原文首次刊登於《艦載武器》2018年06期
前言
太平洋戰爭爆發初期,日本海軍依靠愛知公司研製的九九式艦載俯衝轟炸機,參與了包括偷襲珍珠港和入侵東南亞等一系列重要戰役,並取得了豐厚的戰果。然而,隨著戰爭的持續,日本海軍發現這種曾經在戰場上十分活躍的俯衝轟炸機,在盟軍陸續投入戰場的新銳戰鬥機面前生存率下降,在沒有零戰保護的情況下,盟軍戰鬥機經常能輕易追上九九式艦爆並將其擊落。前線部隊要求新式的高速俯衝轟炸機的呼聲也日漸高漲。
日本海軍裝備的九九式艦爆,其在太平洋戰爭初期取得了優秀戰績,但其存在飛行速度慢、載彈量小等眾多缺陷,戰爭爆發不久已經顯得落後
日本海軍在戰前就很重視艦載俯衝轟炸機的開發。由於受到華盛頓海軍條約的限制,日本海軍的戰艦和航母在數量和噸位上都明顯弱於美英海軍。為了在將來與美英的戰爭中取得優勢,日本海軍希望通過航母搭載性能較同期美英機型優越的艦載俯衝轟炸機和魚雷攻擊機,對敵方航空母艦實施先發制人的攻擊,以求取得海戰制空權。因此,日本海軍需要一種既能比敵方艦載攻擊機航程更遠,又能以高速擺脫敵方艦載戰鬥機追擊的俯衝轟炸機,以達成日本海軍的戰略設想。
「彗星」的設計與發展過程
在九九式艦爆研製服役的初期,日本海軍向海軍航空技術廠提出了開發新型艦載俯衝轟炸機的要求。當時的空技廠技術少佐山名正夫(此人還是後來的高速轟炸機「銀河」和特攻兵器「櫻花」的設計師,戰後參與了日本高速鐵路「新幹線」的開發)接到了海軍的命令,帶領手下的設計隊伍著手開始展開代號為「十三試艦上爆擊機」的新式高速俯衝轟炸機的設計研製工作。
海軍對「十三試艦爆」提出的要求如下:
最高飛行速度為280節(約合519 km/h);巡航速度為230節(約合426 km/h);飛機採用正常荷載(普通250kg炸彈)時續航裡程為800海裡(約合1482公裡);採用重載荷(攜帶單枚重磅炸彈和副油箱)時續航裡程為1200海裡(約合2222公裡);重載荷情況下要求能攜帶一枚500公斤炸彈。
為了實現海軍要求的長航程和高速性能,空技廠的設計師們在減少飛機外形的空氣阻力設計上下了很大功夫,其中最重要的設計就是採用了剛剛從德國戴姆勒·奔馳公司引進的新式液冷發動機--DB 601A。
當時的日本陸海軍通過觀察歐洲戰場的戰況,認為採用液冷發動機能有效加強飛機的高速飛行性能。相對於傳統的風冷發動機,由於採用了直列式氣缸,液冷發動機的迎風面積更小(日本設計師通過使用之前進口的DB 600G液冷發動機實驗測試發現,在發動機功率相同的情況下,液冷發動機相對於風冷發動機的風阻降低了約20%,速度提升了6%)。
在西班牙戰場上嶄露頭角的梅塞施密特Bf 109戰鬥機,液冷發動機的採用使得戰鬥機的飛行速度進一步提升
有趣的是,由於日本陸海軍之前矛盾重重,對航空技術資料的交流共享基本不可能,因此兩邊都同時派出了軍事代表團前往德國,購買了2套DB601A發動機的生產許可和技術資料圖紙,德國人對此十分詫異:一樣的東西為啥日本人要買兩套?這樣的情形在德日軍事技術交流時頻頻出現,讓人哭笑不得。海軍將DB601A的技術資料交給了愛知公司,其仿製國產化的型號為熱田21型,後期改進型則稱為熱田32型;陸軍則指示川崎公司負責仿製,其成果Ha-40被運用在三式戰鬥機「飛燕」上,成為了日本在二戰中唯一使用液冷引擎的戰鬥機。
德國戴姆勒·奔馳公司生產的DB 601A液冷發動機,著名的梅塞施密特Bf 109E戰鬥機將其作為主要動力
日本陸軍首款採用液冷發動機的戰機:三式戰「飛燕」(Ki-61)
採用液冷發動機固然能提升飛行速度,但由於日本航空工業基礎較為薄弱,配套的發動機生產廠商在生產液冷發動機方面並沒有什麼經驗,液冷發動機結構又比風冷發動機要複雜不少,同時日本也十分缺乏生產液冷發動機零件所需的精密工具機,種種原因導致DB 601A的國產化型號的生產率低下。
同時,由於德國發動機採用的冷卻液添加了乙二醇,而日本當時難以大量生產乙二醇,所以裝備「彗星」的前線部隊常常使用添加了防鏽劑的純水來代替作為液冷發動機的冷卻液,雖然能勉強應付需求,但「彗星」以最高速度飛行時,發動機內部加壓後沸點最高能達到125度,純水失去了冷卻效果,發動機冷卻系統內的管道膨脹漏水,很容易造成發動機發生故障甚至損壞。
如今保存在靖國神社的遊就館內的「熱田」21型液冷發動機(DB 601發動機的日本國產版本)
液冷發動機結構的複雜也為日軍地勤帶來了很多麻煩,地勤人員由於是第一次接觸到液冷發動機,對這種引擎的結構並不熟悉,而生產廠商也沒有編制出較為完整的整備手冊供機械師們參考,更不要說對機械師們進行詳細的培訓,種種原因使得日軍地勤整備液冷發動機時消耗的時間也要比風冷發動機多出一倍以上的時間,直接影響了前線部隊的作戰出動效率。
1943年,在日軍位於南太平洋戰線的核心支撐點--拉包爾基地的飛機場上,日軍地勤人員正在維護檢修「彗星」的液冷發動機,構造的複雜使得液冷發動機的整備難度比傳統的風冷發動機要高,飛機的出動率也因此下降
在俯衝性能上,「十三試艦爆」參考了九九式艦爆和引進的德國He 118俯衝轟炸機(該機型在與Ju 87競爭德國空軍俯衝轟炸機項目時落敗,其全套資料被日本購入作為飛機開發的參考),採用了全新的自動襟翼,由機上的電力系統操作,在飛機進入俯衝攻擊狀態時會自動張開進行減速,同時配合主翼上的氣動式剎車(減速板),使得彗星的俯衝性能十分優秀。電力驅動技術還被用在了起落架的收放控制和內置炸彈艙的艙門開合控制上,但由於日本生產的電池質量較差且電池容量小,電力驅動系統不時會出現故障,讓機組和地勤人員都十分頭痛。
德國亨克爾 He 118俯衝轟炸機,與「斯圖卡」競爭失敗的它被日本海軍引進,最終為「彗星」的誕生提供了大量技術上的參考
為了進一步降低風阻,日本設計師採用了內置彈艙設計,這是日本海軍第一種採用內置彈艙的轟炸機。此前的日本海軍攻擊機一直採用外掛炸彈和魚雷的布置方式,對飛機的飛行速度和機動性都有較大影響。
打開彈艙飛行的「彗星」艦爆
同時設計師還降低了駕駛艙風擋的高度,主翼採用了當時較為先進的層流翼型設計,並在機翼內設置了整體式燃料箱,使得機身重量大幅減輕。但機艙和燃料箱都沒有設計防彈鋼板進行保護,使得後期「彗星」的整體生存率較為底下。相對於九九式艦爆的低翼載,高翼載的「彗星」更適合遠距離高速飛行,但相對地也犧牲了部分機動性和俯衝性能。而且,由於「彗星」質量較大,起飛速度高,在航母上起降時需要比九九式艦爆更長的起降距離,這在一定程度上限制了「彗星」在日本海軍航母上的運用。
「彗星」艦爆的研發充滿了坎坷,作為俯衝轟炸機而生的它,最初卻是作為一型艦載偵察機而服役的。我們將在下期文章中繼續講述「彗星」的故事。
(未完待續)