me109 帝国的战鹰

神仙小亮

Bf 109E 的一起着陆事故

　　此外，为了将机轮完全收入机翼内，必须要研制一种特别窄的轮胎，并尽可能减小轮轴和主轮支柱之间的角度。当设计第一架原型机 Me 109V- 1 时，这种轮胎还没有研制出来，所以不得不在上翼面设计两个很大的鼓包，以容纳机轮。但由于战斗机重量的不断增加，导致机轮的尺寸和机轮主轮支柱之间的角度也势必增加，所以在 G-4 上，类似的鼓包再次出现，并在后期的型号上不断增大，这也说明 Me 109 已经达到了设计极限。

Me 109E 的机轮

主翼

　　主翼以单根翼梁为承力中心，但为了给主轮腾出空间，这根翼梁并不在机翼最厚的地方，而是在机翼的 45% 弦长处。翼梁与上翼面铆接在一起，并由相对较少的翼肋和桁条加固。下翼面则由若干可以轻易拆卸的翼板组成，并在中部开有一个很大的舱口，以容纳起落架和散热器。主翼通过 3 个连接点与机身相连接，2 个在主梁突出部的两侧，另一个如前文所述，在机翼前部，主要用来传递扭转载荷。以上这些设计使得机翼的制造过程十分简单，而且大幅降低了重量，但却牺牲了结构强度。所以当 Me 109 在高速机动时，副翼的偏度会使机翼变形，这会减小操纵效率，并使滚转速率降低。喷火也有类似的缺陷，但并不严重，而象台风、暴风、P-51 和 P-47 这类飞机则更本不受这一缺陷的困扰，所以与 Me 109 相比，在战术上它们更有优势，尤其是在俯冲时。

型架上的左翼部件

　　缝翼也经过几次简化，比如为了在机翼内安装武器每条缝翼的长度减小了。其长度从 Me 109B（没有机翼航炮）的 2.9 米降到 E 型的 2.29 米，再降到 F 型的 1.76 米。由于缝翼作用是改变流经上翼面的气流并延缓气流的分离，所以长度的减小看来并没有影响其操纵特性。

Me 109G 的前缘缝翼

　　1939 年 4 月 26 日，Me 109 以 755 公里/小时的速度打破了世界纪录，不过 Me 109 在实战中的速度可能更高。1943 年，试飞员卢卡斯•施密德（Lukas Schmid）驾驶一架经过特殊改装，并装备了弹射坐椅的 Me 109F，在 5,790 米的高度成功地达到了 900 公里/小时。为了增加飞行速度，梅塞施密特的设计小组采用了一种简单的解决方法，就是减少机翼面积。F 型的第一架原型机 Me 109V24 的新型机翼和 Me 109E 的机翼几乎完全相同，但短了大约 0.5 米，副翼长度也从 1.68 米减小到 1.45 米，同时弦长轻微增加，以弥补舵效率的损失。虽然目的达到了，但增加了翼载，导致难以操控的飞行特性，所以最终 F 型还是采用了比 E 型稍大的翼展（7.16 米），并在机翼上加装了一个椭圆形的翼尖延伸部分，看起来很像简易版的喷火机翼。由于增大了展弦比，F 型机翼的诱导阻力大幅下降，并提高了偏转性能。此外，为了追求更好的气动特性，还将散热器移到了翼根处，并将原来的布制襟翼蒙皮替换成了铝制。这使得 F 型的操纵性能明显提高，而后期的 G 型和 K 型虽然采用了类似的机翼，但为了提高高空性能和火力，操纵性能反而不如 F 型。

Me 109E 的“直线型”机翼

从 Me 109F 起，开始采用圆翼尖

尾翼



　　尾翼的结构很标准，垂尾和水平安定面是全金属结构的，方向舵和升降舵采用的是由冲压合金翼肋组成的轻型框架结构，布质蒙皮。虽然以当时的标准来衡量，Me 109 在某些方面非常先进，但一些落后于时代的设计仍使人惊讶，比如在 F 型出现之前，Me 109 的水平安定面和下部机身之间仍保留着支撑杆。而由于垂尾和水平安定面的机翼面积很小，所以采用了非对称的机翼曲面用以抵消螺旋桨扭距。在初期的型号上，方向舵采用的是一种动态补偿方式——突角补偿，不过由于缺少调整片，操作起来很费力，在后期的型号上，方向舵使用了木制组件使得强度降低，所以不得不使用静态补偿方式——在铰接点上安装了一块固定式配重，并加上了调整片。

左：Me 109 大多数型号上安装的突角补偿垂尾。右：在 Me 109G-10 和 Me 109K 型上采用了带调整片和配重的垂尾

　　随着发动机功率及螺旋桨扭矩的增加，垂尾和方向舵也不断被增大。这些增大的部件是由早期型号直接翻新而来，但和原先较小的型号相比，在偏航飞行时操控性能显得有些不足。为此，德国人设计了一对优美的蝶形尾翼，安装在一架编号为 Werknr 14003/VJ+WC 的 Me 109G 上，并于 1943 年 3 月到 5 月间进行了试飞。试飞员鲍尔（Baur）和温德尔（Wendel）认为其结果令人失望，起飞时的偏航控制甚至比普通的 Me 109 更加困难，已经大大超过了一般飞行员的能力，所以不久计划便被搁置下来。

　　随着战争的继续，为了减少战略原材料的消耗，特别是铝合金的消耗，许多铝合金制成的次要部件逐渐被胶和板所替代。早在 1942 年，Me109G 上检查舱口、仪表板和座舱地板已经就已经开始木制化，而 G-6 和 G-14 采用了全木制的尾翼，它们和金属部件结构完全相同（当然性能要差的多），并可以完全互换。二战后期，更多的机体结构使用了木材，这也是为什么最终改进型 Me 109K 被称作“混合结构飞机”的原因。



座舱



　　作为二战期间体积最小的战斗机之一，Me 109 的座舱十分狭小，甚至连移动操纵杆都很困难。由于其最初的作战任务是昼间截击，所以只需安装最基本的仪表，但随着作战任务的多样化，怎样把大量仪表设备塞进驾驶舱成了设计师们十分头痛的问题，他们不得不作出取舍。

　　比如，Me 109B 的升降速度表在之后的改进型中被取消，直到最终改进型 Me 109K 才再次安装，期间德国飞行员只能依靠高度表和速度表得出大致的升降速度。而像人工地平仪这样在恶劣气候下甚至是夜间飞行时必备的仪表，要晚到 Me 109G 时才替代了简单的转弯侧滑仪，而此时德国人已经在不列颠战役中吃尽了苦头。当然，不列颠战役的教训不止于此，在对无线电通讯设备进行改进时，德国人也没忘了加装更加先进的无线电导航系统，比如 FuG 16Z 和体积更小的 FuG 16ZY。Me 109E 的桨距控制杆的安装在仪表版的正中间，这显然很不合理，飞行员得花大力气才能扳动它，所以在 Me 109E 的后期型号上，这个装置被移到了油门操纵台上，并最终在 F 型上被自变桨距螺旋桨取代。为了在狭小空间里解决设备冲突的问题，德国人经常采用铰接来安装设备，比如为了便于拆装座舱地板上的中轴航炮的后膛罩，轰炸控制板 ZSK 244 可以通过铰链移到一边去。Revi 瞄准距也可以移到右侧，这样可以改善前方的视野，并降低迫降时飞行员受伤的几率。仪表板由榉木胶合板制成，虽然制造工艺仍很复杂，但比起以硬铝制品便宜了 30%，工时也缩短了一半。

后期型 Me 109E 将桨距控制杆移到了油门操纵台上，注意图中说明。原先的位置被一块板盖住

　　Me 109 的座舱盖经常遭人嘲讽，这也难怪，其棱角分明的外形和众多的条框，再加上 30 公斤的重量和 8mm 厚度的玻璃（F 型），实在很难与喷火和野马的气泡式座舱盖相比。虽然德国人曾在 Me 109V-21 上试验过气泡式座舱，但最终并没有投入量产，因为使用气泡式座舱就必须降低机背的，这对于早已塞满了各种设备的 Me 109 来说，无疑是雪上加霜，而且还得重新设计机身！当然，坐在 Me 109 里，其座舱盖视野并非像人们想象的那么差，起码后背有块钢板挡着能让飞行员得到一些安慰，所以直到 Bf 109 G-5 德军才开始使用 Erla 式座舱盖（也就是加兰德座舱盖）。为了提高风挡的防弹性能，F-2 上加装了附加式防弹风挡，通过螺拴固定，方便拆卸。为了截击高空的轰炸机，某些 G 型和 K 型开始使用加压座舱，由发动机增压器提供增压气源，为此取消了座舱玻璃上的通风口，并将座舱完全密封，还在座舱内放置了干燥剂，防止加压的热空气雾化座舱玻璃。

Me 109V-21 采用了气泡式座舱盖，在这架飞机上你还能看到 Me 109 的影子吗？

Me 109 后期开始采用的“加兰德”式座舱盖，视界改善有限

神仙小亮

Me 109 的凹背座椅远不能和 P-51 那舒适的帆布座椅相比——它由铝合金压铸制成，在后期的 G 型和 K 型上则由胶合板替代，同样仍是硬梆梆的。E 型之后的座椅只提供了最简单的调节功能：通过插销和座椅背后两根凿有一排圆孔的导轨来调节高度，但只能在地面上进行，而且座舱里还不能有人！方向跺脚蹬也同样只能在地面上调节腿长，但位置要比盟军战斗机的脚蹬高很多，主要是为了配合倾斜的座椅，使飞行员能处在半倾斜的状态，再加上 1944 年 6 月面世的 Berger 抗荷服，Me 109 的飞行员能承受更大的重力了。

Me 109E 的凹背座椅

燃料系统



　　Me 109 使用一个 L 形的主油箱，安装在座舱的下后方，飞行员就坐在这个油箱上。早期的油箱是铝制的，F 型以后采用了由内部填充数层橡胶和泡沫材料的木制自封油箱，唯一的问题是重量增加了不少（总重大约 40 公斤），所以少数截击型号仍继续使用比较轻的铝制油箱。Me 109 的航程相当有限，特别是随着发动机功率的增加，耗油量也随之大幅增加，但主油箱的容积从 B 型的 234 升增加到 E 型的 400 升之后就没有进一步的增加，主要是由于此时已经安装了抗爆剂液箱，如继续增加主油箱容积会使机身重心偏移。解决的办法之一就是携带副油箱，通常是 1 个 300 升的副油箱，执行轰炸任务时则携带 2 个，不过这点油在不列颠空战中还是不够 Me 109E 用的。当然，之后在东线战场和本土空防战中，载油量就变得不太重要了，更紧迫的问题是如何缩短同盟军战斗机和轰炸机之间的性能差距。除了增大涡轮论增压器的压缩比，二战后期的 Me 109 在增压器中加入抗暴剂——一种甲醇和水各半的混合液（MW-50），一开始使用 300 升的副油箱装载，但由于这种油箱经常漏油，所以后来装载在一个圆柱形的液箱里，就安装在主油箱的后面，容量为 118 升，总重 140 公斤。其中水的作用是通过挥发降低压缩空气的温度来减少其体积，使发动机能多吸入一倍氧气，达到 1.98 个大气压，这样就可以增加气缸内单位体积的可燃混合气含量，以提高燃油的热效率，甲醇作为助燃剂以弥补气缸温度降低导致的功率损失。MW-50 一般能将发动机功率提高 150 马力至 200 马力，不过其效率也随着高度的增加而减低，所以只能在 8,000 米以下的中低空使用。在高空对付盟军轰炸机时，则使用一氧化二氮（GM-1），其液箱也安装在主油箱的后面，容量为 115 升，总重 195 公斤，内装 -88 摄氏度的 GM-1 溶液。GM-1 在压缩空气（由安装在右侧机翼内的 6 个压缩空气球提供）的驱动下注入发动机增压器中，吸收热量的同时产生氧气，能在瞬间将发动机输出功率提高 25-30%。以 G-10 使用的 DB 605DCM 发动机为例，其起飞功率为 1,800 马力，升到高度 6,000 米时最大功率降到 1,550 马力，升到高度 8,500 米时最大功率降到 1,150 马力以下，但此时如使用 GM-1（喷射量为 3.6 公斤/分钟），最大功率可以回升到 1,350 马力，在高度 10,000 米时喷射量加大到 7.3 公斤/分钟，最大功率仍可维持在 1,350 马力。虽然 MW-50 和 GM-1 使 Me 109 的发动机性能有了跃升，但使用时间都只有短短十数分钟，而且其过重的液箱也使得 Me 109 的机动性大幅下降。由于当时德国空军大量使用的还是 87 号和 96 号低辛烷值汽油，使用此类抗暴剂实属不得已，相比之下美英普遍使用的 100 至 130 号高辛烷值汽油则几乎不存在爆燃的问题。



发动机



　　设计 Me 109 的时候就确定了要在速度上超越对手，所以使用了当时的德国功率最大的 610 马力容克尤莫 210（Jumo 210），加上二战期间容克生产的尤莫 V 型发动机都是倒置的，正好适合 Me 109 的呈梯形的前部机身截面。由于水冷液中加入了乙二醇等添加剂，在 -38 的低温下不冻结，使 Me 109 能在寒冷的气候下照样使用。当然，德国人也曾考虑过气冷式发动机，Me 109V-21 就曾使用过一台星型发动机，但加宽了的机身使低速时的稳定性显得不足，必须增大垂尾和升降舵的面积才能解决问题，所以最终被放弃。

Me 109V-21 安装了一台美国“双黄蜂”星型活塞发动机

　　讽刺的是，Me 109 所使用的第一种和最后一种发动机都是罗尔斯罗伊斯的产品：因为容克尤莫 210 的不能按计划投产，Me 109V-1 使用了一台罗尔斯罗伊斯的茶隼（Kestrel IIS）；战后西班牙的 Ha-1112（Me109 的西班牙版）由于得不到 DB 605，而使用莫林 500。

　　尤莫的发动机不久便被更先进的戴姆勒.奔驰 DB 601A 取代来，由于使用了燃油喷射系统，这种 12 气缸的发动机能摆脱负过载的影响，不必再担心高速机动时由于燃料供应不足而使发动机喘燃甚至停车。而此时的盟军飞机还在使用化油器，这成了德国人的一项巨大技术优势。DB 600 系列引擎相当紧凑，工艺十分扎实，特别是其简洁的主承力梁，由压铸镁合金制成，在与发动机连接处使用橡胶垫圈以减轻震动，而英美发动机还在使用复杂的管架结构。同样的，引擎罩上的铆钉也被尽可能的减少，而在喷火、飓风和野马的引擎罩上却是密密麻麻数不清的铆钉。Me 109F 采用了全新的设计，通过铰链和扣件，引擎罩能很容易地打开，不必去掉整个引擎罩，这种设计之后得到了广泛的运用。

DB 605A 发动机，注意动力轴中空

　　Me 109 采用机械式的离心增压器（DB 600 和 DB 601 采用 1 级 1 速压缩机，DB 605 系列采用 2 级 1 速压缩机），由发动机曲轴通过扭矩转换器来驱动，但要消耗一部分的发动机功率，随着高度的升高，其效率会逐渐降低，直到入不敷出为止。相比之下废气涡轮增压器几乎不消耗发动机功率，所以不受额定高度的影响。当然，戴姆勒.奔驰的发动机也有其优势：能通过气压控制的油压离合器，能自动调节压缩机速度，可以在额定高度内有效的控制压气比，而且其燃油系统也可随高度的增高自动提高供油量，以弥补发动机功率的损失，其自动化程度相当高。相比之下，喷火使用的莫林发动机虽然使用 2 级 2 速压缩机，但其压缩速率是固定，在低空以及低高速齿轮转换阶段前后会产生压气过剩或是压气不足的问题，造成发动机功率损失。但是由于德国人在二战后期滥用增压器技术，一味增大增压器直径，后期 G 型和 K 型的机头截面超过了机身截面，不得不在机身侧面使用两块大型的整流板使其平滑过渡。

DB 605 上的增压器

　　在不到十年的时间里，Me 109 的起飞功率从 V-1 的 580 马力增加到 K-4 的 2,000 马力，而总重只是从 1938 年的 2 吨上升到 1944 年的 3.4 吨。而同一时期的喷火，发动机功率从 1,000 马力上升到 2,500 马力，遇到的问题就少的多了。



航炮



　　Me 109 的机载武器以安装的部位不同可分为三类：引擎罩上部的同步机枪，桨毂中轴机枪/航炮和机翼机枪/航炮。

　　引擎罩上部的同步机枪是德国飞机经常采用的安装方式，由于正对着飞行员的前方视野，所以有很高的命中率，特别对于快速移动的小型目标而言，飞行员甚至无需依靠瞄准具就可以进行射击。但是由于引擎罩上部的空间有限，机枪口径不可能太大。桨毂中轴机枪和同步机类似，发动机曲轴在其上方，通过齿轮驱动螺旋桨，所以这种机枪同样受到空间的限制，在 B 型上只安装了 3 挺 7.9mm MG 17，后期使用 1 挺 20mm MG FF 中轴机枪，但与发动机靠的太近，散热和发动机振动成了难以克服的问题，所以之后的 C、D、E 型基本上取消了中轴航炮。在 F 型上，德国人将中轴航炮移到发动机后面，后膛穿过防火墙，由于只有一根炮管穿过倒 V 形的气缸排，在一定程度上解决了空间问题。早期的 Me 109F-1 安装一挺 60 发弹鼓供弹的 MG FF 中轴航炮，不久便被威力更大射速更快的 1.5cm 或 2cm 口径的 MG 151替代，由安装在翼根处的 200 发弹舱供弹。热带型的 G-1/Trop 将 MG 17 同步机枪替换成口径更大的 13mm MG 131，目的是增加对地攻击的火力，并作为经常过热失效的 MG 151 的补充，G-5 使用同样的设置，但考虑到中轴航炮占据了太多的防火墙后的空间（之前 MG 17 的 2×500 发弹舱也安装在防火墙后），MG 131 开始使用铆接在防火墙上的一体式 2×300 发弹舱，但为了覆盖增大的后膛和供弹机构，在机头两侧加装了圆形整流罩。为了更有效的对付盟军的重型轰炸机，G-6/U4 的 MG 151 被重型的 60 发 30mm MG 108 替代，由于这种航炮使用类似榴弹的高爆弹，所以后座力十分惊人，对发动机有破坏性的影响，而且受到重力的影响，射程也十分有限。为了容纳其巨型的后膛，操纵杆和方向舵脚蹬都经过了重新设计。最后，在 K 型上 MG 108 被可使用钨芯穿甲弹的 30mm MK103 取代。

Me 109G-6/U4 机炮示意，上方是两挺 MG 131，下方一门 MG 108

Me 109F-4 安装的 MG 151/20 中轴机炮示意图

　　在机翼方面，E-1 型使用了两挺 MG 17 翼内机枪，由于翼根处已经被机轮舱和散热器占据，所以只能安装在翼展中部，加大了机翼的负荷，使得E型的低空性能差强人意。而且由于翼展中部的厚度不够，之后换装 MG FF 的时候还得设计一个鼓包来容纳增大的弹舱（MG 17/FF 各只有 60 发载弹，作为补偿，两挺 MG 17 同步机枪的载弹量高达 1,000 发），进一步影响了机动性，有些飞行员私自拆掉了机翼航炮，所以后期的 F、G、K 型没有采用机翼航炮（只有极少部分的 F 型，包括阿道夫.加兰德的座机安装了机翼航炮）。但不久，德国人发现同步机枪和中轴机枪的散布点过于集中，反倒是不利于对付大型目标，后来在加兰德等空军高层的建议下，Me 109F-4/R1 开始使用两个 MG 151 吊舱航炮，载弹 150 发，其优点是不用对机翼结构做大的改动，增加了载弹量，可以按作战任务的不同自由选择安装等，缺点和翼内航炮类似，而且还增加了风阻，所以只用来截击轰炸机。二战后期，吊舱航炮的口径也不断加大，载弹 60 发的 MK 108 和 MK 103 都曾被安装在 Me 109 的机翼或是机腹下。

安装 MG 151 机炮吊舱的 Me 109G

小结



　　Me 109 的超前设计和简易的生产技术，使得其后 10 年间的不断改进成为可能，但其过小的机身却成了最大的瓶颈，使得发动机、航炮和机翼不能达到最佳的协调效果，所以德国人研制了如此众多改进型以适应不同的任务要求。根据 1939 年德国航空部的一份文件显示，威利.梅塞施密特认为 Me 109 将会在战争中逐渐失去领先地位，并应该在 1944 年被另一种飞机（这种飞机指的并非是 Me 262，也许是 Me 209）完全取代。虽然这一计划最后成为泡影，但却使得 Me 109 远远超过了其设计极限，最终成为一代名机。从某中意义上来讲，Me 109 也成了德国空军的最好写照。

Me 209