【講堂588期】納粹德國黑科技,採用噴氣引擎的Ar 234轟炸機

2021-03-01 武器大講堂

 文|老白

588 噴氣式飛機發展初見成效

在二戰中,噴氣式引擎在戰機中的應用已經越發的成熟,彼時納粹德國帝國航空部正在計劃研發一種全新的噴氣動力高速偵察機,要求航程能達到2156公裡,用於從德國起飛前往英國偵查使用。當時的德國阿拉多公司是唯一一家決定參與研製的公司,在進一步溝通之後以項目E.370計劃進行研發,最終得到了世界上第一款用於戰爭的噴氣轟炸機-德國Arado Ar 234 Lightning偵查/轟炸機。

▲講堂588期視頻

轟炸機進入噴氣式引擎時代

Arado Ar 234 Lightning偵查/轟炸機在發展初期並不是很順利,當時Arado公司的項目負責人Walter Blume教授對噴氣式引擎並沒有信心,因此在這個項目上沒有投入很大的精力,造成項目進展緩慢。

當時在項目正在策劃的1940年末,Arado公司的首席空氣動力學專家呂迪格科辛了解到當時的寶馬公司和克斯公司正在開發一種全新的噴氣發動機,在公司獲得E.370計劃招標之後,於1941年9月呂迪格科辛設計組以兩具BMWP3302型渦輪噴氣發動機作為動力的E370/IV方案向帝國航空部提交了第一個設計。

但是當時的BMW公司在發動機研發的過程中出現技術問題,因此無法按時完成交付任務,為此Arado公司對這個項目重新設計,將尺寸加大,把機翼油箱挪到機身內部,用於換裝成容克斯Jum-004引擎。修改後的方案在1942年2月4日獲得德國空軍軍備生產主管艾哈德-米爾契元帥的認可,並在同年4月獲得了帝國航空部技術處的正式原型機生產批准,並正式編號為Ar234A。

當時設計出來的Ar234方案採用上單翼的設計,機身採用橢圓形剖面設計,在位於機身正前方的是全透明駕駛艙,駕駛艙與機身平齊,因此駕駛員的下方視野和兩側的視野非常好,基本上可以跟目前的直升機一樣可以俯瞰下方和前側面的情況。

但是後方的視野就完全堵死了,為此設計師設計了一個潛望鏡,這種潛望鏡來自於二戰德國戰車上使用的潛望鏡,設計師直接搬到駕駛艙頂上,用於提供後視的視野,不過實際使用效果非常差,屬於雞肋的存在。

駕駛艙往後是機身前油箱、機翼、後起落架收納艙和機身後油箱的設計,這基本上就是這款轟炸機的基本結構布局。

在一開始設計的時候,設計師為了保證能達到足夠的續航裡程和不影響載彈,原型機版本並沒有設計起落架。

起飛是採用起飛的時候搭載在一輛可分離的前三點式的臺車上起飛,在降落的時候通過位於機身中段與發動機整流罩下方的可伸縮式滑橇降落。

這種方式雖然達到了降低機身重量和保證燃油的需求,但是在雜亂的戰地機場上起降非常不切實際,因此在後來升級的B型版本中將機身加寬,把原來作為中間油箱的機身部分改成起落架收納艙,從而加入了可收納的前三點式起落架,機鼻起落架向後收入機頭駕駛艙下方的收納艙內,後起落架則是通過向前收入改造出來的起落架收納艙內。

主機翼為細長的上單平直翼,並未設計有機翼油箱,主翼翼展為14.1 m、翼面積26.40m²、機身長度為12.63 m、高度4.3 m,尾翼為單垂尾及倒T型水平尾翼,整體線條設計跟當時的主流轟炸機差不多。

在動力上,Arado Ar 234 Lightning偵查/轟炸機在不同的階段採用不同的動力配置,早期原型機設計中選擇四具Jum-004A-0發動機,但是這款引擎的研發和生產進度跟不上,所以很快就換裝成採用四臺BMW003發動機獨立安裝的方案,但是BMW003引擎非常不可靠,所以僅在測試階段時候。

在最終生產服役的版本中,分別根據需要在Jum-004系列發動機和BMW003系列發動機中切換,以Ar 234B-2型號搭配的2臺Junkers Jumo 004B-1軸流渦輪噴氣發動機為例,該引擎單臺推力為8.83 kN。

根據不同的版本,會選擇兩具引擎或者是並列四發引擎的方式配置,在使用兩具引擎的時候,因為在戰場需要快速起飛和減少起飛滑跑距離,所以會在機翼下額外配置Walter HWK 109-500A-1液體燃料助推火箭。

在起飛之後拋棄通過降落傘回收,助推火箭單個推力為4.905 kN,可以大大的縮短起飛滑跑距離。

配備這套動力系統,Ar 234B-2轟炸機可以實現742 km / h的最大速度、一般巡航速度為700 km / h、機內的油箱可以提供在攜帶500公斤炸彈時1556公裡的續航裡程,實用升限達到了10000米。

作為一款噴氣式引擎的轟炸機,Ar 234 Lightning偵查/轟炸機具有不錯的速度和航程,在當時大量傳統活塞式偵察機速度緩慢飛行的年代,Ar 234 Lightning可以在敵方上空偵查的時候擺脫敵方戰鬥機全身而退。

當時德國飛行員在1944年6月26日在11000米高度飛出了950公裡/小時的最大速度,因此Ar234可以藉助噴氣發動機帶來的性能優勢,輕鬆突破盟軍的防空體系,從而對盟軍的動向進行偵察,也因此Ar234成為彼時二戰末期德國少數幾種能夠自由出入盟軍佔領區上空的德軍飛機。

在武器配置上,因為早期的定位是作為偵察機使用,所以原型機的設計上大都是以偵查任務為主,因此並沒有設計火力配置,僅在原型機機鼻上設計兩門20毫米MG 151加農炮,後來的版本都取消了這個設計。

而在測試中德國的轟炸機部隊對Ar234很感興趣,為了滿足轟炸機需求又修改使其可在機身下方掛載炸彈,因此轟炸機版本還可以在機身下方掛載最多1.5噸的炸彈用於執行轟炸任務。

在生產服役之後,又陸續升級出了Ar 234B-2/N夜間戰鬥機型、Ar 234C-3 多用途機型、搭載兩臺相機的Ar 234C-4 武裝偵查機型等等,可以說是一款多功能噴氣式飛機,不過當年生產的數量有限,幾乎全部都用於偵察使用,在當年執行任務的過程中,盟軍的飛機幾乎沒有可以攔截機種,當時負責攔截任務的盟軍戰鬥機飛行員只能望之興嘆。

而在二戰最終階段,失去大局和數量優勢的納粹德軍開始被盟軍獵殺,Ar 234閃電也成為了絕唱,最終陸續被擊毀,僅有一架屬於挪威德軍基地的Ar234B-2型在納粹德國投降之後交付英軍被保留下來。

如今這架飛機在博物館中述說著當年二戰時期這款唯一達到戰備狀態的渦輪噴氣式轟炸機的創舉,而它的名字閃電也成為了速度的象徵,以至於戰後的很多國家的戰鬥機都以閃電來命名。

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