简要介绍LeO 451型飞机及其飞行特性

Lioré et Olivier LeO 451 是一款双引擎、中型水平(即非俯冲)轰炸机,采用(几乎)全金属结构,机组人员为四人,具备当时现代飞机的所有特征:封闭式座舱、可活动的蒙皮、先进的机翼机械化、可收回至发动机舱内的起落架、现代化的仪表等等。
低位悬臂式机翼面积为68,0平方米,翼根采用NACA 4415翼型(相对厚度为15%),翼尖采用NACA 4411翼型(相对厚度为11%)。机翼由四部分组成:沿机身中心线连接的两部分中央部分和两部分副翼。中央部分由两根带有钢制翼梁和硬铝合金腹板的翼梁支撑;此外,还有五根轻合金肋条,其间依次布置有额外的炸弹舱、每个880升的内部油箱、发动机短舱以及两个外侧短舱——前部短舱容量为300(或330)升,后部短舱容量为410升;副翼的翼盒则安装在外侧部分。中央翼段通过一套复杂的斜撑和各种连接件在轴向平面上相互连接,并与机身相连。库尼和达内尔甚至称之为“巧妙”或“精妙”的设计——当然,他们心里清楚得更清楚。机翼翼段为盒状,内侧带有斜面,嵌入中央翼段,外侧则为翼尖。

LeO 451 机翼。波纹的间距和厚度根据与飞机轴线的距离而变化。
机翼蒙皮由两层组成——内层为波纹状蒙皮,外层为光滑蒙皮。机翼的前缘和后缘通过螺栓固定在翼梁和外翼盒上。中央翼段的后缘装有电动开缝襟翼,而外翼盒的后缘则装有织物蒙皮的全长开缝副翼。左侧副翼的后缘装有地面可调的配平片。起飞时,副翼放下,起到襟副翼的作用。
尾翼的两个水平面由两个独立的半片构成,上反角为 13°;它们用螺栓固定在机身顶部的一个短中央部分上;固定面有金属框架、波纹内蒙皮和织物外蒙皮,升降舵只有金属框架和织物蒙皮;升降舵配有翼片。
垂直尾翼呈椭圆形端板状,方向舵配有配平片,安装在尾翼外缘。端板由焊接钢管构成,外覆金属。1940年战败后,采用了尺寸更大、设计更为传统的新型尾翼——由三根翼梁、肋条和金属蒙皮组成。
飞行控制系统采用混合式设计。方向舵和升降舵由硬线控制。副翼由钢索和推杆控制。升降舵和方向舵的配平片在飞行中通过驾驶舱内的链条和钢索进行调整。襟翼除了采用电动控制外,还配备了直接的应急控制装置,该装置由上部炮手附近的一个手柄操作。
机身采用全金属单壳结构,横截面为椭圆形,由60根主副框架组成,各框架之间通过纵向桁条连接;所有部件均覆盖有铆接牢固的轻合金板材。两根主框架由箱形梁构成,机翼翼梁就连接在这些箱形梁上。普通框架根据其尺寸大小,采用箱形截面或简单的Z形金属板材结构。玻璃鼻锥结构由焊接钢管构成。

装配支架上的机身,图片来源:J.M. Meunier
机头部分是投弹手/领航员的驾驶舱(按照法国轰炸机的传统,投弹手/领航员也兼任机长),位于大面积玻璃机头后方。驾驶舱配备了滑动式侧窗、专用观察舱口和折叠桌。当然,还有瞄准器(或者多个瞄准器——这一点尚不明确)。单座飞行员座舱偏左。右侧的通道通往前后座舱。仪表板也因此进行了相应的调整,两侧(每个发动机的燃油表和机油表)甚至地板上都加装了额外的面板(两个压力表)。右侧的座椅在起飞和着陆期间(由于飞行阶段的危险性,这是必要的预防措施)可临时容纳机械师、教官或领航员。

飞行员和领航员驾驶舱
无线电操作员/炮手(也称飞行工程师)位于飞行员后方,面向后方,与机翼前缘齐平。略低一些,也偏左的是可伸缩的机枪舱。机枪舱放下时,座椅也会随之收起。主炸弹舱位于机身左侧,两根机翼翼梁之间。机翼后缘上方是炮手/观察员的座位。一个可升降的玻璃整流罩/观察窗提供了瞄准和射击所需的空间。所有座位都通过一条贯穿机身中部和前部右侧的走廊连接。进出通常通过驾驶舱后方右侧的舱门(供飞行员和领航员使用)以及炮手座位后方的腹部舱门(供炮手和无线电操作员使用)。舱门、舱门以及部分驾驶舱玻璃都可以抛弃,以便紧急逃生。
主起落架(由梅西耶公司制造)配备了油气减震器。它们采用液压收放,并由舱门完全关闭(这在当时非常罕见——通常情况下,为了减少机腹着陆时发动机舱的损坏,起落架会留出一小部分轮子外露)。为了缩小发动机舱的尺寸,主轮的收放机构异常复杂。尾轮也是可收放的(这在当时更为罕见)。

飞机底盘
LeO 451 采用 Gnome et Rhône 公司的 14N-38/39 或 14N-48/49 型发动机。后两位数字的含义与 Hispano-Suiza 公司的同类产品相同:偶数代表左旋发动机,奇数代表右旋发动机。发动机安装在焊接钢管框架上,框架通过一个环形结构连接到中央翼段的前梁。发动机使用 14 个 Dynaflex 防震支架固定。发动机的额定地面功率为 920 马力(2400 转/分),起飞功率为 1100 马力(14N-38/39)或 1180 马力(14N-48/49)(2650 转/分),起飞功率为 1030 马力(14N-38/39)或 750 马力(14N-48/49)(2500 转/分)。或在最佳海拔高度下达到 1060 马力。
发动机配备了Air Equipment公司生产的电动惯性启动器(并带有手动备用启动器)。Mercier发动机罩不仅用于冷却发动机气缸,还用于加热座舱:空气流经两条管道和一个热交换器,在那里被高温废气加热,然后输送到机组人员座舱和仪表加热系统。每个气缸都有独立的排气管;目前尚不清楚这是否是法国首次使用喷气式排气管,但Cuny和Danelia报告称,飞机速度提高了10公里/小时。
通常情况下,飞机使用直径为3,20米的Ratier 1634/1635型三叶金属螺旋桨,配备可变螺距(自动或手动)和桨叶顺桨系统。Gnome-Rhône 2400/2401型螺旋桨很可能也曾被使用。许多文章将量产飞机最高速度低于原型机的原因归咎于使用了Ratier螺旋桨而非稀缺的Gnome-Rhône螺旋桨。这种说法充其量是不准确的——原因有很多,我们将在后文中讨论。
燃油箱总容量为3225升(包括一个45升的辅助油箱)。每台发动机都由独立的燃油回路供油——主油箱和两个辅助油箱。特殊情况下,这些回路可以连接起来。如果一台发动机上的两个油泵都发生故障(原文如此描述,但可能指的是一个回路),则可以使用应急手动油泵。在量产型飞机上,油冷却器被移至发动机短舱内,而进气口仍然位于中央机翼的前缘。每个油箱的容量为77升,但实际可用容量只有70升。在运行过程中,很明显供油不足。
当时的仪表配置属于标准配置。领航员前方的仪表盘包括时钟、速度表、高度表和罗盘等标准仪表,以及用于利用地面无线电信标进行导航的自动无线电罗盘指示器。飞行员也配备了一套标准仪表,用于导航、控制螺旋桨发动机组、起落架等等。特殊设备还包括耶格尔-史密斯气动自动驾驶仪、斯佩里人工地平仪、带可伸缩框架的LMT无线电罗盘、SIR机载电话、两台摄像机——一台便携式高度计和一台固定在炮手位置的平面仪(实际上摄像机很少使用),以及一套由炮手控制的声响警报系统。氧气系统由 8 个 1000 升的钢瓶组成(正如来源中所述,但这显然是一个错误——例如,Ju 88A 的标准配置是 16 个 2 升的钢瓶,还有相同数量的附加钢瓶),每个工作站都配有带接头的管道和 Munerelle 吸入器。
SARAM 3-10 型无线电台具备电话和电报功能。其频率范围为 19 至 2170 MHz(即高、中、低频),涵盖六个频段。该电台重 50 公斤,不包括屏蔽电缆的重量。天线由一根约 100 米长的电缆组成,飞行时电缆会展开在飞机下方。与机载电话不同,该电台在实际使用中表现出相当的可靠性。
我将直接引用Cuny-Danel书中对气动和电气系统的描述:有一个三回路气动系统,配备两台“Air Equipment”牌压缩机,为两个气缸提供主设备(控制)所需的压缩空气。 武器(例如各种舱门、可移动的梅西耶发动机罩环等);但自动驾驶仪由两台专用压缩机提供动力,部分仪表(航向指示器、地平仪、转弯指示器)由两台真空泵提供动力。电气系统由两台发动机驱动的100瓦24伏发电机和一个24伏90安培10分钟电池供电(前25架飞机安装的是功率较小的电池,但后来配备了一台卢泰西亚发电机,用于驱动应急发电机)。机载照明和照明弹均为常规配置。机翼前缘装有两盏着陆灯。
除了最基本的——它确实存在,尽管非常原始——之外,几乎没有关于油箱防护的任何信息。装甲防护很可能仅限于飞行员身上一块7毫米厚的装甲板。《航空国际》杂志第97号布局图上列出了上部炮手的装甲板,但5月10日投入战争的飞机几乎肯定没有这块装甲板。不过,再次强调,该机的设计本身非常坚固,使得许多机组人员能够驾驶受损的飞机返回基地。
前80架飞机(即实际参战的大多数飞机)都配备了泰韦诺-阿尔坎TA 35瞄准具,关于这种瞄准具的信息几乎为零。在一篇文章中,这种瞄准具被称为“摆式瞄准具”(viseur pendulaire)——我完全不明白这是什么意思。如果有人知道,请告诉我。TA 35可以连接到TA 105稳定器和TA 103“引导装置”(该装置计算必要的修正值,并将其指示给飞行员或传输给自动驾驶仪)。根据让·库尼(《法国轰炸机和侦察机》)的说法…… 航空1918-1940 年;Docavia No. 12),瞄准具和制导系统很少(如果有的话)一起使用。
由于上述或其他原因,后来使用了Bronzavia B15或D30瞄准器(有时也称为Bronzavia-Dervaud BD 30)。前者仅按顺序提及,显然是一种临时方案。Bronzavia D30成为最广泛使用的瞄准器。简而言之,它的评价大致如下:“比布里斯托尔·布伦海姆瞄准器好,但不如诺登瞄准器。” D30瞄准器是一种潜望镜,可以绕垂直轴旋转。它与安装在飞行员仪表板上的目标航向指示器(“11型复示器”或“航向指示器”)相连。所有轰炸参数都通过瞄准器顶部的旋钮输入。
视野:30°
放大倍数:1,5
瞄准线颜色:白天为黑色,夜晚为红色。
事实证明,D30瞄准器在2公里以下的高度几乎无效。虽然它在计算导航要素方面非常有用,但在轰炸任务中,它被性能优异且操作简便的“备用”瞄准器——布朗扎维亚D40瞄准器(或简称普里特塞40)所取代。目前尚不清楚备用瞄准器是否与TA 35配合使用。但据推测,使用D40瞄准器需要从更远的距离接近攻击航线,这增加了轰炸机遭受防空火力攻击的风险。

领航员舱内瞄准具的布置
进攻性武器,即炸弹载荷,存放在三个弹舱中——一个主弹舱位于机身,另外两个位于机身中部。机翼上安装有AL 125或AL 128型挂架,可携带一枚100公斤、200公斤或500公斤的炸弹。机身内装有两个D型或V型挂架(每个挂架可携带32枚10公斤或8枚50公斤的炸弹)或一个S型挂架(每个挂架可携带5枚200公斤+1枚100公斤或6枚100公斤的炸弹)。理论上,该机最多可携带2100公斤的炸弹,而实际上,由于除10公斤炸弹外,所有炸弹的实际重量均大于标称重量,因此实际携带量可能更高。具体来说,重量分别为 9,6 公斤、56 公斤、116 公斤、225 公斤以及 518 至 540 公斤。
因此,对于一架1939-1940年的轰炸机来说,其有效载荷相当惊人,尤其考虑到所有弹药都储存在弹舱内,并未影响飞机的空气动力学性能。另一个问题是,这些轰炸机主要使用50公斤和100公斤的炸弹,这意味着其有效载荷仅为800公斤。使用200公斤炸弹的情况很少见,而500公斤炸弹的使用通常只是个别案例。我只找到过一次LeO 451使用500公斤炸弹的记录——在对直布罗陀英国基地的袭击中。
在实战中,50公斤和10公斤炸弹的效用显而易见。在这方面,LeO 451也明显落后于其德国同类机型:He 111P的内置挂架最多可携带32枚50公斤炸弹或128枚10公斤炸弹,而Ju 88A-1则分别可携带28枚和80枚。此外,德国空军极少使用100公斤炸弹,将其作为介于轻型反人员和反车辆炸弹与重型反加固目标炸弹之间的一种中间威力武器,且仅挂载于外部挂架上。
防御性武器装备包括:
一挺7,5毫米MAC 34机枪安装在机翼下方,位于飞行员右侧。它穿过一个可拆卸的整流罩伸出。飞行员可以通过外部格栅和位于其位置的可调瞄准具进行瞄准。该武器使用300发弹匣供弹。
第二挺7,5毫米MAC 34机枪覆盖后下方区域,安装在一个可伸缩的吊舱(或炮塔、炮架、炮塔——名称不一)内。它安装在SAMM AB 161手动枪架上,并配备了Alkan mle1935准直瞄准镜,即1935型(另有资料显示,该瞄准镜为OPL 35)。弹药由五个100发弹鼓组成。
顶部炮手/观察员装备了一门安装在德博伊森170 bis型炮架上的20毫米伊斯帕诺-苏伊萨HS 404机炮,炮架采用SAMM液压驱动。瞄准使用两侧各一个准直瞄准器。现在很难确定具体使用的是哪种瞄准器——阿尔坎、OPL还是拜耶-勒梅尔GH-38——尤其考虑到当时这些瞄准器的技术水平大致相同。他们很可能使用了手头现有的任何设备。弹药量为120发——理论上,也可以使用60发、30发或15发的弹鼓。射击弧度为水平方向±30°(以飞机轴线为基准),正好满足在尾翼垫圈之间射击的要求,垂直方向可能为±30°。这意味着该组炮手之间无法互相支援。
在当时,HS 404型火炮是一种威力强大的武器:射速为每分钟600-700发,炮口初速为880米/秒,高爆弹重130克。其主要问题在于弹鼓供弹:一个装满60发炮弹的弹鼓重达25,7公斤,仅够连续射击6-8秒。然而,为了防止卡弹,通常只装填50-55发炮弹。弹鼓位于射手约一米处——手臂伸直的距离——因此只有力气极大的人才能将空弹鼓更换为另一个60发弹鼓(而不砸到瞄准具)。更常见的配置是1个60发弹鼓+2个30发弹鼓或4个30发弹鼓。虽然30发弹鼓也相当重,约14-15公斤,但与第一个弹鼓相比,重量差异显著。自 1940 年初以来,就一直在进行现代化改造的计划,而且规模很大——他们打算在火炮上加装两挺 MAC 机枪和 300 发弹药,但和往常一样,直到 5 月才开始实施。

后来又添加了一张炮手与大炮和机枪的合影。
LeO 451 的主要飞行特性

LeO 451轰炸机的几何尺寸如下:翼展22,50米,机身长度17,17米,机身高度5,24米,机翼面积68平方米。关于飞机重量存在一些不一致之处:通常给出的空重数据为7530公斤或7830公斤。经常有资料指出,后一个数字是指飞机满载燃油后的空重。但这种定义的含义并不明确——通常指的是飞机空重(包括剩余燃油)加上机组人员、润滑油、氧气、弹药等的重量。然而,四名飞行员加上降落伞的重量就高达360公斤。关于起飞重量,所有资料都给出的数字是11400公斤——目前尚不清楚这是正常起飞重量还是最大起飞重量;但除此之外,没有其他数据。满载 2 吨有效载荷时,油箱内最多只能倒入 1100 升燃料,尽管这种情况不太可能发生过。
无论如何,与同类飞机相比,这架飞机的空重过高。例如,LeO的竞争对手Amiot 351/354的空重约为6500公斤(其三座前身Amiot 340-01的重量仅为4785公斤),而其德国同代机型,如Dornier Do 17P-1的重量为4600公斤,Do 215B-1为5774公斤,He 111P-2为6200公斤,等等。只有Ju 88A-1的重量更重,但它也是作为俯冲轰炸机设计的。造成这种情况的原因有很多:设计过于复杂,增加了其他轰炸机所不具备的额外功能(Mercier发动机罩、额外的炸弹舱、可收放式座舱盖和发动机舱),当然,还有对飞机耐久性的重视。当然,耐用性固然重要,但凡事都有两面性。而且,增加的那一吨或一吨半的重量并非可以用于武器装备或航程。过重的重量,加上其他因素,使得起飞和降落都相当危险。
量产型飞机的最高速度差异很大。量产型飞机比原型机慢至少7-10公里/小时并不奇怪,但量产型飞机的速度也相差约35公里/小时,即在4,8公里高度时的速度在460-495公里/小时之间。有时也会提到平均速度为480公里/小时。当一架量产型飞机被CRAS(皇家空军)验收时,如果其在高空达到465公里/小时的最高速度,并在15分钟内爬升5公里,则被认为合格。后来,在战败后,1941年对量产型飞机的速度测量结果如下:海平面366公里/小时,2公里高度403公里/小时,4公里高度440公里/小时,5公里高度459公里/小时,8公里高度423公里/小时。原因有很多——不同的发动机改进、不同的螺旋桨,以及最重要的,不同的制造质量:飞行员注意到,在安伯里组装的飞机比其他飞机飞得略快一些。

LeO 451 最高速度图表
最大巡航速度为420公里/小时,飞行高度为4,8公里;实际巡航速度为360公里/小时,飞行高度为2,5公里。在此速度下,最大航程为2900公里;携带500公斤有效载荷时,航程为2300公里。爬升率略低于原型机——爬升至5公里高度需要14,0分钟,而升限基本保持不变,仍为9000米。
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