历史发展和开发前情况
二战爆发后不久,英国皇家空军就开始在夜间对德国进行轰炸,在此后近六年的时间中,双方在德国的夜空展开了殊死搏斗。在战争开始的头一年多的时间里,英国夜间空袭的规模并不大,而德国空军当时装备的从Do 17、Ju 88及Bf 110改装而来夜间战斗机也足以应付。‘2
但情况到1942年年中发生了很大变化,1942年5月30日夜晚,英国空军派出1000多架轰炸机对科隆发动了规模空前空袭。不久后,同样规模的轰炸又在埃森和不来梅上演。面对英军日益猛烈的夜间空袭行动,德国空军原有的夜间战斗机愈发力不从心,德国空军急需一种专用夜间战斗机来应对不断恶化的战局。
除了英军的大规模夜间空袭外,另一个让德国空军头疼的就是英国的“蚊”式战斗机,这种被称为“木头的奇迹”的飞机,凭借着优异的性能,视德国的防空系统如无物,毫无顾忌的德国上空进行侦察、战术轰炸甚至是攻击德国的夜间战斗机。而面对蚊式的威胁,德国空军几乎束手无策,他们对皇家空军拥有的“蚊”式十分羡慕,也想研制一种性能与之匹敌的同类机种。3
动力被誉为“木头奇迹”的“蚊式”是德国开发Ta 154的主要动力
项目由来英国的德·哈维兰“蚊”式战斗机自1942年开始参战后,很快便以出色的性能和优异的战绩给德国空军留下了深刻印象,促使帝国航空部决定研制一种设计理念与之相似的作战飞机。按照希特勒的设想,这种新式飞机是一种高速轰炸机。航空兵器生产总监艾哈德·米尔希将设计任务交给库尔特·谭克担任技术总监的福克-沃尔夫公司。米尔希提出了三条设计原则:木质结构、Jumo211发动机为动力及尽快投入量产。
福克-沃尔夫公司安装两台Jumo211发动机的快速轰炸机和夜间战斗机方案4
设计方案于1942年提交航空部审查,同年10月,鉴于德国本土防空形势渐趋恶化,米尔希决定改弦更张,放弃高速轰炸机研制计划,将之发展成一种夜间战斗机。
米尔希之所以选择福克-沃尔夫公司主要基于两个原因。首先,福克-沃尔夫与容克斯、梅塞施米特及道尼尔公司不同,当时手上并没有这类飞机获准投入生产。航空部据此认为,该公司会更加乐于接受全新设计项目的挑战。第二个原因,也就是最为重要的原因是,航空部十分看中库尔特·谭克的巨大声望。在谭克的卓越领导下,福克-沃尔夫此前研制出了Fw 190、Fw200及Fw 189等十分成功的作战飞机,出于对谭克的尊重,航空部允许谭克将他所主持设计的飞机编号前冠之以他的姓氏代号“Ta”。航空部起初为新飞机选择了Ta 211的编号,但后来发现211的编号与容克斯公司的Jumo211发动机编号重合,为避免不必要的混淆,航空部遂决定放弃Ta 211编号。航空部分配给谭克152、153和154三个编号,谭克为新式夜间战斗机选择了154编号,新飞机的编号便成为Ta 154。德国官方将Ta 154命名为“胡蜂”(Wespe),但由于其设计理念来自英国的“蚊”式战机,所以德国人也将其称为“蚊”(Moskito),反而当初的官方绰号很少被人提及。
改编Ta 211方案,很快编号就改成了Ta 154。
最初的高速轰炸机是一种中单翼、后三点起落架布局飞机,由位于巴特埃里森的福克-沃尔夫公司研究办公室提出。米尔希下令将飞机改为夜间战斗机后,设计工作转交给同在巴特埃里森的公司设计办公室。Ta 154的设计由恩斯特·尼普主持,高级工程师路德维希·米特尔胡伯、首席空气动力学家霍尔德·马蒂亚斯和工程师赫伯特·沃尔夫接受他的领导。上述四人均于1936年参加过Fw 187“猎鹰”的设计工作,该机是一种出色的双发重型战斗机,但因纳粹的战略家们认为短期战争不需要这种飞机而未能投产。
Ta 154风洞模型普设计组对先前的实际做了较大修改,把传统的后三点式起落架改为更时髦的前三点式。福克-沃尔夫早在1938年就曾在一架经过改装的Fw 58上试验过前三点式起落架,结果发现这种起落架在夜间着陆时的安全性远强于传统设计。为方便制造单块式木质机翼,Ta 154的机翼改为上单翼布局,使飞机外形与英国的“蚊”式更加接近。
缺少技工尼普所拿出的是一个完全原创的设计。他的目标不是简单的拷贝英国人的设计,而是制造出比“蚊”式更为优秀的夜间战斗机。至于两者之间的相似性,尼普结束说:“英国人的影响微不足道。铝的短缺迫使我们使用木材,我们面对的主要问题是我们制造过全金属飞机,现在却要拿出一种重量与全金属飞机相当的木质设计。”
对福克-沃尔夫来说,新的制造工艺和整个外围产业链必须在近乎一夜之间的短时间内建立起来。第一次世界大战时的制造工艺已经不适合速度超过400英里/小时的战斗机,此时的木质部件须经过强化处理方能满足航空工业的要求。另一个难题是难以找到精通木质部件加工的技工,原因是他们中的大多数已应征入伍。
木质制作来由轻金属材料的匮乏并非Ta 154使用木材的唯一原因,帝国元帅赫尔曼·戈林急切的盼望德国空军也拥有属于自己的“木头奇迹”。他认为英国飞机毫无顾忌的出入于欧洲大陆是德国航空工业无法回避的挑战,他还希望能从以自己的方式击败英国人袭击中获得巨大的心理和宣传优势。
Ta 154原型机的制造在福克-沃尔夫设在德特英尔德的工厂中展开,经过高温层压的胶合板在此被生产出来,将部件造好后运至朗根哈根组装、试飞。德特英尔德工厂还进行了大量的机身结构性破坏实验,对于构造不够均匀而无法通过计算确定强度的的木质材料来说,这类测试是必不可少的。
首架原型机1943年7月1日,就是谭克承诺的最后首飞期限前的两个星期,Ta 154首架原型机Ta 154V1在汉斯·桑德尔的驾驶下完成首次试飞。首飞持续了一小时,期间没有发生任何机械故障。Ta 154V1的上天也标志着该型机一系列飞行测试的开始,而这些测试工作均由福克-沃尔夫首席试飞员汉斯·桑德尔领衔
1943年7月1日,Ta 154首架原型机在汉斯·桑德尔的驾驶下完成首次试飞
早在1937年,时年27岁的汉斯·桑德尔便加盟福克-沃尔夫公司,这时的他已经取得亚琛大学的工程学硕士学位。曾撰写谭克传记的作家海因茨·康拉迪斯将他称为一个“基本很高科学素养”的人,桑德尔学习过飞机设计、制造与维护,几乎飞遍了德国最大的试飞机构雷希林试飞中心中的所有现代化飞机。
特点Ta 154V1的前三点式起落架使飞行员在起降时有很好的视野
Ta 154V1(TE+FE)以两台Jumo211F发动机为动力,与之相配的是VS11型三叶木质螺旋桨,该机没有安装雷达、排气管消焰器和武器。相比量产型飞机,原型机的重量更轻、气动布局也更为简洁,人们曾认为后者的最大速度能达到435英里/小时。但从现有的试飞记录看,这一说法似乎并不符合实际情况。根据截至1844年11月14日的181次试飞记录,Ta 154原型机的最高速度是在1943年9月一次速度测试中录得的389英里/小时,与上述说法相去甚远5
后续原机类型Ta 154在试飞中暴露的主要问题1943年7月3日,桑德尔向第1夜间战斗机联队(NJG1)指挥官及其几名手下演示了Ta 154的飞行性能。在这次飞行中,Ta 154遭遇到了首飞以来的首次重大事故。
“NJG1的来人对Ta 154能进行短距着陆表示怀疑,”桑德尔回忆说。“因此谭克教授要展示一次距离很短的着陆。我做的有些过头,下降速度超过了起落架的承受能力,连接起落架和机翼间的螺栓出现裂纹。由于我没有也没法以零速度着陆。机尾被地面擦伤。”
飞机的下方向舵当即脱落,由于机尾在地面的滑行和机鼻轮的介入,飞机这次滑行距离相当短!飞机在这次事故中受损轻微,仅起落架与机翼连接点出的螺栓损害,起落架本身并未受损,桑德尔和后座的一名上尉毫发无损,但对首次在夜间战斗机飞行员面前亮相的Ta 154来说,这不是个好兆头。
Ta 154V1在试飞中暴露的主要问题发动机废气在着陆和转向时会渗入座舱;散热器多次因震动出现裂纹,导致冷却液流失及更换黏度不同的液压油才解决的液压系统问题等。发动机个主起落架更换时间也困扰着桑德尔,官方要求两项工作必须分别在5小时和3小时内完成,他认为对德国空军的地面维护能力而言,这样的要求有些过于苛刻。
桑德尔与飞行工程师朔恩于1943年7月23日驾驶Ta 154V1飞行23分钟前往雷希林,过夜后在第二天返回。五天后,来自雷希林的试飞员伯切尔和博韦,以及两名技术军官霍夫曼和弗利贝尔在朗根哈根试飞了Ta 154V1。
Ta 154V1a在试飞中暴露的主要问题1944年2月,首架原型机换上了两台Jumo211F发动机及其配套的VS9三叶木质螺旋桨,飞机编号也随之改为Ta 154V1a。该机计划换装Jumo211R发动机,但最后是否实行尚无法确定。Ta 154V1a的其他测试项目包括GM1动力增强系统实验和不同武器模型的安装检验,这些武器包括:4门MG151、2门MG151和2门MK108或4门MK103。至1944年6月的第三周,V1a完成了近一年的测试项目。几星期后的1944年8月5日,美国陆航第8航空队对汉诺威/朗根哈根实施了大规模空袭,包括V1a、V2和V3在内的7架原型机被毁,V7、V22和V15三架原型机受损,损伤程度分别达70%、60%和30%。
Ta 154V2在试飞中暴露的主要问题Ta 154V2(TE+FF)于1943年9月初完成首飞。它配备了排气管消焰器和带鹿角形天线的FuG212“里希腾施泰因”雷达,结果导致飞机空气阻力大幅增加,最大速度比V1下降12英里/小时。
V2曾进行过长时间的地面滑行测试,目的是研究用非平衡飞轮解决螺旋桨引发的震动问题。V2的测试项目还包括用丝丛和自动相机研究气流。此外,从V2开始,所有原型机的发动机均为换为Jumo211N型。技术人员还对V2的倾斜式叉臂机鼻轮和V1的直叉式设计做了比较。
Ta 154V3在试飞中暴露的主要问题首架安装武器的“蚊”是Ta 154V3(TE+TG),用于测试的武器是4门20毫米口径MG151机炮,总重19180磅。与以往报道情况不同的是,V3最早使用的是Jumo211F发动机,后来换为Jumo211N而非Jumo213A,后者在V3实现首飞的1943年11月25日还未备妥。
1943年12月,福克-沃尔夫公司决定待测试项目完结后,在来年春天将V3机移交给雷希林试飞中心。新成立的154试飞特遣队(Erpobungkommando 154)指挥官赫尔穆特·布伦宁中尉于1944年2月3日首次试飞了V3。他发现飞机的侧面和后方视野十分有限,完全不适合昼间作战。他还表示,襟翼放下时的俯仰角变化不利于夜间着陆。第三架原型机是首架换上面积加大的垂直安定面的“蚊”,它曾在1944年2月停飞十天,用更新的FuG220雷达取代了原先的FuG212。实验发现,新式雷达的天线显著降低了飞机的纵向稳定性,再加上Revi 16B瞄准镜的安装位置过低,使瞄准射击变得十分困难。更为糟糕的是,机炮射击产生的震动和后坐力对前机身的胶合板基座造成损伤,致使螺旋桨和接头出现松动现象。
Ta 154V4在试飞中暴露的主要问题Ta 154V4(TE+FH)是第一架配备标准武器的“蚊”,具体武器配置是在前机身两侧的炮舱内上下方分别安装两门20毫米MG151机炮和两门30毫米MK108机炮#夜战机标配啊#。该机没有安装雷达,与V6一道充当自动电子方向舵配平设备测试平台,这种设备可在夜间飞行时出现一台发动机失效的情况下帮助飞行员配平飞机。
1944年1月19日,V4左侧发动机短舱上方的一个面板在飞行中脱落,接着在2月18日,飞机又因起落架故障而迫降。1944年5月26日,V4左侧发动机起火,火焰一直蔓延到起落舱,导致机翼结构强度下降,此后的飞行大受限制。最后,不走运的V4于1944年6月1日在塔讷维茨机场起飞时因机鼻轮故障坠毁,两名机组人员安然无恙。
Ta 154V5在试飞中暴露的主要问题V5的机身和炮舱在下雨时会出现积水6,这对一种木质飞机而言不是什么好现象。在1944年4月7日的飞行中,V5发生起落架折断事故,螺旋桨和翼尖受损,但飞机很快就把修复。厂方计划为“蚊”加装垂直短木肋,但最后没有付诸实行。
Ta 154V6在试飞中暴露的主要问题此后飞机的质量问题又进一步暴露出来,1944年2月27日,Ta 154V6交付桑德尔试飞组,在对飞机做了一番检查后,人们发现裂纹从没有安装坐垫的座椅处一直延伸到控制拉索导向器处。V5还安装了无法使用的雷达和没有完成的无线电设备,其他部件不是没有正常安装就是缺失。检查小组还对1944年3月24日完工的Ta 154V7进行了检查,结果发现了类似的问题。
Ta 154V7在试飞中暴露的主要问题V7(TE+FK)曾被认为是最后一架在朗根哈根制造的“蚊”,部分出版物声称,剩余的8架原型机均在埃尔福特生产。但对德国原始文件进行了深入研究后,西方航空史学家发现这种说法并不符合实际情况。7
Ta 154V8在试飞中暴露的主要问题V8的前三次试飞由桑德尔和朔恩负责,第四次由卢伊特·奥托和朔恩完成,奥托和沃尔夫·雷蒂尔负责第五次试飞,其中在1944年5月6日进行的最后一次试飞以悲剧收场。
根据后来新发现的文件,Ta 154V8和V14在朗根哈根完成首飞,而非人们以前认为的埃尔福特。此外,其他原型机看来曾在埃尔福特进行过测试,只有V9是在福克-沃尔夫设在波森(今为波兰波兹南)的工厂完工和首飞
Ta 154A-0/U1从1944年3月起,首批22架预生产型Ta 154A-0双座夜间战斗机陆续完工。最初的设计要求前8架飞机配备Jumo211F发动机和VS11螺旋桨,剩下14架飞机将换装VS9螺旋桨,编号也随之改为Ta 154A-0/U1。但到了1944年初,Jumo211F被弃用,改为更为强劲的Jumo211N发动机来驱动VS111螺旋桨,结果最终完工的Ta 154A-0/U1仅完成很少的几架。8
Ta-154系列总结状况频出Ta 154原计划在埃尔福特、波森和布雷斯劳三个地点生产。但实际上,布雷斯劳一架Ta 154也没有生产出来,波森仅完成一架。量产型Ta 154A-1双座昼间战斗机计划在波森投产,Ta 154A-2单座昼间战斗机准备在波森、埃尔福特和布雷斯劳生产。福克-沃尔夫本打算在A-1机体基础上制造20架Ta 154A-3双座教练机。但该计划最后在1944年5月被放弃。首种夜间战斗机型原型机Ta 154A-4将在埃尔福特装配,其独特改型,如Ta 154A-4/R1双座昼间战斗机的量产型将超过A-1型。
Ta 154V11、V12和V13被用于A系列的静态破坏性测试。Ta 154V14起先被分配给C系列的破坏性静态测试,但该计划在1944年年初被取消。Ta 154V15是Ta 154A-2单座昼间战斗机的原型机。Ta 154V16、V17、V18和V19的情况不明。Ta 154V20是Ta 154C-1的原型机,V21本计划充当Ta 154C-2的原型机,后来转为C-3型的原型机。所有的A系列飞机均配备Jumo211N发动机和VS9螺旋桨,但计划将发动机换为Jumo211R型。
动力装置的变化Ta 154一开打算使用Jumo211发动机,后来决定转用性能更佳的Jumo213.不过后者没能按容克斯方面承诺的那样在1943年9月底准备停当。Jumo213相比Jumo211重量增加近600磅,换装时必须使用新的发动机座,并对其他结构部件作出一些改动,但比起容克斯在发展发动机遇到的麻烦,这些只能算是微不足道的小问题。容克斯Jumo211F液冷发动机是多数Ta 154原型机和预生产型的动力,1944年中期被Jumo211N取代。安装Jumo213A发动机的Ta 154V8在1944年5月6日坠毁,之后Ta 154V10、V22和V23三架原型机也被用于测试Jumo213A。9
危机四伏下拖沓分歧帝国航空部在1943年底订购了250架Ta 154夜间战斗机。讽刺的是,当时德国最高司令部极力反对发展专用夜间战斗机。夜间战斗机总监约瑟夫·卡姆胡贝尔试图建立完善的夜间防空体系,多次表示象Bf 110、Ju 88和Do 217这类“半路出家”的夜间战斗机已经过时,很难适应日益激烈的夜间空战。
当时德国最优秀的夜间战斗机是亨克尔公司研制的He 219“夜枭”,航空部强烈反对研制该机。艾哈德·米尔希最青睐的机型是Ju 388J。但该机发展进度迟缓,到战争结束也没能投入使用。
希特勒拒绝考虑防御是官方对夜间战斗机持反对态度的主要原因,在这样的氛围下,夜间战斗机的研制自然备受冷遇。Ta 154也只是因承担对抗“蚊”式战斗机的职责才获准投入量产。10
Ta-154“蚊”式夜间战斗机性能生产数量 50架
发动机数量/型号 2/Jumo 211N(1500hp)
具体技术数据 乘员:1人
长:12.1米
高:3.5米
净重:6405千克
翼展:16米
巡航时速:550千米/时
爬升:551米/分
升限:10761米
航程:1365千米/1850千米(加载副油箱)
武器装备 2x30mm MK108机炮(翼根)
2x20mm MG151/20E机炮(机鼻)
1x30mm MG108斜射机炮(机身)
电子设备 不详
备注 油箱具有自动封口的措施
挡风玻璃具有防弹措施11