二战之钢铁奏鸣曲 第48章

作者:类星体

  虽然本位面的“维尔茨堡”雷达在海伦娜眼中还有很多需要改进的地方,但是在这个雷达技术刚刚走向实用化舞台的30年代,这款性能放在上个位面的40年代中期都不算落后雷达,在其他国家捣鼓出的那群傻大黑粗的同行的衬托下,倒是颇能显露几分眉清目秀的高富帅气质。至少即使拿到后世对雷达没有任何研究的人面前,对方也大概率能轻易认出这是台雷达,而不会像同时代的其他雷达那样,被外行当成不知有何用途的铁架子。

  然而研制出“维尔茨堡”雷达的原型机之后,意气风发的德律风根公司还没来得及得意,海伦娜的小皮鞭又在后面开始催着他们干活了。就像上个位面他们在“维尔茨堡”D型雷达的电路设计的基础上,研制出固定部署的“大维尔茨堡”雷达一样,海伦娜同样要求本位面的德律风根公司尽快在这款雷达的基础上,研制出体积更加庞大、性能更加优越的产品以用于要地部署,毕竟正在修建的首批防空塔已经为这款雷达留出了位置。

  在海伦娜对未来德国防空体系的建设规划中,地面雷达网络将会是至关重要的环节,海伦娜准备将它建成高低搭配、动静结合、兼具远程预警和防空导引功能的多层次探测体系。在这个体系中探测距离远但精度较低的大型米波雷达主要用于远程预警,而探测距离较近但精度较好的L波段分米波雷达则可以用于高炮和战机导引。

  而这种负责防空导引的L波段雷达又被分为两种。分别是是固定部署的大型导引雷达和机动部署的小型导引雷达。

  其中固定部署的大型导引雷达拥有更大的探测距离和更好的探测精度,所以可以与大型米波预警雷达共同构成地面防空雷达网络的网格,无数这样的网格交织起来就构成了整个国土防空的骨架。这种雷达不仅需要负责引导重要地域的大口径防空火力(在本位面主要是130毫米双联装重型高射炮),还需要全天候地组织战机对敌方机群进行拦截。

  而机动部署的小型导引雷达,也就是德律风根公司刚刚研制出的“维尔茨堡”雷达,则主要和同样拥有机动部署能力的防空火力联用(在本位面主要是90毫米牵引式高炮),这种雷达不仅是对固定部署的大型导引雷达的补充和强化,而且在网格内的大型导引导引雷达损坏或者导引能力处于过饱和状态时,也可以挺身而出,替代或者分担前者的部分职能。

  两种导引雷达的灵活组合还会带来一个隐性的好处,就是对于需要穿越这些防空网格的敌方轰炸机群来说,每个网格内的防空导引能力都存在巨大的变数,这种变数的存在会让对手很难摸清网格内防空实力的深浅,做不到知彼也就很难制定出针锋相对的战术。也就是说对于敌方的轰炸机群来说,每个防空网格里有多少导引雷达,能组织起多强的拦截力量是不确定的。就像不打开薛定谔的(本位面是海伦娜的)盒子,就永远不知道猫的死活一样。

  在上个位面的二战中,虽然德国也采用网格化的防空管理模式,但是他们可以用于机动部署的“维尔茨堡”雷达的探测距离和精度都比较有限,就连导引高炮的工作都很难独立完成,这就大大削弱了防空体系的灵活性。结果盟军在慢慢摸出各个防空网格的实力后,不仅可以更好地规划轰炸路径,而且在穿越那些必须经过但防空能力较强的网格时,还经常将大机群分解为多个较小的机群,从而使该网格内雷达的导引能力处于过饱和状态,因为“大维尔茨堡”雷达在同一时间只能导引拦截一个目标,所以这个举措让盟军飞行员伤亡下降了不少。

  德律风根公司提交的大型导引雷达的方案让海伦娜感到非常满意,作为与机动部署的“维尔茨堡”雷达相配合的大型固定式部署雷达,对于雷达体积、重量和耗电量的限制都可以比机动部署的版本大幅度放宽。所以在制定这款雷达的设计草案上,德律风根公司的设计师也很明显地放飞自我了起来。由于体积巨大,这种雷达和上个位面一样被称为“大维尔茨堡”雷达。

  本位面的“大维尔茨堡”雷达巨大的圆形抛物线天线直径高达9米,包括发射和接收设备的整个雷达旋转部分的重量达20多吨,这个体积和重量甚至比上个位面中的“大维尔茨堡”雷达还要庞大,好在需要部署这种雷达的场合都有坚固厚实的混凝土基座,倒是不需要太在乎增加这点重量(毕竟一座双联装130毫米高炮都有差不多40吨重了)。至于需要公路或者铁路运输时,可以先把雷达拆成几个大的部分,到了目的地再将它们吊装起来就行了。

  本位面的“大维尔茨堡”雷达依然工作在L波段,采用和“维尔茨堡”雷达一样的1330兆赫兹的发射频率和22.5厘米的波长,不过峰值功率将会达到100千瓦的级别。根据德律风根公司设计师们的估计,这型雷达的最大探测距离可以超过100千米,最大跟踪距离也能达到80千米以上,都大大超过了上个位面的同名产品。

  然而更加难能可贵的是由于波长的缩短和天线增益的提高,本位面的“大维尔茨堡”雷达测角精度预计可以达到0.04度的级别,也就是在130毫米重型高炮正常开火的12千米的距离上,这款“大维尔茨堡”雷达的测量误差可以做到不超过10米,作为引导防空塔上高炮射击的火控雷达无疑是完全够格的,用于战斗机的全天候导引也能做大非常称职。

  由于“大维尔茨堡”雷达需要面积大得多的天线和功率大得多发射机,技术难度比机动部署型的“维尔茨堡”雷达高出了好大一截,而且德律风根公司还需要同时继续完善“维尔茨堡”雷达的设计,海伦娜估计手头的这些项目已经足够德律风根的设计师折腾上几年时间了,而西门子和盖玛公司那里也排满了雷达研制项目,所以海伦娜也暂时放弃了在雷达研制领域给设计师们增加负荷。

  不过这并不表示海伦娜会在雷达领域固步自封,她已经将注意力重新转回了前置科技的研究上去了,她接下来的突破目标是石英谐振器和多腔速调管,有了这些她就能进一步研制主振放大式发射机,从而获得相位相参的高频率稳定度的信号,这样就可以开始研制更先进的脉冲多普勒雷达了。虽然现在说这些都太过遥远,但先选对努力的方向总是没错的。

第二百五十三章 波段选择

  除了负责指挥高炮和引导战机的“维尔茨堡”系列雷达外,德国还有包括米波远程预警雷达在内的多个雷达研制项目处于不同发展阶段,虽然海伦娜没有足够的时间和精力去详细过问每个型号的研制进度,但是对负责雷达设计工作的熊孩子设计师们不放心的海伦娜,依然根据后世的工程经验,在那些比较容易踩雷的地方给德国设计师们提前打好了预防针。

  比如海伦娜就曾经特意叮嘱雷达设计师们:在进行雷达工作波段的选取、尤其是在高频雷达工作波段的选取时,考虑到某些频率的电磁波会诱发大气分子共振,必须注意研究地球大气主要成分中的各种分子对该频率电磁波的吸收率,并且尽量避开这些成分的分子吸收率的峰值区间,这样就可以减少大气对于雷达波的衰减作用,从而可以有效提高探测距离。

  不过海伦娜现的这支预防针打得似乎确实有些太早了,因为大气层的衰减作用的主要作用于频率在10吉赫兹以上的高频率雷达波,也就是说只有工作在X波段或者更高频率的雷达才需要为这个问题发愁,而现在这些波段还是德国的雷达研究者们很少涉足的。所以设计师们虽然都对海伦娜的提醒报以善意的微笑,但大多数内心里却不以为然,事实上他们并不太相信自己今后在设计雷达时会涉足这一频段。

  然而海伦娜既然能严肃地将这件事拎出来说,自然不可能是在无的放矢。虽然现在德国研制的几款雷达都工作在P波段、L波段和S波段,也就是米波和分米波的区间。但是海伦娜知道随着今后雷达作用领域的拓展,尤其是机载雷达和火控雷达的发展,提高探测精度和缩小雷达体积的矛盾会越来越强烈。而为了协调这种矛盾,提高雷达的工作频率将会是大势所趋,所以厘米波甚至毫米波雷达的出现也是历史的必然。

  其实上个位面的历史上,德国在研制频率20吉赫兹超高频雷达时,就曾经“粗心大意”地将雷达波长选在1.5厘米左右的K波段,不幸的是这个波长的雷达波与水蒸气的吸收峰值太近,所以非常容易被大气中的水蒸气衰减掉,结果导致德国人研制出来的雷达产品只要遇到阴雨天气,探测距离就会出现严重的下降。为防止今后本位面的德国设计师再犯这种低级错误,海伦娜不得不在他们还没掉坑时就把坑给填上。

  

  在吸取了德国人的经验教训后,二战以后各国再研制高频雷达时,在波段选择上通常都会注意避开22吉赫兹(水蒸气吸收峰值)和60吉赫兹(氧气吸收峰值)附近的频段。这也是为什么工作在频率比K波段稍低的Ku波段或者比K波段稍高的Ka波段的雷达比较常见,而工作在容易被水蒸气吸收的K波段的雷达却比较少见的原因。

  这里需要补充说明有关雷达的频率和波长的问题。我们知道,雷达所发射和接收的无线电波(包括微波)就本质而言,其实与红外线、可见光、紫外线、X射线以及伽马射线是相同的,它们都属于电磁波并在电磁波谱中占据特定的位置,只不过从前到后频率越来越高。由于电磁波在真空中的传播速度是恒定的光速,所以电磁波的频率和波长成反比,而这两者的乘积就是光速。而雷达发射的无线电波作为拥有特定频率区间电磁波,自然也需要遵循此规律。

  由于无线电波的频率区间能从10千赫兹一直延伸到到30吉赫兹,所以为更精确地描述某种无线电波的频率特性,人们又将无线电波内部按照频率和波长继续细分成不同的区间,就像我们把可见光描述为红橙黄绿青蓝紫等色光那样,而这些人为划分出来的无线电波频率区间,就是我们所说的“波段”。

  而雷达通常所使用的波段其实也只是覆盖整个无线电波频段中的小部分,也就是频率从几兆赫兹到几十吉赫兹,波长从几十米到几毫米的这段无线电波。这段无线电波内包含的波段,按照由低到高、波长由长到短的顺序排列,依次是:HF波段,VHF波段、P(UHF)波段、L波段、S波段、C波段、X波段,Ku波段、K波段、Ka波段、U波段、V波段和W波段。比如本位面德律风根公司研制的频率1330兆赫兹,波长22.5厘米的“维尔茨堡”雷达就属于L波段。

  

  虽然在其他条件不变的情况下,雷达波长越短的探测精度就越高,而且由于天线有效孔径与波长的平方成正比关系,所以波长较短的雷达可以用相同的天孔径获得更大的增益,或者在保持增益不变的情况下使用孔径较小的天线,有利于雷达的小型化。看起来设计师似乎应该尽可能地提高雷达的工作频率,然而很多因素都制约着雷达工作频率的提高。

  首先是大气衰减作用对雷达波的损耗。除了几个因为分子共振形成的衰减率峰值外,总体来说雷达的工作频率越高,大气对雷达波的衰减作用就会越显著,所以在功率和天线增益都相同的情况下,工作频率越高的雷达,大气衰减造成的探测距离的损失就越严重。

  其次是工作频率越高的雷达,想要达到足够的发射功率就越困难,毕竟如何做出大功率的高频振荡器在技术上就是个不小的难题,这点在电子技术尚在起步阶段二战中体现得更加明显。比较明显的例子是:除了英美德这三个电子工业相对发达的国家外,其他工业国都没能在战争期间研制出实用化的工作频率在吉赫兹以上的雷达。

  最后是工作频率较低的雷达在某些特定的场合有无法取代的作用,比如空间探测以及对付隐身目标。毕竟隐身飞行器的隐身外形和吸波涂料主要是针对厘米波和毫米波设计的,对于工作在L波段乃至米波波段的雷达,其隐身效果自然会有不小的折扣。

  正是基于以上原因,即使在海伦娜穿越前的21世纪,军用雷达在频率选择上也没有出现高频压倒低频或者低频压倒高频的现象,而是整体处于各种波段的雷达在各自的生态位上均衡竞争的格局。一般来说,功率大、大气损耗小的低频雷达主要用于预警、搜索和跟踪,体积小、精度高的高频雷达则主要用于火控、成像和制导。

  作者有话说:文中的波段划分其实用的是比较陈旧的标准,而且即使这个旧标准在30年代也没完全定型,但为了表述方便也只能先这样写了。

第二百五十四章 引向天线

  本位面德律风根公司研制“维尔茨堡”系列导引雷达的同时,霍尔曼博士创立的盖玛公司则采取错位竞争的策略,把主要精力放在研制与导引雷达相配合的远程预警雷达上,而他们所拿出的首个作品便是被称为“芙蕾雅”的两坐标远程预警雷达。这个名字竟然再次与上个位面盖玛公司的同类产品重叠,使得海伦娜不由感叹历史的惯性确实强大。

  值得海伦娜这只小蝴蝶欣慰的是,虽然本位面的这款雷达的名字没有变化,但是其技术内涵却和上个位面的那款“芙蕾雅”雷达有着很大不同,甚至连天线外观都有着肉眼可见的区别。这是因为不同于历史上采用“弹簧床”天线的大哥哥,本位面的“芙蕾雅”雷达采用了这个时代刚刚投入应用不久的引向天线阵列。

  不要对“引向天线”这个名词感到陌生,因为在海伦娜上辈子的祖国,引向天线更为常见的称呼就是“八木天线”或者更加通俗的“鱼骨天线”。在那些有线电视尚未普及的地区,这种酷似鱼骨的天线和形同炒锅的抛物面天线同为最常见的广播电视天线类型。

  引向天线在上个历史位面中,是日本东北大学的八木秀次和宇田太郞于1925年发明的,这也是“八木天线”这个称呼的由来,但更严谨的叫法应该是“八木-宇田天线”。不过本位面的引向天线大概是不会再被称作“八木天线”了,因为海伦娜出于看好广播电视市场的原因,早在1924年就抢先注册了这项专利,这种缺德的事情她已经不是第一次做了。

  海伦娜倒是不必担心引向天线在后世的祖国会被称为“海伦娜天线”,这是因为她的名字如果用中文写出来,字数和笔画都比“引向”更加繁多。根据她上辈子积累的经验,如果对事物的某种命名方式能够被大家普遍接受,要么就是口说或者书写最便捷的那种,要么就是最生动形象和便于理解的那种。

  引向天线的典型结构,是由固定在纵向支撑杆上的一组横向振子天线组成的。如果用鱼骨来比拟引向天线的形状的话,那根支撑杆就好比是鱼的脊柱,而振子天线就好比是鱼的肋骨。振子中只有一根与馈源相连接的有源振子(引向天线频带宽度往往较窄,所以其有源振子通常采用折合振子来改善带宽);其它都是不与馈源直接连接的无源振子。

  这些无源振子中有一根位于有源振子后侧,而且长度比有源振子稍长一些,它可以起到反射来自作为激励元的有源振子能量的作用,所以被称为反射振子。而其他的振子都位于有源振子前方且长度比有源振子稍短,它们可以起到把能量引向特定方向的作用,所以被称为引向振子。这些引向振子排列的数量越多,引向天线的增益也就越高。

  

  由于引向天线拥有很好的方向性,用相对简单的结构就能实现很高的增益,这就使得引向天线在远程警戒雷达领域得到了相当广泛的应用。事实上直到海伦娜穿越前的21世纪,看似结构简朴甚至简陋的引向天线依然宝刀不老,甚至在美国最新的E-2D预警机上,依然延续了两层引向天线的结构,只不过在扫描方式上改成了相控阵体制,足见这种天线的强大生命力。

  本位面的“芙蕾雅”雷达的天线系统,采用的就是由16个引向天线组成的天线阵列,这些引向天线采用每排八个的上下双排布置。而每个引向天线是又由反射振子、折合有源振子和七个引向振子组成的。虽然这套天线系统全部展开后宽度超过20米,但是如此庞大的天线折叠收起后体积却相当紧凑,以至于可以和雷达的发射机、接收机、电源系统等整合到大型方舱里,进而获得一定机动部署能力。

  

  本位面“芙蕾雅”雷达工作在频率为125兆赫兹、波长为2.4米的VHF波段,这一点和上个位面的同名产品完全相同。不过本位面的“芙蕾雅”雷达峰值发射功率达到了30千瓦,明显高于上个位面“芙蕾雅”雷达20千瓦的水准。

  天线增益的提高和发射功率的增强,使得本位面盖玛公司的“芙蕾雅”雷达可以在200千米的距离发现轰炸机群这样的大型空中目标。不过由于“芙蕾雅”是一种两坐标的米波雷达,所以只能粗略探测目标的方位和距离,而且两坐标雷达是没有办法测量目标高度参数的。

  因此海伦娜要求盖玛公司继续研制固定部署的大型三维远程预警雷达,这次海伦娜瞄准并且决定超越的标杆,是上个位面中德国在二战后期研制出的黑科技:“瓦瑟尔曼”和“猛犸象”相控阵远程预警雷达。在上个位面纳粹德国的那票末日科技中,“瓦瑟尔曼”和“猛犸象”这两款相控阵远程预警雷达,正是海伦娜眼里为数不多真正既中看又中用的技术,可惜海伦娜的那些穿越者前辈们似乎从来都没有正眼看过它。

  

  事实上,上个位面的这两种雷达的大型天线阵列分别由188个和192个电控偶极振子构成,并且可以通过控制这些振子的相位变化来控制雷达波束进行三维扫描,使得这两种雷达可以描绘出300千米外目标的三维运动轨迹。这在绝大多数远程预警雷达都无法对目标测高的背景下,确实是超越时代的巨大突破。

  

  不过即使对于本位面德国的电子技术水平来说,这个突破恐怕也不是短时间内能实现的。按照盖玛公司的说法,最快也要到1940年左右才有实现的可能性。

第二百五十五章 容克公司

  如果要问继莱特兄弟发明飞机后最伟大的飞机设计师是谁,海伦娜会毫不犹豫地说出雨果·容克斯这个答案,而且还必须斩钉截铁地在后面补上“没有之一”这几个大字。因为雨果·容克斯先生是世界上首架采用悬臂式机翼的飞机、首架采用全金属结构的飞机,以及首架采用下单翼设计的飞机的设计者和制造者。海伦娜甚至可以毫不夸张地说:是雨果·容克斯先生奠定了现代飞机结构设计的普遍范式,没有雨果·容克斯就没有现代航空器。

  

  更加励志且富有传奇色彩的是,出生于1859年的雨果·容克斯其实直到50岁才正式转行,并带领他位于德绍的容克公司涉足飞机设计工作,此前容克公司主要产品是汽车引擎和加热设备。但是仅仅六年之后的1915年,容克斯博士就把世界上首架全金属结构的飞机,绰号“锡驴”的J-1飞机送上了蓝天。然而这里并不是说容克斯属于那种大器晚成的天才,因为在那之前他就已经是在诸多领域都颇有建树的工程师了,比如后世我们家庭中常用的壁挂式燃气热水器,其实就是这位多才多艺的设计师在1896年的发明的。

  说实在的,海伦娜认为容克斯博士设计的那款壁挂式燃气热水器,仅仅就外观而言,即使放到一百多年后的今天都不算过时,所以她也买了给自己家里装上,也算是小小地支持了容克斯博士的生意。

  

  如果按照上个位面的时间线,雨果·容克斯其实会在今年的2月3日,也就是他的76岁生日那天在巴伐利亚与世长辞。不过让海伦娜感到纳闷的是:现在时间明明都已经到八月份了,但这位容克斯老爷子的身体似乎依然很健康。虽然海伦娜不可能跑过去问容克斯爷爷,为什么到现在还活得好好的?但是她隐约觉得这个变数很可能与自己的蝴蝶效应有关。

  毕竟在上个位面的历史上,各种各样的打击自从世界经济危机爆发后,就接二连三地降临到已经70多岁高龄的雨果·容克斯身上。先是1931年容克公司面临沉重的财务困难,以至于很多投资者都要求容克斯离开公司,但是由于容克斯手中握有公司的大量技术专利,股东们便决定打包买断容克斯手中的专利,然后将这些专利注入一家新公司,再反过来授权给容克公司使用。这就等于将容克斯博士排斥在了公司的核心决策层之外。

  两年后的1933年纳粹党执政后,德国的航空工业迎来了爆发式增长,然而这对于容克斯来说未必是什么福音。因为容克斯的梦想是发展民用航空运输业,并为此研制经济耐用的飞机。然而纳粹党上台后不久,便要求容克公司取消所有的远程民用飞机型号,这就和容克斯的理念产生了剧烈的冲突。这种冲突的结果就是:容克斯手中的专利被强制转让,股份被强制征用,而容克斯本人也于1933年秋天被赶出了公司。

  在此后的一年多时间里,悲愤交加的雨果·容克斯都在遭到监视的情况下,隐居在巴伐利亚的家中直到1935年离开人世。不过这对于生性正直的容克斯博士来说未必不是幸事,这位终身反对侵略战争的可敬老人最终没有亲眼看着自己设计的飞机以及自己创立的公司,沦落为纳粹德国实现其殖民世界的狂妄野心的帮凶,那对他来说可能是更大的痛苦。

  而本位面的雨果·容克斯比起上个位面就要幸运很多了,首先是由于在1930年的航空发动机选型中,容克公司和迈巴赫公司的产品都获得了海伦娜的青睐,因而可以获得“和平基金”提供的部分资金支持,所以容克公司的业绩虽然在经济危机中受到了很大打击,但整体财务状况还算健康,而容克斯也没有遭到投资人们的集体排斥。

  其次是本位面容克斯博士所钟情的远程民用飞机项目并未遭到取消,而是在海伦娜的提议下被保留了下来,虽然帝国航空部的总长瓦尔特·韦佛像上个位面一样,刚一上任就竭力主张立即优先发展作战半径可以到达乌拉尔山脉的四发远程轰炸机,也就是所谓的“乌拉尔轰炸机”。不过海伦娜虽然不反对发展四发重型轰炸机,但是出于谨慎的考虑,还是建议空军将这个计划推迟到1937年后再实施。

  因为现在德国航空工业刚刚开始复苏,设计大型飞机的工程经验还相对欠缺,与其现在就着手设计一款几年后就会落后的的轰炸机,还不如让各大航空工业企业先在远程民用飞机上积累技术经验,待到积攒了一定的技术储备后,再设计一款性能相对完善的机型。毕竟在海伦娜的记忆中,那几款“乌拉尔轰炸机”的竞标机型的性能,都很难满足1940年以后的战争需要。海伦娜的这个建议虽然没有让瓦尔特·韦佛直接放弃对“乌拉尔轰炸机”的招标活动,但是却也让空军放弃了要求容克公司终止远程民用飞机的粗暴决定。

  海伦娜认为可能是以上这些因素,再加上本位面小胡子政府的所作所为,给容克斯博士的整体感观比上个位面要好很多,所以容克斯博士并没有像上个位面那样采取拒绝与纳粹党合作的强硬态度,其自身的事业和理想也处于蒸蒸日上的轨道中。尤其是他在1932年设计的三发型JU-52运输机正在世界范围内热卖,每次和海伦娜谈到这款他非常得意的飞机时,容克斯博士英俊(请允许海伦娜用这个词来形容这位76岁的老人)的脸上总是掩饰不住笑意。

  直到上个月海伦娜去看望容克斯博士时,这位老人依然干劲十足地在他心爱的绘图板前地写写画画。海伦娜甚至可以依稀从图纸上的轮廓辨认出,那是一款类似于上个位面容克公司在Ju-89轰炸机的基础上发展出的Ju-90的四发远程客机,今后在国际市场上说不定会成为福克沃尔夫公司正在设计的Fw-200客机有力的竞争对手,如果战争没有那么快爆发的话。

  不过无论如何老当益壮,现在雨果·容克斯博士的年纪终究是大了,容克公司的未来必然要交给年轻的设计师们。而赫尔曼·鲍曼显然是公司中年轻一代设计师中的佼佼者,也是容克斯博士最为看好的后辈之一。而就在上个月,由这位年轻鲍曼设计师所主持设计的一款新作品刚刚完成了首次试飞,这也是海伦娜那次去容克公司的重要目的之一。

第二百五十六章 俯冲轰炸

  容克公司刚刚试飞的这款由赫尔曼·鲍曼设计的新飞机,主要目标是争夺德国空军此前发出的新型俯冲轰炸机的招标项目,这款编号为Ju87的俯冲轰炸机,即将与几乎与其同时首飞的,由亨克尔公司设计的He118俯冲轰炸机展开激烈的角逐。特别值得一提的是,上个位面赫尔曼·鲍曼研制的那款Ju87俯冲轰炸机,后来获得了令后世更加耳熟能详的绰号,这就是“俯冲轰炸机”这个词的德文缩写“斯图卡”。

  这其实已经不是赫尔曼·鲍曼首次主持此类飞机的设计了,因为早在1929年鲍曼就曾经和容克公司的另一位设计师卡洛·普罗兹一起设计过K-47型攻击机,只不过由于德国当时还需要注意避开《凡尔赛条约》的限制,所以这款飞机的生产被放在了容克公司设在瑞典的子公司,而且生产时使用的还是民用飞机的名义。上个位面中著名的Ju87“斯图卡”俯冲轰炸机,正是在这款攻击机的基础上发展而来的。

  这款K-47攻击机说起来和海伦娜上辈子的祖国还有些缘分,民国空军在全面抗战爆发前总共购买过12架该型飞机。而这些飞机中最引人注目的时一架涂着“天厨号”字样的飞机,那是著名的爱国实业家、天厨味精厂的创始人、绰号“味精大王”的吴蕴初先生通过德国禅臣洋行购买并捐献给国家的。而在新中国建立之后的抗美援朝战争期间,这位吴蕴初先生再次捐款购买米格-15战斗机,为支援朝鲜前线做出了不可磨灭的功勋。

  作为“斯图卡”俯冲轰炸机的前身,鲍曼在20年代末设计K-47攻击机时,已经将俯冲轰炸能力作为这架飞机的设计目标之一了。这里我们必须首先介绍一下俯冲轰炸这种攻击手段,虽然那些后世军迷们所耳熟能详俯冲轰炸机型号,大多出现在20世纪30年代以后。但俯冲轰炸作为一种有效的空中攻击手段起源其实很早,甚至可以追溯到第一次世界大战之前,虽然当时可能还没有俯冲轰炸机这个概念。

  战争史上首个有案可查的俯冲轰炸的战例,出现在20世纪10年代的墨西哥内战中,当时有个名叫伦纳德·邦尼的美国飞行员受雇于墨西哥政府军,他曾驾驶着挂着炸弹的“莫伊桑特”飞机猛地俯冲向敌军阵地并且投放炸弹,然后在飞机快要触地坠毁前成功拉起。

  等到第一次世界大战爆发后,虽然此时的飞机还没有成为战场的主角,但俯冲轰炸战术已经显示出了相当的潜力。英国空军中尉威廉·亨利·布朗甚至在1918年3月用俯冲轰炸的方法,用重量只有20磅的炸弹炸沉了一条德国驳船。然而当英国人想把布朗的战术推广时,却遭到了惨重的损失,因为当时的飞机结构非常脆弱,而且控制系统也非常简陋,飞行员操作稍有不慎就会出现机毁人亡的悲剧。

  由于俯冲轰炸的关键难题迟迟难以突破,世界大战结束后,英法这两个老牌的殖民帝国相继对研究俯冲轰炸技术失去了兴趣,反倒是美国、德国和日本这几个后发型工业国,因为各自不同的原因将对这项技术的探索工作坚持了下来。

  美国、德国、日本等国家对于探索新技术的这种执着无疑是有价值的,随着时间进入三十年代中期到四十年代初期,诸如美国的SBD无畏式、德国的Ju87斯图卡、日本的九九式舰爆这样的性能相对比较完备的专业俯冲轰炸机相继投入服役,并且在随后的历次战争中大显神威,为世界军事装备史留下无数了浓墨重彩的永久记忆。

  俯冲轰炸这种攻击模式是相对于水平轰炸而言的。在传统的水平轰炸模式下,轰炸机需要在一定高度下保持平飞,并保证自身的飞行前进轨迹对准目标上空,然后在即将到达目标上空的时候投放炸弹,在这个过程中飞机的垂直高度变化不大。炸弹下落时会被飞机的平飞速度赋予相应的水平速度以飞完剩下的距离,但炸弹的垂直下落速度完全靠其本身的重力赋予。

  俯冲轰炸模式则是轰炸机携带炸弹以非常陡峭的角度从高空俯冲,在加速的同时将机头方向瞄准目标,随后在较低的高度上对目标投出炸弹并将飞机重新拉起,这种空中杂技般的攻击方式会伴随着飞机高度的急剧变化。由于俯冲轰炸时投放炸弹时轰炸机的俯冲角很大,所以炸弹脱离轰炸机时,不会被赋予太多的水平方向的速度,但却会被赋予巨大的垂直速度。

  上个位面的二战时期,比较典型的俯冲轰炸机俯冲角度都能达到60度,某些些在俯冲性能上做得比较极致的号,比如德国的Ju87“斯图卡”轰炸机,俯冲角度甚至可以达到80度以上,如果从地面的角度看,这时的“斯图卡”简直就像是垂直从高空冲下一般。这种从天而降的掌法给俯冲轰炸带来了以下两个重要优点:

  首先是俯冲轰炸拥有极高的投弹精度。由于俯冲轰炸机的弹药投放高度很低,弹药脱离载机时的初始速度很快,所以炸弹离机后的飞行时间远比水平轰炸短,这就导致俯冲轰炸时,炸弹受风力等自然因素的干扰远小于水平轰炸。再加上俯冲轰炸机投弹前,飞行员还可以不断对俯冲轰炸机的下滑轨迹进行微小的修正,而水平轰炸在将航线瞄准目标上空后,能修正的就只有投弹的时机了,这些因素综合起来,就导致俯冲轰炸的精度远高于水平轰炸。

  凭借极高的轰炸精度,俯冲轰炸机非常适合定点清除敌方高价值的点目标,比如桥梁、坚固工事、物资集散中心等,所以能够很好地完成战场遮断的任务,也就是将某个区域中的敌军与其他作战区域的敌方力量割裂开来,使该区域的敌军处于相对孤立的状态。

  除此之外,俯冲轰炸机还可以凭借自身的高精度攻击运动中的目标,比如陆地上的行驶的战车和海面上规避的战舰。在上个位面的二战中,有的“斯图卡”轰炸机飞行员甚至可以用炸弹直接命中移动中的坦克,其攻击精度可见一斑。而水平轰炸想要有效打击这样的移动目标,命中概率简直和彩票中奖差不多。在精确制导攻击手段尚未普及的二战时期,俯冲轰炸机的这个能力显然具有难以替代的价值。

  其次是俯冲轰炸拥有相对较高的突防概率。虽然面对敌军密集的防空火力,俯冲轰炸机如同鹰隼般飞扑而下,确实需要面临极高的风险。但是相比同时期的其他空中突防方式,比如水平中和鱼雷轰炸而言,俯冲轰炸的突防概率其实已经算相对较高的了。

  这是因为相比那些航线基本稳定的水平轰炸机以及鱼雷轰炸机,以当时的地面或者舰载防空火力的技术水平,要想以很大的仰角拦截俯冲轰炸机这种高度急剧变化的目标确实面临很大的困难,而且俯冲轰炸机一旦进入稳定的俯冲轨迹,很多时候即使被击伤也能继续完成攻击过程,通常需要将其彻底摧毁才能真正解除威胁。

  当然俯冲轰炸相比水平轰炸也有很多局限性,比如载机必须拥有足够的结构强度,否则机体就难以抵御俯冲-拉起时的巨大过载,这会增加飞机的空重进而影响油料和武器的搭载量;比如俯冲轰炸对于飞行员的身体素质和飞行技术有更高的要求,这会大大增加每名合格飞行员的平均培训时间和成本;再比如俯冲轰炸虽然很适合打击点目标,但是对于大面积目标的覆盖效果就不如重型轰炸机的水平轰炸了……

  然而装备俯冲轰炸机的理由从来就不是它的完美无缺,而是它所拥有的不可替代性。作为这个时代唯一能够被大规模使用的空中高精度打击手段,对于上个位面二战初期在欧洲大陆势如破竹的德军来说,俯冲轰炸机的空中遮断可以说是和装甲力量的集中使用并列的两大战术灵魂,并且在很大程度上弥补了战争初期德军地面重装备的性能劣势。

  海伦娜虽然知道俯冲轰炸机的光辉也就能持续十来年时间,但是她仍然必须非常认真地对待这一机种的研发工作,所以上个位面中容克斯公司的Ju87俯冲轰炸机和亨克尔公司的He118俯冲轰炸机在本位面又得到了重现,只不过这两款非都因为海伦娜或直接或间接的影响,与它们在上个位面中的样貌发生了很大的变化,而且这些变化都是向着好的方向的。这本身是一件好事,但它也带来了一个副作用,那就是海伦娜的选择困难症又要发作了。

第二百五十七章 肉烂锅里

  虽然本位面容克公司拿出来竞标空军俯冲轰炸机项目的方案,基本可以算是上个位面中的同名型号在异时空的精神延续。但是海伦娜多年来对德国航空工业的直接或者间接的影响,依然为容克公司的这款新型轰炸机留下了相当深刻的烙印。

  它既完美保留了上个位面中“斯图卡”俯冲轰炸机简单实用的设计特点,又充分利用了这些年来德国在空气动力学方面的技术进步成果,非常符合海伦娜在武器设计上始终坚持的“奇正相合”的原则。

  有别于今年初首飞的BF-109战斗机上所采用的迈巴赫公司的HL-360型发动机,本位面容克公司在Ju-87俯冲轰炸机的原型机上采用的是排气量更大的Jumo-213型发动机,这也是容克公司自己研制的拳头发动机产品。通过给自家飞机配备自家的发动机,喜欢玩垂直整合的容克公司也算是把肉烂在了自己的锅里。

  在五年前的那次航空动力招标中,容克公司击败实力强劲的奔驰公司,和迈巴赫公司共同赢下了那次竞标。接下来容克公司又根据海伦娜提出的改进要求,对他们编号为Jumo211的发动机原型机进行了大规模的重新设计,其工作量之巨几乎不亚于设计全新的发动机。容克公司在发动机方面多年努力的最终的成果,就是刚刚伴随Ju-87俯冲轰炸机的原型机首飞的的这款Jumo213发动机。

  不过大规模重新设计的代价就是,Jumo-213发动机的研发进度远远落在了短平快的迈巴赫公司的后面,以至于容克公司直到今年四月才算完成了这款发动机的全部定型工作,险些就没能赶上与Ju-87俯冲轰炸机原型机的匹配。如果真的发生那样糟糕的事情的话,容克公司的Ju-87轰炸机可能就要被迫使用最大功率只有820马力的Jumo-210A型发动机完成首飞了,幸而Jumo213发动机最终还是赶上了时间节点,获得了皆大欢喜的结局。

  本位面容克公司研制的这款Jumo-213发动机,在与迈巴赫公司HL-360发动机组成的高低搭配体系中属于相对高端的产品。这款倒置V12缸发动机拥有42升的超大排气量,比起上个位面中排气量35升的同编号产品足足高出了20%,比起同时期英国排气量27升的梅林系列发动机,以及排气量36.7升的格里芬系列发动机也要大得多,非常接近于上个位面的二战末期德国所研制的DB603系列发动机的排气量。

  虽然这种靠堆砌排气量来提高功率的方法显得过于简单粗暴,甚至有些笨拙鄙陋,但是海伦娜知道,对于高标号燃油很可能供应不足的德国空军来说,未来要想靠提高发动机进气压力来增加输出功率,其难度势必会比油料供应相对充足的对手更大,而提升发动机转速的技术路线也不能无限制使用,否则不仅会面临冷却问题,曲轴和活塞的强度也会面临考验。

  于是依靠排气量的增加来提高发动机性能,就会成为任何德国发动机设计师都无法拒绝的选项,上个位面的德国设计师是在战争的进程中才渐渐明白这个道理的,所以就有了走大排量路线的DB603发动机,只不过这款谭克博士最心仪的液冷发动机还没来得及大规模生产,战争就已经结束了。因此海伦娜选择在排气量上直接到位,即使付出重量代价也在所不惜。

  值得一提的是,这款Jumo-213发动机还采用了在这个时代还很新潮的四气门设计,虽然在后世四气门已经是家庭乘用车上常用的技术了。所谓的四气门设计,其实就是将过去发动机每个气缸上的两个较大的气门,分解成了四个相对较小的气门,然后再将火花塞布置在四个气门的中间位置。这种设计不仅可以减小发动机配气结构的惯性质量,而且大幅提高了发动机高转速下的换气效率,对于提高发动机转速和压缩比都是非常有好处的。

  容克公司的Jumo-213发动机凭借42升的较大排气量,在由液力变矩器驱动的一级机械增压器所提供的1.3ata的进气压力下,可以在每分钟2500转的转速下可以输出高达1650马力的功率。通过驱动机头的自动变矩四叶螺旋桨,该发动机可以给身材略显臃肿(相对于战斗机而言)的Ju-87俯冲轰炸机提供较为充沛的动力。

  相比之下,上个位面中容克公司的那款Ju-87“斯图卡”轰炸机首飞时,却只有最大功率仅有680马力的Jumo-210D发动机可用。直到1936年容克公司研制出功率1200马力的Jumo-211A型发动机后,“斯图卡”轰炸机动力不足的问题才算得到初步缓解。

  由于本位面中有了强大Jumo213发动机支持,赫尔曼·鲍曼在设计Ju-87俯冲轰炸机时就少了很多顾忌,可以更加大胆地使用新技术。即使只是以外行人的眼光,纯粹地从飞机的外形上也能看出本位面容克公司的Ju-87比上个位面中的那款具备更多的现代化的特征。

  本位面的Ju-87俯冲轰炸机依然采用了类似上个位面的串列双座布局,坐在飞机前座的是驾驶员,坐在后座的则是机电员兼后向机枪手。机翼也采用了上个位面中经典的倒海鸥式设计,即机翼内段呈现一定的下反角,而外段呈现一定的上反角,这会在机翼中部形成一个折角,战机的主起落架就安装在这个折角的下方。这种设计的好处是可以在不加长起落架的情况下,增加战机腹部的离地间隙,从而可以更方便地在机腹下挂载大型炸弹或者其他载荷。

  

  由于俯冲轰炸机在俯冲轰炸时,机体结构在俯冲-拉起的过程中需要承受巨大的过载,所以本位面的Ju-87和上个位面一样拥有非常坚固的机体结构,飞机的主要结构和蒙皮采用杜拉铝,而部分需要承受较大应力的部件,则采用了不锈钢挤压成型工艺制造。按照静力实验的结果,其结构强度足够保证该机在600-700千米的极高俯冲速度下拉起机头,而不会发生结构性损伤。

  虽然以上这些都是上个位面中的“斯图卡”轰炸机上被实战检验过的成功设计,但是本位面的Ju-87俯冲轰炸机毕竟不是上个位面的复刻版本,它的身上还有更多的设计上的闪光点,其中有部分闪光点还是在海伦娜的直接建议下产生的。

第二百五十八章 一箭双雕

  被造型圆润的大型流线型整流罩包裹着的固定式起落架,无疑是上个位面中“斯图卡”俯冲轰炸机最为醒目的外形特征,也是这款著名轰炸机身上最具争议性的设计之一,有的人认为这种起落架是蛮夷时代的遗迹,有的人则赞扬这种起落架是简单实用的典型,还有的人则是纯粹地从美学的角度考虑,认为这对起落架严重破坏了“斯图卡”轰炸机的颜值。

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