










梅塞施密特認識到軍用飛機的生產必須拋棄過去手工作坊式的生產方式,并要大幅降低造價,以適應未來戰爭所需的大規模生產方式。1935 年出現的 Bf109正是這種設計思想的最好體現,其簡捷的生產技術和可替換性至今都給航空工程人員留下了深刻的印象(其啟發意義甚至影響至今),該機成為二戰期間產量最高的戰斗機并不是偶然的。
在這個層面上,不說雷納德的 R-36系列,甚至連“噴火”、P-51等聲名顯赫之輩都與之相距甚遠。不過蘇聯人卻在軍用飛機制造技術的簡捷化和產業化方面與德國人殊途同歸,但原因卻并不盡相同。蘇聯人受低劣的工業生產技術條件所限,為了避開技術含量要求高且復雜的金屬部件加工,蘇聯軍用飛機上大量采用了木制結構。西方曾譏笑蘇聯戰斗機是“用斧頭鑿出來的”,就是這個原因。如此一來雖然犧牲了部分性能及結構壽命,卻意外獲得了在大規模生產上的便利。有趣的是,二戰后期的Bf109/ Me109相當部分的機體結構也使用了木材,這就是為什么最終改進型 Me109K 被稱作“混合結構飛機”的原因。
首架R-36原型機(注冊編號OOARW)繼1937年11月5日初次上天后,隨后進行了大量的試飛。在這些試飛中,該機表現優異,飛出的大部分性能甚至超出了設計者本人的意料:如最大平飛速度417千米/小時(海平面),505千米/小時(4000米高度);巡航速度400千米/小時(4000米高度);爬升到4000米高度只用時4分56秒;航程1000千米;實用升限12400米,用時45分26秒。如果以上枯燥的數字不足以說明什么的話,我們可以對比一下同時期剛剛進入英德法空軍服役的“噴火”MKI、BF-109E、D.520的相關數據,從中我們可以發現,R-36在發動機總體性能及功率都較上述三款老牌空中強國的新銳機型遜色的條件下,在主要性能上卻沒有落后太多,基本仍可算是同一水準的戰機,這不能不說是個小國誕生的奇跡。客觀地說,雷納德R-36在整體設計上雖然前衛先進,不過與“噴火”或Bf-109相比至多是實力相當罷了。但這樣的一架飛機,卻因為出現在比利時這樣一個在航空工業領域無足輕重的小國而顯得不同尋常,所以不折不扣地算是個奇跡了。
在當時,先進戰斗機可供選擇的范圍十分有限,僅有的幾種不是禁止出口就是產量在本國還供不應求,因而R-36所取得的成績在國際上引起了廣泛的注目。羅馬尼亞、匈牙利、中國甚至還有法國紛紛對該機表示了濃厚的興趣,而雷納德也受此鼓舞,開始根據R-36原型機在試飛中的表現對其進行改進,主要是調整了發動機散熱器的位置及擴大了方向舵的面積。改進還包括安裝防彈風擋、在發動機艙后隔板以及飛行員座椅后安裝 6 毫米裝甲板。6架R-36預生產型的生產準備也開始著手,因為該機最初設想的主要客戶——比利時空軍已經下達了40架的意向訂貨。
然而,這一切美好的前景都隨著R-36原型機在一次飛行中的墜毀而成為了泡影。1939年1月7日,在尼韋勒(Nivelles)附近機場正在接受比利時空軍官方測試的OO-ARW,由于至今無法搞清的原因而莫名其妙地墜毀了。唯一一架R-36原型機的損失,令比利時空軍找到了借口,3月份正式取消掉了先前40架的訂單,而英國人則又一次趁虛而入,提供了霍克“颶風”MKI取代本國的“螢火蟲”II(總數100架,前20架由英國提供整機,后80架由比利時按許可證自行組裝)。
當然,比利時空軍放棄R-36并不僅僅因為一次原型機墜毀事故這么幼稚的理由,更深層次的原因還是出在R-36所裝備的法國伊斯帕諾·蘇莎12YCRS發動機上。隨著1939年3月慕尼黑協定的簽署,歐洲上空的火藥味已經濃的可以用刀子割開,現在就連最遲鈍的人都能意識到一場大戰已不可避免,所以基本上所有的國家都在整軍備戰,而伊斯帕諾·蘇莎公司連對法國空軍的供貨都力不從心,更別提國外的訂單了。伊斯帕諾·蘇莎12Y系列發動機同時也是德瓦蒂納D.520的動力,供該機使用的型號是伊斯帕諾·蘇莎12Y-45。R-36的發動機來源問題,才是比利時空軍最為擔心的。
雷納德R-36戰斗機主要數據:
北美航空公司研制的P-51“野馬”戰斗機采用了先進的層流翼型、簡潔的機身設計、視野良好的氣泡式座艙蓋等多項航空新技術,再結合羅·羅公司的默林Ⅱ發動機,造就了二戰中綜合性能最出色的戰斗機。
福克·武夫公司研制的FW190也采用了氣冷星形發動機,曾被盟軍評價為戰時德國空軍最好的活塞式戰斗機。
Bf109/Me109的最終改進型 Me109K相當部分的機體結構使用了木材,因此被稱”混合結構飛機“。
最大起飛重量2470 千克,空重1770千克;伊斯帕諾·蘇莎12YCRS12缸液冷發動機910馬力;翼展11.64 米,機長 8.80 米,機高2.90 米,翼面積20.00 平方米;最大平飛速度505 千米/小時,巡航速度400千米/小時(4000米高度),實用升限12400米,爬升至4000米高度用時4分56秒,航程1000千米;軍械20mm哈乞開斯機關炮×1,7.7mm勃朗寧FN機槍×4。
D.520是法國戰役爆發時法國空軍最好的戰斗機,由著名的飛機設計師埃米爾·德瓦蒂納設計。
二戰中另一種采用氣冷星形發動機的著名戰斗機——美國共和飛機公司研制的P-47“雷電”戰斗機。該機型產量達到15683架,是美國戰斗機史上生產量最大的飛機之一。
前蘇聯的拉-5戰斗機,由拉沃金設計局設計,使用 1600馬力的 M-82氣冷星形發動機,原型機于 1942 年5月完成測試。
發展
因為R-36原型機墜毀而莫名其妙的遭遇了滑鐵盧后,阿爾佛雷德·雷納德反而靜下心來。在仔細分析了這次“到嘴的鴨子為何飛掉”的教訓后,他堅信自己的機體設計是一流的,發動機才是關鍵所在。想明白這一點,雷納德很快從最初的震驚與失落中恢復了出來,重新收拾心情,開始計劃在R-36的機體上進行改進。這次的重點自然是發動機,畢竟比利時空軍僅僅訂購了100架霍克“颶風”MKI,這個數字相對空軍的需求量還有相當大的差額,再加上很可能的國外訂貨,所以R-36改進型還是前途光明的。
在反復權衡了當時可得到的幾種發動機后,雷納德為R-36重新選擇了最大輸出功率達1100馬力的法國土地神-羅納(Gnome-Rhone)14N-21星形氣冷發動機。為此,汽化器的進氣口也延伸到了機頭前下方。有意思的是,土地神-羅納14系列這種法國發動機似乎是二流航空國家的首選,從波蘭的PZL到羅馬尼亞的IAR,一直到瑞士、瑞典和西班牙,該系列發動機在這些國家的很多機型上都能看到,算是一種成功的國際型發動機,許多國家都獲授權生產,現在又輪到比利時了。
換裝了土地神-羅納14N-21后的R-36獲得了一個全新的型號——R-37。R-37獨辟蹊徑地采用了阻力較大但在實戰中生存性較好的氣冷星形發動機,該設計按當時的標準實在有點另類。R-37是最早一批裝備了氣冷發動機的新型全金屬下單翼戰斗機,時間還要早于著名的福克·沃爾夫FW190。順便提一句,更早使用空冷星形發動機的法國的MB.150,首飛時間是1937年5月4日,使用的也是土地神-羅納14N-21發動機。
筆者之所以要強調氣冷星形發動機,是因為當時各國空軍高層大都是直列式水冷發動機的擁護者,對使用氣冷星形發動機的戰斗機方案并不認可。那時候,世界各國都流行在戰斗機上裝備液冷發動機——由于液冷發動機的迎風截面積較小,可以使飛機前機身設計線條流暢,飛行阻力較小。星形發動機的主要缺點是正面投影面積偏大,相比液冷發動機將增大空氣阻力,并且影響起降時的視界。
但事實證明,這些缺點難以抵消氣冷星形發動機的優點,其不利影響則可以通過巧妙地選擇在機身上的安裝方案而減至最小,這在后來的FW190、拉-5、P-47等其他國家的類似戰斗機中得到了成功的驗證。戰后的統計數據表明,使用氣冷星形發動機的戰斗機在空戰中的生存率要遠高于使用液冷發動機的機型,主要原因是液冷發動機復雜的冷卻系統一旦被擊中,發動機停車幾乎是無法挽回的。而氣冷星形發動機在這方面優勢明顯,并且因為省去了沉重的液冷系統,所以其重量也減輕不少,且維護方便。
實戰證明,裝備了土地神-羅納14N系列氣冷星形發動機的MB.150系列戰斗機格外地“抗打”,常常多處中彈還能飛回基地。曾有地勤人員在一架飛回機場的MB.152 型戰斗機身上發現了 360 多處彈孔,其中還有不少是 20 毫米炮彈造成的!這其中固然有機體結構足夠堅固的原因,但氣冷星形發動機本身的皮實可靠也是個不容忽視的重要因素。
因而,為R-37選擇了氣冷星形發動機,雷納德主要有兩方面的考慮:其一,相對液冷發動機而言,氣冷星形發動機更為堅固而耐用;其二,這種 14 缸雙排星形氣冷發動機的馬力還要超過當時世界上大多數液冷發動機,其緊急輸出功率約1350 馬力,超出其液冷同類達100~200馬力,從而部分彌補了空氣阻力增加的缺點。由此可見,當其他人還在對氣冷星形發動機與單發戰斗機這對組合猶豫不決時,雷納德卻在這方面又一次成為了第一批敢于吃螃蟹的人,走在了各國同行的前列。當然,也不排除是在沒有選擇余地情況下的無奈之舉。
除了換裝發動機、修改了進氣口位置并取消了位于螺旋槳傳動軸中央的20mm哈乞開斯機炮,R-37的其他部分與R-36相比基本原封未動。為了解決發動機冷卻問題,R-37將空氣進氣口設計在發動機罩內,并采用一個尺寸巨大的螺旋槳槳轂整流罩覆蓋其上。這種設計既增大了冷卻空氣流量,又減小了空氣阻力。此外,在發動機整流罩后還設計了一個特殊噴口,發動機空氣進氣口的剩余空氣與發動機廢氣混合后可從此噴出,以為飛機增加一些額外推力。
這種設計雖然在歐洲國家的軍用飛機中并不多見,但在同時期的日本產品上卻屢見不鮮,比如“彩云”戰斗機。換發后的R-37其性能將比R-36有所提高,預計其最大平飛速度將在達510千米/小時(5000米高度)。不過個人認為R-37的前向視野并不理想,重新設計的發動機整流罩由于正面投影面積巨大,使觀通性能比R-36惡化了許多,再加上那個毫無改進的框架式扁平座艙蓋,更是使視野雪上加霜。相比之下,同樣使用氣冷星形發動機的Fw190因為選擇了氣泡式座艙蓋卻使視野要好的多。庫爾特·譚克博士認為:“根據我自己的試飛經驗,我知道,在空戰中良好的環視視野對于戰斗機飛行員來說是多么的重要,因此,我決定在新飛機上安裝氣泡式座艙。”雖然,氣泡式座艙在隨后的戰斗機設計中非常地常見,但是在 1938年這絕對是一項重大的革新。在此之前的 Bf 109 和“噴火”視野均不佳,后視視野幾乎為零,R-36系列估計也好不到哪去。
雖然在1939年7月,R-37原型機就已出廠,并于布魯塞爾向空軍高級官員進行了靜態展示,但該機直到1940年5月28日德軍占領比利時之前都沒有進行首 飛。其原因有二:一是雷納德認為R-37發動機冷卻系統的效能不足,還需要改進,因而對首飛信心不足;其二,也是最主要的原因,就是更新型R-38的出現,使雷納德的注意力完全轉移到后者身上去了。唯一的一架R-37原型機在比利時投降后,于埃韋爾(Evere)附近被德軍俘獲,隨后一位不知名的德國飛行員駕駛該機轉場至列日。此刻又有誰能想到,R-37居然在如此屈辱的一種狀態下進行了處女飛行。雖然以后有資料顯示德國人對R-37原型機進行了一些飛行測試,但在戰爭結束后這架飛機卻再無了蹤影。另一種說法是,該機在那次轉場飛行中毀于著陸事故。另外,在比利時卷入戰火前,雷納德曾打算在R-37的基礎上發展出一種雙座的R-37B對地攻擊機,主要還是看上了氣冷發動機那強悍的戰場生存率,但德軍的入侵使這一切都無從談起了。
雷納德R-37主要數據(因為該機從未進行過正式試飛,所以部分數據為推測):
最大起飛重量2460 千克,空重1810千克;土地神-羅納14N-2114缸星形氣冷發動機,1350 馬力;翼展11.64 米,機長8.40 米,機高2.90 米,翼面積20.00 平方米;最大平飛速度510 千米/小時,巡航速度400千米/小時(4000米高度),實用升限13000米,航程1000千米;軍械7.7mm勃朗寧FN機槍×4或13.2mm機槍×2
在R-37原型機還孤零零的停在地面上時,雷納德就將注意力向了R-36的另一種改型R-38,改進重點仍然集中在發動機上。與R-37相比,R-38更接近于R-36的原貌——又走回了使用液冷發動機的老路。這次雷納德直接選擇了當時世界上最頂級的發動機——著名的羅爾斯·羅伊斯公司默林Ⅱ作為R-38的心臟。默林Ⅱ(即“灰背隼”)同樣是“噴火”MKI與霍克“颶風”MKI的動力裝置。這種12缸V型發動機的初始型號就有近 1000 馬力的功率,一旦與代表了當時最高技術水平的機身結合起來,將會產生出令人瞠目結舌的高性能戰機。日后“噴火”、“颶風”的成就可以說全拜默林發動機所賜。更令人意想不到的是,德國的Bf-109這種同樣聲名顯赫的戰機,其誕生與羅·羅的默林發動機也有著莫大的關系。梅塞施密特博士曾坦言,Bf-109的研制初衷就是將當時性能最好的默林發動機塞進結構最為緊湊的機體中。為了適應默林Ⅱ發動機,雷納德將化油器進氣管裝在機頭下方以適應發動機的上吸式進氣系統,并將中冷散熱器集成到機身中段的翼下散熱器組中,進氣口為不可調節的固定式;油冷散熱器則獨立出來放置在散熱器進氣道的前方,并有自己的放氣門。
隨著R-38原型機的出現,比利時已經擁有了一款世界一流的國產版“噴火”,這在風雨飄搖中的歐洲是件令人眼紅的事情。
或許是選擇了著名的默林Ⅱ發動機這樣響當當的產品而從此不必再受動力問題的羈絆吧,再加上通過R-36上已經得到證明的機體(可見這個機體對發動機安裝的設計冗余度相當大),兩者結合出來的R-38順順利利地于1939年8月4日進行了首飛。在此后的試飛中,默林Ⅱ發動機果然不負所望,充份發揮出了R-38機體的潛力。在俯沖中,該機最大速度甚至飛出了632千米/小時的成績,而在平飛中也達到了545千米/小時(6000米高度),真正達到了“噴火”MKI與Bf109E的性能水平,從而使這架比利時戰機短暫而輝煌地爬上了一流戰斗機的頂峰,這在當年的航空界絕對是一條冷門新聞。R-38是一匹名符其實的黑馬,足夠比利時人以此炫耀至今了。另外,英國皇家空軍在“噴火”的使用中發現,用 100 號辛烷值的燃油替換了 87 號辛烷值的燃油后,默林的輸出功率增加了不少。得益于此,“噴火”在海平面和 3048 米高度的速度分別增加了 40 千米/小時和 55 千米/小時。所以有理由相信,采取同樣的措施后,在R-38上也能看到同樣的效果。
遺憾的是,這唯一的一架R-38原型機(OO-ATK)的下場仍舊十分凄慘。在后來德軍入侵比利時的戰斗中,這架寶貴的原型機被轉移到了法國的波爾多(盛產葡萄酒的好地方)。但當法國也遭到入侵時,流亡的比利時空軍人員在撤退摩洛哥前別無選擇,只能忍痛放棄了R-38原型機。隨后,這架飛機被德國人俘獲,在經過了一番測試后,唯一的R-38被德國空軍拆毀了。
雷納德R-38的主要數據:
最大起飛重量2600 千克,空重1950千克; 羅·羅默林II液冷發動機1030馬力;翼展11.64 米,機長8.80 米,機高2.90 米,翼面積20.00 平方米;最大平飛速度545 千米/小時,巡航速度400千米/小時(4000米高度),實用升限11500米,爬升率4000米高度用時5分3秒,航程1350 千米;軍械7.7mm勃朗寧FN機槍×4或13.2mm機槍×2。
本來比利時雷納德R-36/R-37/R-38系列戰斗機的故事應該就此打住了,不過事情卻還沒有完,因為關于該系列戰斗機在航空史上出現了一樁疑案——雷納德R-40的存在問題。
現在的航空史學界一直為雷納德R-40是否存在而爭論不休,根據一些航空史學家的說法,R-40是在保留了羅·羅默林II發動機的基礎上,將R-38的機體重新設計而成,主要是圍繞后機身的改進,一改管架式機體結構覆以帆布蒙皮的過時設計而變為了金屬承力蒙皮結構,從而使R-40成為了名符其實的“全金屬”戰斗機。
當然,如果僅僅是這樣,還不足以使人對R-40產生太大的興趣,R-40之所以后來在航空史學界產生了廣泛的爭論,主要還在于“傳說”中該機使用了一種“劃時代”的增壓座艙技術(可見R-40的設計目標是一種高空戰斗機),并且可以在棄機時使座艙與機體整體分離,從而為飛行員提供最大限度的安全保證(如果事實果真如此,這就讓我們想起了20年后F-111上的類似設計)。這架神秘的R-40據說在比利時投降前已經造出了原型機,并與R-38原型機一樣,被送往了法國,不過在車站轉運時遭到空襲,被德國飛機炸成了碎片,從而使這段傳奇大概永遠沒有得到證實的機會了。
當然,以上說法只是航空史研究界一部分人的說法,還有一部分人則持否定態度,認為R-40不過是比利時人為給自己臉上貼金而杜撰出來的機型罷了。至于筆者本人則對R-40的存在持肯定態度,因為按照流傳的說法來看,雷納德要造出這種R-40并非是什么難事,只不過對那個所謂“劃時代”的座艙筆者要打上一個問號。(未完待續)
采用星形氣冷發動機的戰斗機的特點是機頭的發動機整流罩外形粗大,如果還采用傳統的框架式座艙蓋,空戰時飛行員的視野會受到很大影響。
堅固的機體結構加上可靠的土地神-羅納14N氣冷星形發動機,成就了MB.152戰斗機“打不死的小強”的名聲。