这篇文章是《燃烧的岛屿群》第259篇原创文章,全文共4556字,配图15章,阅读需要10分钟。
提到零战,很多军迷知道的再多也能说几句话。今天的主角不是零战,而是零战的父亲赛义德罗的另一部得意之作——局部战斗机《雷霆》。
图1.96舰战的战前涂装,仍然是开放式机、固定起降场,但进化成全金属底部翼气体,参与了战争初期。
从日本海航诞生到1940年正式上市的战斗机是舰载战斗机(日军称为舰载战),特别是从90舰战、3舰战、95舰战、96舰战到最著名的英舰战斗机(英战),都以舰船为基本要求
一般来说,舰载机的主要作战任务是舰队防空和护航,作战空域主要在中低空,对手主要是对方舰载机或中低空的防卫战斗机,海上航线要长,从这几个因素出发。零战的设计宗旨和特点完全现实。(阿尔伯特爱因斯坦)(美国)。
图2。推出96舰战的前作95舰战、双翼敞篷固定起落架是全面抗战爆发时的日本海航主力舰战
但是问题是,自从中国全面抗战爆发以来,日本海军要应对复杂得多的战场情况。由于陆海军之间的军种间隙,战术协同作战的效率很低,所以两个军种干脆各自划分了区域。比如抗战爆发后的一段时间,华北制航空由陆航负责,华东和华南制航空由海航负责。因此,舰战要承担要地防空、争夺制空权、远距离护航等陆地上的战斗任务,轻型装甲部队航海的舰战逐渐开始显得无能为力。
图3。需要注意的是,在中国空军的霍克3型双翼驱逐大战和中国空军的霍克3型双翼驱逐大战中,霍克3是可拆卸起落架。
例如,从1938年到1939年,中苏空军利用SB2高速轰炸机,在多次进攻日动用占领机场,摧毁了大量日军飞机。仅在1939年对武汉日军机场的攻击中,就摧毁了至少60架、100架左右,炸毁了日军第一联合航空队司令官总院243海军少将的左手。精通航空的四川喀哈拉(缺少一只手的军人被认为不适合在摇晃的军舰上服役,另一条类似规定是手指少于8根的人必须从海军退役。山本56正好还剩8个手指)。(阿尔伯特爱因斯坦,Northern Exposure(美国电视剧),Northern Exposure
机场给日本海航高层带来了巨大冲击,他们意识到,要地防空和制空权争夺是完全不同的战场,需要的战斗机也与舰战大不相同。简单来说,舰战的对手是单引擎的舰载机,对火力的需求没有那么紧急,强调大航线和中低空盘旋性能,以及在航空母舰上的可维护性。(威廉莎士比亚、温德萨默、航空母舰、航空母舰、航空母舰、航空母舰、航空母舰)在陆地机场,经常遭到大型多发装甲轰炸机的袭击,需要的防空战斗机必须具备高速、大目标乘和重型力量,而对航线和盘旋性却没有很高的要求。
图4。日本人的紧急战斗机方案、2式水上战斗机、零战机体增加浮标,性能就会提高
根据上面的“高见”,1938年秋,驻扎在汉口的海军第12航空队提出了研制专用陆基防空战斗机的要求,放宽了海军最重要的机动性要求,但续航不能低于290节(537公里),武器必须使用大口径,使用13毫米机枪为宜。这是新定义的所谓“所谓”
据悉,考虑到三菱(Mitsubish)队从96舰战设计开始就与海军有着良好的合作关系,此次没有进行竞争性的试制,而是直接移交给了三菱公司Hori Jiro(96舰战和英舰战的Judizaner)队。接着,时态名为海军“14式局部战斗机”。
图5
1940年4月,海军
把正式项目书交给了三菱,性能要点包括最大速度必须在6000米高度达到325节(时速602公里),理想目标340节(时速630公里)(与此相比,同年服役的零战最大时速仅530公里),爬升到6000米高度不超过5分30秒,实用升限11000米以上,武器为2门20毫米机炮和2挺7.7毫米机枪,飞行员座椅后必须有8毫米厚的防弹钢板。这些指标已经不像是日本战斗机,而更像是一架肌肉型的欧美风格的战斗机。接到任务后,堀越二郎首先意识到必须采用大功率发动机,以增加速度、爬升和火力,当时备选的发动机有两款,一款是三菱重工在金星发动机基础上研制的放大型13式双列星型14缸1450马力风冷活塞发动机,也就是后来的“火星”系列发动机,这是当时日本国产功率最大的发动机,可靠性也较好,但是最大的问题是直径偏大,比美国同期2000马力的R2800还要大两厘米,这对于战斗机视野和风阻都是比较大的问题。
图6. 日本海军引进的奔驰技术DB601液冷发动机,这款发动机在德意日三国均有应用
另一款是海军引进的德国戴姆勒·奔驰公司的DB601A水冷V型12缸活塞发动机,日本仿制型号被命名为“热田”发动机,功率1100马力,迎风面积只相当于火星的一半,对提高飞行速度比较有利,而且高空性能更好,适合防空战斗机使用。
堀越二郎针对两种发动机都进行了计算,结果是采用火星发动机方案最大速度为315节左右,采用热田发动机的方案则高达325节,显然后者更好。堀越二郎本来也比较倾向于选择热田方案,但是海军需求书明确要求只能采用风冷发动机,因此不得不回到火星发动机方案上来。
图7. 采用热田水冷式发动机的潜艇载攻击机“晴岚”,该机尺寸很大,可以搭载800公斤炸弹一枚或一条航空鱼雷
顺便提一下,海军也不是完全拒绝热田发动机,后来的彗星舰爆和潜艇用的晴岚攻击机又用上了,日本陆航则干脆得多,他们也向奔驰公司买了一份方案,用在了自己的三式战“飞燕”上。
由于火星发动机直径太大,为了减阻,设计人员绞尽脑汁,在发动机前方的机体留出一段空仓,将机体拉长成“两头细中间粗”的纺锤形,这反倒成了未来的“雷电”最典型的特征:短玉米棒形。
图8. 战后被俘获的“晴岚”试验机,可见机头流线型的热田发动机和排气口
机翼面积有所减小,翼载上升到了140千克/平方米。为了确保翼上大口径武器发射时的纵向稳定性,堀越设计了一个大型垂直尾翼,这会影响飞机的低速性能,好在14式局战不强调这个。
起落架方面出于减重考虑,采用了日本军用机中少见的电收放装置。
1940年,14式局战木制全尺寸模型样机完成,12月26日,海军空技厂和横须贺航空队各派一名试飞员进行审核,两人分别是空技厂飞行试验部战斗机试飞主任小福田租主任(海兵59期)和横须贺航空队战斗机分队长下川万兵卫大尉。
图9. 场景重绘:用于本土防空作战的“雷电”,后续会介绍到雷电的战绩
这个大块头首先就让两个试飞员大发感慨:“这东西也算战斗机吗?在座舱里面都能开宴会了。”
接下来,两位试飞员提出最不满的就是硕大的机头和低矮的座舱对视野的影响。但最终,两位试飞员还是马马虎虎地接受了这个古怪的外形。木制模型通过审核后,14式局战终于可以开始制造原型机了。
由于堀越团队需要同时担负零战改型和14式局战的开发,任务过于繁重,堀越的副手曾根佳年和堀越本人先后病休离岗休养,使得开发工作遭到了延误。后来军方又提出17式舰战(未来的“烈风”舰战)的研制意向,堀越本人无法再担任14式局战的设计主任,转任设计顾问,主任由高桥己治郎接任。
图10. 雷电33型的场景描绘,可见星型气冷发动机排气管布局类似零战52型,机翼上有大口径机炮
1941年2月28日,14式局战原型机制造完成,3月20日试飞成功。从4月1日起,14式局战在三重县玲鹿机场进入全面试飞。试飞中,14式局战出色的性能让试飞员们印象深刻,但除了有视野这个问题外,电驱起落架意外的成为了另一个大问题,起落架无法收放的故障频频发生,这也是日本海航中后期飞机的普遍问题。到1942年5月末,三菱重工名古屋飞机厂完成了4架原型机,交付军方进行全面试飞。
多年以后,参加试飞工作的小福田租在回忆录里对试飞14式局战留下了这样的感想:“起飞时在飞机进入水平飞行前完全看不到前方,着陆时也一样看不见,爬升性能非常强。操舵很敏感,横向翻滚感觉很轻。对于训练不足的年轻飞行员来说,飞起来会很难。作为高性能的代价,也是没法子的事。”
但在试飞开始后不久的1942年7月下旬,小福田租调入第六航空队任飞行队长,开赴南太平洋拉包尔参战,这个调令可能是救了小福田租一命,如果继续参加试飞的话很可能活不到写下上面那段话。小福田租在六空(11月后改名204空)的作战履历可到同名公号搜索“204空”,有较为详细的介绍。
图11. 三菱公司局地战斗机“雷电”
7月份,军方根据试飞结果向三菱提出了修改要求:
前向后向视野必需得到一定的改善,螺旋桨变螺距机构必需得到改良;在5700到6000米高度上最大速度只有310节(574公里),低于要求,爬升能力也不达标,因此必需进一步强化。
三菱的改进方法是把座舱盖扩大抬高,在把飞行员座椅抬高。发动机动力的提升最终是通过增加了水和甲醇的喷射装置来实现,经过这种强化以后,火星10型系列发动机也随之改进为最大功率达1850马力的火星20型系列发动机,最终装备于14式局战的型号是火星23型。
图12. “雷电”31型,根据飞行员比例可见该机尺寸是超过零战的
三菱自己也做了一些调整,如用威力更大的99式2型机炮代替了威力不足的99式1型机炮(就是零战早期使用的"小便炮"),发动机罩缩短了20厘米作为调整优化重心的一个结果。经过这些改进后14式局战获得了J2M2的编号,开始小批量试生产。
但是,水和甲醇的喷射装置这种新工艺并不可靠,飞机在加速时经常冒黑烟,最后通过调整燃料喷射比例才在一定程度上得以解决。
试飞中发现螺旋桨和发动机的振幅一致,导致发动机运行时振动严重,虽然通过为螺旋桨增加平衡配重而有所改善,但这个问题直到最后也没有彻底解决。
图13. 雷电的潜在对手,美国海航主力舰载机F6F-3“地狱猫”,都是重量级选手
更大的麻烦发生在1943年6月16日,当天下午,试飞员帆足工大尉驾驶2号机进行测试,飞机离地后刚刚收回起落架,本应继续爬高的飞机却突然掉头向下冲,坠入机场尽头的农田后起火爆炸,试飞员当场丧命。这个事故很蹊跷,飞机当时刚刚起飞,没有任何异常之处,对飞机残骸的调查分析也没有找到事故原因的线索。
死了人但飞机的试飞工作不能停,正好帆足工的前任小福田租(他在拉包尔前线任职六空/204空飞行队长约8个月,积累了丰富的作战经验)此时从前线返回日本国内的训练部队任职,于是在事故8天后,小福田租重新成为14式局战的试飞员,可以说帆足工是替他送了命。
3个月后,事故的原因在一次非常偶然的情况下被找到了。
9月的一天,三菱的试飞员柴山胜治驾驶J2M2的10号机进行测试飞行,飞机离地正常,收回起落架正常,可在操纵飞机上升时却发现飞机反而掉头向下冲去,凭借多年飞行的直觉,柴山意识到操纵不正常和刚刚收起的起落架有关,他立即放下起落架,飞机马上恢复正常,事故的原因终于找到了。
图14. 装备雷电的海军航空队,此种场景直到1944年底才出现
事后通过检查发现,飞机起落架尾轮缓冲装置强度有问题,经过多次起降后会变形,变形的缓冲装置在收入机身后正好会压迫飞机升降舵的连杆,将升降舵卡死在向下的位置,此时飞行员无论怎么操作飞机也只会一头冲下去。这个故障非常刁钻,只有在一定的起降次数后才会出这种金属疲劳问题,并且起降次数越多出现的几率越大。
这个故障一旦发生,由于高度很低,飞行员基本上没有时间应对,机毁人亡几乎就不可避免。柴山在最后关头想到了应对方法保住了性命,可以说是一个奇迹。对此事,小福田租也是心有余悸,他在回忆录里写道“如果不是柴山的发现找到了事故原因,搞不好我也就完了。”
图14. 美日双方四款主力战斗机性能对比表
1943年10月,J2M2终于以“雷电11型局战”的名字正式定型投产,日本海军有了第一种专用的防空战斗机,此时离海军提出设计要求已经过去了三年半。我将雷电11型与零战21型做一个对比表。
但是,此时日本陆航功能相近的二式战“钟馗”已经服役一年半,连以仿制DB601A发动机为动力的三式战“飞燕”都已经上战场三个多月了,雷电的诞生就是一场艰苦的难产。
图15. 日本陆军装备的二式战“钟馗”,1942年已经用于东南亚战场,是可对付重轰炸机的肌肉型战斗机
未完待续,需要了解“雷电”的后续改型和参战过程,欢迎持续关注“燃烧的岛群”。
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