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功败垂成,花开别枝——二战德国X-4空空导弹与反坦克导弹诞生史

2020-04-22 18:00:20

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如今的空战中,大口径机炮早已退居二线,一二战时代那种战斗机之间互相咬尾、盘旋狗斗的场面很少见到了。

双方从几十公里之外开始攻击,用各种各样的中远程空空导弹和近距格斗弹主宰天空。它们有一个共同鼻祖,就是二战后期,德国在垂死挣扎中研发的X-4(RK-344)型空空导弹。


▲博物馆中的X-4(RK-344)型空空导弹。

一、盟军战略轰炸,德国苦不堪言。

二战刚开始时,德军一路高歌所向披靡,整个欧洲大陆落入德国人手中。

不过风水轮流转,等同盟国熬过溃败期开始反攻后,纳粹德国便很快尝到苦头。铺天盖地的B-17、B-24和“兰开斯特”重型轰炸机飞向欧洲大陆,日夜不停的轰炸德国兵工厂、油田和重要交通枢纽,使其损失惨重。

尤其B-17这样的“空中堡垒”,皮糙肉厚坚固异常,浑身上下插满10挺12.7毫米口径机枪,是一个十足的“火刺猬”。火力比战斗机强大得多。


▲B-17F与德军厮杀

整个轰炸机群又组成箱型编队,上下左右互相掩护,任何闯入其中的德军战斗机都会被撕成粉碎。就算没有战斗机护航,也是一群难啃的硬骨头。

德军派出大批BF-109、FW-190战斗机拦截,初期效果还可以,但随着时间推移越来越吃力。德国空军元帅赫尔曼·戈林气得暴跳如雷也无可奈何。


▲福克-沃尔夫FW-190A战斗机

二、缺兵少将,德军噩梦开始。

在残酷战争中,德军战前培养的精英飞行员消耗殆尽,有经验的飞行员也越来越少。到战争后期,德国和日本一样无力补充新人。

而盟军凭借强大的战争动员能力和高水平培训,一批批优秀飞行员迅速成长起来。战机防护也越来越高,许多重型轰炸机和战斗机带着满身弹孔,也能摇摇晃晃飞回去。


▲一身是伤飞回来的B-17轰炸机

飞机没了可以快速生产,有人就行。于是此消彼长下,优秀飞行员数量成为决定战场胜负的关键因素。

1944年1月,曾轰炸过日本东京的传奇英雄——吉米·杜立特中将接任美国陆军第八航空队司令。刚一上任就调整战略,将盟军战斗机的首要任务从保护轰炸机转向消灭德国空军。

同年5月,拥有超远航程和均衡作战能力的P-51D“野马”战斗机加入战场,德国空军陷入灭顶之灾。戈林战后接受访问时说:当我看到P-51飞到柏林上空,我就知道大势已去了!


“长腿女王”(P-51D)对德军飞机展开猎杀。她们从5000米高空猛扑下来,将刚刚返航、加油复飞的BF-109打成筛子。甚至跑到飞行员培训基地主动调戏,将许多第一次飞上蓝天的德军小鲜肉消灭在摇篮中。

这种情况下,仅凭现有装备和对领袖的忠诚已无力回天,口号喊得再响也解决不了被天天炸成懵逼的现实。

在此之前,德军也曾使用Werfer-Granate 21型210毫米口径火箭弹。以强大火力驱散轰炸机编队,但糟糕的精度和诡异的弹道让人烦恼。


▲挂在FW-190A翼下的210毫米火箭弹

后来德军又改用更小巧灵活、弹道稳定的55毫米口径R4M“飓风”火箭弹。一架战机能挂载24枚,在盟军轰炸机有效火力范围(600~1000米)外发起攻击,效果差强人意。

R4M火箭弹依然没有制导,一通乱射后命中率不高,不能真正对轰炸机造成严重伤害。德军需要一种更有效的、能精确打击的空中武器。


▲R4M 55毫米火箭弹

三、刚想打瞌睡,就有人就递枕头。

鲁尔钢铁公司的马克思·克莱默博士之前正在做一项独立研究——研发一种能空中制导的火箭弹。

德国空军部闻听后,马上将其升级成官方项目,编号P.8-344。1944年3月项目又改称“X-4计划”,就是世界上第一种实用型空空导弹的由来。

X-4型空空导弹由战斗部、发动机舱和弹翼三部分组成。整个导弹像一个雪茄形纺锤体,弹体上有一大一小两组弹翼。


▲X-4空空导弹三视图

它的弹头采用钢制外壳,战斗部装药量20千克,毁伤半径约8米左右。

发动机舱内是一台宝马109-548型液体火箭发动机,因弹体狭小装不了燃油泵,所以采用挤压式燃料供应方式。


▲导弹内部结构

S-Stoff和R-Stoff两种燃料分别存储在螺旋形管道中,一个压缩空气罐推动管道内活塞,像挤牙膏那样将燃料压入燃烧室中。

两种燃料无需点火,只要混合到一起就剧烈燃烧,与早期运载火箭的偏二甲肼-四氧化二氮双组元燃料点火方式相同。两种燃料都有剧毒,且对金属腐蚀严重,灌注和使用时都要小心翼翼,一不留神就造成严重伤害。


▲发动机螺旋管道与燃烧室

相似的燃料也在德国Me-163 Komet(彗星)火箭战斗机上使用,不少飞行员因燃料泄露爆炸而白白丢掉性命。所以后来德军想改成固体燃料,因战争结束未能成行。

X-4空空导弹的制导方式与现代空空导弹的红外/雷达制导方式不同,它由飞行员目视引导,并用手动控制。第一代反坦克导弹的制导方式也是如此,因为它就是从X-4空空导弹发展来的。

X-4弹体中后部有4片大的,X形布置的后掠弹翼。其中两片弹翼顶端有放线筒,筒内储存着5500米长的铜质细导线。


▲大弹翼上的导线放线筒

导线另一端连接飞机上的控制器。战斗时,飞行员像现在操纵游戏手柄那样,遥控导弹俯仰和偏航,使其飞向目标。

导弹最大飞行速度1152千米/小时,攻击距离1500-2500米之间。这已经超出重机枪有效火力范围,足够用了。此外,受铜质导线韧性限制,导弹发射时飞机速度不能超过648千米/小时。


▲飞机上的遥控手柄

导弹飞出去很远,飞行员已经看不清位置了,该如何解决呢?

克莱默博士想了个高招,在另外两个弹翼顶端或根部安装曳光管。飞行时发出明亮光芒,帮助飞行员跟踪导弹轨迹,引导其飞向目标。

导弹有三种起爆方式:一是触发引信;二是飞行员手动引爆;三是当时很先进,被称为“克拉尼奇”的声感近炸引信。

声感近炸引信利用多普勒频移原理激发,德军将其频率设定到200赫兹,正是B-17轰炸机引擎的轰鸣声。引信激活距离约40米,启动距离7米,只要飞行员将导弹引导到飞机附近就能炸毁它,非常有效。


▲红圈内是曳光管

德军对X-4导弹寄予厚望,打算在各种飞机上装备使用。然而测试后发现,像BF-109、FW-190这样的单座战斗机,飞行员很难同时控制飞机和导弹。所以X-4被分配到Me-110、Ju-88这样的多座飞机使用,而单座飞机仍然用无制导R4M火箭。

X-4导弹的4片主弹翼有3.25°倾斜,让以每分钟60圈速度自转,以便抵消尾喷口产生的右旋滚动力矩。

弹体尾翼上有方向舵,尾喷口里还有燃气舵,按导线传来的信号共同控制导弹方向。


▲尾翼上的舵片

在德国空军迫切需求下,克莱默博士很快完成研制。1944年8月初,第一批225枚X-4导弹制造完成,交付空军部进行试验。

试验中,人们发现陀螺仪转子有问题,影响导弹命中率。经过半年改进后,到1945年2月终于解决问题,通过测试。

在1944年底的一次实验中,德国夜间战斗机携导弹升空,拦截英军“兰开斯特”和“哈利法克斯”重型轰炸机群。结果击落7架敌机,取得空空导弹历史上的首次战果!


▲FW-190A挂载导弹实验

四、功亏一篑,花开别枝。

戈林得知结果后大喜过望,赶紧催促生产,希望这种新式武器能扭转德国天空的不利战局。

X-4导弹的生产工艺简单,非熟练工经过简单培训后也能很快胜任。只是战争后期德国资源极度匮乏,珍贵的钢铁材料要优先生产飞机,所以X-4导弹弹翼只能用便宜木质胶合板制造。


▲JU-88轰炸机挂载导弹实验

不过这不影响进度,到1945年3月,鲁尔布莱克维德工厂便生产出1300枚导弹。只等宝马公司的火箭发动机一到位就能走向战场。

可惜天公不作美,盟军对德国斯图加特发动猛烈空袭。宝马火箭发动机工厂被彻底摧毁,所有发动机和生产线毁于一旦。只剩下前期试验的一部分导弹,据说在战争最后几周里投入使用。

到5月份德国投降,X-4空空导弹没来得及正式参战就停止生产。只在试验阶段取得少量战果。

但它的研制也没有白费,为后来各国发展空空导弹导弹奠定了基础。同时也催生了另一种导弹的诞生——反坦克导弹。

盟军胜利后,X-4空空导弹被美、苏等国瓜分。苏联工程师详细研究了导弹原理和结构后,开发出苏联第一代AT-1、AT-3型反坦克导弹。和风漫谈原创,禁止抄袭。


▲X-7型反坦克导弹

其实德国也在X-4型导弹基础上研制了X-7型反坦克导弹,又叫“小红帽”反坦克导弹。它们都是克莱默博士的作品,同样是铜质导线传输信号,射手手动制导。

X-7型反坦克导弹装备破甲战斗部,破甲厚度达200毫米,足以摧毁当时的各种主流坦克。


▲X-7型反坦克导弹

残酷战争激发了人类的聪明才智,各种先进武器在二战后期不断涌现。这些新式武器,又反过来促进了防御体系的发展。矛与盾的交替增长中,现代战争不断迈入新时代。提醒我们要不断发展先进科技,才能提高国防水平,立于世界强者之林。