Bf109比Fw190强很多吗?

109和190都经过几次大改动,109v1到k4,那是改到亲妈都认不出来了。190a3到190d9,也是从风冷换液冷,机体大变样。
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
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这么多型号,怎么能简单的对比强与不强?
只能就整体设计取向和战争中期和后期109190的性能对比说一下。
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从上两图可以看出,bf109机身尺寸特别小,比二战其他主力战斗机都小了整整一圈甚至更多。机身特别低矮的同时机翼尺寸及面积也很小。109应该是二战各国主力战斗机中三维尺寸最小的之一了。
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从上面的四张图中可以看出,bf109的机身设计相比其他几架飞机来说更小更紧凑,bf109从f型延续下来的雪茄型气动外形较为流畅有利于减阻。换装液冷活塞发动机的fw190d系列的机身外形也比两种风冷活塞机更加紧凑,正面截面积小有利于减少阻力。风冷活塞机受限于发动机外形在机身正面截面积上较为吃亏。
bf109的设计起源于bf108a竞速/运动飞机,其设计思路可以看作在尽可能小的机身前方安装大马力的发动机。109的小机体剃刀背配合液冷发动机的减阻设计,可以说是接近p51d的低阻,在轴心国主力活塞战斗机里机体阻力算是最低的。bf109k4用相对于fw190d9马力更小的发动机在更大的高度范围内实现了更高的速度,109k4作为末代109在一定高度范围上极速超越了p51d和喷14。同时由于109机身小还有非常多利于生产的特性和设计,其造价低产量高,是世界上产量最高的战斗机,生产了超过35000架。
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109的小机身偏轻量化设计配合相对大马力的发动机,拥有非常好的功重比,其爬升性能和加速性也较为优秀。109有前缘自动缝翼(前缘缝翼也有利于减少机翼面积)使其中低速操纵性好,也能瞬间拉出较大的杆量(利于瞬盘快速射击的操作)。
不过109的滚转速率相对于fw190来说较差(虽然后期的109g/k在副翼和方向舵上装了气动助力),高速(表速超过500-560kph)时杆力大滚转回转困难。不过109的滚转水平应对野马这种已经够用了。
受限于较早的设计时间(毕竟是1935年首飞的),109身上有一些设计初留下的问题。比如电气化程度低(著名的手摇襟翼),没有气泡座舱视野差(后期换加兰德座舱有所改善),机身太小升级空间不足,油箱小航程较短,起落架间距小。后期的109因为小机体配大马力发动机扭矩过大转向倾向明显并不适合新手飞行员。
此外109虽然依靠小机体最小截面设计实现了低阻,其散热器设计水平相对于盟军后期的p51等先进液冷活塞机来说较为落后。从109f型开始翼下液冷散热器的设计到k4也没变过,液冷散热器阻力哪怕跟后期喷火比也比不了更别提野马的散热器了。bf109机头的滑油散热器没有像喷火一样移到翼下也影响了机头的外形不利于减阻。另外中期的bf109g6,不仅换了大直径尾轮使得尾轮不可回收,还换了mg131机枪让机鼻整出一对鼓包导致阻力增加明显。机鼻鼓包的问题到g6as/g14as以及g10换了更光滑的机鼻整流罩才得到改善。直到bf109k4才有全封闭主起落架舱门和全可收尾轮算是基本解决了中期g6机身阻力增大的问题(机鼻鼓包和尾轮不可收的问题说实在早就能解决,拖到k4才整好属实离谱)。
上面这些减阻方面的缺陷导致bf109哪怕采用了小机体最小截面积的设计思路,整机的阻力水平跟当时减阻顶尖的野马d型依旧有一定的差距。bf109k4机体制造良好的情况下同动力水平SL大概比马d慢个30km/h左右,g6/g14/g14as同动力水平下SL还要比k4慢个25-30km/h甚至更多。考虑到野马明显更大的机体尺寸以及2.5倍bf109的载油量,bf109的机体设计跟二战后期先进水平比已经明显落伍。
BF109的火力相比后期FW190来说较弱,前期的E7为两门机翼20mmMGFF两门机鼻7.62mmMG17的火力配置。109F4换成轴炮15120外加两门机鼻MG17的火力配置,从109G6开始将机鼻的MG17换成13mm的MG131,也可以选装MG15120机炮吊舱(装机炮吊舱后极速盘旋能力等性能会下降)。后期的K4将轴炮MG15120mm换成30mm的mk108,K6K8则是三门MK108(一门轴炮两门翼炮)外加机鼻两门131的配置。
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上图是bf109v1到k4的详细数据图表(部分数据比如重量和发动机出力有误)。
109系列的发动机海平面出力从jumo210A的610马力增加到DB605DC的2000马力(别和我杠1.98ATADB605DC的实用性和普及率),差不多翻了3倍多,最大起飞重量也从V3的1.94吨增加到K4的3.37吨,从109V3到K4整机功率重量比差不多翻倍。
而109系列的机身三维尺寸几乎没变(虽然经过几次大的气动修型或者说重新设计),从109v1到k4机翼面积变化很小因而翼载增加了70%,水平盘旋能力大幅下降。109系列的极速也从V1的470km/h增加了超过50%达到710km/h。
前期109机身非常轻翼载较低格斗和能量机动并行,后期109明显增重(虽然相对于英美德其他战机还是很轻)且动力和翼载增加更偏向于能量机。
从1935到1945年这10年的时间,109系列的整体性能有着飞跃式的提高,堪称脱胎换骨。
总的来说,109用小机身和利于量产的设计换取低成本和高产量,最小化机体的设计也有利于减阻和提高功重比,35年二战前首飞的飞机改进到45年二战末依旧有接近英美新锐机称得上可圈可点的性能,可以说非常成功了。
190一定程度上是为和109进行搭配而设计的,性能有一定的互补性。德国空军对190的要求是皮实耐用且不占用109的DB600系列发动机,这些要求使得谭克博士为早期190选择了风冷的BMW801发动机。
190的整体设计体现出20世纪40年代初30年代末的一些设计思路,比如更高的电气化程度(有109没有的电动襟翼),气泡座舱,更宽的起落架,相比109更好的人机功效,以及更充足的火力。
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190设计时的一大突破是注意到敏捷性的重要性,即快速改变机动平面的能力。对二战时机炮格斗的战斗机来说,敏捷性甚至比盘旋性能更加重要。190没有用二战晚期英美战斗机的新型副翼设计,依靠小机翼、刚性连杆和无机翼油箱重量集中在机身等的设计用传统副翼达到高滚转角速度。
190的火力相比109有了一定的提升。190A系列前期是2门翼根MG15120/MGFF加两门机鼻MG17,到A8已经是4门机翼15120,2门131的重火力。D系列是2门翼根151外加1门mg151/mk108轴炮和2门机鼻131的火力。190系列追求重火力是为提高对英美四发轰炸机的拦截能力,当然这样也付出了重量和阻力的代价。
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190A系列在服役之初得益于BMW801D相比同期109(g系列很长一段时间锁着1.42ATA不能用没法提高动力)及喷火更高的海平面1700马力动力,配合先进的集成化的散热系统,获得了超过中期109和喷火的海平面极速。
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不过二战中后期宝马801系列发动机动力提升缓慢(抗德奇侠宝马了属于是,占着宝贵的C3油不给190A系列加MW50),从上图可以看到fw190A3到A8都是同样的801D-2,只不过后期A8上的801D(也可称为801TU)增加了额外紧急动力(EN动力升级),增大了滑油箱,调整了发动机与增压器传动齿数比,海平面最大出力从早期D2的1700马力增加到1930马力,同时使用额外紧急动力的时间(10分钟,紧急情况下甚至可以不限时)比早期D2的3分钟应急动力长的多。
直到末代FW190A系列A9上的801S才实现海平面1.65ATA2000马力的出力(801S的额外紧急动力为2200马力,但具体有没有投入实战未知)。同时190A系列后期型号为对抗英美四发轰炸机大幅增加火力(早期为2门mg17+2门mg151/mgff,后期为2门mg131+4门mg151)导致重量和阻力增大,190A系列的海平面极速被末期109和190d系列反超,性能相比欧美新锐机明显落伍。190A系列的中高空极速受限于增压器设计和中期109基本持平,战争后期则和海平面极速一样不如同期109k和190d。
综合性能最强的190还是换装jumo213系列液冷发动机的190d。d9的发动机在二战末期出力超越了db605系列发动机和BMW801系列发动机。190d9配合jumo213相比801更小的截面实现了明显的减阻,海平面极速要比190A系列快一些。
不过fw190d系列机体本身的减阻水平相对于109k系列来说比较一般。190d的机体比109大了一圈,机头环形散热器的设计相对来说有利于减阻算是最好的液冷散热器方案之一,但jumo213E的冷却液回路加压程度太低导致散热器截面过大(达到109散热器截面积的两倍)最终190d的散热器阻力仍旧偏大。190d系列后期型使用气泡座舱虽然改善视野但会增加阻力。d9的机体实际上是在190A8机体的基础上在机尾直接插一截延长段(为了配平机头增加的重量)再换更换发动机,机体本身外形和发动机并不是太匹配。真正配合jumo213或db603发动机重新设计机体要到ta152系列了。
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fw190d9的减阻水平在液冷活塞机里比较一般,d9整体极速相对于a9虽然有所提升但与英美二战末期某些新锐活塞机比还是有一定的差距。d9因为增压器的原因中高空性能依旧不如109k和喷火mk14不过相比190A有了大幅改善。
总的来说,190A系列依靠和109系列互补的性能和一些更先进的设计在世界空军史上占据一席之地。虽然190A系列是较为纯粹的低空机,受限于BWM801发动机较小的提升在战争末期性能逐渐落伍,但末代190A:FW190A9依旧用上了海平面2000马力级别的BMW801S,体现了二战德国人在风冷活塞战斗机上不弱的研发实力。
190d系列是德国二战活塞机战斗机技术的集大成者之一,让190系列真正在综合性能上有能力超越109系列。jumo213A发动机即使是用B4油,在MW50的加持下依旧能达到2250马力的海平面出力,同时海平面干动力也有1900马力,配合190系列一贯的高敏捷强火力和优秀的人机功效,综合性能在二战德国空军活塞战斗机中非常突出。
上文说过,中期109g系列由于增加火力且增重,g6不仅尾轮加宽不能收回机身还在机鼻增加鼓包,整机阻力相比g2明显增加,同时44年2月以前DB605A的1.42ata因为技术原因无法使用,导致早期109g6的极速相比109g1/g2有一定的倒退。直到44年7月配发MW50大幅提升db605a的出力后,bf109g6/g14后期型的极速才超过109g1/g2。
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上图是bf109g1/g2未解锁DB605A发动机1.42ata进气压时的速度高度包线图,1.3ata进气压时海平面出力1310马力,此时海平面极速约520km/h,6.8km高度极速约640km/h。
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上图是bf109g1的速度高度数据表和爬升率高度数据表,也是未解锁1.42ata只有1.3ata进气压,海平面极速约525km/h,7km高度可以达到约649km/h的极速。bf109g1的爬升率较好,21m/s的爬升率能保持到2km,5km高度爬升率也有17.4m/s。
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而上图则是bf109g6未加装mw50时的速度高度包线图,DB605A发动机1.3ata进气压海平面出力1310马力时,海平面极速约495km/h,6.5km高度极速约630km/h。发动机1.42ata进气压海平面出力1475马力时,海平面极速约520km/h,6.5km高度极速约645km/h。
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这是另一张bf109g6的速度高度包线,进气压为1.3ata,发动机海平面出力1310马力,此时海平面极速约490km/h,6.5km高度极速约610km/h。
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从上面几张图里可以看出,1.42ata进气压的bf109g6极速才差不多赶上1.3ata进气压的bf109g1/g2,同发动机出力下g6比g2慢个30-40km/h,bf109g6提升火力带来的牺牲非常明显。从1942年中到1944年中配发mw50前的这段时间,bf109g的极速基本上在原地踏步,也就换DB605AS(在DB605A的基础上换了DB603的大型增压器)的bf109g6/g14as提了提高空性能(低空极速有略微下降)。
跟bf109g2/g6同期的fw190a3/a5,在1942-1944年前期这段时间,由于bmw801D2的出力明显比未安装MW50的DB605A高,配合前期FW190优秀的减阻设计,FW190A3和A5在整体速度上超越了bf109g。
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上两图是fw190a3的速度高度包线和爬升速度高度包线以及表格,其速度在当时是非常不错的,机身重量3850kg,海平面发动机1.42ata进气压出力约1700马力时,海平面极速约540km/h,6.5km高度极速660km/h
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英国测试的fw190a3的速度高度包线以及爬升率高度包线,发动机1.42ata海平面出力1700马力时海平面极速约336M.P.H,约合540.7km/h,21000英尺高度速度速度约410M.P.H,约合659.8km/h。
fw190a3在海平面极速上比1.3ata的bf109g2快15-20km/h,比1.3ata的g6快40-50km/h,优势比较明显。在6.5km高度以上受限于增压器,极速被bf109g6as赶超。fw190a3面对二战中期的bf109g2/g6在极速上有明显优势。
fw190a3的爬升率相比109g系列要弱一些,海平面发动机1.42ata进气压出力约1700马力,机体总重3850kg时海平面爬升率约16m/s,5km高度爬升率约12.5m/s。和bf109g2比,fw190a3的爬升率较差,尤其是在中高空爬升率有较为明显的差距。
可以看出,二战中前期的fw190a3相比无MW50进气压最高1.3ata的bf109g2/g6有一定的性能优势,在低空性能优势比较明显。直到1944年中bf109g系列安装MW50大幅提升出力,面对强化火力增重且机身阻力增加的FW190A8才得以扳回性能劣势。
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上图是bf109g6/g6as安装MW50后的速度高度包线,其相对于1.3/1.42ata的bf109g6有着明显的性能提升。
bf109g6使用DB605AM发动机,进气压1.7ata时海平面出力约1800马力,海平面极速560km/h左右,5km高度极速约655km/h。
bf109g6as使用DB605ASM发动机,进气压1.7ata时海平面出力约1775马力,海平面极速550km/h左右,7.5km高度极速约670km/h。
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上图是另一张使用MW50后bf109g6的速度高度包线,DB605AM发动机1.7ata进气压海平面出力1800马力时,海平面极速约566km/h,4.8km高度极速约650km/h
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上图是另一张使用MW50后bf109g6as的速度高度包线图,DB605ASM发动机海平面进气压1.7ata出力约1775马力,此时bf109g6as海平面极速约560km/h,7km高度极速约690km/h。
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上图是bf109g6使用MW50后的爬升高度包线。爬升方面后期bf109g6/g6as也较好,g6海平面爬升约21m/s,4km高度爬升率也有约19m/s。g6as海平面爬升率约20.5m/s,6km高度爬升率约15.3m/s。
相对于1.3ata的bf109g2,使用MW50的bf109g6/g6as在海平面极速上快差不多20-40km/h,中高空极速快10-40km/h,整体性能有不小的提升,极速总算不再倒退了。1944年7月后安装MW50的bf109g6/g6as整体性能超越了fw190a8,只有换装JUMO213A液冷发动机的fw190d才可以在综合性能上超越后期bf109g6/g6as。
首先对比一下极速。
直接上速度高度包线。
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上图是190d9的包线图。需要注意d9不同的发动机配置,量产型号的190d9使用b4油+MW50,进气压1.8ATA时海平面出力2100马力,进气压1.92ATA时海平面发动机出力为2250马力(1.92ATA进气压不确定是否实战)。下面两个浅紫色的c3油和2.02ATA进气压仅测试用(很可能是估测数据)并不是190d9实际量产时的发动机配置。
同时190d9测试机的发动机舱橡胶密封可以提速大约10-20km/h,量产的d9并没有橡胶密封发动机舱。
此外量产的190d9还会装备ETC504挂架(用于挂副油箱或者炸弹),也会导致10km/h左右的降速。
量产型号的fw190d9海平面极速差不多580-590km/h,明显超越使用c3喷射的fw190a8,中高空极速受限于增压器5.5-6km大约在680km/h左右,随后开始高空衰减。10km高空极速在610-630km/h。
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上图是190A8和A9的速度高度包线,由于战争中期到后期BMW801D-2增加的出力(1700马力到1930马力)并不多且190A从A3到A8不断增加火力导致阻力大增,190A8的速度跟上面的190A3比进步不大,大概海平面快了25km/h,中高空极速还倒退了10km/h左右。受限于BMW801较低的出力以及风冷活塞发动机较高的阻力,其海平面极速和中高空极速明显不如FW190D9。
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上图为DB605系列发动机的参数图,109K4在二战末期因为生产的混乱,有多种不同的发动机配置(包括DB605ASB、ASC、DB以及DC),两种不同的油料选择(C3和B4油),还有MW50系统的选装以及使用的甲醇水混合比例的问题。
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上图是DB605DC的参数图,使用C3油+MW50进气压1.98ata时海平面出力2000马力,4.9km高度出力1800马力,6km高度出力1550马力。使用C3油不使用MW50进气压为1.8ata时,海平面出力1800马力,6km高度出力1550马力。
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上两张图是bf109k4的速度包线图(均为估测包线而非实测)。第一张图是db605dc发动机c3油+MW501.98ATA进气压的最好配置,使用该配置时db605dc海平面出力为2000马力。实战中的k4一般使用db605db发动机,c3油无mw50(海平面出力1800马力)或b4油+mw50(海平面出力1850马力),进气压1.8ATA,此时速度要略差一些。
使用c3+mw50以及db605dc发动机1.98ATA进气压的k4,满载(3400kg)时海平面极速在610km/h左右,2km高度时速度为665km/h左右,6千米高度可以达到730km/h左右的极速。10千米高空在690km/h左右。
使用b4+mw50以及db605db发动机1.8ATA进气压的k4,满载(3400kg)时海平面极速在600km/h左右,2km高度时速度为640km/h左右,7千米高度可以达到725km/h左右的极速。10千米高空在690km/h左右。
对比109k4和fw190的速度高度包线图,可以发现量产版未封闭发动机舱携带ETC504挂架1.8ATA的190d9和1.8ATA用b4油的k4比,在海平面极速和中高空速度上依旧有一定的差距。
而对比2.02ATA无挂架发动机舱密封的非实战配置fw190d9和1.98ATA的bf109k4,可以看出k4在1.5km以上的中高空极速方面依旧有明显的优势,在1.5km以下的低空则是d9有略微的速度优势。海平面d9比k4快了10km/h左右。
在速度方面,整体上看,bf109k4相对于fw190d9还是要更快一些。
再对比一下bf109k4和fw190a8以及d9的爬升率。
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首先是k4满载(3400kg)状态的爬升率,上图最右侧黑线是k4用db605db发动机,B4油且开启MW50,1.8ATA进气压,海平面发动机出力1850马力下的爬升率。在这种状态下bf109k4的海平面爬升率约为22m/s,4.5km高度爬升率19.5m/s,6km高度爬升率约为18m/s。
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另一张109k4的爬升包线图(应该是1.98ata进气压db605dc的),此图中bf109k4处于满载状态下(3400kg),海平面爬升率在24.5m/s左右,4.5km高度爬升率约21m/s,6km高度约18m/s。
接着是fw190A8的爬升率。
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上图为fw190A8的速度高度和爬升率高度包线。也是近乎满载(4300kg)的状态下,进气压为1.65ATA开启额外紧急动力,此时bmw801d2的海平面出力约为1930马力。在这种状态下A8的海平面爬升率约为18m/s,6km高度时的爬升率约为11.5m/s。
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上图是fw190d9的爬升率。图中d9处于非满载(4070kg),发动机转速3000转/分,海平面进气压1.46ATA的状态,此时jumo213的海平面出力约为1600马力。此时海平面爬升率约为19.5m/s,6km高度时的爬升率约为12.5m/s。
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上图也是fw190d9的爬升率。图中d9为满载(4270kg),发动机每分钟3250转,1.8ata进气压,发动机海平面出力2100马力。此时海平面爬升率为21m/s,4.5km高度爬升率约18m/s,6km高度爬升率约为14.5m/s
综合对比起来,fw109d9的海平面和中高空爬升率和k4比有一定的差距。fw190a8的爬升率较差明显不如k4和d9。
再对比一下fw190d9和k4的功重比和翼载。
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如上图,bf109k4的满载起飞重量为3362kg,机翼面积为16.05平方米。
当bf109k4使用db605db,b4油+mw501.8ATA进气压时,海平面出力1850马力,海平面满载状态下的功重比约为0.55马力/kg。
当bf109k4使用db605dc,c3油+mw501.98ATA进气压的最好配置,海平面出力为2000马力,海平面满载状态下的功重比约为0.595马力/kg。
bf109k4满载状态下的翼载约为209.5kg/平方米。
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如上图,fw190d9的满载起飞重量为4270kg,机翼面积为18.3平方米。
fw190a8的满载起飞重量为4395kg,机翼面积为18.3平方米。
当fw190d9使用b4油+mw50,1.92ATA进气压时海平面出力为2250马力,海平面满载状态下的功重比约为0.527马力/kg。
当fw190d9使用b4油+mw50,1.8ATA进气压时海平面出力为2100马力,海平面满载状态下的功重比约为0.492马力/kg。
当fw190a8使用c3油,海平面启动额外紧急动力时发动机出力为1895马力,海平面满载状态下的功重比约为0.431马力/kg。
fw190d9满载状态下的翼载约为233.3kg/平方米。
fw190a8满载状态下的翼载约为240.1kg/平方米。
从上面的计算对比可以看出,在海平面满载状态下1.8ATA的k4功重比要比1.8ata的d9高一些,差不多高了12%。1.98ATA的k4功重比比1.92ata的d9高出约11.3%。而fw190a8的功重比相比k4和d9来说较低。
fw190d9和a8的翼载都比k4略高,差不多高出15%-20%
接着对比一下fw190a和bf109g的滚转
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
可以看出,fw190a系列的滚转在低速和中高速段都非常优秀,滚转角速度差不多是bf109g的3倍。fw190d系列的滚转角速度和fw190a系列接近,也远强过bf109g。fw190系列的敏捷性要强过bf109。
对比上面的数据可以看出,bf109k4在极速、爬升、功重比、翼载这些空战方面的硬指标上相比fw190d9来说更为突出,而fw190d9则在滚转上占据了较大的优势。
此外还有载油量,bf109从E型开始机内载油量增加到400升后就没有变化,直到K4还是400升的油箱容量,和大喷9的386升容量的机内油箱一样可以说是卧龙凤雏了。
而190A3就有524升容量的机内油箱,A8增大到639升容量。至于D9,其机内油箱容量和A3一样也是524升。
再说一下二者的软指标对比。
下面是在IL2BOS里截取的座舱视角图,包括bf109k4、fw190d9和p51d15。
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
Bf109比Fw190强很多吗?-有驾
从上面的座舱视角对比图可以看出,bf109的座舱不仅非常狭小,即使是后期换装加兰德座舱后视野和一票气泡座舱的战机差距还是很大。二战时期的作战飞机基本上没有雷达,主要靠目视搜索,座舱视野对于态势感知非常重要。
考虑到109相对于190来说较弱的火力(安装机炮吊舱的话就不再有速度上的优势了)、较差的视野和电气化(影响人机功效)、高速杆力过大、扭矩过大转向倾向明显、起落架间距小不利于起飞降落以及载油量小等缺陷,至少在硬指标差距不是特别大的情况下,fw190d9在综合性能上非常接近甚至足以超越bf109k4。
由于二战德国空军飞行员训练小时数不断下跌,bf109k4因为上面这些缺陷实际上并不适合这些“新手”飞行员,fw190d9反而是二战德国末期适合“新手”使用的最强活塞战斗机。
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