩款發(fā)動機體積與重量都十分接近,也同樣都是1500ps級別動力40升排量的雙排風冷發(fā)動機。
不過就當時的情況來說來說,BMW的139發(fā)動機設(shè)計上較為落后,幾乎所有設(shè)計細節(jié)都來自于早期普拉特惠特尼的黃蜂發(fā)動機,出于這點在競標中是無法戰(zhàn)勝Bramo-329的,但在1938年,Bramo公司產(chǎn)生了巨大的變故,原因是RLM試圖將德國航空發(fā)動機的制造商進行大規(guī)模合并到三個主要的生產(chǎn)商系統(tǒng)中,跟前文說的一樣,這個政策或許沒錯,但實施的時間實在是太晚了,1939年6月,BMW正式收購了Bramo公司,RLM重新分配了生產(chǎn)發(fā)動機的編號,原Bramo的“300”系編號和原BMW的“100”系編號合并為了“800”系編號。
在合并時經(jīng)過雙方磋商,原Bramo斯潘道工廠的大型風冷發(fā)動機設(shè)計能力轉(zhuǎn)移到BMW慕尼黑廠,斯潘道廠僅保留了為運輸機研發(fā)的9缸發(fā)動機的開發(fā)能力,這一決定是因為同年早些時候,RLM不僅要求BMW公司從零開始發(fā)展風冷發(fā)動機,還要求它開始研發(fā)噴氣式發(fā)動機和火箭式發(fā)動機,于是在這方面更有經(jīng)驗的Bramo斯潘道廠就順理成章成為了這些發(fā)動機的研發(fā)基地,風冷發(fā)動機的開發(fā)工作轉(zhuǎn)交給了BMW的慕尼黑廠,但是BMW無法承受一下子共同研發(fā)這么多新項目,不堪重負下,原先數(shù)個Bramo公司的項目被取消,Bramo-329也不得不給寶馬的發(fā)動機讓路,所以BMW-139被選為了Fw-190的心臟。
1939年春,F(xiàn)w-190的一號原型機V1下線,雖然首飛還沒進行,不過BMW也知道BMW-139的可靠性不足,于是早早地就開始了139改進型的設(shè)計,也就是后來的BMW-801,BMW-801的設(shè)計過程從開始研發(fā)到臺架測試僅僅經(jīng)過了6個月,于1939年4月進行了臺架測試,它雖然相比139只進行了一些細節(jié)上的修改,提升了馬力,BMW-801 V14第14號原型發(fā)動機在測試臺上成功達到了1800ps,但兩者間最大的區(qū)別還是801引入了Kommandoger?t自動控制系統(tǒng),Kommandoger?t是一種用于航空發(fā)動機的全自動控制單元,當時的另兩家航空公司DB和Jumo也有自己的發(fā)動機自動控制系統(tǒng),但是它們并沒有將控制系統(tǒng)全部整合到一套系統(tǒng)里,BMW則是有史以來第一個做到的,Kommandoger?t的主要開發(fā)工作實際上是Bramo完成的,但是BMW將它裝備在了Fw-190上,使得德國飛行員在空戰(zhàn)去可以不再將注意力放在控制發(fā)動機上
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當BMW把801發(fā)動機的全尺寸模型送到譚克博士手里的時候,F(xiàn)w-190V1甚至還沒有首飛,1939年6月1日,F(xiàn)w-190V1正式進行了首飛,果然爆發(fā)了嚴重的發(fā)動機散熱問題,更換了整流罩的V2也沒有解決這個問題,鑒于現(xiàn)階段的V1-V4原型機都無法容納長了50cm重了160kg的BMW-801發(fā)動機,同時為了兼容Kommandoger?t系統(tǒng),于是譚克干脆取消了V3、V4原型機的完工,選擇了新設(shè)計一臺原型機以搭載BMW-801 ,F(xiàn)w-190V-5進行了很多細節(jié)上的變動,逐漸靠近了我們熟知的外觀。V5經(jīng)過機身的加固和裝甲的增設(shè),以及等等RLM要求的設(shè)備安裝后,機身重量相比V1整整提升了25%,翼載荷也從187kp/m2提升到了228kp/m2,機動性可知遭受了嚴重的惡化,不過預期里的BMW-801提升的馬力正好能解決這個問題。
雖然BMW-801的開發(fā)進度很快,但直到1940年4月,??宋譅柗虿耪浇邮樟擞糜贔w-190V5的BMW-801C型發(fā)動機,A和B型則被用于了早期在雙發(fā)機上面的測試飛行,這臺801C(Wnr.80110)在測試中達到了1622ps。
Fw-190V5的性能無疑是驚人的甚至劃時代的,安裝舊型號14.9㎡翼型的V5k達到了海平面602km/h,臨界高度5600m達到714km/h的速度,而使用了新型號18.9㎡翼型的V5g也分別達到了590和700km/h的表現(xiàn),這一由原型機達成的數(shù)據(jù)十分亮眼。
RLM十分滿意Fw-190V5所表現(xiàn)出來的性能,于是??宋譅柗蚝虰MW都順利拿到了飛機和發(fā)動機的訂單,但可沒有時間讓他們停下來好好慶祝,隨著1941年1月Fw-190A型進入部隊進行服役測試,飛行員們很快就上交了一份長達50余條的改進要求,為此??宋譅柗蚬旧踔敛坏貌粫和A薋w-191雙發(fā)轟炸機的研制工作,把所有資源都調(diào)集到Fw-190身上,不過相比于??宋譅柗?,BMW實際上面臨著更大的挑戰(zhàn)。
在1941年末進行的Bf-109F4與Fw-190A-2的測試中,加蘭德指出BMW-801C根本不可能參與目前在英國上空的任務,至少要在半年后801才能像109F4的DB-601E一樣可靠地運行,到目前為止,BMW-801已經(jīng)經(jīng)過了大小近20次小修小補,但平均的壽命仍然只有區(qū)區(qū)25小時。
德國人認定,風冷發(fā)動機的Fw-190只是一個權(quán)宜之計,需要盡快將液冷的DB-603作為Fw-190的新心臟
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