作者:瑞鶴
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「零式戰鬥機」在歷史愛好者眼裡可謂是如雷貫耳。
這種飛機可以算是舊日本海軍的圖騰之一,直到現在,還會有很多關於這種飛機的動漫和周邊在出品。
這種飛機為什麼叫「零式」呢?因為它定型投產的時候是1940年,這一年在日本是「皇紀2600年」,因此,這一年定型生產的戰鬥機,也就被叫成「零式戰鬥機」了。
▲作者瑞鶴製作的零式戰鬥機模型,這是偷襲珍珠港的時候巖本徹三一飛曹的座機,巖本徹三後來在零戰上成了日本海軍的「擊墜王」
零式戰鬥機的首秀是在80年前的9月。
在1940年9月13日爆發的璧山空戰中,零式戰鬥機出現在中國的天空,它們的對手是中國空軍的伊-15,伊-16戰鬥機。
零式戰鬥機的性能全面凌駕於這些蘇聯的過時貨,戰果也是一邊倒的。
日本方面宣稱雙方的戰損比是27:0,中國空軍的將士們空有報國熱情,但技術差距太大,從璧山開始,中國進入了「有空無防」的一段黑暗時期,直到日本偷襲珍珠港之後,零戰的性能在一段時間之內都可以凌駕於歐美戰鬥機之上,這也就成就了後來的「零戰神話」。
當然,後來零式戰鬥機性能落伍,飛行員素質差,淪為神風特攻機的故事,這都是後話了。
▲後世畫作中反映璧山空戰中零式戰鬥機一邊倒屠殺的場景 圖源於網絡
零式戰鬥機的研發和作戰歷程,相信不少讀者也都是耳熟能詳(動畫片《起風了》講的就是零戰設計師堀越二郎的故事)。
針對零式戰鬥機相關的資料也都是汗牛充棟,這有什麼好講的呢?
也還是有的,零式戰鬥機的成功和失敗是一些武器設計根本原則的很好體現,這些根本的原則不僅僅是「產量和性能的矛盾」,或者「速度和裝甲的矛盾」,而是一些更深層次的東西。
▲日本海軍在太平洋戰爭前期所向披靡,航空母艦上的零式戰鬥機居功至偉 圖源於網絡
作為我們後世的讀者而言,倘若看到相關資料的時候可以進行這樣的思考,歷史的複雜和啟示才會更加引人入勝。
所以,今天這篇文章,就以零式戰鬥機為例,講一講武器設計和使用時的這些理念。
工業產品一般而言都是針對某種需求而開發出來的,所以設計製造的每一個環節都需要考慮「怎麼滿足設計中提出的需求」。
對於使用場合性命攸關的武器而言,尤其如此。倘若一般的工業產品還會有些地方讓設計者「炫技」的話,那麼武器設計中這樣的炫技就顯得非常愚蠢。
這方面一個典型的反例就是二戰中的保時捷博士,他參與的德軍重型戰車項目中總是要去塞進去他的電傳動設計,也不能說這樣的電傳動設計不好,但這樣的設計需要用到大量德國缺乏的銅資源,而且傳動效率極低,故障率也非常高,無論從戰術還是戰略的層面上,這樣的電傳動設計都很難解釋為「針對某個具體的目的」。
因此,保時捷雖然被希特勒所偏愛,但他的設計被武器局否掉,也在情理之中(關於這段故事,循跡曉講會在未來推出的專題節目「虎式坦克」中會有涉及,敬請期待)。
▲保時捷博士的虎式坦克最終成了一個失敗的設計,因為其大大背離了「形式服從功能」的原則 圖源於網絡
而零式戰鬥機之所以一開始「打遍天下無敵手」,其中最根本的原因就是因為它在開發的時候非常認真地執行了「形式服從功能」的原則,並把這樣的原則做到了極致。
日本海軍的需求是一款大航程,高速且機動性良好的戰鬥機,這個需求很高而且彼此之間矛盾,唯一的出路就是減重,並且提高推重比。
說到推重比,海軍需求的推力在當時的環境下是很難再提高了,那就只有減重。零戰的設計團隊為了減重,把事情做到了極致。
關於杜拉鋁和鉚釘的事情,大家也都耳熟能詳,這裡不再贅述。
▲ 二戰時在日本工廠組裝中的零式戰鬥機 圖源於網絡
單就說機體結構加工。那會兒其他飛機的組裝都是左右機翼插在機身上,但零戰不是這樣,它是一整片左右的機翼構件加工好,然後機身坐在這樣的機翼上。
這麼做沒其它的目的,也還是為了減重。
日後這種組裝工藝也出現在日後美軍的P-51野馬上,也是同樣的道理,當然P-51為了減重做的更徹底,它的整個機體到了後來都不噴漆了,這樣能減輕十幾公斤的重量,這對飛機性能還是有不少提升的。
▲零式戰鬥機減重到連座椅上都開滿了減重孔 圖源於網絡
因為零戰的設計團隊把「形式服從功能」的原則貫徹到每一個鉚釘上,所以這架戰鬥機滿足了日本海軍的每一個苛刻要求,不僅如此,零式戰鬥機的低速性能,爬升性能和水平盤旋性能都極為出眾。
▲零式戰鬥機減重到極致,由此帶來了極好的低空水平迴旋性能 圖源於網絡
當時的盟軍戰鬥機想要在低空低速的纏鬥中討零戰的便宜是非常困難的事情,這一切的基礎是堀越二郎對減重的極致追求,也是「形式服從功能」這個理念的很好體現。
換句話說,任何武器的設計使用,如果背離了「形式服從功能」,下場一般都不會太好。
為了實現一些性能指標,武器的設計必定會在另一些指標上有所犧牲。
對於零式戰鬥機而言,在發動機推力並不出眾的情況下追求高性能就只能減重了,而這樣的減重只能去削弱一些「看上去不那麼重要的指標」。
一般而言,武器上的零件一般而言都要考慮惡劣環境下的使用,所以設計上的「最大承載力」會比戰場上允許的最大承載力要大一倍左右,但零式戰鬥機要減重,於是在海軍的默許下,零式戰鬥機許多零件的最大承載力被默默地調低,這也是沒辦法的事情,不然就沒辦法減重了。
▲零戰32型的結構簡圖。為了減重,許多結構上的部件強度被調低了 圖源於網絡
當然零式戰鬥機為了達到性能的極致,捨棄的非常重要的性能是「飛機的防護性」,零戰的油箱不是自封油箱,零戰一打就著,零戰的飛行員沒有裝甲保護,這一切都是事實,造成這一切事實的直接原因就是為了減重,防護不犧牲是不行的。
再往深處追溯的話,這跟日本武士道文化有關,重視進攻,忽視防禦,認為戰死是無上的光榮,懦夫才需要防護呢。
這種武士道文化導致的惡果已經是一個被說了無數遍的話題了——開戰前日本好不容易攢下的一些精英飛行員慢慢地被消耗殆盡,而日本根本無力補充,到了1944年,日本只能由一些菜鳥去開著戰鬥機作戰,雖然這些菜鳥「很有精神」,但無奈水平是真不行,於是除了神風還能幹什麼呢?
▲戰爭後期被美軍凌空打爆的一架零式戰鬥機,到了這個時候,零戰開始重視防禦了,但還是「一打就著」。圖源於網絡
說起來,武器設計和運用中「合理的取捨」受到很多因素的影響,有些影響因素是實際的需求,還有些就是長期的歷史因素和民族秉性了。
這種事情不經歷慘痛的失敗,是很難覺察到的。
零式戰鬥機是優秀的,這點毋庸置疑,但直到日本戰敗,曾經無敵的零式戰鬥機走入歷史的時候,日本人才開始意識到「為了追求極致性能而犧牲飛行員的性命」這樣的取捨是出了問題,往深處講,就是「犧牲個人」的文化有什麼問題呢?
這樣的做法並不見容於文明社會,再從實際的角度看,當人都一個個被犧牲掉的時候,那些「星辰大海」的迷夢靠什麼去實現呢?
▲太平洋戰爭70周年日本NHK電視臺戰爭證言徵集廣告 圖源於網絡
所以,各種妥協和犧牲都可以討論,但拿人命去犧牲的,雖然現在還有很多人支持這麼做,但戰後的日本也還是覺醒了—— 「一個需要人民為他死的國家,就讓他滅亡好了」。
我們知道,武器的研發生產是非常費時費力的,所以對於武器,特別是像飛機這樣的「國之重器」而言,在設計的時候能夠為後續的改進提供的空間越大,冗餘度也就越高。
如果說零式戰鬥機在「形式服從功能」這一項可以拿滿分,在「合理的取捨」這方面在當時的選擇也可以理解的話,那麼零戰在「冗餘度」這一項的得分就可以說是不及格了。
在一開始設計的時候,零戰的機體結構就沒留下什麼改進的空間,後來也不是沒有小修小改,但在一開始的設計上想要製造出高空高速性能出色,堪比地獄貓的飛機,那就太為難堀越二郎了。
▲也不能說零式戰鬥機在戰爭期間沒啥改進,但這些改進比起急劇惡化的戰局還是顯得杯水車薪 圖源於網絡
當然零式戰鬥機在設計上沒留下什麼冗餘,很大程度上是發動機決定的。發動機功率上不去,怎麼改都不對,這也是日本那個時候的工業基礎決定的。
日本真正成為一個製造強國那是二戰以後的事情了,1945年以前,日本的製造業比起英美差距其實是巨大的,但是在「大日本帝國從沒失敗,以後也不會失敗」的心裡慣性下,日本還是走上了一條與世界為敵的不歸路,等發現自己製造業真不行的時候,那個「大日本帝國」也就快涼了。
說到零戰設計時「冗餘度極差」的事情,講一個很有趣的小細節,零式戰鬥機的全稱是「零式艦上戰鬥機」,那是要在航空母艦上使用的,航母的空間有限,怎麼著飛機的機翼得摺疊起來節約點空間吧。
但零戰不是這樣的,為了保證機翼強度,早期零戰的機翼也就只有翼尖能折起來,這折起來的機翼還不如不摺疊呢,所以後期的零式戰鬥機把機翼縮短,這個象徵性的折翼就取消了。
▲早期的零式戰鬥機,左右兩端的機翼也就只能「象徵性地折起來一點」 (作者瑞鶴製作、供圖)
日本在二次大戰期間的許多裝備,其設計時的「冗餘度」都很難說好。
比如說那會兒日本的航空母艦,在翔鶴級航空母艦上,一號升降機為零式戰鬥機專用,因為這個升降機比較寬,零戰折不了機翼,也就只能用這一部升降機了。
二號和三號升降機尺寸較小,是為轟炸機預留的——轟炸機的機翼摺疊更多,佔地面積更小,不似零戰,這也是日本艦船設計上不留冗餘度的案例,這種情況下,遇到需要多帶戰鬥機的場合,航母甚至都不能及時地把這些零戰提升到甲板上,這也是制約日本航空母艦戰鬥力的關鍵性因素。
▲翔鶴號航空母艦,三個升降機中,只有前部的升降機可以供零式戰鬥機使用 圖源於網絡
所以,零式戰鬥機一開始的設計就基本不太有改進的餘地,如果在一場短期戰爭中,零式戰鬥機會有壓倒性優勢。
但是太平洋戰爭曠日持久,拖到最後,到了「武器的冗餘度」開始決定交戰國韌性的時候,零戰就只能迎來悲慘的結局。
日本人是很為零式戰鬥機驕傲的。直到現在,零式戰鬥機的圖案還出現在日本國內許多博物館的紀念品商店裡。
我自己案頭有一把尺子,上面畫著零式戰鬥機的側影,那是在吳港的戰艦大和博物館售品部弄來的。
零戰和戰艦大和成了那個時候日本光輝的象徵。對於很多當代的日本人而言,「日本造出了世界第一流的戰鬥機」,「日本造出了世界第一的大軍艦」是直到現在都很值得自豪的事情,即使日本在二戰中戰敗了,零戰曾經很厲害,這個事實無論如何都無法抹殺。
▲戰艦大和,舊日本海軍的圖騰,本文作者製作的大和號戰列艦模型 圖源:瑞鶴
都說「以史為鑑」,雖然零戰還沒到二戰結束就已經過時了,但它曾經的輝煌還是多少可以預示著一些東西的。
第二次世界大戰之後,那種動輒打幾年的全球戰爭是很難再出現了。
很多時候,一場戰爭可能會在幾個小時或者幾天之內就結束,然後決定某個地區,某幾個國家幾十年的命運。在這樣的局部戰爭中,質量優勢遠遠大於數量優勢,精心打造的武器和訓練有素的軍人是最可靠的戰鬥力。
但是在這個時候,武器的設計,包括飛行員在內的作戰人員訓練,都很難在戰爭進行時進行大的調整。平日裡用什麼武器,軍人的訓練水平是什麼樣,大概在戰爭時也就是這個樣子了。
在這種短期的局部戰爭中,零式戰鬥機設計時極其強調的「形式服從功能」會在性能上賦予武器一種壓倒性的優勢。
▲F-117,戰後另一種將「形式服從功能」發揮到極致的武器 圖源於網絡
例如,戰後另一種將「形式服從功能」強調到極致的典型武器就是美軍的F-117隱形戰鬥機。
這種飛機說是戰鬥機,但沒什麼空戰能力,機動性和速度都很差,載彈量也並不突出,但是它的所有設計都是為了隱身,它將隱身的功能發揮到了當時能做到的最好。
結果,歷次局部戰爭,F-117飛機作為先鋒出動了那麼多架次,也就被擊落了一架。即使是很討厭這款飛機的人,也不得不承認,F-117是一種非常成功的,甚至是劃時代的飛機。
▲F-117隱身戰機 圖源於網絡
另外,零式戰鬥機在戰爭後期的失敗也表明了優秀軍事人員的重要性。
當然,在曠日持久的消耗戰中,日本遭遇的是「非超級大國」一定會遭遇的人員消耗和斷檔。
但是,在二戰結束之後,戰爭的模式已經轉變成了短時間的局部戰爭。這個時候,「精兵」的作用就會體現出來。
▲裝備精良且充分訓練的以色列空軍是一段比零式戰鬥機還要輝煌的傳奇 圖源於網絡
那有沒有一支小國的軍隊,把「裝備精良」和「精兵強將」結合起來呢?
還真有,這就是以色列國防軍,尤其是他們的空軍。以色列空軍的故事很多人都不陌生,我就不廢話了。
這種「神話般的戰績」背後,可能他們並沒有直接參考零式戰鬥機的故事,但是,基本的那些思路,其實也都是相通的(關於以色列空軍的故事,以後我也會專門寫東西講一講)。
所謂「以史為鑑」,還是需要有一些深刻的思考,而不僅僅是一個口號。對零式戰鬥機如此,對很多不那麼愉快的事,也應該是如此吧。
(完)