发动机决定了一架飞机。汽车,甚至是赛车,都可以使用各种不同的动力装置、配置、马力和排量良好地运行。但飞机不同,它们比陆地上的同类更加简单、纯粹。
每架飞机都有一个任务,这决定了它的配置。而配置需要一个合适大小、合适重量的动力来源——它必须提供精确、绝对可靠的动力。没有普惠 JT9D 发动机,就不会有 747。没有罗尔斯·罗伊斯“奥林匹斯”发动机,就没有协和式飞机。如果拿走它的“梅林”发动机,剩下的只有一架装备艾里森发动机的 A-36 阿帕奇对地攻击轻型轰炸机,而不是二战中全能的终极战斗机——P-51“野马”。
20世纪30年代,美国人制造客机和原型重型轰炸机,因此成为了圆形发动机(一种用于重载的大型风冷星形发动机)的大师。英国人看到了战争的乌云,知道他们需要比当时普遍存在的笨重的 500 马力星形和直列发动机更好的战斗机发动机。参加施耐德奖杯(一种极端的竞速水上飞机比赛)的赛事,为他们开发巨大的 12 缸、液冷 V 型发动机提供了绝佳的理由——最终催生了“梅林”发动机,以及几年后的“格里芬”发动机。
与此同时,德国受到《凡尔赛条约》的限制,被禁止制造战斗机。因此,在 1934 年,威利·梅塞施密特设计了世界上最先进的私人飞机 Me-108——一架 240 马力、四座可伸缩起落架的飞机,其性能和风格直到二战后维克多·贝奇的 V 型尾翼“博南扎”出现才被超越。不出所料,基本设计被证明适合装备更强大的发动机,并在 1935 年,108 型飞机被重新设计,成为臭名昭著的 Me-109,德国空军在不列颠之战中与英国皇家空军对抗的战斗机。
直到最近,曾装备这架飞机的发动机几乎在地球上销声匿迹,尽管成千上万架二战时期的普惠、莱特、艾里森和罗尔斯·罗伊斯发动机仍在飞行,驱动着从消防轰炸机和
午夜货运飞机到收藏级战争飞机的各种飞机。装备 Me-109 的数万台戴姆勒-奔驰 600 系列发动机,全部制造于 1935 年至 1945 年的十年间*,如今只剩下两台能够运行,这得益于一位名叫迈克·尼克松的加州发动机修复师的努力。
窥探 DB-601 发动机的内部,可以一窥德国工程的精密。DB-601 采用了燃油喷射技术,这是博世公司为柴油发动机发明的德国技术,英国和我们对此知之甚少。我们的发动机全部采用化油器。当一架 Me-109 被一架“喷火”战斗机紧追不舍时,德国飞行员只需将飞机拉起进入俯冲,然后全速逃离,而同样承受负 G 的“喷火”战斗机,其化油器浮子却向上摆动,完全关闭了“梅林”发动机的针阀。几秒钟内,“喷火”战斗机就变成了一架滑翔机。(20 世纪 50 年代中期,梅赛德斯将燃油喷射技术应用于其 300SL 赛车时,捷豹仍在沿用化油器。)诚然,DB-601 的燃油喷射泵本身就几乎包含了发动机其他部件的数量,但总零件数仍是英国发动机的一半,并且需要以蔡司相机的精度来制造。这就是德国工程师的偏好。
“在不列颠之战期间,这台发动机比英国和美国当时任何发动机都领先一两年,”尼克松说,“主要是因为它的增压器传动和燃油喷射。”尼克松可能是所有英语使用者中,比任何人更了解 DB-601 发动机的人。尽管他位于加州特哈查皮的公司 Vintage V12s 专注于“梅林”和“格里芬”发动机,但他现在已经彻底修复了那两台 DB 发动机,费力地翻译手册,自制工具,并使用了几台捐赠的发动机作为零件来源,同时制造了部分新零件。
盟军的增压器全部通过齿轮直接与曲轴驱动。戴姆勒-奔驰为 601 发动机开发了一种优雅的液压驱动装置——基本上是一个微型 Dynaflow 自动变速器。这是另一项超前时代的工程壮举:一个海拔感应气压控制器可以调节增压器的速度,这样梅塞施密特飞行员只需将油门推到底,然后就可以进行缠斗。至少在战争初期,美国和英国的飞行员必须在爬升或下降时小心调整油门,以避免发动机过载。“在 109 型飞机上,你把油门杆拉到底。这是一种指哪打哪的飞机,”尼克松说。“而且 DB-601 的设计非常紧凑。重点在于用最少的金属材料产生最大的扭矩。”
尼克松指出,德国发动机充满了各种富有创意和有趣的系统。例如,磁电机正时由油压控制,驾驶舱里还有一个标有“火花塞清洁”的操纵杆。如果一架 109 型飞机在低功率巡航时,突然发现火花塞被油污堵塞,而 P-51 正赶来,他就可以用那个操纵杆来延迟磁电机。“燃烧室会突然产生大量热量,烧掉堵塞的火花塞,”尼克松说。“然后你就可以恢复全功率了。”
当然,德国人输掉了不列颠之战,但最终他们落败,并不是因为飞行员不够熟练或飞机性能不如。德国空军飞行员确实有一些独特的优势:他们作为滑翔机和特技飞行员进行了刻苦的训练——这些活动当时并未被禁止——而且有些飞行员甚至参加过西班牙内战。而英国皇家空军不得不匆忙地从大学航空俱乐部里招募许多新手,那是一个相对不那么强大的训练场所。而且并不是 109 型飞机无法与英国的“喷火”战斗机匹敌:梅塞施密特战斗机处于极大的劣势,它们必须从法国甚至德国远道而来,在敌对的领空上,通常只有 5 到 10 分钟的燃料用于缠斗。英国皇家空军的战斗机在自身机场的航程范围内飞行,如果飞行员幸运的话,即使飞机损毁,他们也能跳伞逃生。可以说,在希特勒决定完全专注于轰炸伦敦(即“闪电战”)而不是消灭英国皇家空军之前,德国人距离摧毁英国的防御力量仅有几天之遥。
尼克松的第一个修复品是世界上唯一一架早期型号的戴姆勒-奔驰 V12 发动机,但很快将会有第二架加入,两架都将安装在完全修复的 Me-109E 飞机上。这意味着这种奇异、短暂的动力装置,作为二战中最可怕的武器之一的巧妙机械,或许是你听过的最稀有的量产活塞式发动机——“听”是一个关键的词。
如果你有一天在航展上听到尼克松的一台发动机启动并飞行,它的声音可能会像一位前梅塞施密特飞行员对英国作家迈克尔·杰拉姆所描述的“石头粉碎机”。杰拉姆本人曾在一架 DB-601 发动机的飞行中听到过它的声音,他将其描述为“刺耳的轰鸣声与液压增压器的呼啸声相结合”。(杰拉姆碰巧听到的那架飞机于 1997 年坠毁,不幸地结束了它在被送往英国皇家空军博物馆之前的最后一次飞行。)
尼克松精心修复的一台发动机很快将归微软联合创始人、亿万富翁战机收藏家保罗·艾伦所有(目前它暂时存放在英国)。这意味着西雅图上空有一天可能会回荡着这台曾一度将英国逼至绝境的发动机的隆隆声。在艾伦的梅塞施密特飞机下方,将是波音公司庞大的工厂,这家公司曾制造了数千架 B-17 “飞行堡垒”,每架都由四台壮观的莱特旋风九缸星形发动机提供动力。
那才是真正成就了一架飞机的发动机。而且,它做得更加出色。
*注:吹毛求疵的人会抱怨,只有后来的梅塞施密特设计的飞机才能称为 Me,而 109 型飞机实际上是 Bf-109,它并非由梅塞施密特本人制造,而是由巴伐利亚飞机制造厂(Bayerische Flugzeugwerke)生产。没错。