1930 年代,当各大飞机制造公司的设计小组正在竭尽全力来提高其产品性能的时候,德国的飞机设计大师威利•梅塞施密特正在掀起另一场飞机制造技术的革命:即将飞机制造产业化。1935 年出现的 Me 109 正是其设计思想的最好体现,这种飞机不仅是二战期间产量最高的战斗机(各型总共生产了 33,000 架,总装备数占德国全部战斗机装备数的 60%),而且也是许多德国王牌飞行员的首选座机,所以在很多人的眼里,Me 109 就代表了德国空军。在长达 30 年的服役期里,Me 109 经历了西班牙内战,第二次世界大战和第一次中东战争,直到 1965 年,其西班牙的衍生型 HA.1112 才退役,在以下的文章里我们就来分析一下到底是怎样的一种制造技术使得 Me 109 有如此之强的生命力。

HA.1112,换装劳斯莱斯灰背隼发动机,英德航空技术的混血儿

  早在一战期间,由于雨果•容克率先采用了管架式机体结构和铝制波纹蒙皮,使德国在航空制造领域大大领先于其他国家。停战之后,由于《凡尔赛和约》禁止德国生产军用飞机,雨果•容克转而将早先用于生产军用飞机的技术和设备用于民机生产,据此发展而来的 F 13 运输机取得了理所当然的成功。与此同时,德国人并没有放弃生产军机的计划,除了为日本等国设计了一些军用飞机以积累经验之外,他们还大胆地将一些新兴的民机制造技术用于军用飞机,比如硬壳式和半硬壳式机体结构、全封闭式座舱、收放式起落架、可变桨距螺旋桨和翼尖前缘缝翼等等。反观其他国家(除了美国),虽然也从这些技术中得益,但由于受到保守主义的影响,航空制造技术的发展反倒是不如战败的德国。

  威利•梅塞施密特也受到了这股风潮的影响,更重要的是,他认识到军用飞机的生产必须抛弃过去手工作坊式的生产方式,并要大幅降低造价,以适应未来战争所需的大规模生产方式。在生产 Me 109 之前,BFW(巴伐利亚飞机制造公司,之后改名为梅塞施密特公司,所以 Me 109 之前也被称为 Bf 109)生产了一系列的滑翔机和特技飞机,这些单翼飞机对梅塞施密特的影响极其深刻,促使他将一些更加简捷的制造技术用于 Me 109。

  Me 109 的设计始于 1934 年,并于 1935 年 9 月进行了首次试飞。虽然 Me 109 早在 1936 年的柏林奥运会和 1937 年的苏黎世航展上露过面,但真正引起世界瞩目还是在西班牙战场上,与这种采用全金属承力蒙皮、全封闭式座舱、收放式起落架和直列式水冷发动机的战斗机相比,He 51 甚至是当时风头正劲的 I-16 看起来都像是老掉牙的古董。但 Me 109 也暴露出了不少问题,比如由于机翼面积过小而导致的过高的翼载以及机翼振颤等,不过这些问题不久便诸如襟副翼和翼尖前缘缝翼之类的增升装置解决了。

  当然,与其它公司的产品相比,Me 109 最引人注目之处在于它是为大规模生产设计的,并采用了最先进的生产线技术。1937 初,法国工程师 Guy du Merle 在西班牙仔细检察一架被俘的 Me 109B(第一种量产型号,装有木制的定距螺旋桨)。他对这种飞机赞不绝口,特别是其简捷的生产技术和可替换性给他留下了深刻的映象。1938 年,他回到法国,以 Me 109 为例证,希望法国的设计师们能将在设计飞机时考虑到制造技术的简捷化和产业化,但没有引起足够的重视。

Me 109B-1

  与此同时,在英国,霍克飞机制造公司正在研制一种高性能的单翼机(也就是之后的飓风式战斗机),以替代悍妇式双翼机。但从根本上来说,他们的设计可以说是换汤不换药,因为这种飞机仍采用了与悍妇式相同的管架式机体结构。这种过时的设计对于战争所需的大规模生产并不适宜,而且在很大程度上限制了其改进潜力。在法国,Morane-Saulnier MS.406 有着同样的缺陷。

  另一种与 Me 109 同时代的战斗机——秀泼马林的喷火,可以说是工程师的美梦但也是生产商的恶梦,虽然比飓风更加先进,但其椭圆形的机翼却是大规模生产的大敌。在德国也有类似的情况,梅塞施密特的主要竞争对手:亨克尔 He 112 也因为其优美的线条和椭圆形的机翼使得造价昂贵,而性能并没有明显的提升。

  当然,随着战争的爆发,各国也逐渐认识到了简捷的制造技术的重要性。不过此时,Me 109 又一次走在了前面,通过减少零件数量和制造工时,其改进型号的生产变得更加简捷,当 Me 109F 取代 Me 109E 投入生产时,每架飞机制造时间减少了 30%,从 9,000 小时降到 6,000 小时,同时其单价也下降了五成左右(由奥地利维也纳 Neustaedter飞机制造公司生产的 Me 109F 的单价是 63,000 德国马克)。

机体架构

  Me 109 的机身可以分成前、后、尾三部分。前部包括发动机支架、发动机防火墙和驾驶舱,发动机防火墙呈梯形,但并没有将发动机和驾驶舱完全分隔开,为了容纳一些辅助部件,比如 Me 109F 上的那挺桨毂同轴航炮的炮管,不得不在防火墙上开口,使之能延伸到驾驶舱。在驾驶舱地板的下面是工形主梁,由一根硬铝板和两根横梁铆接而成(硬铝于 1909 年由德国的杜拉公司研制,所以也称为杜拉铝,它是由纯铝掺入少量铜、镁、锰等制成的轻质高硬度合金,最初用于齐柏林飞艇上,之后用在容克公司的飞机上,由于不能焊接,所以只能通过铆接的方式连接)。

Me 109G-10 透视图

Me 109G-6 的座舱防火墙,为了容纳 MG131 机枪,上端开了两个孔

  后部机身由左右两半拼接而成,每一半由 7 块蒙皮壁板组成,这一点很像现代的塑料模型飞机。这种酷似虾尾的结构是 Me 109 最值得称道的部分,所以在其众多的改进型号上,这一部分除了增加了一些开口和紧固件之外,基本上没有改动。每一块蒙皮壁板由 0.8mm 厚的硬铝制成,使其既保持了良好的延展性和弯曲性又有一定的强度。如果仔细观察某些 Me 109 的这部分机身,你会发现每一段壁板上都有数字编号。标有偶数的壁板是承力部件,也可以说是机体构架的一部分,其左右两边都有双 Z 形的突缘伸向机身内部。而奇数壁板只是弯曲的蒙皮,他们被铆接在偶数壁板的其中一个Z 形突缘上,以形成一个平滑的机身外表面。在机身内部,数根 Ω 形截面桁条穿过偶数壁板的另一个Z 形突缘,并通过埋头铆钉将各块壁板铆接在一起,以形成横向骨架。最后,在顶部和底部用两根超宽 Ω 形截面桁条将两半机身铆接在一起。如此的设计在当时可以说是非常先进的,既兼顾了简易性和强度,又有很好的气动特性,相比之下,喷火和众多法国战机仍在使用半埋头铆钉。