日本特吕二号火箭发动机

秋水战斗机是日本二战末期借鉴德国Me-163开发的火箭动力截击机。而这架飞机成功与否的关键就是火箭发动机。德国Me-163截击机上装备的是HWK 109-509型火箭发动机。由于二战末期日本已经面临着严峻的形势,因此陆海军难得的实现了精诚团结,共同开发秋水战斗机。该机的机体部分由海军负责,而火箭发动机则由陆军负责。

图1. 恐怕他们自己也没想到日本陆海军也会用到这四个字

虽然伊-29潜艇最终没有完成预定任务(不过该艇成功地从德国潜艇U-180号上接到了印度“要人”钱德拉·鲍斯,并忽悠出一支四万人的印度伪军),好在严谷英一中佐到新加坡后就携带了部分技术资料乘飞机飞回了日本,Me-163的详细三面图,发动机燃料配方和使用说明等等材料得以保留,因此陆军研制火箭发动机不可能绕过德国原型。

图2. 德国HWK 109-509型火箭发动机结构图

图3. 德国HWK 109-509型火箭发动机实物

图4. 德国HWK 109-509型火箭发动机工作原理,T液(氧化剂)和C液(燃料)通过供应系统在混合罐(燃烧室)内混合反应,产生推力

火箭发动机本身没有什么高难度的设计,但是由于采用与德国方面类似的燃料配方,主要包括过氧化氢、甲醇、联氨和水,除了水之外,不是易燃易爆高腐蚀的,就是剧毒的,导致陆军为了研制堪用的燃料储藏罐和混合罐(燃烧室)费劲了心机。

不过好在经过多次试验和事故之后,总算是生产出了堪用的产品。新式发动机型号为特吕-2号(KR-10)。1945年6月12日,装特吕-2号发动机的“秋水”1号原型机进行地面3分钟满负荷运转试车成功。

图5. 特吕-2号火箭发动机,总体结构与德国原型类似,但也有不少地方不同

特吕-2号发动机与其原型HWK 109-509总体结构差距不大,全长2500毫米,空重170公斤,工作时将储存在燃料罐中的浓度为80%的过氧化氢(甲液,作为氧化剂)和57%的甲醇、37%氢化羟基和13%的水组成的混合物(乙液,作为燃料)放入混合罐混合并且进行化学反应,同时在甲液中加入氧奎诺林和丙烯酸钠作为稳定剂和反应促进剂,在乙液中加入铜氰化钾,以10:3.6比例混合,这样可以保证稳定反应。

秋水战斗机的燃料罐可以携带1159升甲液和536升乙液,燃烧室压力20kgf/cm2,连续工作时间300秒,推力可达1500公斤,全推力工作时间为215秒,这个数据已经很不错了。不过由于日本的冶金工业不如德国,机械加工技术也落后于德国,导致该发动机的总体质量不如德国产品,但当时日本人已经顾不得这么多了,毕竟能拔脓就是好膏药。

图6. 秋水战斗机试飞,可见地勤正在喷水

然而问题是这种设备德国本身在使用中就存在一些问题,日本在资料不全的情况下,出现问题是很正常的。由于6月份的地面试车取得了成功,日本随即准备进行试飞,然而这次却出现了问题。

1945年7月7日,“秋水”1号原型机在试飞过程中出现发动机喷出黑烟和爆裂声后熄火的故障,导致试飞失败,试飞员大冢丰彦重伤不治。事后发现因为燃料箱设计失当,当飞机以大迎角爬升后难以继续向发动机提供燃料而导致熄火,可见日本人虽然有德国图纸,但在试制火箭发动机时依然存在大量技术问题需要解决,不过美军已经不会再给日本人时间了,直到战败,日本也没能再生产出完全没问题的火箭发动机,秋水上天也就成了无源之水,无根之木。

图7. 这一幕日本军队怕是不可能看到了

不过,现在我们还可以在日本三菱重工业名古屋航空航天系统公司史料室和日本名人航空博物馆看到特吕-2号发动机,酒井市海事历史科学馆收藏了特吕-2号发动机的限燃烧室和喷嘴。

再补充几张图片:

图8. 因滑跑失败而进行消防操作的秋水,试飞员大冢丰彦死亡

图9. 秋水和纳粹原版的对比图

图10. 德国黑科技,大蝙蝠Me163

图11. 设计思路即为高速截击机的Me163型战斗机

图12. 高速冲击,高速脱离,发射大威力火箭弹,打四发巨物的神器

图13. 此人可能就是试飞员大冢丰彦

图14. 日版Me163——秋水

图15. 模型常客——Me163,注意机头旋转的桨叶

图16. 最后来一张被俘获时的照片,呆头呆脑的比原版难看许多

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