Fw-190的心脏--从BMW801到Jumo213

(原来专栏投稿还限制字数,实际上这是我原本打算做视频的文案,但是截至目前已经写了好几万字了,估计做视频能把我活活累死,那还是先拿来切片投个专栏吧)
BMW也就是宝马公司,在1916年刚成立时原本是一家飞机发动机生产商,它的第一款产品是于一种直列6缸水冷发动机,名为BMW IIIa,这种发动机的性能在一战期间性能超群,是当时最好的战斗机发动机之一,一战战败后,迫于凡尔赛和约的条款BMW被迫转型为了汽车制造商,但随着德国人在30年代的再武装计划,它又重拾了自己的航空发动机制造业务,并在之后的大战中扮演了重要的角色。
相比于它的英美同行,我们可以说BMW在整个二战期间的表现是十分糟糕的,在30年代中期,德国航空发动机市场有三个比较大的生产商,分别是Junkers容克斯、Daimler-Benz奔驰、BMW宝马,但是这三家当时主要生产的都是液冷发动机,RLM,也就是德国帝国航空部知道这种情况是不合理的,于是要求BMW放弃液冷转而去生产风冷发动机,如果战争不是在1939年就爆发,这或许是个明智的决定——但是时不待人,RLM的命令要求BMW这个几乎没有风冷发动机制造经验的公司从零开始,而且必须在几年后的战争中迅速拿出世界先进的产品,这可以说本身就是不可能的。
虽然BMW于30年代初期前后购买并生产了美国普拉特惠特尼公司的黄蜂式9缸风冷发动机,本土化之后命名为BMW-132,但仅凭如此是不够的,它还需要一个在这方面有经验的合作伙伴。
这个合作伙伴是Bramo布拉莫,Bramo曾经是隶属于庞大的西门子电气集团的一个工厂,通过凡尔赛和约的漏洞,即使在战败后也仍然在开发自己的航空发动机,20年代年它购买了英国布里斯托公司的Jupiter发动机生产许可,并且很快就仿制出了自己的发动机,是德国境内少数有风冷发动机制造经验的厂商,在1936年,该工厂正式重组为一个独立公司Bramo,主体是位于柏林的斯潘道厂,规模上可以说不逊色于BMW的大本营慕尼黑工厂。
Bramo在与BMW的合作中共同在风冷发动机领域取得了不错的成绩,1938年夏,Bramo的329型风冷发动机在超功率测试中使用87号燃料达到了惊人的2050ps功率,而与此同时Bramo主持开发的Kommandogerät发动机自动控制系统也进行了成功的测试,除了与BMW进行风冷活塞发动机的合作,Bramo自己甚至已经开始涉足航空燃气轮机的领域。
就当BMW与Bramo的合作项目刚开始不久,RLM开始希望福克沃尔夫能设计一种新的单发战斗机,而库尔特-谭克博士接下了这个单子,这就是后来的Fw-190,关于Fw-190设计的故事这里不再赘述,我们只需知道当时谭克博士可供选择的两款分冷发动机分别是Bramo的329型发动机和BMW的139型发动机,这两款发动机体积与重量都十分接近,也同样都是1500ps级别动力40升排量的双排风冷发动机。
不过就当时的情况来说来说,BMW的139发动机设计上较为落后,几乎所有设计细节都来自于早期普拉特惠特尼的黄蜂发动机,出于这点在竞标中是无法战胜Bramo-329的,但在1938年,Bramo公司产生了巨大的变故,原因是RLM试图将德国航空发动机的制造商进行大规模合并到三个主要的生产商系统中,跟前文说的一样,这个政策或许没错,但实施的时间实在是太晚了,1939年6月,BMW正式收购了Bramo公司,RLM重新分配了生产发动机的编号,原Bramo的“300”系编号和原BMW的“100”系编号合并为了“800”系编号。
在合并时经过双方磋商,原Bramo斯潘道工厂的大型风冷发动机设计能力转移到BMW慕尼黑厂,斯潘道厂仅保留了为运输机研发的9缸发动机的开发能力,这一决定是因为同年早些时候,RLM不仅要求BMW公司从零开始发展风冷发动机,还要求它开始研发喷气式发动机和火箭式发动机,于是在这方面更有经验的Bramo斯潘道厂就顺理成章成为了这些发动机的研发基地,风冷发动机的开发工作转交给了BMW的慕尼黑厂,但是BMW无法承受一下子共同研发这么多新项目,不堪重负下,原先数个Bramo公司的项目被取消,Bramo-329也不得不给宝马的发动机让路,所以BMW-139被选为了Fw-190的心脏。
1939年春,Fw-190的一号原型机V1下线,虽然首飞还没进行,不过BMW也知道BMW-139的可靠性不足,于是早早地就开始了139改进型的设计,也就是后来的BMW-801,BMW-801的设计过程从开始研发到台架测试仅仅经过了6个月,于1939年4月进行了台架测试,它虽然相比139只进行了一些细节上的修改,提升了马力,BMW-801 V14第14号原型发动机在测试台上成功达到了1800ps,但两者间最大的区别还是801引入了Kommandogerät自动控制系统,Kommandogerät是一种用于航空发动机的全自动控制单元,当时的另两家航空公司DB和Jumo也有自己的发动机自动控制系统,但是它们并没有将控制系统全部整合到一套系统里,BMW则是有史以来第一个做到的,Kommandogerät的主要开发工作实际上是Bramo完成的,但是BMW将它装备在了Fw-190上,使得德国飞行员在空战去可以不再将注意力放在控制发动机上
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当BMW把801发动机的全尺寸模型送到谭克博士手里的时候,Fw-190V1甚至还没有首飞,1939年6月1日,Fw-190V1正式进行了首飞,果然爆发了严重的发动机散热问题,更换了整流罩的V2也没有解决这个问题,鉴于现阶段的V1-V4原型机都无法容纳长了50cm重了160kg的BMW-801发动机,同时为了兼容Kommandogerät系统,于是谭克干脆取消了V3、V4原型机的完工,选择了新设计一台原型机以搭载BMW-801 ,Fw-190V-5进行了很多细节上的变动,逐渐靠近了我们熟知的外观。V5经过机身的加固和装甲的增设,以及等等RLM要求的设备安装后,机身重量相比V1整整提升了25%,翼载荷也从187kp/m²提升到了228kp/m²,机动性可知遭受了严重的恶化,不过预期里的BMW-801提升的马力正好能解决这个问题。
虽然BMW-801的开发进度很快,但直到1940年4月,福克沃尔夫才正式接收了用于Fw-190V5的BMW-801C型发动机,A和B型则被用于了早期在双发机上面的测试飞行,这台801C(Wnr.80110)在测试中达到了1622ps。
Fw-190V5的性能无疑是惊人的甚至划时代的,安装旧型号14.9㎡翼型的V5k达到了海平面602km/h,临界高度5600m达到714km/h的速度,而使用了新型号18.9㎡翼型的V5g也分别达到了590和700km/h的表现,这一由原型机达成的数据十分亮眼。
RLM十分满意Fw-190V5所表现出来的性能,于是福克沃尔夫和BMW都顺利拿到了飞机和发动机的订单,但可没有时间让他们停下来好好庆祝,随着1941年1月Fw-190A型进入部队进行服役测试,飞行员们很快就上交了一份长达50余条的改进要求,为此福克沃尔夫公司甚至不得不暂停了Fw-191双发轰炸机的研制工作,把所有资源都调集到Fw-190身上,不过相比于福克沃尔夫,BMW实际上面临着更大的挑战。
在1941年末进行的Bf-109F4与Fw-190A-2的测试中,加兰德指出BMW-801C根本不可能参与目前在英国上空的任务,至少要在半年后801才能像109F4的DB-601E一样可靠地运行,到目前为止,BMW-801已经经过了大小近20次小修小补,但平均的寿命仍然只有区区25小时。
德国人认定,风冷发动机的Fw-190只是一个权宜之计,需要尽快将液冷的DB-603作为Fw-190的新心脏
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