本文是“燃燒的島群”第1341篇原創(chuàng)文章,作者:Me410。
作者簡介:Me410,江蘇南京人,主要撰寫近代戰(zhàn)爭歷史。最早在2008年于《戰(zhàn)艦》雜志發(fā)表了“日本海軍阿號作戰(zhàn)始末”一文。此后筆耕不輟,迄今已發(fā)表各類文章50余篇。
全文共3996字,配圖4幅,閱讀需要10分鐘,2024年12月30日首發(fā)。
圖1. 本文主角羅羅“灰背隼”
1943年10月的一個晚上,一架英國飛機從瑞典首都斯德哥爾摩起飛,滑過北海,向英國飛去。早在戰(zhàn)前,兩國之間的民航早已開通。然而今晚的飛行非同尋常。因為這是一架“蚊”式戰(zhàn)斗轟炸機。而且這架飛機也只搭載了一名乘客。他就是著名的丹麥物理學家尼爾斯.波爾。
早在1939年初,波爾已經公開發(fā)表了他的學術研究成果,即鈾235元素可以創(chuàng)造出一個鏈式反應。這一發(fā)現為原子彈的誕生奠定了學術基礎。然而在當時,列強似乎普遍沒有意識到這一物理發(fā)現的重要意義。納粹在1940年占領丹麥。但是波爾最初并未受到戰(zhàn)爭的影響。直至1942年,當納粹開始在丹麥搜捕猶太人之后,波爾才感受到危險。因為他的母親就是一個猶太人。在英國特工的幫助下,波爾偷渡到瑞典。然而后者雖然是中立國,但在納粹勢力的包圍之下,也很難說有多安全。這最終促使波爾登上那架“蚊”式飛機,遠走英國。
在“灰背隼”引擎的支持下,“蚊”式是極少數幾種可以甩掉德國戰(zhàn)斗機的英國飛機,因而被選作執(zhí)行此次任務。鑒于波爾在核物理理論方面的造詣和地位,這次暗夜飛行成為“灰背隼”在二戰(zhàn)中的三大突出貢獻這一。當然也是相對而言最不為人知的一次。剩下的兩次倒是要知名的多。首先是在1940年,“灰背隼”支持著皇家空軍的“噴火”和“颶風”,打贏了不列顛空戰(zhàn)。最后是在1944年,“灰背隼”與P51戰(zhàn)斗機的結合,打斷了德國空軍的脊梁骨。
回溯歷史,“灰背隼”的起源可以追溯到20年代羅羅制造的第一款帶有機械增壓器的引擎“茶隼”。其設計在很大程度上借鑒了寇蒂斯的D-12引擎。這使得“茶隼”擁有相當可靠的設計基礎,經久耐用,一經推出就廣受歡迎。再以“茶隼”為基礎,羅羅又在20年代末專門研發(fā)了一款競速引擎“R”。其最大輸出功率達到了2500馬力。將其裝載在超級馬林公司專門研發(fā)的水上飛機上,幫助英國人連續(xù)三年拿下了“施耐德杯”,即水上飛機競速大賽。這是當時國際航空界的盛事。
圖2. 競速引擎R正在被裝入超級馬林的S6b水上飛機
基于這些成功經驗,羅羅的第一臺“灰背隼”于1933年進入臺架測試階段。但由于拿不到政府的投資,公司只能自籌資金,推進項目。因而進展并不算快。1935年,第一臺實用化的“灰背隼”已經可以穩(wěn)定輸出950馬力功率,遂被安裝到了霍克的“雄鹿”雙翼戰(zhàn)斗機上。這是霍克公司最后的雙翼戰(zhàn)斗機,也是“颶風”的前身。
此時的“灰背隼”只是勉強可用,遠遠談不上成熟。汽缸蓋和變速箱尤其問題多多。如果以民用引擎的標準衡量,甚至無法通過連續(xù)50小時無故障運行的要求。羅羅當然要再接再厲。截至二戰(zhàn)爆發(fā)時,其輸出功率已提升至1030馬力。
戰(zhàn)爭極大地刺激了“灰背隼”的進化。在輸掉了不列顛空戰(zhàn)之后,德國空軍于1942年初在西線投入了新銳的Fw190戰(zhàn)斗機,從而在英吉利海峽上空制造了一場小規(guī)模的“福克式災難”。但羅羅很快拿出了對策。之前裝備“灰背隼45”引擎的“噴火V”型被替換下來。取而代之的是擁有最新的配有兩級機械增壓器的“灰背隼61”引擎的“噴火IX”系,從而彌補了之前在速度和爬升率方面的劣勢。
與此同時,“灰背隼”也在解決化油器帶來的問題。這個問題由來已久,早在第一次世界大戰(zhàn)中就已顯現。然而在當時,航空引擎尚處于初創(chuàng)時代,有許多更棘手的問題需要解決。相比之下,化油器問題并未引起英國人的重視。倒是德國人,在1928年首次提出用燃油直噴泵來取代化油器。此舉可以改善油耗,并使得引擎適應不同的飛行姿態(tài)。最初,這種直噴泵僅用于柴油機。但是從1933年以后,汽油因為缺乏柴油所具備的潤滑效果所帶來的問題,也逐漸被克服,從而可以將燃油直噴泵安裝在汽油引擎上。
這是當時德國航空科技的尖端技術,甚至禁止出口。同時期英國人卻異常遲鈍。他們不僅忽視了燃油直噴泵的研究,甚至沒有注意到美國的Bendix-Stromberg公司開發(fā)的全新的壓力式化油器。這套新設備可以克服傳統(tǒng)化油器在負G狀態(tài)下的斷油問題。
于是,戰(zhàn)爭初期的英國戰(zhàn)斗機,在空戰(zhàn)格斗中存在明顯弱點。德國戰(zhàn)斗機飛行員很快發(fā)現,一旦被一架“噴火”或者“颶風”咬尾,立即推桿俯沖。在這種姿態(tài)下,燃油直噴泵可以繼續(xù)穩(wěn)定工作。而化油器卻很難持續(xù)向引擎氣缸供油,所以英國戰(zhàn)斗機難以持續(xù)追蹤俯沖過程中的德國對手。英國飛行員能想到的唯一辦法,就是在俯沖之前首先翻轉進入倒飛狀態(tài)。只有這樣才能保證化油器在俯沖狀態(tài)下正常工作。但是多出來的翻轉機身的動作需要時間,在瞬息萬變的空戰(zhàn)格斗中很容易貽誤戰(zhàn)機,所以也算不上什么好辦法。
直至1941年,一位女工程師Beatrice Shilling想到了解決辦法。她用一塊黃銅制成的金屬膜片,在其上鉆了一個孔,塞進了化油器的浮子室中。這個金屬膜片上的孔洞可以讓發(fā)動機所需燃料數量的極值進入浮子室,因而在正常狀態(tài)下,對浮子式化油器并不構成限制。而一但負G下浮子因為重量被頂開,燃料閥無限制地流入燃料,金屬膜片就限制了這股燃料流量,使其保持在發(fā)動機能夠正常運轉的范圍內,而不至于發(fā)生負G斷油現象。雖然該裝置的有效工作時間很短,但在勝負決于毫厘之間的空戰(zhàn)中,也已經夠用了。
圖3. Beatrice Shilling于1932年畢業(yè)于曼徹斯特大學電氣工程專業(yè),以當時的社會背景,女性大學畢業(yè)生為數極少,更何況還是理工科專業(yè),想必本人相當聰明
然而無論如何,Shilling只是拿出了一項臨時解決方案,遠遠談不上完善。畢竟,“灰背隼”的化油器依然面臨著在空戰(zhàn)易于結冰的困擾。直至1943年的“灰背隼66”型上,保守的英國人終于采用了美國人的化油器,從而根治了之前的種種毛病。由此才造就了一代神機P51“野馬”。
另一方面,除了化油器問題以外,也不應忽視“灰背隼”在輸出功率領域的巨大進步。截至1945年,最新的“灰背隼RM17SM”的輸出功率已經達到了2200馬力。如此巨幅的性能提升,足以彰顯出這款引擎的基礎設計的優(yōu)秀。相比之下,沒有哪一款德國引擎能夠做到這樣的大幅提升。不過這也與雙方的富裕程度有關系。英美工程師通常只需要考慮解決面臨的技術問題。而他們的德國同行,通常要把更多的時間精力用于應付各類因材料短缺帶來的問題。
無論如何,整個二戰(zhàn)期間,同盟國總共生產了超過16萬臺“灰背隼”。其中英國人制造了大約10萬臺。剩下的是美國帕卡德公司的授權仿制產品。其廣泛應用的范圍涵蓋了陸海空各類機械設備,遠超其它所有引擎。
諷刺的是,在德國戰(zhàn)敗之前,西班牙進口了一批Bf109。隨著二戰(zhàn)結束,這些Bf109的引擎維護越來越困難。無奈之下,西班牙人不得不在他們的Bf109上裝上“灰背隼”,一直服役到1965年。這才使得這些飛機能夠在電影《不列顛空戰(zhàn)》中扮演德軍。于是,作為德國空軍在二戰(zhàn)期間的戰(zhàn)斗機支柱,Bf109的起始和終點,都不得不伴隨著一臺英國航空引擎。
圖4.???
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