第549章 魯路修總務的新成就:倒海鷗翼的發明者
第549章 魯路修總務的新成就:倒海鷗翼的發明者
1934年,12月15日。
柏林東北偏北150公里的烏瑟多姆島上,一座名叫佩內明德的小鎮。
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由於和丑國人的海空大決戰日漸迫近,德瑪尼亞總務大臣魯路修閣下,也難免有些忐忑,便在百忙之中抽出時間,來這裡視察最新的空軍科技進展,確保海空軍能有足夠的技術優勢打贏即將到來的大戰。
烏瑟多姆島是佩內河入海口的一座小島。
在地球位面,佩內河在後世是德波界河,流經波蘭的什切青注入波羅的海。沃頓.斯賓塞那臭名昭著的「鐵幕演說」里就提到「從亞德里亞海的的里雅斯特,到波羅的海的什切青,一道鐵幕已經落下」。
當然,如今這個位面並不存在波蘭,什切青這種地名當然也不存在,那裡至今還叫「斯德丁」。
所以,佩內明德就只是斯德丁北郊入海河口上的一個海島小鎮,這裡地方隱秘,很適合搞科研,戰爭爆發後不久,就被魯路修總務欽定選為未來的空軍科研基地。
本位面不可能用飛彈或噴氣機來結束眼下這場戰爭了,如今才1934年,時代的「超前科研懲罰」太嚴重,還不如指望搞點更務實的東西。
佩內明德基地的研發重點,也就自然而然從地球位面的火箭科技,轉向了本位面的基礎空氣動力研究。
佩內明德這邊,倒是不用直接研發新的航空引擎,那些東西自有BMW和戴姆勒奔馳這些公司自己搞。但佩內明德基地的很多配套研究,都可以適配給BMW和戴姆勒奔馳,輔助它們提升技術實力。
「艦載單翼機的研究進行得怎麼樣了?9月份FW—190量產後,我指示的那幾個繼續深挖的研究方向,走上正軌了麼?」
「其他各家飛機公司,用BMW—801引擎升級原有機型的工作做得如何了?有多少飛機過來試飛過了?」
魯路修來到佩內明德基地後,率先就拋出了這兩個他最關心的問題。
原來,早在今年9月份的時候,FW—190A戰鬥機開始量產,魯路修總務也視察了新飛機的性能後,當時就吩咐基於FW—190A的基礎,進一步深挖其艦載機改型。
福克沃爾夫等公司的研發負責人,當時也訴苦了一些痛點、難點,說這事兒估計還要半年以上,還有一些關鍵技術難點沒有突破。
而魯路修總務也做出了重要指示,也讓庫爾特.譚克博士等核心負責人眼前一亮。
當時庫爾特.譚克博士是這麼描述眼下的關鍵困境的:「尊敬的魯路修總務閣下,把艦載機也像岸基飛機那樣,從雙翼機升級為單翼機,目前還存在諸多難點。聯邦建造的第一級航母齊柏林級」,估計是一兩年內都不可能上單翼機了,這款航母的尺寸、飛行甲板長度不太夠,自前的單翼機起降需要的跑道長度遠遠超過其飛行甲板。
第二級馬克殷麥曼級」航母,乃至後面更新的大型航母,倒是有可能在半年到一年內上艦單翼戰鬥機。至少它們的飛行甲板長度理論上是夠的。」
而魯路修總務當時也很詫異:「單翼機起降非要那麼長的跑道嗎?現在的FW—190A量產成功後,不是已經可以在航母上起飛,然後跨海運輸到岸基機場降落?這麼看來,起飛是沒有問題的,反而就只是降落時甲板不夠長?」
庫爾特.譚克:「正如您所言,起飛需要的飛行甲板或跑道長度,其實並不是最大的瓶頸,我們已經盡力加強動力、改良升力舵面,讓飛機能在不到200米的距離上順利起飛。但降落實在是做不到。」
魯路修:「原先雙翼戰鬥機或雙翼魚雷機、攻擊機,它們的起飛和降落所需的跑道長度,並沒有明顯差距,降落用到的跑道長度也不比起飛長多少,為什麼到了單翼機,降落的跑道長度會遠遠比起飛需要的跑道長度更長呢?」
當時問到這個問題時,魯路修已經抓住目前艦載單翼機研發的關鍵堵點所在了。
看起來,隨著航空科技的進步,其他堵點都已經解決了,岸基轉艦載化,最後的科技死結就在「降落需要的跑道太長」。
隨後,魯路修就仔細了解了更多細節,挖出「為什麼降落所需的跑道長度會更長」的本質原因。
而庫爾特.譚克等設計師也明確給出了關鍵技術堵點:「主要是原先雙翼機的機體比較高、比較厚,畢竟有兩層機翼嘛,設計艦載機版本的時候,一般都可以用上層翼作為主翼。
也就是讓機體、駕駛艙、引擎都跟上層翼連為一體,然後下層翼用支架掛在下面,再把支架進一步下延安裝起落架。
這樣,發動機和螺旋槳的軸線就和上機翼一樣高,離地面比較遠,螺旋槳轉起來的時候不會打到地面。
但改成單翼機之後,因為只有一層機翼,哪怕把飛機的機體連接在機翼的上表面,也就是做成下單翼」,儘量把機體和引擎、螺旋槳軸線抬高。
但畢竟飛機少了一層結構,這樣抬還是不夠高,就只有把前起落架做高、把後起落架做小、讓飛機停放時機頭儘量往上仰,這樣抬頭的飛機螺旋槳才足夠上翹,旋轉時不會打到地面。
而這種為了讓單翼機的螺旋槳不會打到地面」的抬頭設計,會導致飛機的向下視野極差,在降落的時候也就看不到是否對準了跑道、距離跑道還有多少路程和高度。
這種難以對準的降落方式,導致降落時必須留出極多的容錯餘量,可能飛機落地後只要滑行150米就停穩了,但因為飛行員看不見下面的情況,他無法一開始就對準跑道,往往已經飛到跑道上空一兩百米了,飛機才降到剛好能接觸跑道的高度,前面那幾百米跑道長度都是白白浪費掉的。
而且,就算是在空中的時候,飛行員也不能在最接近地面時、提前先讓機頭不上翹來換取下向視野。他可能在離地還有十幾米的時候,就要讓機頭上翹了,否則一個閃失螺旋槳葉片就可能打到地面或飛行甲板。」
庫爾特.譚克這番道理,當時已經說得非常細了:初代單翼機降落需要極長的跑道,並不是說觸地後真要滑行那麼遠,而是飛行員向下視野不好,降落時要浪費很長一段跑道餘量,對不準漸進場時的高度。
而這個「螺旋槳距離地面的高度太近」的問題,是單翼機相比於雙翼機天然就要承受的弊端一畢竟人家雙翼機有兩層樓高你只有一層樓高,你裝發動機螺旋槳的位置矮了一層樓,可不得靠「抬頭」來硬拔高了麼。
當然,這個技術問題其實是有解的,而且歷史上不止一種解法,反正只要能解決飛行員降落時向下看的視野問題,就可以搞定了。
但魯路修既然是穿越者,又知道了問題所在,所以他當時就直接想到了一個報答案的解法。
「既然是機體不夠高、引擎和螺旋槳安裝軸線不夠高,那單翼機有沒有辦法把引擎和螺旋槳安裝軸線進一步抬高、以避免機體過矮非得抬頭的弊病呢?只要飛機降落時不用「抬頭」太多,飛行員浪費降落跑道的問題也就解決了吧?」
庫爾特.譚克等工程師一時愕然:「把機體和引擎的相對位置加高、讓飛機不用抬頭太大角度也能保證螺旋槳不撞地?如果真能做到這樣,那當然是最完美了。
可現在我們已經把飛機完全設計成下單翼了,機體都被扛在機翼上方了,還能怎麼抬升?總不能讓機體凌空,或者嚴重破壞氣動外形吧?」
「你們可以把飛機設計成摺疊翼,而且,摺疊展開後的形狀,也不用是一」字平直的機翼,完全可以是倒海鷗型的嘛。」魯路修總務一邊說著,一邊還讓人拿來紙筆,隨手畫了個簡易的示意圖。
原來,魯路修畫的,就是類似於後世1942年服役的F4U「海盜」艦載戰鬥機的機翼結構。
歷史上,丑國海軍一開始在1937年研發、1939年8月量產了F4F「野貓」戰鬥機,那玩意兒就是一款完全平直下單翼的飛機,起降時抬頭仰角就很大,向下視野很差,降落時要浪費很長一段飛行甲板根本對不準。
到了1940年,丑國人才覺得這玩意兒坑,開始研發下一代替代品,一直到1942年才拿出F4U「海盜」。
而「野貓」和「海盜」外觀結構上最大的差異,就是前者平直翼,後者用了倒海鷗翼,硬生生把機體從機翼的上方又硬抬升了一大截高度,讓飛機起降時不用再「抬頭」那麼大的仰角,極大節約了原本被浪費的降落跑道長度。
(註:平直下單翼和倒海鷗翼的對比如下圖。)
現在魯路修既然是穿越者,前世又看了那麼多艦載戰鬥機和航母作戰的視頻、圖文,F4U海盜那個形象太經典了,他都能大致背下來,畫個示意圖啟發一下工程師們,又有何難。
庫爾特.譚克等設計師們看了魯路修總務隨手畫的草圖後,也是豁然而起,有一種苦思冥想良久,突然被人撥雲見日、茅塞頓開之感。
機體本身抬得不夠高,只能靠抬頭來彌補。但原來還可以用這種「讓機翼往下折一段」的方式,硬生生把機體整體額外拔高一段,硬把「抬頭」的角度給壓下去!
只要壓低了抬頭角,向下視野好了,降落時浪費的飛行甲板/跑道距離自然就短了,航母自然也就可以起降單翼艦載機了。
沒想到困擾了海軍航空兵那麼久的單翼機上艦關鍵問題,總務閣下都能親自神來之筆點破。
不過,這種設計肯定也會帶來一些問題,尤其是總務閣下還希望藉機直接上「摺疊翼」飛機,這個往下凹的拐點本來就容易應力集中,還要加上摺疊活動結構,機翼的強度會出問題的。
就算用最好的材料加強強度,未來這種艦載機的機翼設計壽命肯定會比正常飛機短很多,估計飛幾個月就要大修,甚至換機翼。
不過,一想到這種武器有可能在大洋深處的決戰中,贏得代差技術優勢,哪怕整機使用壽命低於2000個小時,軍方也絕對忍了。
以後再有第二代、第三代改進型,再慢慢解決機翼應力集中、金屬疲勞、使用壽命短這些問題吧。
先解決有沒有,再解決好不好。
當時,1934年9月份,庫爾特.譚克等設計師領受新研發任務時,就是這麼想的。
如今,一晃三個月過去了,到了1934年12月,魯路修閣下來佩內明德驗收的時候了。
他三個月前那神來之筆的重要指示,果然發揮了非常關鍵的作用,可以毫不誇張地說,魯路修那幾句話就是在給飛機設計師們醍醐灌頂,開闢一個全新的思路領域。
「尊敬的總務閣下,您當初的指示實在是太正確了,簡直就猶如黑夜之中的明燈,為我們指引了前進的方向—您看,這架FW—190艦載版原型機,就是在您的指導下,其他儘量沒改,但是把機翼改成了下單摺疊翼。
而且是倒海鷗翼型結構,機翼從機身延伸出來後,一開始並不是直接往兩側平著伸展,而是先往斜下方30度伸展。一直伸到摺疊點的位置,才改平成往兩側水平伸展。
這個設計在不明顯破壞氣動結構的前提下,硬生生把機身的軸線高度抬高了一米多,飛機停放時機頭的仰角,也從30度降低到了12度,飛行員起降時的向下視野開闊了很多。
我們的試飛員已經可以把降落時浪費的跑道長度從200米左右縮短到50米以內,在陸上實驗時,已經可以在模擬馬克殷麥曼級」航母飛行甲板長度的跑道框內實現降落了。」
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庫爾特.譚克語氣激動地向前來驗收的魯路修匯報,指著一架造型奇特、擁有倒海鷗翼,但同時使用的正是FW—190經典的BMW—801引擎的飛機,一邊還讓試飛員進行演示。
空軍的一名精英試飛員、此前是一線王牌飛行員,就當著總務大臣的面,展示了一下短距起降,果然做到了在地面上畫的那個粉筆框跑道範圍內停穩,而且看樣子似乎還預留了三四十米的跑道餘量。
換個手藝稍差一點的飛行員,或者在海浪顛簸環境下降落,應該也可以勉強做到吧。
「沒時間給你們慢慢改良了,最多再半個月,稍稍打磨打磨,查漏補缺優化,我就要看到這款飛機量產!兩個月之內,要讓聯邦的主力航母艦載戰鬥機換成這玩意兒!飛行員我也會提前拉過來先輪流訓練!」
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