最後的局地戰--震電史話(上)

作為日本在二戰中研製的唯一一種鴨翼布局的戰鬥機,震電以其獨特的外形,一直受到後世的航空愛好者們的關注,在日本的許多科幻動畫和漫畫作品中也經常能看到以震電為原型創作的航空飛行器。而對於大戰末期正因為美軍B-29轟炸機的空襲而束手無策的日本海軍航空兵來說,震電這種紙面性能足以制服B-29的奇異飛機,成為了他們妄圖逆天改命的最後一根稻草,被冠以「大東亞決勝機」名號的局地戰鬥機震電,就是在這樣的背景下誕生了。

早在二戰前, 幾個主要航空國家的航空工程師們就發現,如果將水平尾翼移到主翼之前的機頭兩側,就可以用較小的翼面來達到同樣的操縱效能,而且前翼和機翼可以同時產生升力,而不像水平尾翼那樣,平衡俯仰力矩多數情況下會產生負升力。因為這種布局的飛機飛起來像一隻鴨子,「鴨式布局」由此得名。而鴨式布局飛機的前翼則稱為「鴨翼」。

鴨式布局的飛機在正常飛行狀態下並沒有多少優越性,但有航空專家斷言:「非定長渦升力的利用,可以使飛機的升力呈幾何級數增長」。而鴨式布局正是利用了前翼渦流對主翼面流場的有利干擾,大大增強了飛機大迎角的氣動特性和改善了飛機的升阻比特性,使飛機具有優異的機動性能、操縱性能和短距起降性能,是典型的對渦升力的利用。特別是當採用鴨式布局的飛機需要做大強度的機動如上仰、小半徑盤旋等動作時,飛機的前翼和主翼上都會產生強大的渦流,兩股渦流之間的相互偶合和增強,產生比常規布局更強的升力,從而獲得了要比常規布局飛機優異的多的機動性能,這一點對於戰鬥機而言無疑是至關重要的。雖然在後來的進一步風洞實驗中,各國航空工程師均不同程度的遇上了鴨式布局飛機配平困難的瓶頸性問題,但是受鴨式布局優越性的吸引,幾個主要航空國家還是自20世紀30年代起相繼在鴨式布局領域(特別是在戰鬥機方向的應用)投入了大量人力、物力、財力,從而掀起了鮮為人知的對鴨式戰機探索的第一輪高潮。

在這輪對鴨式布局的探索中,英、美、德、意、日這五個國家分別設計出了第一代鴨式布局的戰鬥機:美國的XP-55、德國的亨舍爾HsP.75、英國的「邁克斯」M.35/M.39、義大利的安布羅西尼S.S.4和日本的J7W1「震電」,這五種飛機被航空史學家稱為「鴨翼前五傑」

美國寇蒂斯XP-55「上升者」,1942年開始研製,由於飛行性能過差而於1944年被美軍放棄,共生產3架原型機,1號和3號機在試飛中墜毀

德國亨舍爾HsP.75戰鬥機,僅存於圖紙之上

義大利安布羅西尼S.S.4戰鬥機,震電的參考原型機

然而,由於飛控計算機此時尚未研製出來,僅靠人力機械操縱裝置控制的鴨式布局飛機都存在嚴重的操控困難,在平穩的飛行狀態下還好說,一旦需要做複雜的空戰機動動作時,這些試驗機就很容易失去控制,美、英、意的試驗機都曾經出現過因為飛機失去控制而墜毀的事故,最終不得不暫時放棄了對鴨式布局飛機的探索。

早在30年代初,日本航空工業雖然同樣關注到了包括鴨式無尾布局在內的一批航空科技最前沿動態,但由於自身航空科研技術水平薄弱和相關資料極其稀少,難以對這些新技術進行進一步的研究探索。而1939年義大利S.S.4試驗機的研製和試飛消息傳來後,日本通過外交官的努力,憑藉軸心國的同盟關係,終於讓墨索里尼慷慨的將一些包括S.S.4在內的武器圖紙資料轉交給了日本駐義大利大使館武官。然而好景不長,當1939年S.S.4在第二次試飛中墜毀後,無疑給日本人的熱情當頭澆了盆冷水,再加上已經進行了2年的侵華戰爭形勢一片大好,看起來也已經完全用不到這種離經叛道的設計,所以很快S.S.4的圖紙就被鎖進保險柜中從此再無人問津。

轉機出現在1944年,發起全面反擊的美軍,逼迫日本的絕對國防圈一縮再縮,最終為美軍的B-29轟炸機提供了理想的前進基地,開始對日本本土進行大規模戰略轟炸。如何抗擊B-29這種體積、速度、高度、航程、自衛火力均事無先例的巨型飛機就成了擺在日本海軍航空兵面前的首要任務。此時,以零戰為代表的重航程、輕火力的海軍戰鬥機已經無法滿足國土防空作戰的要求,研製高性能的新一代局地戰鬥機(防空截擊機)顯然迫在眉睫。這為震電的誕生創造了條件。

當時作為海軍航空技術廠飛行機部設計師之一的鶴野正敬技術大尉,在1942-1943年期間,曾經對S.S.4的技術資料進行相關研究,而當時就任軍令部參謀的源田實,面對南太平洋上零戰逐漸落後的現狀,提出海軍需要搞一種有別於零戰的新式高速戰鬥機,在這一領域需要進行相關的先行技術研究和探索。在此期間,源田得知了鶴野正敬大尉的前翼型飛機研究,便指示空技廠飛行機部部長佐波次郎少將和設計主任山名正夫技術中佐,對鶴野的研究進行技術層面上的支援。

為了驗證鴨式布局的可行性,在進行震電模型的風洞實驗5個月後,空技廠於1944年1月末按照鶴野的提案製作了兩台用於技術驗證的小型滑翔機--MXY-6型小型滑翔機,並進行了高度1000米的滑翔飛行試驗。在摩托車與零戰21型的牽引下,鶴野親自對MXY6進行了幾次試飛,其結果令人滿意,初步證實了基本設計的可行性,特別是後來還有一架MXY6安裝了一台22馬力的Ha-90四缸氣冷引擎,可以在脫離牽引後進行一定的自主飛行。實驗初步成功,海軍航空技術本部的專家們對鴨式布局也有了一些底。海軍預測美軍轟炸機將於1944年2月開始對日本本土進行轟炸,於是加快了震電的研製進度,當年2月內部就已經決定開始震電原型機的試製工作。

MXY-6小型滑翔機

海軍接下來的事情就是找廠家負責震電的生產試製工作了。由於空技廠本身產能不足,其他的廠家諸如三菱、川西、中島等公司的生產線也早就排滿了訂單,產能嚴重不足。此時,剛剛完成「東海」反潛巡邏機的研製生產工作的九州飛行機公司,進入了海軍的視線。

九州飛行機公司原本是著名的渡邊鐵工所(即現在的渡邊鐵工株式會社,1830年開始營業),作為老牌的軍工企業,渡邊鐵工所在1916年開始就為海軍生產魚雷,1923年開始涉足航空製造領域。1943年,太平洋戰爭戰局惡化後,渡邊鐵工所對其業務部門進行了分離,其航空製造部門獨立出來,形成了九州飛行機公司,也就是震電的主生產商。海軍看上了九州飛行機公司下屬的位於福岡縣郊外的雜餉隈工廠的產能,而九州飛行機公司此時手頭也沒有別的項目,於是接受了海軍的提案,準備開展震電的試製項目。

1944年9月26日,在雜餉隈工廠進行風洞測試的震電風洞模型

1944年5月,九州飛行機公司正式接到了海軍部的命令,開始「十八試局地戰鬥機」的試製工作。同時陞官至少佐的鶴野正敬被指定為設計部主任。但和九州公司想像中不同的是,十八試局地戰的研製並不是由他們自己的設計師隊伍主導,而是由海軍航空技術本部派遣而來的一支技術團隊來開展的。這特么就很尷尬了,海軍這不是要架空公司的話語權,白白拿走我們的產能?然而九州公司意識到這一點時已經為時已晚,海軍的工程師們已經開始在自己的工廠里全面開展工作了。對此表示不滿的九州公司職工們自然對十八試局地戰項目採取了消極怠工的方式來抗議,而這也對震電的研製進程帶來了不小的拖累。

海軍十八試局地戰設計計劃案中的震電結構圖

海軍對十八試局地戰的戰技術性能要求大體如下:

1、在8700米高度的飛行速度要達到400節(約740km/h)

2、在10分30秒內爬升至8000米高度,實用上升限度為12000米以上

3、在8700米高度的最高飛行速度下,續航時間為0.5小時,在3000米高度的巡航速度下(240節,約合445km/h),續航時間為2小時

4、空戰性能:能進行小半徑迴旋,對敵重型轟炸機進行多次反覆攻擊(但主要還是以一擊脫離為主)

5、武器為4門十七試30毫米機炮(每門60發炮彈),同時可以安裝掛架攜帶4枚60kg炸彈

6、防禦措施:在駕駛艙前部加裝70毫米厚的防彈玻璃,機炮彈倉前部加裝16毫米厚的防彈鋼板,油箱為自封式油箱,並加裝22毫米防彈板,同時也配備自動滅火裝置。

註:摘自海軍航空本部《試製【震電】計劃要求書(案)》

海軍的軍官們從戰前開始,就對自己的飛機設計師們提出在本國航空技術限制下各種難以實現的性能要求,在震電上也是如此。震電採用的Ha-43-42型發動機在實際試驗中不僅難以讓震電達到上面的性能要求,就連自身的發動機穩定性都無法有效保證;海軍為震電欽定的十七試航炮(量產型改稱五式30毫米機炮),紙面性能雖然優秀(射程1000米,可以輕鬆撕碎B-29的機身),但是由於設計修改,生產組織混亂,生產出來的五式 30 毫米航炮大多具有各種質量問題,尤其是初期生產型裝彈機構可靠性很低,駐退復進機構和裝彈機構配合不良,導致卡殼問題十分嚴重,射速也極不穩定,從1943年開始研製,一直到1945年5月才確定量產裝備,拖到這個時候,黃瓜菜都涼了。

震電採用的4門五式30毫米機炮配置圖,空有強大的紙面性能但存在著嚴重的可靠性問題

1945年5月,在地面冷卻試驗台上進行試車的Ha-43-42型發動機(2130馬力)

震電採用的發動機後置的方案,主要是為了前部的機炮能最大限度地發揮火力,但是隨之而來的便是發動機的散熱問題。實際上,前文中其他各國的鴨式布局飛機都未能成功解決發動機後置帶來的散熱問題,日本人的解決措施是:在原設計方案的基礎上對機身進行了一定程度的拉伸,座艙兩側設計有傾斜式進氣口,以期提升發動機冷卻效率。雖然散熱問題有所改善,但在後來的試飛中,飛行員仍然報告油溫過高,表明這一問題依然難以解決。

震電結構透視圖,可以清晰地看到其武器配置和發動機配置方案

震電直接採用了「景雲」偵察機細長的起落架,雖然這滿足了其高離著陸速度的要求,但由於起落架過於纖細脆弱,導致後來的試飛中出現了起落架斷裂的事故,同時也限制了震電不能在野戰機場跑道起降

震電尾部安裝的住友VDM恆速式6葉螺旋槳,為了避免飛行員被迫跳傘後被後部的螺旋槳打中,日本設計師借鑒了德國人的方案,在螺旋槳中安裝了炸藥,飛行員在跳傘前可將螺旋槳炸掉後跳傘
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