Fw190之心：BMW801引擎简介

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本文是 " 燃烧的岛群 " 第 1316 篇原创文章，作者：Me410。

全文共 3724 字，配图 4 幅，阅读需要 10 分钟，2024 年 12 月 21 日首发。

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图 1. 本文主角，BMW801 引擎左侧视图

BMW801 是第二次世界大战期间德国空军所能获得的性能最优异的星形空冷航空引擎。其历史起源可以追溯到 30 年代初期。当时，BMW 从美国的普拉特 . 惠特尼公司引进了 " 大黄蜂 " 引擎的生产许可证。这种美国引擎的德国本版，被称为 BMW132。作为 Ju52 的动力来源，这种引擎伴随着这种经典运输机走过了漫长岁月。

1935 年，在 RLM 的资金支持下，BMW 和 Bramo 分别开启了新一代星形空冷引擎的研发项目。两家的产品编号分别是 BMW139 和 Bramo329。BMW139 在充分吸收之前的 BMW132 的成功部件的基础上，变成了一款双排 14 缸引擎。最大输出功率 1500 马力。

这种引擎立即被库尔特 . 谭克相中，作为 Fw190 战斗机的动力来源。以当时欧洲航空业界的习惯，这是一个超乎寻常的决定。因为空冷引擎的迎风面积较大，对于减阻不利。所以一般而言，对于速度性能有苛刻要求的战斗机通常会选择更有利于减阻的直列液冷引擎。而空冷引擎大多用于轰炸机和运输机。

但是谭克在 Bf109 的重压之下，Fw190 的卖点主打一个耐用可靠。在这方面，空冷引擎倒是具备天然优势。毕竟，所有军用液冷引擎都需要配备一套脆弱且复杂的冷却系统，涉及到复杂的管路设计、加压系统，以及散热器的布局。无论如何，一旦在战斗中遭遇损伤，冷却系统会迅速失效。连带着引擎很快也得完蛋。所以像 " 喷火 " 这样的著名战斗机，在整个二战期间几乎都没有参与对地攻击任务。原因就在于需要避免其薄弱的散热系统遭到地面轻型火力的毁伤。而可怜的德国人一开始不得不使用类似的 Bf109 作为战斗轰炸机，直至新生的 Fw190 替换掉它们。后者的空冷引擎即便被打坏掉几个气缸，剩下的气缸仍然可以工作。这就是谭克所追求的可靠性。

当然，就空冷引擎引发的阻力问题，谭克也没有无动于衷。他对 Fw190 的线型做了优化。然而当 Fw190V1 号原型机于 1939 年升空之后，很快发现，BMW139 最大的问题不在于阻力，而在于气缸散热问题。这使得首飞过程的 Fw190V1 座舱内的环境温度，一度攀升至摄氏 55 度。空冷引擎顾名思义，需要依靠飞行时迎面而来的气流实现对气缸的冷却。然而对于一台为战斗机提供动力的引擎而言，气缸产生热量的速度往往超过了气流能够予以降温的能力。这就是这种引擎的技术难点所在。

事实上，早在之前的 1938 年，BMW 已经意识到 BMW139 在技术上已经趋于过时，遂启动了 BMW801 的研发项目。然后也是在 1939 年，BMW 吞并了 Bramo。后者的空冷引擎之路，始于引进仿制英国的 " 木星 " 引擎。但由于自身实力相对薄弱，所生产的 Bramo314、322、323 虽广泛装备 Hs126、Do17，以及 Bv222 等飞机，但是以其高油耗和高故障率著称，并没有赢得用户的青睐。现在，两家合二为一，各展所长，终于搞定了 BMW801，从而挽救了 Fw190 项目。

另一方面，谭克为了解决引擎过热的问题，设计了一款增压风扇。其位置在引擎前方，飞机螺旋桨身后的引擎罩内。实质就是一个空气增压器，以便将更多的空气导入到引擎内，帮助降温。至于由此带来的阻力增加问题，BMW 专门将一台集成了风扇的的 BMW801 送往 " 赫尔曼 . 戈林研究院 "，利用那里的大型风洞设施，以获得最佳减阻外形。最终的计算显示，通过修改外形，可以节省 150 至 200 马力的输出功率。

图 2. 赫尔曼 . 戈林研究院的大型风洞，正在对一架 Bf109 进行测试。巨大的设施和整洁的环境，突显出德国航空工业的研发实力

考虑到德国制造先进星形引擎的时间较短，技术底子较薄，BMW801 实际上依然是一款新旧参杂的引擎。其气缸设计基本继承了之前的 BMW139。每个气缸只有一个进气门和一个排气门。这就限制了气缸的换气效率。相比之下，同时代的高端液冷引擎的气缸上，进气和排气门的总数通常能达到三个甚至四个。另一个吐槽点是引擎的机械增压器。同时期戴姆勒奔驰已经在其 DB601 上面采用了液力耦合增压器。而 BMW801 仍然是传统的一级双速齿轮带动增压器。这使得 BMW801 的中高空性能相对较差，为日后 Fw190D 和 Ta152 的出现，埋下了伏笔。

另一方面，依托当时德国航空工业的技术积累，BMW801 身上的亮点也不少。首先是气缸的排气门运用了充纳冷却技术。其次就是德国人引以自傲的缸内燃油直喷泵，绝对秒杀还在依赖化油器的罗罗 " 灰背隼 "。最后，BMW801 还安装了引擎集成控制系统，依靠机械和液压驱动，可以自动调节气缸内的供油量、燃油与空气混合比例、以及相应的火花塞点火时间、进而连带的增压器设定，以及螺旋桨桨距。这个集成控制器极大地减轻了飞行员的工作负荷，使其可以集中精力用于作战。

第一台 BMW801A 于 1939 年试车，然后在 1940 年进入量产。BMW801B 紧随其后。两者没有显著差别。只是螺旋桨的旋转方向相反。所以这两款引擎预定用作双引擎的轰炸机和运输机。旋转方向相反的螺旋桨可以有效消除引擎力矩。

Fw190 采用的是 BMW801C。其特点是集成了一个新设计的用于控制螺旋桨桨距的液压控制器。但是散热问题依然困着着德国人。所以早期的 Fw190A1 至 A4 型号，一旦飞行时间稍长，都会遭遇引擎散热难题。

图 3. 不莱梅的工厂内，一排引擎正在等待装配

所以真正成熟的 Fw190，从 A5 型号开始。因为终于用上了相对可靠的 BMW801D-2 型引擎。代价是必须使用 100 号辛烷值的航空汽油。而之前的型号都可以接受质量相对较差也更加普及的 87 号辛烷值燃料。这个结果对于德国的合成燃料工业构成了额外的压力。

随着 Fw190 在战场上声名鹊起，BMW801 当然也跟着名震天下。BMW 当然没有躺在功劳簿上睡大觉，而是试图继续挖掘潜力，提升性能。但是在此过程中，之前技术储备不足的问题终于暴露出来，以至于继 BMW801D-2 之后，虽然可以制造出功率更大的型号，但全都因为各种问题而无法量产。甚至连 MW50 这种相对普及的加力手段，最初也不被接受。尽管采用此种手段可以让 BMW801 的最大输出功率增至 2000 马力，但会大幅缩短引擎使用寿命。直至 1944 年战局日渐绝望之际，德国空军才开始在 Fw190 上普及 MW50。

临近战争末期，最新款的 BMW801F，配备了压铸的铝镁合金气缸盖、镀铬的缸体和气门、经过强化的曲轴和活塞、以及双极四速增压器。即便不使用 MW50，其输出功率也能达到 2400 马力。这是二战期间德国实际制造出的航空引擎的最强版本。然而一切为时已晚。甚至等不到战争结束的那一天，Fw190 就开始向 Fw190D 和 Ta152 进化。这也就意味着，BMW801 已经开始被战争淘汰。