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条顿之蚊——福克-沃尔夫Ta 154夜间战斗机

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发表于 2013-10-18 14:57:33 | 显示全部楼层 |阅读模式
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作者:DOUGRAM

  二战爆发后不久,英国皇家空军就开始在夜间对德国进行轰炸,在此后近六年的时间中,双方在德国的夜空展开了殊死搏斗。在战争开始的头一年多的时间里,英国夜间空袭的规模并不大,而德国空军当时装备的从Do 17、Ju 88及Bf 110改装而来夜间战斗机也足以应付。
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  但情况到1942年年中发生了很大变化,1942年5月30日夜晚,英国空军派出1000多架轰炸机对科隆发动了规模空前空袭。不久后,同样规模的轰炸又在埃森和不来梅上演。面对英军日益猛烈的夜间空袭行动,德国空军原有的夜间战斗机愈发力不从心,德国空军急需一种专用夜间战斗机来应对不断恶化的战局。
  除了英军的大规模夜间空袭外,另一个让德国空军头疼的就是英国的“蚊”式战斗机,这种被称为“木头的奇迹”的飞机,凭借着优异的性能,视德国的防空系统如无物,毫无顾忌的德国上空进行侦察、战术轰炸甚至是攻击德国的夜间战斗机。而面对蚊式的威胁,德国空军几乎束手无策,他们对皇家空军拥有的“蚊”式十分羡慕,也想研制一种性能与之匹敌的同类机种。
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被誉为“木头奇迹”的“蚊式”是德国开发Ta 154的主要动力

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 楼主| 发表于 2013-10-18 14:58:55 | 显示全部楼层
项目由来
  英国的德•哈维兰“蚊”式战斗机自1942年开始参战后,很快便以出色的性能和优异的战绩给德国空军留下了深刻印象,促使帝国航空部决定研制一种设计理念与之相似的作战飞机。按照希特勒的设想,这种新式飞机是一种高速轰炸机。航空兵器生产总监艾哈德•米尔希将设计任务交给库尔特•谭克担任技术总监的福克-沃尔夫公司。米尔希提出了三条设计原则:木质结构、Jumo211发动机为动力及尽快投入量产。
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福克-沃尔夫公司安装两台Jumo211发动机的快速轰炸机和夜间战斗机方案
  设计方案于1942年提交航空部审查,同年10月,鉴于德国本土防空形势渐趋恶化,米尔希决定改弦更张,放弃高速轰炸机研制计划,将之发展成一种夜间战斗机。
  米尔希之所以选择福克-沃尔夫公司主要基于两个原因。首先,福克-沃尔夫与容克斯、梅塞施米特及道尼尔公司不同,当时手上并没有这类飞机获准投入生产。航空部据此认为,该公司会更加乐于接受全新设计项目的挑战。第二个原因,也就是最为重要的原因是,航空部十分看中库尔特•谭克的巨大声望。在谭克的卓越领导下,福克-沃尔夫此前研制出了Fw 190、Fw200及Fw 189等十分成功的作战飞机,出于对谭克的尊重,航空部允许谭克将他所主持设计的飞机编号前冠之以他的姓氏代号“Ta”。航空部起初为新飞机选择了Ta 211的编号,但后来发现211的编号与容克斯公司的Jumo211发动机编号重合,为避免不必要的混淆,航空部遂决定放弃Ta 211编号。航空部分配给谭克152、153和154三个编号,谭克为新式夜间战斗机选择了154编号,新飞机的编号便成为Ta 154。德国官方将Ta 154命名为“胡蜂”(Wespe),但由于其设计理念来自英国的“蚊”式战机,所以德国人也将其称为“蚊”(Moskito),反而当初的官方绰号很少被人提及。
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Ta 211方案,很快编号就改成了Ta 154
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Ta 211设想图
  最初的高速轰炸机是一种中单翼、后三点起落架布局飞机,由位于巴特埃里森的福克-沃尔夫公司研究办公室提出。米尔希下令将飞机改为夜间战斗机后,设计工作转交给同在巴特埃里森的公司设计办公室。Ta 154的设计由恩斯特•尼普主持,高级工程师路德维希•米特尔胡伯、首席空气动力学家霍尔德•马蒂亚斯和工程师赫伯特•沃尔夫接受他的领导。上述四人均于1936年参加过Fw 187“猎鹰”的设计工作,该机是一种出色的双发重型战斗机,但因纳粹的战略家们认为短期战争不需要这种飞机而未能投产。
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Ta 154风洞模型
  尼普设计组对先前的实际做了较大修改,把传统的后三点式起落架改为更时髦的前三点式。福克-沃尔夫早在1938年就曾在一架经过改装的Fw 58上试验过前三点式起落架,结果发现这种起落架在夜间着陆时的安全性远强于传统设计。为方便制造单块式木质机翼,Ta 154的机翼改为上单翼布局,使飞机外形与英国的“蚊”式更加接近。
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Ta 154的全尺寸模型,机身侧面的白条代表着机炮口

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:02:46 | 显示全部楼层
  尼普所拿出的是一个完全原创的设计。他的目标不是简单的拷贝英国人的设计,而是制造出比“蚊”式更为优秀的夜间战斗机。至于两者之间的相似性,尼普结束说:“英国人的影响微不足道。铝的短缺迫使我们使用木材,我们面对的主要问题是我们制造过全金属飞机,现在却要拿出一种重量与全金属飞机相当的木质设计。”
  对福克-沃尔夫来说,新的制造工艺和整个外围产业链必须在近乎一夜之间的短时间内建立起来。第一次世界大战时的制造工艺已经不适合速度超过400英里/小时的战斗机,此时的木质部件须经过强化处理方能满足航空工业的要求。另一个难题是难以找到精通木质部件加工的技工,原因是他们中的大多数已应征入伍。
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和“蚊式”一样,Ta 154也是用木头制造的飞机。左图是整体成形的胶合板机身,右图是工人在涂覆树脂胶水
  尽管面对这些不利条件的挑战,谭克还是乐观的将首飞日期定在1943年7月15日,距离航空部正式下达研制命令仅10个月。若是在其他公司,这样的承诺可能会遭到公司员工的抵制。但谭克在福克-沃尔夫公司却一直深受拥戴,这样的情况根本不可能发生。对公司员工来说,设计总监与公司几乎同样重要,谭克的成败也就是他们的成败,他们的荣辱与谭克休戚相关。
  Ta 154设计展开后,设计人员进入了没有周末,缺乏水面,几乎没日没夜工作的疯狂状态。“我没有机会去试飞Ta 154,”尼普说道。“我们始终没有时间前往试飞场,因为我们手头总有做不完的设计工作。”
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快完工的Ta 541V1原型机
  轻金属材料的匮乏并非Ta 154使用木材的唯一原因,帝国元帅赫尔曼•戈林急切的盼望德国空军也拥有属于自己的“木头奇迹”。他认为英国飞机毫无顾忌的出入于欧洲大陆是德国航空工业无法回避的挑战,他还希望能从以自己的方式击败英国人袭击中获得巨大的心理和宣传优势。
  Ta 154原型机的制造在福克-沃尔夫设在德特英尔德的工厂中展开,经过高温层压的胶合板在此被生产出来,将部件造好后运至朗根哈根组装、试飞。德特英尔德工厂还进行了大量的机身结构性破坏实验,对于构造不够均匀而无法通过计算确定强度的的木质材料来说,这类测试是必不可少的。
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德特英尔德的工厂刚下线的Ta 154

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:05:06 | 显示全部楼层
首架原型机
  1943年7月1日,就是谭克承诺的最后首飞期限前的两个星期,Ta 154首架原型机Ta 154V1在汉斯•桑德尔的驾驶下完成首次试飞。首飞持续了一小时,期间没有发生任何机械故障。Ta 154V1的上天也标志着该型机一系列飞行测试的开始,而这些测试工作均由福克-沃尔夫首席试飞员汉斯•桑德尔领衔。
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1943年7月1日,Ta 154首架原型机在汉斯•桑德尔的驾驶下完成首次试飞

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:05:44 | 显示全部楼层
  早在1937年,时年27岁的汉斯•桑德尔便加盟福克-沃尔夫公司,这时的他已经取得亚琛大学的工程学硕士学位。曾撰写谭克传记的作家海因茨•康拉迪斯将他称为一个“基本很高科学素养”的人,桑德尔学习过飞机设计、制造与维护,几乎飞遍了德国最大的试飞机构雷希林试飞中心中的所有现代化飞机。
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福克-沃尔夫首席试飞员汉斯•桑德尔

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:06:36 | 显示全部楼层
  福克-沃尔夫公司试飞中心原本设在不来梅,后来迁至汉堡/文岑多夫,最后迁移到汉诺威/朗根哈根,到Ta 154开始试飞时,桑德尔在谭克授权下在试飞中心组建了一个由8名试飞员组成的试飞小组,设立了一个设计办公室、多个实验室、车间及其他设备。整个试飞中心几乎成为一所小型飞机工厂,在Fw 190和Ta 152战斗机的快速研制中承担了大量工作,而这两种飞机的首飞均由桑德尔负责。
  Ta 154V1的首飞进行的相当顺利,在历时一小时的试飞中,飞机没有遭遇任何棘手的难题。“控制力就像一架福克-沃尔夫战斗机。”桑德尔说,“轻盈而平稳,滚转速率和Fw 190一样快,在单发爬升时方向舵仍能起到有效控制作用——总而言之,这是一架驾驶起来令人感到愉快的飞机。”桑德尔唯一的不满之处是机翼没有上反角,造成滚转和转向动作不够协调。
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Ta 154V1的前三点式起落架使飞行员在起降时有很好的视野

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:07:07 | 显示全部楼层
  Ta 154V1(TE+FE)以两台Jumo211F发动机为动力,与之相配的是VS11型三叶木质螺旋桨,该机没有安装雷达、排气管消焰器和武器。相比量产型飞机,原型机的重量更轻、气动布局也更为简洁,人们曾认为后者的最大速度能达到435英里/小时。但从现有的试飞记录看,这一说法似乎并不符合实际情况。根据截至1844年11月14日的181次试飞记录,Ta 154原型机的最高速度是在1943年9月一次速度测试中录得的389英里/小时,与上述说法相去甚远。
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试飞中的Ta 154V1,圆圆的机身看起来的确和“蚊式”神似

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:07:36 | 显示全部楼层
  Ta 154V1在试飞中暴露的主要问题有:发动机废气在着陆和转向时会渗入座舱;散热器多次因震动出现裂纹,导致冷却液流失及更换黏度不同的液压油才解决的液压系统问题等。发动机个主起落架更换时间也困扰着桑德尔,官方要求两项工作必须分别在5小时和3小时内完成,他认为对德国空军的地面维护能力而言,这样的要求有些过于苛刻。
  桑德尔与飞行工程师朔恩于7月23日驾驶Ta 154V1飞行23分钟前往雷希林,过夜后在第二天返回。五天后,来自雷希林的试飞员伯切尔和博韦,以及两名技术军官霍夫曼和弗利贝尔在朗根哈根试飞了Ta 154V1。
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Ta 154首飞成功后,谭克向试飞员表示祝贺

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:08:35 | 显示全部楼层
  1943年7月3日,桑德尔向第1夜间战斗机联队(NJG1)指挥官及其几名手下演示了Ta 154的飞行性能。在这次飞行中,Ta 154遭遇到了首飞以来的首次重大事故。
  “NJG1的来人对Ta 154能进行短距着陆表示怀疑,”桑德尔回忆说。“因此谭克教授要展示一次距离很短的着陆。我做的有些过头,下降速度超过了起落架的承受能力,连接起落架和机翼间的螺栓出现裂纹。由于我没有也没法以零速度着陆。机尾被地面擦伤。”
  飞机的下方向舵当即脱落,由于机尾在地面的滑行和机鼻轮的介入,飞机这次滑行距离相当短!飞机在这次事故中受损轻微,仅起落架与机翼连接点出的螺栓损害,起落架本身并未受损,桑德尔和后座的一名上尉毫发无损,但对首次在夜间战斗机飞行员面前亮相的Ta 154来说,这不是个好兆头。
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1943年7月7日谭克亲自驾驶Ta 154V1试飞

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 楼主| 发表于 2013-10-18 15:09:05 | 显示全部楼层
  德国空军二号夜间战斗机王牌飞行员赫尔穆特•兰特少校(共取得102次空战胜利)于1943年10月2日试飞了Ta 154V1。在与NJG1的战友们谈起Ta 154时,兰特对其深表赞赏,消除了早先事故带给他们的不良印象。福克-沃尔夫还表示,飞机起落架加强了整整20个百分点。
  V1还受到了维尔纳•蒂斯菲尔德上尉的称赞,他是一名有着27次空战胜利的飞行员,后来曾指挥首支Me 262喷气战斗机作战单位。他只对Ta 154提出了两条批评意见,一是常为人所诟病的座舱侧方和后方视野不佳;另一个是襟翼完全放下时机身俯仰角变化过大。
  1943年11月的最后一周,Ta 154V1的测试工作暂时中断,桑德尔驾驶该机飞往因斯特堡(先为俄罗斯切尔尼霍夫斯克)的元首大本营,参加一个为希特勒举办的新式武器展示会。一道同行的还有刚完工不久的Ta 154V3,它由从德国空军转来不久的维尔纳•巴尔奇中士驾驶。在此之前,Ta 154V2仅进行过15分钟的调试飞行,但福克-沃尔夫对其充满信心,派它与V1一道进行了这次飞行距离达500英里的飞行,而两机也顺利完成了这次飞行任务。
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正在装配中的Ta 154V2,机鼻增加了FuG 212雷达
  1944年2月,首架原型机换上了两台Jumo211F发动机及其配套的VS9三叶木质螺旋桨,飞机编号也随之改为Ta 154V1a。该机计划换装Jumo211R发动机,但最后是否实行尚无法确定。Ta 154V1a的其他测试项目包括GM1动力增强系统实验和不同武器模型的安装检验,这些武器包括:4门MG151、2门MG151和2门MK108或4门MK103。至1944年6月的第三周,V1a完成了近一年的测试项目。几星期后的1944年8月5日,美国陆航第8航空队对汉诺威/朗根哈根实施了大规模空袭,包括V1a、V2和V3在内的7架原型机被毁,V7、V22和V15三架原型机受损,损伤程度分别达70%、60%和30%。

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