作者Experten (【空戰專家】)
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標題[討論] WW2德國空軍轟炸機與發動機的發展
時間Thu Apr 13 23:13:33 2017
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: 推 Harrychou: 請問再晚一點的Bomber-B跟A計劃有相關性?兩者在開發階 03/27 00:33
: → Harrychou: 段都用到雙胞發動機,是RLM有特別指定或是技術限制? 03/27 00:34
[寫在前面]
二戰期間轟炸機與航空發動機的發展皆非小弟主要研究項目,尤其什麼V汽缸、
渦輪增壓對小弟來說都是天書,所以如果要看航空發動機發展史的,可以按左
鍵離開了。不過,小弟還是根據這個議題的方向看了一些資料後向各位整理報
告,歡迎各位指正、討論。
[正文開始]
近代軍用機的發展大概脫不了繞著發動機打轉 (尤其是戰鬥機/攔截機),某句
名言 "只要推力夠,冰箱都能飛上天" 無疑是最佳的寫照。君不見 ATF (YF-22
、YF-23) 的發展是繞著F119、F120發動機跑,推力不夠或發動機不穩的話,軍
機的性能就慘不忍睹。以大家熟悉的 F-14 Tomcat 來說 (天啊它已經從美軍完
全退役好幾年了!),因 TF30 的問題使 F-14 於服役的一生都為其所苦,摔掉
了很多寶貴的戰機。
在1930年代歐洲的幾個航空強權都在發展下一代軍用機 (戰鬥機、轟炸機),大
概在 1930年代中期各國第一線大量服役的主力機種大約是以 600至800匹馬力
發動機為主 (德軍 He51 雙翼戰鬥機用的是 750-hp 的 BMW VI,同樣雙翼的
Ar68 裝的是 680-hp 的 Jumo210,英軍的 Fury 為 640-hp 的勞斯萊斯 Kestrel,
義大利的 Fiat CR.32 是 600-hp 的 Fiat A30)。
當這些主力戰機開始服役時(1933-1935),下一代的軍用機(以及配合的發動機)也
早就開始開發,要取代這些 600~800-hp 的將會是 1,000-hp 上下的發動機,1939
年二戰開戰時大家耳熟能詳的明星機種大概都是用這個等級的 (Bf109E + 1,085-hp
DB601A、噴火Mk1/颶風Mk1 + 1,030-hp Merlin Mk II、法國 D.520C + 930-hp
Hispano-Suiza 12、法國 MB.152 + 1,050-hp Gnome-Rhone 14N-25),除了義大利
以外 (Fiat G.50 和 Macchi C.200都是用 870-hp Fiat A74 發動機)。
在 1939年這個時間點就可以看出義大利人在 1930年代開發 1,000-hp 等級發動
機時出了問題,使得二戰爆發時拿不出實用化的優良發動機來用,後來性能較好
的戰鬥機都是拿德國授權生產的發動機來用 (如: Macchi C.202 + DB601、Macchi
C.205/Fiat G.55 + DB605)。也因為生不出大馬力的發動機,因此也可觀察到 '30
年代義大利人發展了較其它國家多種的三引擎大型機 (Z.1007、SM.79、SM.81、
Ca.133),而且還一路用到二戰結束。採用三個引擎的原因之一便是單一發動機的
出力不足而造成的妥協 (以上這幾款義大利轟炸機/運輸機採用的多是 600~800
-hp 等級的)。
【這邊外插一下,因此可以看出日本的崛越二郎真的很厲害,用一顆二流發動機
(940-hp)開發出一流戰鬥機 (零式)】
前面幾篇有提到軍用機的發展不是一蹴可及,以二戰各國主力機種來說,從採購
構想、各家競標、試作、試飛到量產服役,短則三、五年,長點的話要五、六年
以上 (這個時程到了現代拉得更長,F-22從 ATF概念開始,到進部隊服役,花了
20年以上)。以二戰時期德軍 Bf109 為例,1933年開始競標,1939年1月首上戰
場(西班牙內戰);Fw190 則是 1937年開始競標,1941年8月於西線服役。因此可
見當大家討論 1942、1943年為何德軍還在使用一些戰前即服役的機種時 (Bf109
、He111、Ju88),需要往前倒帶個五、六年看看發生了什麼事。
由於這篇主要是討論德軍轟炸機,就把開戰初期德軍各主力轟炸機的幾個開發時
間點列出來:
He111: 首飛 1935、實戰 1937
Do17: 開始設計 1932、首飛 1934、服役 1937
Ju88: 開始設計 1935、首飛 1936、服役 1939
以上這三款大概都是用近 1,200-hp 等級的發動機 (Jumo211、DB601、Bramo323)
因此在 1939~1940年時仍算是航速、載彈量都很優異的機種,比起其它參戰國的
第一線雙引擎轟炸機性能至少平起平坐。當然當他們量產進入服役時 (1937-1939),
下一代的轟炸機也都開始構思發展了,想當然耳,下一級就是 2000-hp 以上等級
的,也因此,德國航空部 (RLM) 在 1939年 7月 (二戰爆發前兩個月) 開出了
Bomber-B 的性能需求:
【重型轟炸機、最高時速 600km/hr、載彈量 4,000-kg,可自法國或挪威的基地
轟炸英國全境】
那各位客倌可以推敲出預定的服役時間嗎? 是的,從 1939年往後加 3~4年的設計、
試飛、量產所需時間,大概就是1943年了。而為了滿足 Bomber-B 的高規格性能,
推估需要採用 2,500-hp 等級的發動機,因此同一時間開發的 2,500-hp 等級發動
機包括了: Jumo222、BMW802 、DB604 等三款,也預定在 1943年可以全面量產。
很不幸的是,在發展這些 2,500-hp等級發動機時都不順利 (除了財大氣粗的美國
之外,英國好像也似乎遇到重大瓶頸),因此 Bomber-B 的競標者 (Fw191、Ju288)
機體有了,但是沒有穩定的 2,500-hp 發動機可以使用,勉強用出力較低的 1,800
~2,000-hp 等級發動機就無法達到原訂的性能,因此原本期待新的 Bomber-B 可
以從 1943年起全面取代 He111、Ju88 等轟炸機的美好安排就這樣破滅了,從
1939年搞到 1943年發現一無所獲,高度期待的新一代轟炸機半架都生不出來,只
好繼續將這些戰前設計的轟炸機繼續改良、沿用。
然而,德國在 1943年時有另一款相對來講較穩定的 2,500-hp 等級發動機已有現
貨,那就是多災多難的 He177 (Bomber-A 計畫的得標者) 所使用的 DB606 (勉強
可算是將兩具 DB601 拼在一起),以及後期型 He177 所用、較穩定的 DB610 (兩
具 DB605 拼在一起)。雖然看來是來得及換成 DB610,但是此時 (1943年) 戰況已
經開始不利於德軍,原本 Bomber-B 的需求 (轟炸英國) 幾乎已經沒有操作的空間
(德軍 1940年底以後就不再以轟炸機於日間轟炸英國),加上此時具實用化的噴射
引擎已經漸露頭角 (使用 Jumo004 的 Ar234 噴射偵察/轟炸機 1940年底開始設計
、原型機於 1943年 7月試飛),故德國空軍基本上不再接受新發展的傳統動力轟炸
機了。
那 Bomber-A呢? 1936年取消了 Ural Bomber 競標案(Ju89、Do19)後,同年開出了
Bomber-A 性能要求:
【載彈量 1,000-kg 時,航程 5,000-km,同時最高時速需達 500 km/hr】
要知道 1936年時不要說 He111, Do17, Ju88 都還沒服役,1937年才要開始生產的
Bf109 第一款量展型機 (使用Jumo210D 的 Bf109B) 最高時速也才 460 km/hr,可
見 Bomber-A 之開發標準之高,但請注意 Bomber-A 並不是要取代正要服役的這幾
款雙引擎轟炸機,而是為了滿足德國空軍的長程轟炸機需求。後來因為加上了要俯
衝轟炸的需求,所以得要想辦法弄兩具高功率的發動機 (DB606),後來因為一直搞
不定過熱和故障的問題,使得這架轟炸機多災多難,還被譏為【飛行火棺材】。
[最後總結]
簡單來說,Bomber-A 和 Bomber-B 並無關連 (前者為長程轟炸機、後者為新新一
代轟炸機),德國航空部 (RLM) 只有指定性能要求,並沒有指定用什麼技術類別
的發動機,只是兩者要採用的 2,500-hp 等級發動機因技術瓶頸以致多災多難,
導致後面開發的路走得不順。
Experten
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╭═ 諾曼地戰役中惟一飛臨灘頭的德軍飛行員 ── 約瑟夫‧普利爾 上校 ═══╮
║ Nov 1940 1./JG 26 戰鬥機聯隊第一中隊中隊長 Bf109E-7 ║
║ Dec 1941 Ⅲ/JG 26 戰鬥機聯隊第三大隊大隊長 FW190A-2 《總出擊數:307》║
║ Jan 1943 JG 26 第廿六戰鬥機聯隊聯隊長 FW190A-8/D-9 【總擊墜數:101】║
╰═ Jan 1945 西線日間戰鬥機兵種總監 ★佩劍橡葉騎士鐵十字勳章★ ════╯
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1F:推 durant1224: 大推原po 但一點要更正一下 BMW802在1943年取消時 並 04/14 01:21
2F:→ durant1224: 非開發不順 技術未到位 主要原因有二 首一缺乏高辛皖 04/14 01:21
3F:→ durant1224: 值的航空汽油 倒致性能無法全面發揮 其二BMW003噴射 04/14 01:21
4F:→ durant1224: 渦輪開發出來了 04/14 01:21
5F:推 durant1224: He177如果沒有被烏德特跟戈胖惡搞 如果採用傳統四具發 04/14 01:27
6F:→ durant1224: 動機配備而不是用併聯發動機和無俯衝轟炸設計 那在實 04/14 01:27
7F:→ durant1224: 際中的戰史應該會好更多 04/14 01:27
8F:推 sfsm: 推 04/14 07:13
9F:→ tim1112: (離個提 專家大以後會出艾岡‧梅爾中校的介紹嗎XD) 04/14 07:39
10F:→ Experten: Egon Mayer 中校請見 德國空軍戰鬥機聯隊長列傳 JG2 篇 04/14 08:11
11F:→ Experten: 以前(大概是921地震前)發表在台大椰林站BBS 04/14 08:12
12F:推 Victory2: 推! 04/14 09:51
13F:推 Swallow43: 推 04/14 10:13
14F:推 karmapayes: 大推!期待戰鬥機篇 04/14 13:11
15F:推 kira925: 推 04/14 14:10
16F:推 cobrachen: 那些文章都隨椰林灰飛煙滅了 04/14 19:31
17F:推 durant1224: 好懷念耶林啊 04/14 19:58
18F:→ Experten: (我好像有自己存在光碟片裡) 04/14 21:25
20F:推 efleet0714: 推 04/14 23:29
21F:推 Rhomboid: F119/F120這些引擎大概是多少馬力阿? 04/15 11:07
22F:→ djmez: 拿推力換馬力物理差異太大不妥 直接拿軸輸出換馬力又會打 04/15 12:17
23F:→ djmez: 到轉換效率 04/15 12:17
24F:推 kira925: 噴射引擎不適合這樣換了 04/15 12:17
25F:→ kuma660224: F35B那顆引擎用傳動軸號稱2.8萬hp等級 04/15 17:44
26F:→ kuma660224: 不過仍只佔一部分垂直推力。 04/15 17:44
27F:推 QuentinHu: 馬力跟推力沒有辦法這樣直接換算..... 04/15 20:56
28F:→ ewings: 推力磅數是用力的單位,馬力是能量單位,前者必須乘上距離 04/15 22:40
29F:→ ewings: 才會變成馬力。所以同樣一萬磅的推力,飛行速度兩倍時馬力 04/15 22:41
30F:→ ewings: 就是兩倍。 04/15 22:41
31F:推 Rhomboid: 了解 謝謝解釋~ 04/16 12:03