| 化油器怎麼就拖了噴火式的後腿? |
| 送交者: 一劍破天 2025年02月10日16:38:02 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
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在二戰狗斗中,德國飛行員有一招非常損,他們會在英國飛行員追擊自己時,突然俯衝,從而讓對方陷入一個兩難的境地——追還是不追呢? 尤其是當對方駕駛的是一架著名的噴火式戰鬥機時。為什麼? 大家好我是火箭叔,因為雙方此時都知道,噴火式戰機,有一個致命缺陷——它用了化油器。 好吧,化油器,我先做一個調查:知道或者聽說過它的,請扣1;完全不知道這是個什麼玩意兒的請扣2。 這確實是一個老東西了,但它卻是每一台內燃機中不可或缺的一樣關鍵零件......至少在沒有被替代之前。因為它負責為內燃機解決一個基本問題:如何儘可能均勻的混合燃料與空氣。 這聽起來很簡單對不對,但是它其實要同時完成兩個任務。一,以正確的比例混合燃料和空氣;二、還要讓這團可燃物結合得足夠充分。並且,這個玩意兒還是純機械的。好,那它到底是怎麼工作的? 我簡單給你介紹一下:化油器一般位於發動機的氣缸蓋上,夾在空氣濾清器和進氣歧管之間。由節氣閥、文丘里管、油門閥和浮子室這幾樣關鍵部件組成。在發動機的每一次進氣行程中,空氣會通過節氣閥流過文丘里管,在這裡被加速並形成負壓。這是一個純粹的物理魔法,因為文丘里管本質上只是一根管子中間收縮變窄的部分,沒有任何的活動部件,利用的是伯努利原理。而此處的負壓,正好就將燃料從浮子室吸入噴嘴,形成細小的霧狀噴霧與空氣完美融合在了一起。 在快速氣流的吹動下,它們穿過油門閥進入氣缸,為即將到來的燃燒做好準備。而空氣、燃料的混合比例可以通過開關節氣閥和油門閥這兩個閥門來調節——節氣閥負責有多少空氣能進入化油器,油門閥則負責有多少空氣燃料的混合物能進入氣缸。這裡有一個關鍵點請你記住,因為後面的故事跟它有關:為了幫助發動機更順利的啟動,節氣閥一開始一般會關閉,這樣能進一步降低文丘里管內的壓力,從浮子室吸取更多的燃料,從而生成更濃的空氣燃料混合物。 但是,過濃的燃油混合物也會導致發動機熄火,所以在啟動後要儘量避免。記住了嗎。 好,最後我們再把目光集中到浮子室,當燃料被吸入文丘里管後,這裡的液面稍稍下降,浮子也跟着下降了一點點,剛剛好就鬆開了作為閥門的頂針,於是更多的燃料在重力的作用下進入浮子室,恰好補充了剛才的消耗,使浮子室內燃料的液面維持在一個穩定的水平。而此時的化油器,也已經準備好進入下一個循環了。 那它怎麼就成了噴火式戰機的致命缺陷了呢?怪就怪在噴火式的機動性太強,可以跟重力反着來。當它進入負G俯衝,燃料就會被迫推到浮子室的頂部,導致第一次動力喪失,因為燃料無法進入發動機,但浮子卻被迫下沉,打開了針形閥,反而讓更多燃料進入了浮子室。 如果這種機動持續得太久,浮子室裡面的燃料過多,就會導致空氣燃料混合物過濃,進而把發動機給悶熄火,甚至還無法重新啟動了。 這個缺陷,很快就被德國飛行員意識到,並利用上了。他們駕駛bf-109專門引誘噴火式跟着他們一起俯衝,從而為自己製造優勢。欸,為什麼bf-109不怕熄火呢?因為跟英國人不同,他們為航空發動機配置的,是燃油噴射系統——它不靠重力,而是靠超200倍大氣壓的高壓油泵,直接將燃料精準注入到燃燒室里。 控制這一切的核心是一個帶螺旋凹槽的金屬柱塞——當凸輪驅動它旋轉時,凹槽與出口的對位時間決定了噴油量。這種主動供油方式不受飛行姿態影響,甚至能在引擎進氣閥與排氣閥同時開啟的瞬間,即閥重疊階段,精準避開燃油浪費,將燃燒效率提升15%。不得不說,玩精密還得是德國人。 但是,英國並非完全沒有意識到燃油噴射的優勢。其實早在1932年,就有英國公司通過實驗證明該技術的突破了。可官方報告卻得出了與之相反的結論——當時主導這一研究的皇家航空研究院的莫利博士堅持認為,化油器只要通過添加防凍酒精就能解決所有問題,並聲稱燃油噴射的複雜結構"不適合量產"。這離大譜的結論到底是怎麼得出的,總結起來有以下三點:一是測試方法的缺陷,英國實驗室僅用單缸引擎測試,所以沒有能發現燃油噴射在多缸引擎中均衡供油的核心優勢;二是決策慣性,羅羅等重要的航空發動機企業已投入數百萬英鎊建設化油器生產線,而技術轉型顯然需要顛覆性的勇氣;第三是戰術短視,當時英國空軍主要的假想敵是水平轟炸機群,並未預見空戰會演變為需要劇烈機動的"狗斗"模式,自然就不會把化油器的缺陷放在心上了。 當1940年不列顛空戰爆發時,噴火戰鬥機每分鐘都在為這個錯誤付出代價。 好了,這就是化油器跟噴火式的故事了。它告訴我們,對技術路線的選擇也許並不只是個單純的工程問題,還是個可能會賭上國家命運的戰略抉擇。你認為類似的選擇,現在都有哪些,留言參與討論吧。 |
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