不入流之我的遊戲規則--玄幻魔法小說網

    Me109的製造技術1930年代，當各大飛機製造公司的設計小組正在竭盡全力來提高其產品性能的時候，德國的飛機設計大師威利&#8226；梅塞施密特正在掀起另一場飛機製造技術的革命：即將飛機製造產業化。1935年出現的Me109正是其設計思想的最好體現，這種飛機不僅是二戰期間產量最高的戰鬥機（各型總共生產了33，000架，總裝備數占德國全部戰鬥機裝備數的60%），而且也是許多德國王牌飛行員的首選座機，所以在很多人的眼裡，Me109就代表了德國空軍。在長達30年的服役期裡，Me109經歷了西班牙內戰，第二次世界大戰和第一次中東戰爭，直到1965年，其西班牙的衍生型HA。1112才退役，在以下的文章裡我們就來分析一下到底是怎樣的一種製造技術使得Me109有如此之強的生命力。

    早在一戰期間，由於雨果&#8226；容克率先採用了管架式機體結構和鋁制波紋蒙皮，使德國在航空製造領域大大領先於其他國家。停戰之後，由於《凡爾賽和約》禁止德國生產軍用飛機，雨果&#8226；容克轉而將早先用於生產軍用飛機的技術和設備用於民機生產，據此發展而來的F13運輸機取得了理所當然的成功。與此同時，德國人並沒有放棄生產軍機的計劃，除了為日本等國設計了一些軍用飛機以積累經驗之外，他們還大膽地將一些新興的民機製造技術用於軍用飛機，比如硬殼式和半硬殼式機體結構、全封閉式座艙、收放式起落架、可變槳距螺旋槳和翼尖前緣縫翼等等。反觀其他國家（除了美國），雖然也從這些技術中得益，但由於受到保守主義的影響，航空製造技術的發展反倒是不如戰敗的德國。

    威利&#8226；梅塞施密特也受到了這股風潮的影響，更重要的是，他認識到軍用飛機的生產必須拋棄過去手工作坊式的生產方式，並要大幅降低造價，以適應未來戰爭所需的大規模生產方式。在生產Me109之前，BFW（巴伐利亞飛機製造公司，之後改名為梅塞施密特公司，所以Me109之前也被稱為Bf109）生產了一系列的滑翔機和特技飛機，這些單翼飛機對梅塞施密特的影響極其深刻，促使他將一些更加簡捷的製造技術用於Me109。

    Me109的設計始於1934年，並於1935年9月進行了首次試飛。雖然Me109早在1936年的柏林奧運會和1937年的蘇黎世航展上露過面，但真正引起世界矚目還是在西班牙戰場上，與這種採用全金屬承力蒙皮、全封閉式座艙、收放式起落架和直列式水冷發動機的戰鬥機相比，He51甚至是當時風頭正勁的I-16看起來都像是老掉牙的古董。但Me109也暴露出了不少問題，比如由於機翼面積過小而導致的過高的翼載以及機翼振顫等，不過這些問題不久便諸如襟副翼和翼尖前緣縫翼之類的增升裝置解決了。

    當然，與其它公司的產品相比，Me109最引人注目之處在於它是為大規模生產設計的，並採用了最先進的生產線技術。1937初，法國工程師GuyduMerle在西班牙仔細檢察一架被俘的Me109B（第一種量產型號，裝有木製的定距螺旋槳）。他對這種飛機讚不絕口，特別是其簡捷的生產技術和可替換性給他留下了深刻的映像。1938年，他回到法國，以Me109為例證，希望法國的設計師們能將在設計飛機時考慮到製造技術的簡捷化和產業化，但沒有引起足夠的重視。

    與此同時，在英國，霍克飛機製造公司正在研製一種高性能的單翼機（也就是之後的颶風式戰鬥機），以替代悍婦式雙翼機。但從根本上來說，他們的設計可以說是換湯不換藥，因為這種飛機仍採用了與悍婦式相同的管架式機體結構。這種過時的設計對於戰爭所需的大規模生產並不適宜，而且在很大程度上限制了其改進潛力。在法國，Morane-SaulnierMS。406有著同樣的缺陷。

    另一種與Me109同時代的戰鬥機——秀潑馬林的噴火，可以說是工程師的美夢但也是生產商的惡夢，雖然比颶風更加先進，但其橢圓形的機翼卻是大規模生產的大敵。在德國也有類似的情況，梅塞施密特的主要競爭對手：亨克爾He112也因為其優美的線條和橢圓形的機翼使得造價昂貴，而性能並沒有明顯的提升。

    當然，隨著戰爭的爆發，各國也逐漸認識到了簡捷的製造技術的重要性。不過此時，Me109又一次走在了前面，通過減少零件數量和製造工時，其改進型號的生產變得更加簡捷，當Me109F取代Me109E投入生產時，每架飛機製造時間減少了30％，從9，000小時降到6，000小時，同時其單價也下降了五成左右（由奧地利維也納Neustaedter飛機製造公司生產的Me109F的單價是63，000德國馬克）。

    機體架構

    Me109的機身可以分成前、後、尾三部分。前部包括發動機支架、發動機防火牆和駕駛艙，發動機防火牆呈梯形，但並沒有將發動機和駕駛艙完全分隔開，為了容納一些輔助部件，比如Me109F上的那挺槳轂同軸航炮的炮管，不得不在防火牆上開口，使之能延伸到駕駛艙。在駕駛艙地板的下面是工形主梁，由一根硬鋁板和兩根橫樑鉚接而成（硬鋁於1909年由德國的杜拉公司研製，所以也稱為杜拉鋁，它是由純鋁摻入少量銅、鎂、錳等製成的輕質高硬度合金，最初用於齊柏林飛艇上，之後用在容克公司的飛機上，由於不能焊接，所以只能通過鉚接的方式連接）。

    後部機身由左右兩半拼接而成，每一半由7塊蒙皮壁板組成，這一點很像現代的塑料模型飛機。這種酷似蝦尾的結構是Me109最值得稱道的部分，所以在其眾多的改進型號上，這一部分除了增加了一些開口和緊固件之外，基本上沒有改動。每一塊蒙皮壁板由0。8mm厚的硬鋁製成，使其既保持了良好的延展性和彎曲性又有一定的強度。如果仔細觀察某些Me109的這部分機身，你會發現每一段壁板上都有數字編號。標有偶數的壁板是承力部件，也可以說是機體構架的一部分，其左右兩邊都有雙Z形的突緣伸向機身內部。而奇數壁板只是彎曲的蒙皮，他們被鉚接在偶數壁板的其中一個Z形突緣上，以形成一個平滑的機身外表面。在機身內部，數根Ω形截面桁條穿過偶數壁板的另一個Z形突緣，並通過埋頭鉚釘將各塊壁板鉚接在一起，以形成橫向骨架。最後，在頂部和底部用兩根超寬Ω形截面桁條將兩半機身鉚接在一起。如此的設計在當時可以說是非常先進的，既兼顧了簡易性和強度，又有很好的氣動特性，相比之下，噴火和眾多法國戰機仍在使用半埋頭鉚釘。

    尾部直接鉚接在後部機身上，支撐著尾翼，並為尾輪提供收放的空間，F型採用的是彈簧固定的收放式尾輪（之前採用的是固定式尾輪），但很多飛行員為了防止機械故障或是戰損而導致尾輪放不下來，仍將尾輪鎖死在放下的位置上。

    起落架

    Me109的主起落架支柱通過複雜的鍛造鋼製構架直接連接在前部機身的兩側，並由一組支撐桿加固，而這組支撐桿同時還支撐著兩個傾斜的發動機支架，以及機翼的前部連接點，這種將承力系統三合為一的設計能將機身載荷（特別是著陸時受到的載荷）集中在一個相對較小並且經過加固的區域，使得了機體結構強度有了大幅增加。但這種設計也有一些弊端：任何一部分的連接部件斷裂都會對整個機體結構造成嚴重的破壞。

    由於Me109的主起落架是連接在機身側壁上的，所以主輪輪距過窄一直是Me109最頭痛的問題，為了增加輪距，主輪支柱被設計成各向外撇開17度。但即使如此，輪距還是太短了，比如Me109E上主輪輪距是1。97米，G型是2。06米，而K型是2。1米。很多人認為過窄的輪距是導致Me109著陸事故的主要原因，但這並不完全正確，噴火的輪距甚至更窄，只有1。68米。事實上，由於起落架支柱不是垂直於地面的，所以著陸時的撞擊載荷並不是通過主輪支柱傳導到轉軸上，而是會在脆弱的液壓收放作動筒的壓力頭上形成一個側向力矩。並且，由於主輪支柱過於靠前，使飛機的重量分佈不均，尾輪支撐著很大的一部分機身，所以在著陸時飛機的重心更靠近尾輪，如果正好遇到凹凸不平的地面或是轉向過猛極易使飛機轉向失控甚至是原地打轉。而這都會在液壓收放作動筒的壓力頭上施以很強的橫向應變，輕則使機身翻覆，重則使起落架折斷。德國人很早就認識到了問題的嚴重性並竭力改進，比如加長尾輪支撐桿、提高垂尾高度和加裝尾輪制動系統等，但最終他們還是放棄了，因為必須改變整個機體結構才能徹底解決問題，而同時起落架的很多優點也將不復存在。比如，由於飛機的重心靠後，著陸的時候不需要滑跑很長的距離就可以使尾輪著地，剎車時頭點地的可能性也大大減少。其次，機翼不必承受地面載荷，可以造的更輕更簡單，理論上也有更多的空間裝載武器。最重要的是，由於起落架是獨立於機翼的，所以機翼的製造、安裝和拆卸變得更加簡單，這在戰時是十分重要的。二戰末期，很多Me109是在很窄的坑道裡生產的，然後在露天用很少的時間安上機翼，這對於別的飛機來說是很難想像的。

    此外，為了將機輪完全收入機翼內，必須要研製一種特別窄的輪胎，並盡可能減小輪軸和主輪支柱之間的角度。當設計第一架原型機Me109V-1時，這種輪胎還沒有研製出來，所以不得不在上翼面設計兩個很大的鼓包，以容納機輪。但由於戰鬥機重量的不斷增加，導致機輪的尺寸和機輪主輪支柱之間的角度也勢必增加，所以在G-4上，類似的鼓包再次出現，並在後期的型號上不斷增大，這也說明Me109已經達到了設計極限。

    主翼

    主翼以單根翼梁為承力中心，但為了給主輪騰出空間，這根翼梁並不在機翼最厚的地方，而是在機翼的45%弦長處。翼梁與上翼面鉚接在一起，並由相對較少的翼肋和桁條加固。下翼面則由若干可以輕易拆卸的翼板組成，並在中部開有一個很大的艙口，以容納起落架和散熱器。主翼通過3個連接點與機身相連接，2個在主梁突出部的兩側，另一個如前文所述，在機翼前部，主要用來傳遞扭轉載荷。以上這些設計使得機翼的製造過程十分簡單，而且大幅降低了重量，但卻犧牲了結構強度。所以當Me109在高速機動時，副翼的偏度會使機翼變形，這會減小操縱效率，並使滾轉速率降低。噴火也有類似的缺陷，但並不嚴重，而像颱風、暴風、P-51和P-47這類飛機則更本不受這一缺陷的困擾，所以與Me109相比，在戰術上它們更有優勢，尤其是在俯衝時。

    縫翼也經過幾次簡化，比如為了在機翼內安裝武器每條縫翼的長度減小了。其長度從Me109B（沒有機翼航炮）的2。9米降到E型的2。29米，再降到F型的1。76米。由於縫翼作用是改變流經上翼面的氣流並延緩氣流的分離，所以長度的減小看來並沒有影響其操縱特性。

    1939年4月26日，Me109以755公里/小時的速度打破了世界紀錄，不過Me109在實戰中的速度可能更高。1943年，試飛員盧卡斯&#8226；施密德（LukasSchmid）駕駛一架經過特殊改裝，並裝備了彈射坐椅的Me109F，在5，790米的高度成功地達到了900公里/小時。為了增加飛行速度，梅塞施密特的設計小組採用了一種簡單的解決方法，就是減少機翼面積。F型的第一架原型機Me109V24的新型機翼和Me109E的機翼幾乎完全相同，但短了大約0。5米，副翼長度也從1。68米減小到1。45米，同時弦長輕微增加，以彌補舵效率的損失。雖然目的達到了，但增加了翼載，導致難以操控的飛行特性，所以最終F型還是採用了比E型稍大的翼展（7。16米），並在機翼上加裝了一個橢圓形的翼尖延伸部分，看起來很像簡易版的噴火機翼。由於增大了展弦比，F型機翼的誘導阻力大幅下降，並提高了偏轉性能。此外，為了追求更好的氣動特性，還將散熱器移到了翼根處，並將原來的布制襟翼蒙皮替換成了鋁制。這使得F型的操縱性能明顯提高，而後期的G型和K型雖然採用了類似的機翼，但為了提高高空性能和火力，操縱性能反而不如F型。

    尾翼

    尾翼的結構很標準，垂尾和水平安定面是全金屬結構的，方向舵和升降舵採用的是由沖壓合金翼肋組成的輕型框架結構，布質蒙皮。雖然以當時的標準來衡量，Me109在某些方面非常先進，但一些落後於時代的設計仍使人驚訝，比如在F型出現之前，Me109的水平安定面和下部機身之間仍保留著支撐桿。而由於垂尾和水平安定面的機翼面積很小，所以採用了非對稱的機翼曲面用以抵消螺旋槳扭距。在初期的型號上，方向舵採用的是一種動態補償方式——突角補償，不過由於缺少調整片，操作起來很費力，在後期的型號上，方向舵使用了木製組件使得強度降低，所以不得不使用靜態補償方式——在鉸接點上安裝了一塊固定式配重，並加上了調整片。

    隨著發動機功率及螺旋槳扭矩的增加，垂尾和方向舵也不斷被增大。這些增大的部件是由早期型號直接翻新而來，但和原先較小的型號相比，在偏航飛行時操控性能顯得有些不足。為此，德國人設計了一對優美的蝶形尾翼，安裝在一架編號為Werknr14003/VJ+WC的Me109G上，並於1943年3月到5月間進行了試飛。試飛員鮑爾（Baur）和溫德爾（Wendel）認為其結果令人失望，起飛時的偏航控制甚至比普通的Me109更加困難，已經大大超過了一般飛行員的能力，所以不久計劃便被擱置下來。

    隨著戰爭的繼續，為了減少戰略原材料的消耗，特別是鋁合金的消耗，許多鋁合金製成的次要部件逐漸被膠和板所替代。早在1942年，Me109G上檢查艙口、儀表板和座艙地板已經就已經開始木製化，而G-6和G-14採用了全木製的尾翼，它們和金屬部件結構完全相同（當然性能要差的多），並可以完全互換。二戰後期，更多的機體結構使用了木材，這也是為什麼最終改進型Me109K被稱作「混合結構飛機」的原因。