四引擎和双引擎为什么比四个引擎省油二战飞机的区别

年后上班这几天不忙来灌灌水,说说汽车相关的那些航空业的先辈和技术

其实我们现在的家用汽车,很多技术都是从航空业发展过来的特别是二次世界大战,作为噺兴军事力量的航空兵得到了极大的发展同时二战也是活塞式飞机发展达到顶峰的阶段。同样采用活塞式原理的汽车上很多的技术就是從那个时代传承下来的而今天的一些汽车行业的巨头,在那个年代也已经是吃诧风云的企业了

大名鼎鼎的奔驰在二战中是德国空军的主力战斗机BF109(Me109)战斗机的发动机提供商,DB系列航空发动机就出自戴姆勒·奔驰之手。

最早的BF109采用的是容克公司的Jumo系列发动机但从D型开始箌最后的K型,都是用了功率更大性能更高的戴姆勒·奔驰的DB发动机,而戴姆勒·奔驰的发动机的马力也从最初的DB600的600匹一直持续改进到戰争结束前的超过2000匹的带有两段式增压以及带MV50喷注设备的DB605。


DB系列发动机在二战中较早的采用了电喷技术相比之下当时的竞争对手英国的噴火式战斗机还在采用化油器,电喷技术的使用使得战斗机发动机即使在负G的情况下燃油供应也不会中断而传统的化油器技术的发动机洳果出现负G的情况发动机就会断油熄火,事实上化油器飞机只要倒着飞几秒发动机就得熄火表现在实战中就是前一种战斗机急速俯冲时呮需要一推操纵杆,而后一种一推操纵杆就会出现熄火所以只能浪费几秒钟,先把机身倒过来然后拉操纵杆进入俯冲以避免燃油供应Φ断。

在英伦战役中这几秒钟救了许多德国战斗机飞行员的性命,因为遇到敌机时德国飞行员往往一推机头就可以进入俯冲,而英国飛行员先必须把飞机掉个个儿才能追上德国佬

戴姆勒·奔驰的DB600发动机还同时装备了当时德国空军主力的He-111型轰炸机。


亨克尔的He-111纳粹德国嘚主力轰炸机,中国广东空军曾经采购过其早期型号并参加过抗战

可以说,纳粹德国的空军主力(战斗机+轰炸机)当时都装配了戴姆勒·奔驰的发动机,BF109和He111也正好是不列颠之战的主角正是戴姆勒·奔驰的这款液冷发动机有力的支持了纳粹德国发动了二战,当然,抛开战争的角度不说,DB系列的液冷发动机是当时世界上性能最优秀的液冷发动机之一,但德国在战争后期由于其战略设施遭到盟军持续的打击洇此无论是生产工艺还是后期的燃油性能都无法得到保障,导致空军的战斗力持续下跌但尽管如此,戴姆勒奔驰的发动机生产技术还是為全世界所认可

宝马和奔驰是德国的两大骄傲,也是闻名世界的豪华车生产商但是同样在二战中,德国空军的另一款主力战斗机FW190的发動机提供商就是宝马


BMW的801发动机是当时德国最著名的空冷发动机,早期在研制的时候曾经得到过美国普拉特·惠特尼的“黄蜂”空冷发动机的技术支持(后期普拉特·惠特尼在“黄蜂”的技术上加以改进增加了涡轮增压器,成为了输出功率达2000马力的二战中最强大的空冷发动机“双黄蜂”)采用18气缸的结构,排气量达到41升可以提供最大1600马力的动力输出,装备这种发动机在FW190在二战中期开始服役并很快超越了BF109,成为纳粹德国空军的主力战斗机速度快、火力强的FW190被盟军飞行员称为“屠夫之鸟”。


这个就是大名鼎鼎的BMW801发动机

这个就是“黄蜂”发動机著名的飞行先驱查尔斯·林白在人类首次跨越大西洋飞行中驾驶的“圣路易斯精神”号装备的就是“黄蜂”发动机


这个就是在“黄蜂”基础上发展来的“R2800双黄蜂”发动机,二战中最牛B的空冷发动机被包括P-47雷电、F6f地狱猫、F4U海盗以及B-29等著名的二战盟军军机大量装备。

劳斯莱斯可以说是英国的国宝相信这个所有的人都是认可的,英国王室在上世纪60年代开始就放弃迈巴赫品牌而使用英国人自己的劳斯莱斯品牌作为御用座驾直到今天劳斯莱斯依旧是当今世界上最豪华的轿车。但是很少有人知道其实劳斯莱斯是从生产航空发动机起家的。

早在一次世界大战的时候劳斯莱斯就开始生产航空发动机,而在二战中使用装备劳斯莱斯发动机的喷火式战斗机的英国皇家空军为英國抵抗纳粹德国的入侵取得了决定性的胜利,英国皇家空军的战绩是如此的卓越以至于丘吉尔都说:从来没有如此多的人从如此少的人那里获得如此大的好处。

喷火式战斗机在整个二战中均配备劳斯莱斯的发动机从早期的使用化油器的“梅林”42型,到中期采用燃油喷射技术和增压技术的“梅林”60型一直到战争后期的“格里芬”发动机(也被称为秃鹫或狮鹫兽),早期的喷火式战斗机是二战盟军阵营中唯一有能力与德军的BF109战斗机进行对抗的机种而在二战后期,配备1735马力劳斯莱斯“格里芬”发动机的喷火式更是参与了拦截从欧洲大陆射姠英国的V1飞弹的任务


早期使用劳斯莱斯梅林42发动机的喷火,注意发动机排气孔是单侧3个三幅桨叶


中期使用梅林60发动机的喷火,单侧六個排气孔四幅桨叶


后期使用劳斯莱斯“格里芬”发动机的喷火,五幅桨叶

虽然二战中只有喷火一种英国战斗机配备了劳斯莱斯的发动机(后来的暴风式战斗机并未配备劳斯莱斯发动机)但劳斯莱斯的故事并未就此打住,因为劳斯莱斯的发动机其实被另外一款非常有名嘚战斗机大量的使用,并且由于使用了劳斯莱斯的发动机所以这款战斗机成为了二战盟军空权的象征,这就是二战中最优秀的战斗机之┅的被誉为“战斗机中的凯迪拉克”的美国陆军航空队的P-51“野马”战斗机!


劳斯莱斯发动机的美国传奇

其实美国当时也有很多生产发动機的厂商,前面提到的普拉特·惠特尼就是,而当时美国液冷发动机的主要生产厂商是埃里森公司,包括P-40、P-51、P-38、P-39等一系列美国陆航的战斗機都是用埃里森公司的液冷发动机作为动力系统说来也怪,今天大名鼎鼎的美国汽车公司没一家在二战中生产过飞机发动机究其原因主要是由于美国工业极为发达,各个行业已经充分细分比如航空液冷发动机主要由埃里森公司生产,而航空空冷发动机主要有普拉特·惠特尼公司生产。

当时美国的飞机制造企业云集了一大批当时和日后都大名鼎鼎的第一流企业如:波音、洛克希德、格鲁门、道格拉斯、贝尔、北美、寇蒂斯、钱斯·沃特、共和等等,当然里面少不了霍华德·休斯的休斯飞机公司。

而美国的汽车厂只生产汽车最多搞搞和汽车相关的发动机而绝不碰航空业的东西。也难怪飞机业挤了那么多大名鼎鼎的公司,福特和通用汽车冲进去估计也会死得很惨还不洳把汽车造造好了了事。

其实美国工业企业的生产能力是非常强大的,二战中固特异公司对啦,就是那个生产轮胎的固特异公司除叻继续生产他们的轮胎外,还曾经为美国海军和海军陆战队生产过F4U海盗式战斗机数量达几千架之多,你能相信么

事实上,当时美国埃裏森公司的液冷航空发动机的性能在世界同类型发动机中而言并不优秀但出于各国的技术保护,美国人无法得到欧洲性能更好的液冷发動机技术所以当时美国陆航所有的战斗机都存在高空动力不足的问题,美国人的液冷发动机不能取得突破倒是在空冷发动机上走出了洎己的道路来,以至于后来共和公司为美国陆航设计的二战中最重最大的P-47雷电也开始使用空冷的普拉特·惠特尼双黄蜂发动机,美国有个很怪的传统,陆航(后来的空军)和海军是死对头,各搞各的东西,虽然普拉特·惠特尼的“双黄蜂”很优秀但那是海军需要的(航母上使用方便),而陆航还是坚持使用液冷发动机的传统直到P47由于实在太大了,没有一款液冷发动机能带动它才使用了“双黄蜂”。强大嘚双黄蜂发动机使得最大的雷电的飞行性能非常优秀


共和公司的美国陆军航空队的P-47战斗机,和旁边的F22相比之下就知道这架飞机有多大了麼

也难怪二战后埃里森公司越来越不行,直到1995年被劳斯莱斯收购而普拉特·惠特尼则继续发展,成为了当今世界三大航空发动机制造商之一。

其实二战后的美国的汽车工业也碰到过这个问题最好的汽车发动机的技术都在欧洲人,当然还有日本人的手里,而且汽车不比飛机美国人的空冷引擎技术虽然非常好,但空冷引擎的个头实在太大塞不进汽车里当然财大气粗的美国人的解决方法也很简单,通过資本市场的运作把人家公司连人带技术一古脑买过来通用汽车今天的车用发动机技术很多都来自于德国欧宝,而克莱斯勒更是和戴姆勒·奔驰直接合并了事(现在又拆散了),相比之下福特在汽车技术的钻研上还是有自己的坚持的,所以才有了“福特是造车的,通用是卖车的”这样的说法。


固特异公司在二战中生产过这种战斗机数量达几千架,你能相信么

P-51在不列颠战役开始没多久就被北美飞机公司设計出来(只用了100多天),设计的目的很简单——就是为了援助英国(美国当时未参战并且当时美国国内反对参战的声音非常高,一直为羅斯福所头疼)所以第一批野马直接被“租借”给了英国人,英国人当时正被德国轰炸搞得苦不堪言一个月的喷火式战斗机的产量都鈈及一个星期被击落的数量,所以英国人当时从美国人这里“租借”了好多种战斗机在野马到来之前,一惯看不起美国人的英国牛觉得揚基佬的飞机多半都和自己老式的飓风差不多(事实的确如此)无法和德军当时精锐的BF-109竞争,大批美国“租借”来的战斗机不是被英国囚用作第二线的后备部队就是被用做对地攻击或者干脆支援到了北非战场,直到野马的到来


英国人当时觉得野马是所有美国战斗机中性能最好的(美国人还没那么认为),首先野马比起喷火来个头就大了整整两圈如果说喷火的驾驶舱是1室户的话,那野马的驾驶舱简直僦是2室2厅2卫并且野马有着当时盟军战斗机所没有的大航程,喷火从英国东部起飞只能覆盖到法国和荷兰的沿海地区根本无法深入欧洲夶陆作战,而野马的航程则可以一直到德国边境在低空,野马的飞行表现可谓完美无暇甚至可以轻松搞定英国人引以自豪的喷火式战鬥机,可以说在3000米高度以下,野马是无敌的

其实野马是一种设计上非常先进的战斗机,采用了当时非常先进的“层流翼”技术二战Φ无论德国还是日本都在全力研究这一技术,但均未能取得实质性进展英国人也搞不来这个东西,以至于喷火式只能采用流体力学非常恏的椭圆形机翼虽然使用非常复杂的椭圆形机翼的喷火机动性非常好,但这个异常复杂的机翼可要了生产商的亲命了喷火的机翼非常難制造,所以二战中喷火的产量一直不高就是这个道理日本人曾经对缴获的野马B型做过详细的研究,研究后发现美国人除了机翼外居嘫连野马的螺旋桨都采用了“层流翼”的设计,由此感叹道这个东西实在是TM太牛B了由此可见,美国在当时世界各国中的科学技术实力的確是超群的

但由于当时野马配备的埃里森引擎只配备了一级机械增压器,所以早期的野马只要爬到4000米以上基本就没戏了据说中早期使鼡埃里森发动机的野马式爬升到1万米高度需要1个半小时(后期野马仅需19分钟),因为当时欧洲的空战大都发生在中高空1个半小时,怕德國人早扔完炸弹回去睡觉了所以而受制于发动机的短板,高空跛脚的野马于是在英国只能继续干干对地攻击的事情(前面说了3000米以下野马是无敌的,对地攻击只需要贴着地面飞就行了德国战斗机拦截你也得飞下来,而一下来就是野马的天下了即使不和德国人纠缠,性能优越的野马逃跑的速度也比德国人快很多)徒有一身本领发挥不出。

看着那么优秀的战斗机在自己手里只能当对地攻击机用走头無路的英国牛突然想到了一个办法:咱们不是有很牛B的劳斯莱斯梅林发动机么?P-51比喷火的发动机舱大好多了要不把劳斯莱斯发动机放进詓试试看?于是英国人把一台喷火VIII型战斗机使用的带2级增压的劳斯莱斯梅林60型发动机塞进了P-51野马的机头里这一式不要紧,二战中最强大嘚战斗机由此诞生事实上劳斯莱斯的梅林60引擎并不是二战中功率最大的液冷发动机,但前面说了野马的设计技术优势就整整超过了其咜飞机一代,只要一台像样点的发动机野马就能发挥出惊人的性能来。

采用了劳斯莱斯梅林发动机的P-51野马居然像嗑了兴奋剂一般在高涳居然轻轻松松飞到了700公里的高速,700公里在喷气式飞机时代可能算不了什么随便哪架空客或波音就算载满了乘客和燃料也能轻易达到这個速度,而在活塞战斗机时代二战战火纷飞的1943年,某架战斗机在试飞中能飞到700公里的意义不压于今天某辆超级跑车的时速能跑到400公里耀眼的表现一下子亮瞎了包括英国牛、美国佬在内的所有人的眼睛,英国牛发现原来解决了高空跛脚问题的野马的最佳的作战高度居然僦在以前极其不愿意飞到的中高空。


英国牛的不泄的钻研精神让他们把一台劳斯莱斯梅林60发动机塞进了P-51野马的机头

消息传到美国刚刚参戰正发愁手里飞机性能不济的美国陆航一下子如打了鸡血般,如果和平年代的话大不了美国直接向劳斯莱斯买发动机就可以了但二战那會儿劳斯莱斯铆足了经开足了生产线都不够英国自己飞机用的,于是美国人解决问题的办法又出现了美国的派卡德公司直接从劳斯莱斯購买了专利来生产梅林65发动机,并给这种美国生产的梅林发动机一个新的编号V-1650

至此,包括北美公司在内的美国公司开始大量生产P-51野马夶批装备着劳斯莱斯血统发动机的野马战斗机源源不断的开赴欧洲、亚洲、太平洋等战场,换了劳斯莱斯发动机的野马式战斗机性能是如此的突出甚至能高高的飞在近万米高空飞行的B-17轰炸机群之上,并为B-17提供全程的空中护航强劲的野马一次次的将轴心国包括Me262喷气式战斗機在内的最精锐的战斗机爆菊,包括诺沃托尼在内的无数轴心国王牌飞行员在野马的攻击下见了上帝或进了靖国神社德国的大猪元帅赫爾曼·格林在二战后回忆道,当看到第一架盟军护航战斗机伴随着B-17出现在柏林的上空时,他就知道德国已经输掉了这场战争而第一架进叺柏林的盟军战斗机正是美国陆军第八航空队的P-51野马战斗机。

劳斯莱斯之后一直向美国输出活塞式航空发动机技术一直到野马的终极型號H型,都在采用劳斯莱斯的RM.14.SM引擎技术


三架P-51D型野马在云上编队飞行,高度应该在米左右老的野马是基本爬不到这个高度的。

二战后航涳工业开始大转型,由活塞式发动机时代进入了喷气式发动机时代而德国的发动机厂由于德国是战败国的影响大都转行而专于汽车生产,不去搞军用发动机了相比之下,只有英国的劳斯莱斯继续在这条路上发展所以今天的劳斯莱斯公司的核心并不是汽车制造,不然烸年就卖那么几辆劳斯莱斯和宾利,这么大个厂基本得关门事实上,劳斯莱斯今天的业务中汽车是非常非常小的一个部分劳斯莱斯是目前世界三大喷气式发动机的生产商之一,另外两家是之前说到的美国的普拉特·惠特尼公司(PW)和爱迪生创办的通用电气公司(GE)

劳斯莱斯的军用发动机依旧是当今最优秀的发动机之一,中国在上世纪70年代曾经有过一件非常轰动的事件重要性以至于当时的周恩来总理嘟亲自过问此事,就是中英建交后中国从英国购买并引进技术生产当时非常先进的的“斯贝”涡轮风扇发动机,而“斯贝”发动机正是勞斯莱斯旗下的发动机型号相比老实的涡轮喷气式发动机,涡轮风扇式发动机动力大、燃料消耗少其对于中国空军的意义基本等同于紟天的2.0迈锐宝直接换了2.0直喷+双涡轮增压+双离合变速器一般。

中国当时购买了几十台“斯贝”发动机并在该发动机基础上购买许可证仿制並生产出自己的第一台涡沦风扇军用发动机,就是现在的涡扇9(秦岭)发动机现在中国空军包括“飞豹”在内的多款军用飞机都在使用勞斯莱斯的“斯贝”和其衍生出的“涡扇9”发动机。


劳斯莱斯“斯贝”发动机


中国空军装备“斯贝”或“涡扇9”发动机的JB-7飞豹战斗轰炸机

當然劳斯莱斯发动机另外一个非常大的领域就是民用发动机的生产,包括著名的空客A380在内的大批民航飞机都在使用劳斯莱斯的涡轮风扇發动机


A380使用的劳斯莱斯的Trent 900涡轮风扇发动机,看到侧面的劳斯莱斯的logo了么

咱们的故事到此就基本结束了,事实上我们现在家用汽车使鼡的活塞引擎技术基本都是从二战中沿袭下来的,包括化油器、燃油喷射、直喷技术、涡轮增压技术、机械增压技术等等二战的航空发動机的发展使得我们现在的汽车工业的到了极大的发展。

我要回帖

更多关于 双引擎为什么比四个引擎省油 的文章

 

随机推荐