“鱼鹰”前世——weserfg-10031倾转旋翼机。
迎着漫天的风沙,两架奇怪的飞机正在眼前拔地而起。眼熟吧,不过你可别把它们当成了如今在电视上大出风头的美国“鱼鹰”v-22倾转旋翼机。它可是真正的“鱼鹰”前世——德国二战末期开发中的weserfg-10031倾转旋翼机,其时间比1989年首飞的“鱼鹰”要早了将近45年。
德国和当年的美国一道同为现代直升机的先驱,德美两国在二战中都分别研发出了世界上最早的一批可实用直升机。不过思维超前的德国人并不满足于此,他们早于1938年就开始了更新一代高性能垂直起落飞机的研制。为了同时兼有直升机的垂直升空能力和普通固定翼飞机的高速性能,德国人选择了倾转旋翼机这种极为前卫的理念,并据此用于开发我们现在看到的这架weserfg-10031倾转旋翼机。
倾转旋翼机的主要特点就是兼有直升机和固定翼飞机两者的共同优点,但也正是这点,它的研发难度要大大高于直升机和普通固定翼飞机。这种飞机的机翼转动部位结构比较复杂,而在飞机起降的飞行状态的转换阶段的机体控制则更不容易,今天配有先进飞控系统的v-22“鱼鹰”尚且屡屡坠毁而不能大量投产,放在科技水平远不如今天的60年前,那就更难了。所以,最多只是设想。
六、旋翼战斗机
二战后期,步步挺进德国本土的盟军渐浙发现了一个惊人的事实:随着战争的进程,纳粹德国军事科技发展之迅猛和其帝国的溃败一样迅速除了各种新型地面装备,如果盟军的推进速度能够放慢一些,那么也许他们能够在德国的天空中看到一种更炫目的新型战机,这就是纳粹德国胎死腹中的福克·沃尔夫triebfugel旋翼战斗机。
1944年9月,面对盟军强大的空中优势,第三帝国空军的防御作战日益捉襟见肘,面对数量庞大的盟军轰炸机群,德国空军迫切需要一种飞行速度快、火力强大的新型截击机。鉴于大多数暴露在盟军打击之下的德国空军机场基本都已陷于瘫痪,因此德军希望能够装备一种不需要跑道、能够垂直起降的截击机,旋翼机研制计划就是在这种情况下开始的。
福克·沃尔夫triebfugel旋翼战斗机使用先进的可以在高空顺利工作的冲压发动机。冲压喷气发动机实质上就是一根圆柱筒,只有在空气以很高的速度通过它时,它才能启动成为一台喷气发动机。高速进入发动机的空气起到了空气压缩机的作用。由于成功开发出一种长径比为25的冲压喷气发动机,它可以为驱动旋翼提供合适的推力。安装在冲压发动机内的助推火箭的作用是把旋翼加速到马赫09以便让冲压发动机获得足够的启动速度。冲压喷气发动机的另一个重大优势是可以使用质量相对低劣的燃油,而燃料短缺则是纳粹德国在战争中面临的越来越严重的问题。飞行时三片装有发动机的机翼围绕机身高速旋转。
研制方——德国著名的福克·沃尔夫公司认为,旋翼截击机具有以下优点:高效能和低油耗,重量轻、升限高。此外,旋翼截击机的发动机可以利用任何可挥发的可燃性气体或液体进行工作,而且一旦发动机出现故障,带有助推火箭的三叶旋翼也可以保证飞机安全着陆。
triebfugel是一种极为特殊的飞机,它的固定式机翼被三片旋翼所取代,旋翼安装在距机头三分之一的位置处,三片旋翼相互之间成120°布局,每片旋翼的末端装有一台冲压喷气发动机。螺旋桨的桨距可以由飞行员进行调节。在爬升阶段,该机的最大速度可以达到730千米小时,此时旋翼的旋转速度远远高于飞机的前进速度。用这种方式,可以保证冲压发动机的正常工作。飞机的飞行速度越快,旋翼的旋转速度越慢,此时冲压发动机的进气速度也越接近飞机的飞行速度。
起飞时,飞机采用垂直姿态,立坐在机身后端的主起落架上,尾部四片尾翼末端各有一个较小的辅助起落架。为了让旋翼转动起来,首先需要点燃冲压发动机上的三台“沃尔特”助推火箭。当旋翼的旋转达到足够的速度后,冲压发动机就能够启动,同时助推火箭发动机熄火。在旋翼加速旋转的过程中,旋翼倾角保持水平,即不产生升力,随着旋翼速度的加快,飞行员可以改变旋翼的倾角,这样飞机就会立即获得升力——升力一方面来自旋翼的转动,另一方面来自冲压发动机推力沿机身纵轴的分力。在完成爬升和改平后,飞行员应再次调整旋翼的倾角以降低其旋转速度,这样做的目的是让翼尖末端速度保持在1100千米小时。当飞机达到最大设计速度后,其旋翼的转速为220转分。降落时,飞行员必须在调整旋翼的同时操纵飞机俯仰,以垂直姿态下降着陆。(有多么困难可想而知)
纳粹德国没能研制出旋翼机对盟国而言是一件幸事,否则盟国飞行员可能就必须要面对随时随地可能从各个角落里腾空而起的triebfugel,而它们携带的k103213型30机炮对任何目标都是巨大的威胁。
这种奇特武器的风洞试验最高速度曾达到09马赫,还带有弹射座椅。但是根据物理学中陀螺的进动性,高速旋转的物体在中心轴改变方向时在转动面90°方向产生转动力矩,这就意味着当飞行员操纵飞机转向时,机头可能会转向一个连他自己也无法预见的方向。旋翼的尺寸和质量也会造成飞机控制的困难,也许现代计算机辅助线传操纵系统可以解决这个问题,但很难想像二战时期的纯机械控制系统能够让飞行员驾驭这种奇特的旋翼机。并且和通常的螺旋桨一样,三片旋翼从翼根到翼尖迎角逐渐变小,上面没有控制面,飞机由尾翼上的控制面来进行操控。对飞行员而言,从垂直飞行改为水平飞行是非常困难的,反之亦然。飞机的降落也存在难以解决的问题。要垂直降落几乎就不可能,但这却是它唯一的着陆方法。
七、火箭截击机
冯布劳恩截击机,全名vto(vertical take off垂直起飞)火箭截击机。
该火箭截击机外形对称,机身如雪茄的形状,后掠翼,单垂尾,飞行员坐在带装甲的增压座舱里。其燃料为酒精和液态氧,储存在座舱后的油箱里;其火箭发动机安放在机尾部。