hello大家好呀,十一過後的第一周真是讓人神清氣爽,以至於我周六早上睡到10點多才起來肝我這篇文章
話不多說,今兒的題目上一篇文末已經提到過了,我們這就開始!
如果你還沒看過上一篇,那就趕緊跳進〖﹝傳送門﹞〗吧!
今天我們要講的是Bf 109家族中最重大的改型——Bf 109 F!
這首音樂叫做《Thema In Moll》,是電影《北非之星(Der Stern von Afrika)》的主題曲。該電影講述的是綽號「北非之星」的德國王牌飛行員漢斯·喬基姆·馬爾塞尤的故事。馬爾塞尤在其飛行生涯中共擊落158架敵機,他性格放蕩不羈,作戰時喜歡獨來獨往,因此與他的指揮官矛盾重重。但飛行技術極其優秀,與他人十分親近,且非常有人道主義精神,從未加入納粹黨。Bf 109是他生涯中主要駕駛的飛機,早期他曾駕駛Bf 109 E在英吉利海峽作戰,但很快被調往北非戰場,之後換裝了Bf 109 F。他絕大多數戰果是在北非取得的,這也是他被稱為「北非之星」的緣故。他於1942年9月30日死於飛機發動機散熱系統故障事故。墓碑上只有簡短的一行字:「從未失敗」。圖片來源:http://m.qulishi.com/renwu/maersaiyou/
Bf 109 E改進型的設計工作從1939年(另有說法1938年秋季)開始,改進型被命名為Bf 109 F(佛萊德裡奇,Friedrich)。飛機的總設計師,梅塞施密特,希望這個改進型能通過對氣動設計的改進以及採用更強力的引擎來取得比埃米爾更好的性能(不忘初心)。
我們先來看看動力上的進步,Bf 109 F使用了梅賽德斯-奔馳DB-601E引擎,最大可產生1350馬力,較之前的Bf 109 E 使用的DB-601A提升了約200馬力。
更大的變化和提升發生在飛機的氣動設計上。
Bf 109 F顛覆了之前各型109的矩形機翼設計,將機翼外側改為了圓弧狀;各個舵面的形狀、大小也均有不同的改變;翼下發動機散熱器吊艙的形狀有了極大的改進。
我們通過圖片直觀地了解一下:
上為109E,下為109F
上為109E,下為109F,圖片來源:https://en.wikipedia.org/wiki/Messerschmitt_Bf_109_variants
109F新設計的機翼的翼面積較109E小了一些,但同時阻力更小了;前緣縫翼和副翼的寬度有所減少,但是弦長增加了一點,這些改進使109F的滾轉速度稍有提升;襟翼的設計有了更大的變化:由之前的整片矩形襟翼改為了機翼+散熱器的設計,這就不得不說說109F的散熱器設計。
Bf 109 F/G/K的散熱器結構示意圖
圖片來源:
從之前截自戰雷的兩張圖中看,109F的散熱器較109E的寬了一些,但是高度減小了。其散熱器排氣道的上下蓋板可以調整開口,散熱需求大時其上部蓋板可以抬升17°,也可以下降23°,作為襟翼的一部分使用(類似Me 410的設計);而下部蓋板與襟翼聯動,襟翼放下時會作為襟翼的一部分一起放下,增強了增升能力。散熱器的進氣道開口大小可以調整,對飛行性能影響較小。
109F的散熱器設計在E型的基礎上減小了散熱阻力,又提高了襟翼的增升能力,總體上對飛行性能有不少幫助。
Bf 109 E,注意其翼下散熱器吊艙的排氣道開口,可見打開時會增加不少阻力。
圖片來源:http://www.kagero.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=369:bf-10-e-4&catid=95:aviation-of-ww2&Itemid=688#:~:text=The%20aircraft%20was%20powered%20by,3%2C%20in%20type%20of%20cannons.
從上面的線圖三視圖中我們也可以看出,Bf 109 F的機身要更加平滑,起落架尾輪更是進化成半收放的設計,也有助於減少阻力。
除了氣動外形上減小阻力,Bf 109 F整體上還進行了輕量化處理——實際上,這就是佛萊德裡奇的改進思路——比如,109F在機翼更加輕量而高效後,還拆除了機翼上的機炮,將所有火力都集中在了機頭上——引擎罩中安裝了2挺7.92mm機槍,機鼻中安裝了一門穿過螺旋槳軸射擊的20mm機炮。
德軍正在校準Bf 109 F的20mm軸炮
圖片來源:https://ww2db.com/image.php?image_id=10369
看上去Bf 109 F的火力較E型而言好像弱了一點——減少了一門20mm機炮——但是實際上差距並不是很大,因為軸炮的射擊精度和易瞄準性較還是通過擴張機翼安裝的翼炮還是提高了不少的。配合上109F更好的操縱性,109依然非常致命。
而在新型機炮——著名的MG 151上任之後,109F的火力又上了一個檔次。MG 151分為15mm和20mm兩個口徑,15mm版本曾在Bf 109 F-2上使用(有了20mm版本後,有些F-2就乾脆在前線換裝了MG 151/20),而後的型號就換為了20mm版本,因為20mm薄殼彈的毀傷是真的蜜汁。MG 151不僅提供給109,更是德系各類軍用飛機的標配火力。
MG 151機炮
圖片來源:
實際上,軸炮的設計為109安裝MG 151提供了前提:MG 151機炮用龐大的200發彈箱供彈,且射速更快。如果沒有Fw 190那樣沉重的機身和厚實的機翼,是難以將其安裝在機翼上的。
我們來細數一下MG 151機炮較之前MG/FF(M)的優勢吧。
首先,就是備彈量了。MG 151(後文簡稱151)在Bf 109 F上用一個備彈量200發的彈箱供彈,較MG/FF的60發彈鼓,火力持續性不知提升了多少個檔次!
其次,151的射速、彈速均有明顯提高。MG/FF的射速僅有520-540RPM,對於攻擊戰鬥機而言火力密度還是略有不足;而MG 151的射速最高可達到750RPM,使擊落敵機的機會大大增加了。而炮彈初速方面,根據炮彈種類的不同,MG/FF的彈速為585-700m/s,而151則是700-785m/s,同樣有很大的提升。雖然與以英國西斯帕諾機炮880m/s的初速有不少差距,但是151配備的薄殼彈的毀傷還是令其成為了恐怖的存在。
Bf 109:沒有什麼是一門151解決不了的!
Fw 190:要是有的話,那。。乾脆來四門吧。。
圖片來源:https://ww2aircraft.net/forum/threads/luftwaffe-cannons-and-machineguns-topic.6368/page-4
武器配置的更改在德軍飛行員中毀譽參半,比如納粹德國空軍少將、著名的王牌飛行員阿道夫·加蘭德就認為更少的武器對於新手飛行員而言將更難命中敵機。
考慮到其火力不足的問題,在Bf 109 F-4上,德國空軍開始使用R系列組件。這是一套機炮吊艙,可以安裝在左右機翼上各安裝一門MG 151機炮(F系列時還只能安裝15mm版本,而G系列時則可以安裝20mm版本),瞬間將其火力水平提高了2倍!這種吊艙並不會為飛機的最高時速、盤旋速度等性能造成太大影響,但是會在滾轉時讓飛機相應較為遲鈍。
地勤人員正在維修Bf 109的機炮吊艙
圖片來源:https://live.warthunder.com/post/187123/en/?comment=719335
實際上,對於那些王牌飛行員們來說,如果目標是戰鬥機,那手上的一門151已經足以應付。而R系列套件則是在戰爭後期,納粹德國空軍對盟軍戰略轟炸機進行攔截時才主要使用的——那時已經大多數換裝Bf 109 G型了。那就是後話了。
總之,輕量化和高效率的思路在Bf 109 F上得到了充分的體現,這也確實為其提供了優秀的性能。
接下來我們來看看佛萊德裡奇系列的各個子型號,以及一些有意思的細節。
首先是Bf 109 F-0,這是一款預生產型。當時飛機的氣動設計已經完成,但是DB-601E發動機的數量還不足,所以F-0就使用了原來的DB-601N發動機。對應著,原本是F以後系列的標誌性的圓形發動機進氣口也還保留了E型的方形設計。
後來的早期生產型,F-1以及F-2依然使用了DB-601N發動機,但是外形已經與後來的Bf 109 F-4基本相同。F-1的軸炮是一門MG/FF(M)20mm機炮,而F-2則是一門備彈200發的MG 151/15機炮,火力上這兩者有些欠缺。不過在MG 151/20出現後,有些F-2在前線換裝了20mm機炮。但是這兩者與後來使用了DB-601E發動機的小輩們比,動力還有些許不足。
與F-1火力配置相同的F-3使用了DB-601E引擎,但是這種讓人不爽的不完全改進型以讓人很爽的感覺僅生產了很少(謎語人.jpg)。
現在,終於到了Bf 109 F-4!F4被很多人認為是Bf 109系列中最經典的一個型號,它將梅塞施密特「大力推鴻毛」的思路和綜合性能完美地結合了!
漢斯·喬基姆·馬爾塞尤的Bf 109 F-4/trop,「黃色14」,屬於第27戰鬥機聯隊。
圖片來源:https://www.pinterest.ch/pin/741475526133128657/
F4安裝了DB-601E發動機,可產生1350馬力;內置一門20mm機炮和2挺7.92mm機槍。算是完善了F系列的設計配置。F4在引擎最高功率情況下,可以在6200米高度飛出659千米/小時的極速。要知道,Bf 109可是在30年代中期設計的,能飛出這樣的時速,無疑證明了這次改進的成功。其老對手,噴火,在同時期的改進型,噴火Mk.5,也只有603千米/小時的極速。
Bf 109 F-4/trop編隊,噴火和109這對老冤家在北非還會相遇。
圖片來源:https://kiekebusch.com/en/aviation-art/messerschmitt-bf-109-f-4-trop-detail
F4繼承了109家族的優良傳統:高爬升率、中速段機動優異、推重比高……其新設計的襟翼搭配前緣縫翼,再加上高推重比,使其低速性能又極其優秀。在面對P-51等美制戰機時,雖然高速機動性以及極速上109沒有優勢,但是低速性能上是可以碾壓對方的。
我們可能有一種感覺,就是Bf 109的性能是以犧牲重量換來的,所以其抗攻擊能力應該較弱。但是實際上,Bf 109的生存性能是經過相當精密的設計的,與本子的蛋戰等飛機完全不是一回事兒。
Bf 109 F的裝甲布局
圖片來源:https://www.quora.com/If-Allied-and-German-fighter-planes-were-armored-in-WWII-how-did-they-always-seem-to-go-down-when-hit
首先,F系列中,飛機的裝甲得到了加強。飛行員座椅有裝甲板保護,對於機槍子彈有很強的防禦力。這個設計就救過我們上次提到過的王牌飛行員,馬爾塞尤一命。在駕駛艙後方,是飛機的油箱。油箱也有裝甲保護,自密封且與駕駛艙之間有防火牆。假設飛機油箱被擊中起火,對飛行員在短時間內也不會有太嚴重的威脅。關於這些防護設計,蘇聯機槍技術員Viktor M. Sinaisky在檢視了被俘的Bf 109戰鬥機之後,發表了以下評價:
梅塞施密特戰鬥機設計得非常優秀。首先,它的引擎是倒置的(109採用的均是倒置V-12發動機),所以不會被來自下方的火力攻擊至停車(此說法存疑)。它有兩個有切斷功能的水冷系統:如果一個系統漏水,你可以用剩下的一個散熱器或者全部切斷散熱器飛行,還可以至少飛行5分鐘(蘇制戰機如雅克系列,一般只有一個水冷散熱吊艙)。飛行員在後方有裝甲板保護,油箱同樣在裝甲板後。而我們的飛機的油箱在機翼中央:這就是為什麼我們的飛行員被燒了。……
The Messer was a very well designed plane. First, it had an engine of an inverted type, so it could not be knocked out from below. It also had two water radiators with a cut-off system: if one radiator leaked you could fly on the second or close both down and fly at least five minutes more.
The pilot was protected by armour-plate from the back, and the fuel tank was also behind armour. Our planes had fuel tanks in the centre of their wings: that's why our pilot got burnt.……
https://military.wikia.org/wiki/Messerschmitt_Bf_109
同時,Bf 109的高自動化設計,比如自動槳距、增壓器設計,以及彈藥餘量指示器等先進的設施也讓這位讚不絕口。即便Bf 109是30年代的產物,其安裝的一些設備卻依然走在盟軍水平之前。
F4共生產了1841架,其旗下還有一些子型號,分別是
Bf 109 F-4/R1,可攜帶2個20mm機炮吊艙(R6套件);
R2/R3,專用偵察型號,總共生產了41架;
Bf 109 F-4/Z,這是其它配置與基礎F4型相同、但為引擎配備了GM-1加力設備的高空特化機型(nya~什麼是GM-1呀?在介紹更廣泛配備MW-50和GM-1設備的G系列以及K系列的下一篇中我會提及)。
還有一個在各個系列中都可能出現的尾綴,「/trop」,代表著熱帶型號。上一篇中我們就提到過,納粹德國空軍在北歐、北非左右開弓,在北非作戰的飛機,將要面對炎熱的氣溫以及飛舞的黃沙。對於戰鬥機而言,這些情況會對引擎的散熱、進氣等工作造成影響。所以德國人生產了專為熱帶作戰設計的特化型號,Bf 109 F-4/trop就是其中之一。德國人在發動機(增壓器)的進氣口添加了一個濾沙器,使沙子不要進入引擎。當然,還有一些其它的設備……
圖為Bf 109 G-2/R1/trop的靜態模型,可見發動機罩側面進氣口前套上的濾沙器,以及。。一個遮陽傘
圖片來源http://www.hyperscale.com/2020/features/bf109g2r1troptropumbr48fw_1.htm
戰爭雷霆裡就有這麼一句話,玩戰雷的朋友們肯定都有印象,大概是這麼說的:Bf 109 F-4的熱帶型號Bf 109 F-4/trop在座艙上專門設計了一個遮陽傘,以免可憐的飛行員被烤化了。
在北非戰場,即便Bf 109的液冷發動機是出了名的脆弱(雖然各類設計先進,但是液冷發動機各方面抗攻擊力弱是客觀事實),但是比起其老哥們噴火,還是好受些的。噴火的引擎同為液冷V-12,但是其在測試環境中爬升時就已經表現出散熱器難以壓住引擎溫度的麻煩情況了。
……
(c) The radiator is not quite suitable for English summer conditions on the climb.
……
(來自飛機與武裝實驗機構X.4922報告)
http://www.spitfireperformance.com/x4922.html當然,既然在同一個戰場,大家的設計思路大概也是相同的。英國人也為噴火特殊設計了熱帶型號,比如噴火 Mk.Vb/trop,但是改善依然有限。
Spitfire Mk.Vb/trop,噴5熱帶型號
圖片來源:http://spitfiresite.com/2010/12/tropical-prototype.html
F4就是Bf 109 F系列的最後一款生產型號了,之後的F5、F6等都沒有生產,所以在此就跳過了。
今天字數還不太多,接下來就用點篇幅來講一下109的慣用戰術——BZ。
BZ是英文「Boom & Zoom」的簡稱,此戰術可簡單概括為高度能量優勢與速度能量優勢上的轉換及重複進攻。
BZ戰術示意圖
圖片來源:https://wiki.warthunder.com/Boom_%26_Zoom
使用此戰術,首先需要足夠的高度優勢。「足夠」旨在於使敵人無法通過大角度爬升在失速前對己方進行射擊。利用高度優勢,己方俯衝首先發起攻擊。在一次攻擊之後迅速拉升飛機,利用先前俯衝所獲得的速度再次爬升至先前的高度。因為敵方沒有先前的高度優勢,也就無法在原先高度獲得與己方相同的速度,進而無法在己方進攻之後跟隨己方爬升。如果敵方強行跟隨,則會很快陷入失速,而此時己方的速度還依然為飛機保有可控性,此時再次進行俯衝攻擊將會獲得非常好的射擊機會——對手在失控狀態,無法進行有效閃避。而如果敵方不跟隨爬升,則形勢會回到最初的樣子,己方將再次掌握主動權,可繼續重複進攻或脫離戰鬥。
描繪Bf 109俯衝進攻一架噴火的畫作
圖片來源:https://pfpictor.artstation.com/projects/wralL
使用BZ戰術時,不應在俯衝攻擊後與敵機進入纏鬥。因為此時己方擁有更高的速度,飛行員將需要承受更大的過載,而飛機的轉彎半徑也會增大。對方的速度較低,但不會低至接近臨界速度的水平,所以將會在盤旋格鬥中佔據優勢。
防禦BZ戰術的可取方式之一是在進攻方開始俯衝時同時開始俯衝。由於阻力會隨著速度的提升而增加,所以在俯衝進行了一段時間後,進攻機將無法像之前一樣有效地通過俯衝增加速度,而防禦方由於初始速度較慢,在足夠長度的俯衝中可以達到與進攻方相近的速度水平。
不要貪槍,再說一遍,不要貪槍!.jpg
圖片來源:9419aca981f34df6924d7fe4a0239724
此時大體能量差已經拉平,一般情況下雙方間距還可容許防禦方進行一個90°以上的轉彎,此時若防禦方掉頭轉彎,則會使進攻方獲得一個不好的高AOT(偏離機尾角)射擊機會。在高速情況下,這種攻擊很難取得效果。而進行這次射擊時,進攻方由於處於防禦方後半球,所以會進行盤旋半徑較大的前置(LEAD)或者純追蹤(PURE),這會使其轉彎時的過載值較小,損失的速度也較少。之後,進攻方將會在射擊失敗後迅速超前,同時其盤旋航跡也會變為後置追蹤(LAG)。如果防禦方之後進行剪刀機動,則將在短時間內獲得位置優勢以及較好的中低速截射機會,而如果其在俯衝後的最初的轉彎中還在垂直面上進行機動,則會為其提供更加充足的航跡間隔,或直接為其提供了對手的後半球。
但是防禦方的機動為自身所帶來的損失也是十分明顯的。最初躲避對方攻擊所進行的轉彎的過載值必然非常大,在進行這次轉彎後,其與對手的速度差很可能已經達到150千米/小時以上。而接下來的剪刀或其它類型的對頭轉彎更會使其速度下降至低速水平。所以對於進攻方而言,在第一次截射時就可以使用過載值較小的穩定盤旋,而在射擊後使用後置追蹤(LAG),繼續保持較小過載值的盤旋,維持自身的速度。在最初幾個回合的剪刀機動中可使防禦方獲得攻擊位置,這之後防禦方的速度將早已下降,此時進攻方可將對手帶入垂直機動,通過能量優勢逐漸獲取位置優勢;或直接進行大角度爬升,並配合簡單的疏開機動,而後則將再次回到與BZ戰術開始時的態勢。
所以,其實各種戰術都是有其解法以及對解法的解法的禁止套娃……整個空戰就是一個對空戰的理解和對雙方態勢的判斷的過程。
「犯嚴重錯誤最少的人將取得勝利。」
——吉姆「哈克」哈裡斯上尉,美國海軍戰鬥機武器學校(TOP GUN)教官
話說回Bf 109,現在我們都知道,它的爬升性能非常優秀,而推重比也很高。這就使其非常適用於BZ戰術——因為這兩個特性使其在俯衝-爬升的能量交換過程中不會損失掉太多能量。在現實中,很多情況下,盟軍飛行員還並未發現109的到來,而自身編隊已經被109衝擊了。為了避免被敵方發現而失去射擊靜止靶的機會,德軍飛行員會通過各種技巧隱藏自身的存在。比如很多人都熟悉的,「從太陽進攻」戰術:德軍飛行員會試著從太陽方向俯衝,因為沒人能直視太陽,所以敵機飛行員一般會很難發現從自己頭頂衝下來的109。除非到了距離已經非常近了、太陽已經被鏤空出一個109的形狀時候……
Anyway,希望大家今天看得開心!下一篇,應該是我們這個系列的最後一篇,我們將迎來生產數量最多的系列——Bf 109 G,以及改得連梅塞施密特老爺子都不認識的末日109——Bf 109 K!讓我們看看,這個奮戰近10年的傳奇系列,伴隨著第三帝國的興衰,將在戰爭中後期有什麼表現。
描繪世界頭號王牌——艾裡希·哈特曼的Bf 109 G-10的畫作
圖片來源:https://www.goodfon.com/wallpaper/messerschmitt-erich-bubi-hartmann-jg52-bf-109g-10-bf-109-wwi.html
如果文中出現了什麼錯誤或者問題,請在評論區或者後臺給我指正,謝謝大家!
Thanks for reading. Peace out!
參考資料:
https://military.wikia.org/wiki/MG_151_cannonhttps://military.wikia.org/wiki/MG_FF_cannon
https://military.wikia.org/wiki/Hispano-Suiza_HS.404https://en.wikipedia.org/wiki/Messerschmitt_Bf_109_variantshttps://en.wikipedia.org/wiki/Packard_V-1650_Merlin
http://www.spitfireperformance.com/spitfire-V.html
https://ww2aircraft.net/forum/threads/109-controllable-pitch-propeller.30021/
https://military.wikia.org/wiki/Messerschmitt_Bf_109
http://www.kagero.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=369:bf-10-e-4&catid=95:aviation-of-ww2&Itemid=688#:~:text=The%20aircraft%20was%20powered%20by,3%2C%20in%20type%20of%20cannons.
http://kagero.pl/index.php?option=com_content&view=article&id=427:messerschmitt-bf-109-f-mono-spec&catid=95:aviation-of-ww2&Itemid=688&limitstart=1
ps:辛苦藍燈了(偷笑)
《天空之神》- [美]丹·漢普頓 著 邢婉敘 譯 航空工業出版社-2018年 北京
《戰鬥機空戰:戰術與機動(上)》- [美]羅伯特·肖 著 楊毅 範虎巍 範翠 譯 中國市場出版社-2016年 北京