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被遺忘的一頁——德瓦蒂納D.520與西斯潘諾絮扎12Y

被遺忘的一頁——德瓦蒂納D.520與西斯潘諾絮扎12Y

來自專欄 RAF第617中隊駐紮地(水壩破壞者限定)32 人贊了文章

題圖為某著名(迫真)網遊CG

二戰,改變了一代人的人生,改變了數代人的命運,讓一代武器成為傳奇,也讓另一部分武器成為一些笑柄,如果沒有二戰,RAF的看板娘噴火或許會按原計劃43年就此停產(原計劃噴火只是颶風的一個補充),USAAF也不會有那批銀色駿馬,超級馬潤的競速機依舊和馬基斗得不可開交

或許D.520和D.550還有她們的姐妹,還有西斯潘諾絮扎12Y引擎也不會就這樣子被遺忘

故事始於埃米爾 德瓦蒂納於1920年在圖盧茲建立的以他名字命名的公司(Aéronautiques émile Dewoitine),他們在20年代設計了一系列的傘翼式布局單翼機,雖然這些飛機在法國不怎麼受歡迎但是卻在義大利,瑞士,比利時賣的不錯,在公司於27年清算後在巴黎重建,在1930年,根據法國航空部的C1規範,德瓦蒂納設計了D.500系列戰機,D.520的故事,就此開始。

圖片來源見水印,如果說德瓦蒂納給了D500,520,550系列身體,那麼她們的靈魂是西斯潘諾-絮扎給的,在後面我們會經常見到這種西斯潘諾12缸引擎和西斯潘諾20mm航(焊)炮(槍)與德瓦蒂納戰鬥機的組合,該機為D.501,基本型D.500沒有20mm S7航炮

雖然D.500作為一架1930設計的飛機不顯落後,D.501開始配備的西斯潘諾20炮(厄利孔FFS)也可以說是那個時候最致命的火力,但是30年代航空技術的發展實在是太快了,D.500在第一架量產機在34年底首飛後瞬間落後,就在34年7月,為了跟上其他國家戰鬥機的性能,法國空軍發起了一個旨在提高D.510性能的計劃(換裝西斯潘諾-絮扎12Y的D.500),德瓦蒂納給出了D.513作為回應,但是這麼舊的平台註定是鬧不出什麼新花樣,最後法國空軍選擇了MS.405

上為MS.405,下為D.513,具體性能都是飛不過500kph引擎功率不過千註定被淘汰的東西,不再贅述,不過無論這兩家誰贏西斯潘諾都能賺一個發動機和一根航炮錢

雖然說1934年 C1技術計劃給法國帶來了MS405讓法國顯得不那麼落後,但是35年的東西不飛過500kph依舊讓法國人感到不安,1936年6月15日,法國航空部頒布了一個新的技術規範,要求新戰機要儘可能便宜(那個年代大家都這麼想,先堆起量再說),速度要達到500kph,但是隔壁的颶風和噴火著實噁心了法國人一把——法國人的新飛機可能又雙要出生即過時了。

為了不再重演這一悲劇,1937年1月12日法國航空部發布了A23技術計劃,要求新戰機最高時速為520公里/小時(4000米),能夠在不到15分鐘的時間內爬升至8,000米,起飛和著陸不超過400米,兩挺7.5毫米機槍和傳家寶西斯潘諾20炮(S7的改進版S9),德瓦蒂納改進了他們在36年的設計,並提交給了航空技術服務部(Service Technique Aeronautique),雖然他們感覺新設計或許能達標但是卻並沒有立刻訂購原型機,在3月份,SAF(德瓦蒂納的新公司)被國有化,D.520的設計工作在1937年的大部分時間內暫停,在38年才重新開始,d埃米爾 德瓦蒂納成為新建立的國家航空協會(因36年法國重工業大罷工成立,本質上就是國有化的SAF)的副總經理,他提議讓D.520的研發繼續進行,38年4月3日,航空部頒發了513/8號合同,D.520計劃就此正式化,畢竟是一個已經完善度相對較高的設計,第一架原型機D.520-01在1938年10月2日就試飛了(並不是gaijin的那張圖那麼帥,D.520-01那個時候是很挫的,就下面那樣,一股30年代初風味)。

D.520-01並沒有達到指標,機翼下的兩個小散熱器阻力比計算的大,散熱效果也不佳,西斯潘諾12Y-21引擎也不夠強勁,在11月因未能及時放下起落架而受損後,D.520-01更換了一個三葉變距螺旋槳,西斯潘諾12Y-29引擎,還有一個向後排氣產生推力的排氣管,散熱器也換成了標準型那樣子的機腹式(你問我D.520和俄國佬那堆LaGG和Yak有什麼關係,我只能說無可奉告,散熱器布置應該是巧合,不過大家引擎都是西斯潘諾12Y衍生的而且都塞進一個軸炮倒是真)

右邊那一條達到940hp的功率曲線是在400kph高速空氣的衝壓效應下取得的,縱軸為功率橫軸為高度,低空折一下是起飛功率,左邊是功率轉速油耗的曲線,左邊縱軸為功率,橫軸為轉速,右邊縱軸為油耗,條件分別是3600m和海平面,該圖為靜止的功率與轉速比,可以看出12Y-21的CA為3600m,增壓器為一速

這個時候還是H-S自己弄的小破增壓器(圖不一定是-21)

二號原型機和三號,可以看到設計已經差不多定下來了(看起來也先進了許多),座艙變成了封閉式,三號機終於有了尾輪,往後排氣的排氣管也成了標配,二號原型機為西斯潘諾絮扎12Y-29而三號為31

從1937年拖到39年3月,D.520終於獲得了200架訂單,比利時人也對D.520很有興趣並且數次飛行了三號原型機,所有的200架都是12Y-31作為動力(後面換成了12Y-45,45有一個很獨特的Szydlowski-Planiol增壓器,後面會講),然後在6月份升到了600架,在7月份又砍成了510架,法國在戰爭爆發後把520系列單子擴大到1280架,40年1月法國海軍又獨自下了一個120架的單子,40年4月法國空軍下的單子讓D.520訂單漲到了2250,每月生產配額350架,但是法國並沒有像英國人一樣在戰前就丟一大堆錢進航空工業裡面,RAF的軍費在36年超過了RN,但是飛機總數變化的量不算非常大,英國人把錢砸在航空工業上的成果在戰爭開始後得到了巨大的回報,D.250在40年5月開始月產200架,而隔壁在6月產了差不多320架颶風和90架噴火(這個時候噴火還是颶風生產的補充,戰前原計劃是颶風產能夠了就停噴火,而且超級馬潤當時還是小破廠(其實一直都是),噴火最大代工廠布羅米奇堡工廠還沒有加入生產,CBAF產的第一架噴火是1940年7月17日生產的MK.IIA P7290,43年摔了),在意識到自己產能低下後,法國人精心優化了他們的生產,減少到了7000多工時,大約是D.510或者MS.406的一半(義大利純手工打造,MC200/202 21000工時),但是還是比不上109E的4500(你問為什麼6月到9月109月產最多只有8月的220?這個我也不知道,詳情請諮詢RLM或及時聯繫米爾希同志讓他去檢舉)

第一批生產型D.520的全空域最大速度不達標,散熱也存在問題,在修改了增壓器進氣口,冷卻管路設計,直到4月份才宣布為戰備狀態,Groupe de Chasse I / 3是第一個獲得D.520的單位,於1940年1月接收了第一架飛機。這些最初的D.520沒有武裝,用于飛行員訓練,4月和5月,部隊獲得了34架「具有作戰能力」的D.520,到5月10日,德國開始入侵低地國家時,法國已經生產了246架D.520,但是法國空軍只接受了79架,其他的飛機返廠升級,所以只有最初裝備D.520的GC 1/3是滿員的(36機),在投降前還有四個空軍中隊(Groups)和三個海軍中隊(Escadrilles)完成換裝,6月停戰時生產了437架D.520,交付了351架。


簡單(確信)的說完了戰前德瓦蒂納D.520的發展和生產的情況後,(我知道你們不想看這些大部分是wiki上翻的東西,不過我就算是拿到danniel的書翻出來的東西也不會差太多)我們來講一講德瓦蒂納D.520的一些技術部分和飛行性能

D.520系列從3月31日開始共6批

D.520 第1到350架生產型,H-S 12Y-45發動機,Ratier 1606螺旋槳

第351到525架生產型,Chauvière 3981螺旋槳

D.522 第526到600架生產型,H-S 12Y-31引擎,把S-P增壓器換回H-S自己的新大增壓器

D.523 第600到750架生產型,H-S 12Y-51引擎,S-P增壓器

D.525(524是換西斯潘諾12Z引擎,然後鴿了)第751到780架生產型,把523引擎換回H-S的增壓器

D.524 第781架以後(你們真的不產D.551嗎)

先說說D.520一家子的引擎

西斯潘諾-絮扎12Y系列的歷史可以追溯到他們之前的1925年的12N,從12N開始缸徑從130mm變為150mm,活塞行程是和1925年的12L定下來的170mm(這個直到野兒子VK107都沒變,就是轉速大大提升,VK107也和Jomo213並列為二戰活塞速度最快的戰鬥機引擎),在說12Y前,有必要先說一下他的前輩12N,12N的載機在1926到1930間打破遠距離飛行的世界紀錄,20到30小時穩定連續運轉,平均故障時間200小時(註:基本上是一星期每天20多快30小時,作為20年代的液冷引擎也是不容易了,二戰的各種戰鬥機用的液冷基本上是100多,俄國人那種極端用法的到50多60小時易損部件就有問題了,氣冷一般來說都能去到300往上,不過戰鬥機引擎基本上積累幾次WEP檔運行就大修,如果戰鬥中長時間用WEP也要拆機了,那種常年經濟油耗蹭著飛的東西引擎大修間隔600多1000小時都有可能,不過有條件的話用個幾十小時就該去大檢,200多300就應該去大修了,活塞式的這種東西沒個準的)

V1650和1710作為戰鬥機液冷引擎集齊兩大要素榮膺倒數第一第二,2800主要用戶為戰鬥機喜獲倒數第三

這種是硬性規定,不過3500rpm不會直接炸了嗎?(梅林一般來說WEP都是3000轉,RM.17.SM系的185547號用101英寸進氣壓刷出2620馬力時也不過是3150轉,不過之前同樣是RM.17.SM的82861號有91英寸進氣壓3300轉2380馬力的數據)

自12M起,西斯潘諾12缸引擎採用相同的技術(繼承自V8引擎,大概是......?10年代的東西?),兩端開口的鋼製氣缸套,一側擰到鑄鋁氣缸體上,上端由氣缸蓋壓緊,閥座,進氣門和排氣門安裝在氣缸蓋上,活塞由鍛鋁製成,基本上和現代發動機無異,12X和Y是1930年針對當時空軍和航空公司的需求而生的,12X在排量減少到27升後依舊維持了650hp的功率,在同級別中是最輕的(385kg),對比RR的390kg,480馬力的茶隼III無疑是形成了巨大優勢,12Y計劃達到1000hp功率,在功率上基本上是對標RR的灰背隼和艾利遜的V1710,12X和Y上依舊有著西斯潘諾-絮扎之前的第一款V8引擎的影子,鍛鋁凹面活塞,雙氣門(大概是6個化油器的緣故,1710比12Y早已經是四氣門了,茶隼和禿鷹都是四氣門,星型氣冷不好做多氣門,要在外面架動作桿,12Y純屬偷懶,毛子拿到手後立刻加氣門),不過氣門閥是中空的,內部填充鈉,上方下方鑲裝硬合金(12Y用鉻鍛鋼),下部的鈉受熱就升到上方散熱冷卻,這個技術在30年代開始被使用,以承受因對功率越來越高的需求帶來越來越高的溫度,12Ybrs在1932年運行,但是功率僅有795,不過較輕的重量(575kg)倒是稍微彌補了一些(你那堆附件那麼原始不輕有鬼了),而同時代的1710以更輕的重量更小的排量達到了990hp,而發展了3年之後的12Y-21才達到910hp,過於弱小的動力很大程度上制約了法國飛機的性能,這個和H-S原配的小增壓器有不小的關係,12Y的鎳鉻鋼活塞連桿沿縱向排列是不對稱的,排氣管和化油器也是如此,其排列從發動機缸體的前部到後部為1-2-2-1(從上面的實機照片排氣管布置看這個非常明顯),凸輪軸由鉻鎳鋼製成,兩端有飛錘,可抑制振動。

發展這麼多年功率漲的小的可憐,昭和好歹都有過千的,弱小的增壓器和因為只是針對當時不大的功率的薄氣缸套讓12Y的上限很低,12Z升級到4氣門,但是故障連連,毛子接手12Y後對汽缸壁和曲軸各種升級補強後最後的成果VK107依舊可靠性不佳,作為一個30年代的引擎12Y本身是缺乏發展潛力的

從D.520量產型開始,D.520開始使用H-S 12Y-45,這一個引擎開始使用Szydlowski-Planiol增壓器,機械增壓器由一個齒輪組將葉輪與曲軸鏈接,12Y45的S-P增壓器葉輪轉速與曲軸轉速之比為10.03比1,也就是最高約24000轉,葉輪直徑為240毫米,因此葉輪在最大麴軸速度下,尖端速度約為每秒1000英尺

S-P增壓器有一個獨特的進氣口導流葉片,葉片位置是固定的但是它可以旋轉,它可以順時針或逆時針旋轉控制進入葉輪的氣流

絕大部分引擎,比如說梅林的導流葉片角度是固定的,不過會整體旋轉

葉片15度時是完全封閉狀態,90度時是完全開啟狀態,這個時候就是一個普通的軸流式增壓器

S-P增壓器的獨特之處在於其可調角度的導流葉片,增壓器的葉輪克服空氣阻力做功,自然就要面對增壓器內的空氣阻力,以及面對因與空氣摩擦產生的高熱,高速飛行時的高速氣流還會增加增壓器的負擔,讓增壓器消耗的功率更大(當然如果你增壓器足夠差足夠小影響就沒那麼大,一個合理設計的增壓器進氣口本身也可以當成一個小增壓器,你TEL摻的多不爆震你就可以靠衝壓效應獲得比靜止時更高的功率)當飛機在高空氣密度的低空爬升或高速飛行時,引擎的轉速往往會達到最大,二速增壓器可以設置一個傳動比比較低的第一檔讓增壓器轉速不那麼高,代價就是進氣壓上限變低了,一個高轉速的大增壓器固然效果好但是面對的阻力更大吃掉的引擎功率更多,摩擦產生熱量更大進氣的溫度更高,尤其在低空更是如此,S-P增壓器的葉片可以控制進氣的量,傾斜角度由氣壓差決定,在低空高轉速時角度變小減小增壓器克服阻力做的功,從而獲得更好的表現和一個穩定的進氣壓,而不是像其他的引擎靠發動機端的節流閥控制(缺點就是你想靠高速氣流榨功率可能是不行的了),和JUMO213的Letischaufeln verstellbar增壓類似,但是從結果上看JUMO的效果更好一些。

各個葉片角度下的溫升比和壓力係數

JUMO的特色就是海平面就是最大功率然後一直往下輕微下降直到一速CA,之後功率暴跌直至二速開啟

雖然S-P增壓器是一個有意思也有意義的設計,但是西斯潘諾12Y的功率依舊沒有破千,從結果上看12Y45依舊是一款不優秀(我的意思是差勁)的引擎,如果S-P增壓器繼續發展,說不定法國人也會發展出一個和JUMO213差不多的東西,但是法國投降後,德國佔領政府不允許大規模生產,12Y和12Z也就此沒有下文了(有趣的是法國人戰後又把JUMO213撿過來裝So8000上了)

D.520在BOF中最大的敵人無疑是BF109E,在1940年4月21日在奧爾良-布里奇與109E3的對比試驗中,在600米低空飛行最大速度上兩者相差無幾,爬升上因為520散熱問題所以負於109E3,5500米的最大平飛速度也是109E佔優,俯衝上差別不大,D.520比109更容易失速,不過兩者機動性相仿,D.520的紡織物副翼,升降舵,方向舵可能給高速下操縱帶來不便,不過活塞式的空戰時的速度也不會快到哪裡去(原文,有興趣的讀者可以去看一下更詳細的內容kurfurst.org/Performanc PS:Kurfurst的東西最好帶一點警惕性去看,不過這種原件就沒什麼太多必要擔心了,嗯還有,法語警告)

用圖來表示更加方便

爬升率,注意在看這些曲線圖時請看清楚給出條件,1940年還很少說會修正空氣可壓縮性帶來的速度誤差所以下面的速度可以自己顱內修正一下

在法國投降後,重新武裝維西法國是德國要面對的一個問題,現成的D.520就是一個很好的選擇,但是德國不允許繼續發展12Y和12Z系列引擎,這樣子戰鬥機的性能提高就要想其他的辦法了,在北非/地中海部署的D.520遇到了引擎過熱問題,最大速度只能達到523kph了,既不能更換一個更好的引擎,又不允許過多修改,所以法國人只能另想辦法,D.520實際上是一架阻力相當大的飛機,不過這些增阻項目都不難修正,她的100 Cx1估計值為3.42,他們給D.520改造了一個新的散熱器,降低了100Cx值差不多0.25,然後拆下了引擎罩的通風柵格,這又降低了100Cx約0.1,還有新的排氣管,還有用布封上機槍口(-0.1 100Cx),修改螺旋槳減速器(減了0.25),這樣子折騰一圈下來終於能飛上523kph了,被非官方命名為D.520MA(Modification dAlger)並服役於GC II/7 GC III/7和GC II/6中

外觀上看得出排氣管的改變,不過根據梅林的三排氣管和六排氣管的表現來看這樣子弄可能會減少一些排氣推力

Pmax是功率,單位是hp,D是所在高度空氣密度,0.8是槳效率,這個值不一定是常數,S是飛機表面積,單位為平方米,有興趣的話可以自己去推算下改造後D.520的Vmax和全空域速度

歲月在變,不變的是功率不過千

改造的數量(嗯?你問1941後為什麼沒有了?沒有人這麼有空去改一架噴火II都打不過的玩意,除非真的是窮)

除了這種非官方改造外,還有官方的改造計劃,具體項目是把12Y45更換為12Y49,進行減阻優化,修改一個類似於D.550的機鼻,D.520 465號被修改成這種增強型D.520,試飛從41年11月進行到42年7月,在試飛完成後,又在8月20日和28日飛行了兩次,42年11月因為火炬行動,德國人侵佔了維西法國剩下的法國南部,這架增強型D.520也一直蹲在倉庫吃灰直到1945年又被挖出來修復並在10月3日最後一次飛行。

畢竟這個項目沒辦法推廣到所有的D.520上

和正常的462號對比,465的包線在上面和109E的對比中有

D.521

D.521是一個計劃把梅林III安裝在D.520上的計劃,由於HS404沒辦法做成軸炮了,所以想了在機翼上兩門13.2mm機槍(很快被否決了)和兩門機炮和兩支洒水槍的設計,但是這個設計很快就被放棄了,不過為了收集梅林III的數據和D.520的飛行性能,D.521原型機還是被造了出來,除了梅林III以外和普通D.520並沒有太多區別,雖然因為更好的引擎D.521的性能更好,但是非常難以操縱,尤其是起飛時,因為試飛員Marcal Doret認為她太危險了,並且反對繼續測試,當局採用了他的建議,D.521也被還原成普通的D.520服役。

D.523

如上文所述,D.520的阻力是相當大(此時一架不列顛飛門路過)而且都是被些雜七雜八的小東西拖累,為其減阻是提高性能的一個簡單易行的辦法,D.523採用了新的散熱器,還有一個新的螺旋槳減速器,機鼻也因此變長了,這些改進非常類似於D.520MA,但是畢竟是一個船新版本,D.523的100Cx降到了2.6(這你得問法國佬為什麼能降那麼多,不過實際到了部隊機場那裡地勤大爺未必願意給雜兵維護的那麼好)D.523生產了一架原型機和59架生產型,11架分配到了GC II/3,2架分配到了GC II/7,19架分配到了GC I/39,飛行學院接收了22架,其中16架不可用,2架給了CEV,4架給了CRAS。

523,520,520MA和523AS的速度對比,還有523的爬升,最下面是喜聞樂見的與友商產品性能對比

D.524

1947年8月,在法國航空期刊《Décollage》上,同樣是那個批判一O D.521穩定性不好不安全的Marcal Doret在一系列關於他職業生涯的文章中寫到,D.520雖然說她有非常好的飛行品質,但是卻因動力不足而拖累了性能(明眼人都能看出來),她本是設計為使用1300hp引擎,卻安裝了只有900hp的引擎。

裡面還有P80,一些日本飛機的文章,試飛員對飛行品質的描述一般來說都可以採信(不信也沒其他的可信),但是他們未必了解飛機的設計細節之類的東西

D.550的故事稍後再講

他提到的「1300馬力的D.520」,實際上就是520系列中的D.524,D.524實際上是戰前的A.23計劃中的一部分,但是西斯潘諾絮扎12Z實際上並不能輸出1300馬力。(1 300 ch ne peut réellement être mis au point. Doté enfin d』un compresseur à deux vitesses et à deux étages, le moteur chauffe exagérément et casse. La technologie Hispano-Suiza en matière de V12 a atteint ses limites. 實際上還是過熱問題,這種試圖只搞個增壓器和多加氣門就解決問題的做法並不能救12Y)

老實說,以西斯潘諾12Y這種OO引擎為基礎,克里莫夫的工程師們能造出來VK107和108這種引擎可以說是一個偉大的成就了

D.524原型機原本是那架D.521-01(第41架D.520)拆掉梅林III後插上去12Z造出來的,最後還是被改成了標準型D.520,所以後來造了一架船新的D.524-01,1940年6月12日準備飛行(還有10天愣是沒飛成),結果22日停戰協會中止了試飛計劃,停(戰)戰(敗)後就再也沒有飛的機會了。

524,520各種升級型的畫大餅圖,525?那東西性能和發展史我也不清楚

D.520Z/SE.520Z

本質上是對D.520的一個改進項目,也是為了將西斯潘諾絮扎12Z塞進D.520裡面,不過這個版本的12Z用的是S-P增壓器(所以你們也看見了為什麼520Z一下子高空就好了),1941時德國人突然對這個項目來了興趣讓SNCASE繼續發展520Z,畢竟這個是花費少又能推廣到全體520上的一個改造方案,42年9月12日520Z獲得了一架原型機和105架生產型的訂單,43年2月原型機被生產出來,並準備試飛,但是德國佬又雙叒否決了法國人,然後就沒有下文了。

老實說長這樣搞不好被當成Yak打了

M.520T

說是520系列,實際上和550關係更大一些,和520並不通用零部件,一開始被命名為M.540(M是因為SNCAM的最後一個字母),後來命名為M.520T為掩(德國)人耳目,不過42年德國入侵法國南部後肯定搞不成了。

未完待續

其實一開始寫這個是因為手頭上剛好有一些D.520的東西,然後想調戲一下專欄欄主問他寫不寫[並無惡意(迫真)],可以說是搬起500磅砸了自己起落架了,所以手頭上的東西並不全,不少都要wiki(在分劃線上面那一段基本上全是,下面的全不是),所以說的很籠統,望見諒。剩餘D.550的部分未來(不會)再補全。

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