二戰英國集民間科技,研發出著名的噴火戰鬥機

2021-01-09 武器大講堂

集民間技術研發的新一代戰機

在第二次世界大戰爆發前,英國根據當時的國際形勢和航空技術的進步,對戰鬥機的研發提出了全新的要求,希望新的戰鬥機的最大速度能在440千米每小時以上,可以安裝6至8挺機槍、具備高爬升率和大航程的實力,當時超級馬林公司一位著名的飛機設計師雷金納德·米切爾設計的S.6B系列競速飛機不斷刷新速度記錄,因此在英國軍方提出需求之後,於1934年11月,超級馬林的母公司維克斯公司向軍方提出一個叫做Type 300的設計方案,這個方案的戰機被當時維克斯公司的主席羅伯特·麥克萊恩命名為噴火,當時的英國軍方對這個設計產生了高度興趣,並立即撥款進行原型機的建造,這款戰機就是後來在二戰中立下赫赫戰功的噴火戰鬥機。

綽號戰鬥機中的虎式坦克

噴火戰鬥機在二戰中的飛行性能屬於當時歐洲先進的水平,在歐洲戰場為英國維持制空權以及扭轉戰局起到了重要作用,在當年跟德國的BF109戰鬥機並稱為歐洲戰區最重要的兩大機種,這兩款戰機從大戰初期一直較勁到結束,BF109我們在第438期有做過詳細介紹,感興趣的朋友可以自行查看此期內容。

噴火戰鬥機原型機於1936年首次試飛,在設計上,採用了當時已經在民間普及的全新技術,這些技術包括單翼結構、全金屬承力蒙皮、鉚接機身、可收放起落架、變矩螺旋槳和襟翼裝置,能快速的升空攔截敵機,並具有不錯的機動能力,可以在高速的時候接近敵方飛機進行機槍掃射然後逃離,這樣的優勢能讓他擁有極好的戰場主動權。

其機身使用了半硬殼結構的流線型機身,表面使用硬鋁蒙皮結構,內部採用縱橫U形骨架支撐,這樣能形成輕巧但堅固的結構,機身上覆蓋一層蒙皮,蒙皮由圓頂頭鉚釘固定,當然這種鉚釘容易產生過大的阻力,因此在主翼梁前方的機翼等關鍵區域中使用了齊平的鉚釘,用來保證氣流穩定。

中部機身上設計了一個單人座艙,其前部是一個承力結構的半紡錘形機頭,這個機頭的形狀有別於當時大多數飛機平禿的大機頭,具有整流效果好,阻力小的優勢,機頭設計有防火結構和支撐架,裡面則安裝了發動機。

其主機翼採用了橢圓平面形狀的懸臂式下單翼,這種形狀的機翼具有氣動特性好、升阻比大的優勢,當年之所以選擇這種機翼,是因為按照設計要求,機翼必須得做的很薄才能降低飛行的阻力,但是武器彈藥和起落架都要收入機翼內部,因此機翼的厚度就不能過小。

當時通過比對,發現橢圓形平面形狀的機翼是最有效的空氣動力學形狀,因此噴火戰鬥機就採用了這種翼形,其主翼隨著機翼沿其翼展變薄,在翼梁前方,機翼的前緣形成了堅固的D形箱體,可以用於承受大部分的機翼載荷。

在機翼的下方,設計了一個散熱器,在飛行的時候氣流會通過主散熱器進入散熱系統將散熱器內的熱量帶走,散熱器的氣流大小是由氣動出口擋板控制的,早期需要人工調節,後續機翼下的兩個散熱器風門片都是由恆溫器自動操作了。

其主機翼在二戰期間進行了大量的優化,常見的有五種翼型,分別是最基本的A型機翼、從A型機翼改裝的B型、後來為了為了減少工時和原料浪費而設計的一種通用的C型翼、後來為了攜帶更多燃料增加航程進行偵查使用,設計了機翼內可藏有66.5英制加侖油箱的D型翼、還有一種就是為了安裝大口徑機槍而設計的E型翼。

這是噴火戰鬥機的五種主要翼形,當然還有許多改版,例如有的噴火還採用裁短翼來換取低空性能和滾轉能力。這些機翼的翼尖都是可拆卸的,可以通過每個主翼組件末端的兩個安裝點進行更換不同的翼尖來改變翼展來執行各種任務。

其尾翼大量採用了橢圓形結構,尾翼組件的設計很好的利用了橢圓形良好的空氣動力學特性,能大大的減少控制面的顫動,在當時的技術條件下,如果加大發動機的動力輸出就需要更大的垂直和水平尾翼來補償空氣動力學的變化,這種橢圓形的結構算得上是當時最佳選擇了。

機翼的副翼、升降舵和方向舵早期是使用織物蒙皮覆蓋的,但是這種材料在高速飛行的時候會膨脹,會增加阻力,會嚴重限制飛機的側向機動,例如側傾和高速轉彎等等,因此在後來採用了輕合金來代替織蒙皮,才顯著改善了副翼的高速行駛性能。

噴火戰鬥機的起落架為可收放的三點式起落架,前起落架安裝在機翼下,在升空之後可以收入主翼內,整機長度為9.1米、翼展11.23米、高3.9米、空重2.54噸。

當然因為噴火戰鬥機有非常多的型號,所以各種型號的尺寸參數都不相同,這裡的參數是以噴火式Mark VC式熱帶型為參考。

動力方面,噴火戰鬥機研發的時候,剛好趕上羅爾斯羅伊斯在1934年推出了新的P.V.12液冷式發動機,這款引擎能輸出1000匹以上的馬力,所以就計劃使用這款引擎,這款引擎就是後來著名的梅林系列發動機,配備這系列引擎的噴火戰鬥機能實現563千米的最大速度。

在後來進行升級換裝更加強大的灰背隼63型水冷活塞式發動機之後,其最大速度可以達到730千米/小時,並且在進行減重和優化之後速度可以高達795千米/小時,這個速度已接近活塞式飛機的極限了,其實用升限為13100米、轉場航程為1060千米,具有非常出色的能力。

噴火戰鬥機配備的引擎重量和功率與德國Me-109上配備的戴姆勒-奔馳DB605引擎差不多。但是梅林發動機的輸出功率不隨高度增加而減少,而德國的發動機在4000米時有1600馬力,但是到了5500米就剩1000馬力了。

在與德國戰機進行空戰的時候,噴火的中高空性能更加出色。因此,在二戰時期噴火戰鬥機成為了歐洲戰場一款性能優異,火力非常強大的戰鬥機,作為一款二戰前設計的的戰鬥機,因其造型精美,性能優異,也被稱為「戰鬥機中的虎式坦克」。

在武器上,不同的型號有不同的配置,早期的版本在兩邊機翼上一共裝備了8挺.303白朗寧M1919機槍,在B形翼的噴火上,可以安裝兩門備彈60發的20mm西斯潘諾機炮和四挺每槍備彈350發子彈的.303白朗寧M1919機槍,基本上大都是採用這種配置,而後來的C型翼上,機翼下設計了一個掛點,用來掛載250磅的航彈,同時也配備了4門每門備彈120發子彈的20毫米Hispano Mk II機炮。

早期型噴火使用的是機械式瞄準鏡進行瞄準的,效率很差,因而在1938年下半年開始把GM2型反射式瞄準鏡安裝在噴火上才有所改善。

在二戰中,噴火戰鬥機在不列顛之戰以少勝多,擊毀了大量的德軍轟炸機,在當時可以說是盟軍中唯一能與德軍的Bf-l09戰鬥機對抗的機種,這一次的戰鬥讓噴火戰鬥機獲得了「英國的救星「的美稱。

在後來這款戰鬥機進行了修改,改成艦載機使用的海噴火戰鬥機,海噴火戰鬥機是英國皇家海軍二戰中使用的第一種國產現代化艦載戰鬥機,也是二戰後期主力艦載戰鬥機,海噴火先後投入薩來魯諾、諾曼第和法國南部三大登陸戰役,該機爬升快、機動性好,能非常有效地為艦隊提供空中掩護。

由於噴火戰鬥機在歐洲和北非戰場的優異表現,還被用在遠東戰場,在1945年5月,海軍噴火戰鬥機在盟軍進攻日本本土時,主要擔任攔截日軍神風飛機的任務,也取得了不少戰績。

噴火戰鬥機在二戰中參加過無數次重要戰役,因出色的表現成為歐洲最優秀的活塞式戰鬥機。可以說是二戰各種新技術結合的產物,無論從技術上還是綜合飛行性能上,都是英國二戰時最先進和最出色的戰鬥機。

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