末日掙扎:二戰日本噴氣式戰機研發始末(上)

【軍事家軍史專欄】「二戰燃燒的天空系列」

二戰時期，活塞式發動機驅動螺旋槳推動飛機前進的傳統方式已經隱隱碰到了瓶頸，航空工業如果要追求更快、更高的產品必須要採取一種全新的動力。當1939年德國亨克爾He-176噴氣動力試驗機呼嘯升空之時，宣告了一個新時代的來臨，初代噴氣機出現的意義不亞於萊特兄弟「飛行者1號」在藍天中蹣跚的翱翔。1944年，Me-262噴氣式戰鬥機投入實戰，展現了凌駕於活塞戰鬥機之上的強悍速度優勢，駕駛它的飛行員形容為「如同天使般翱翔」。緊隨其後，第一種噴氣式轟炸機Ar-234也出現在了戰場的天空。一般而言，提到二戰後期的噴氣式戰鬥機，人們最多想到的就是德軍在末日來臨之際各種「黑科技」的垂死掙扎。

噴氣式戰鬥機的出現具有劃時代意義

不過，二戰中不少國家都展開了噴氣式戰機的研發。如英國的「流星」式噴氣戰鬥機就在本土防空戰中憑藉高速攔截德軍的V-1巡航飛彈；美軍的噴氣式戰鬥機在戰時也進入了測試階段，只不過沒來得及走上戰場。值得一提的是，航空技術相對落後的日本在當時也進行了噴氣式戰機的探索，還製造出了部分樣機。面對鋪天蓋地、降下毀滅之火的美軍B-29轟炸機群——很形象的把這種銀色空中怪獸稱為「超重爆」，新式戰機成為了日本「救命稻草」般的期待，當然了，這只不過是末日來臨之際的無力掙扎而已。但從航空史的角度來看，冷門的日本噴氣式戰機計劃也的確值得探究一番。

二戰日本也有多款噴氣戰機計劃

一. 航空技術

從整體來看，日本戰爭時期的航空技術積累遠遠弱於德、美、英等國的第一梯隊，甚至比起蘇、意等國的第二梯隊也存在差距。這也可以很好解釋為何太平洋戰爭初期的「零戰神話」只是曇花一現，幾年後就變成了「馬裡亞納獵火雞」了。

「零戰神話」只是曇花一現

太平洋戰爭爆發前夕和初期，日本的主力活塞動力戰鬥機——海軍航空兵的零式21型戰鬥機（簡稱零戰）和陸軍航空兵的隼式一型戰鬥機，從紙面數據看都處於世界先進水平。但這樣表面上的先進已經隱隱約約透露出日本航空工業的瓶頸所在了。如零式21型採用的榮12發動機功率僅為950馬力。同時期美國F4F-3「野貓」式戰鬥機的R-1830發動機功率就達到1200馬力，德國BF-109F的DB601E發動機為1300馬力，蘇聯雅克-1的克裡莫夫發動機也達到1025馬力（改進型號達到1200馬力）。發動機上短板讓日本設計師不得不拋棄戰機的防護性能和機體強度減重來保證機動性和火力。這樣的做法短期能的確能在脆弱的基礎上打造出一款一流戰機，但卻缺乏改進潛力。

德國BF-109戰鬥機的DB-601發動機

太平洋戰爭中後期，日本航空工業則被對手徹底超越。雖然零戰選擇較小功率發動機也有迎合軍方需要、追求極致機動能力的考量在（小功率發動機尺寸較小、迎風阻力小），但無可否認大功率航發就是日本航空工業的死穴！日本海航二戰後期的主力戰機仍是零戰，改進型零戰52的發動機功率僅為1100馬力，甚至連其他大國戰爭初期的水平都比不上。日本陸航通過引進德國技術為三式戰鬥機「飛燕」裝備了1500馬力發動機，但因為低劣的製作工藝可靠性極低。

四式戰鬥機「疾風」曾被日軍寄予厚望

四式戰鬥機「疾風」吹噓稱發動機功率達到2000馬力，但實際根本發揮不出這個功率。而與之相對，美國海航的主力戰機F6F「地獄貓」的R2800發動機功率已經超過2000馬力，這是產量上萬的成熟機型。P51D為1850馬力，德軍BF109的後期型號功率為1800—2000馬力，英軍的噴火14達到2300馬力，技術稍遜色的蘇聯雅克9U的克裡莫夫M-107達到1500馬力，拉7戰鬥機的的M-82FN則達到1800馬力。可以認為，二戰日本的航發水平已經相當落後。而缺乏強大的「心臟」，優秀戰鬥機不過是無源之水、空中樓閣。

F6F的機體設計十分粗糙

而從其他技術來看，二戰日本的軍用航空同樣問題多多。如美軍P-51野馬的層流翼形就讓日本設計師們望塵莫及，而諸如發動機增壓器技術、高辛烷值航油等等，也是日本的短板。實際上，日本在20世紀30年代航空技術的「大爆發」主要是受益於歐美強國技術轉移的結果，而一旦這樣的「外援」不復存在，那麼其脆弱工業基礎就會完全暴露出來。日本戰時航空工業的窘境，實際上不過是弱小國力揠苗助長、妄圖用軍事冒險以小博大的必然。而在這樣的基礎上搞噴氣動力飛機，結果也可想而知了。日本在二戰中無一型噴氣機計劃投入實戰或者具備實戰能力，僅僅是造出樣機甚至只是停留在紙面上。日本噴氣戰機技術積累薄弱、起步晚、投入也相對較少。在資源有限的情況下，戰爭爆發後的日本軍工製造完全傾向於前線急需的成熟型號製造，新一代戰機研發滯緩——日本高層的短視也是其噴氣機計劃受挫的一大原因。

二．萱場Katsuodori飛翼截擊機

萱場是日本的老牌重工。在20世紀前半葉，尤其是「動蕩的昭和時期」，萱場還在軍事航空領域投入了不少本錢，與日本陸軍航空兵合作甚密。

萱場為日本陸軍設計的輕型直升機樣品

航空概念是一直領先於航空技術的。許多在現代才逐步成熟投入使用的技術，實際上概念可能在半個多世紀甚至一個世紀以前就被提了出來。如飛翼結構飛行器，早在1910年德國人就造出了一個具備飛翼氣動外形的小型無尾滑翔機，不過直到20世紀80年代，美國的B-2「幽靈」轟炸機才算真正的實現了飛翼外形的實用化。飛翼的主要優點是省掉了傳統飛機的垂直和水平尾翼，可以大幅降低阻力，不過其難點則是在取消尾翼後產生的控制和穩定性問題。20世紀30年代，各航空大國都對這種新穎構型表示過興趣，進行了不少探索。二戰末期，德國霍頓兄弟的GO-229噴氣式飛機戰鬥機不僅走下了繪圖板，還進行了首飛，不過性能很不穩定。二戰後，美國諾斯羅普公司鍾情於飛翼結構的飛行器，雖然屢遭挫敗，但最終為B-2的問世積累了技術基礎。

翱翔空中的GO-229

20世紀30年代中期，萱場開始研發自己的飛翼項目，並邀請東京帝國大學（今天的東京大學，實際上東帝大在二戰時與日本軍方、軍工企業的合作十分密切）的專家提供技術支持。後來，日本陸軍航空兵也對這個新穎的想法表示了興趣，投入資金支持萱場的飛翼研發，並要求其考慮新式機的軍事用途——實際上無需軍方多言，萱場的本意除了「機械愛好」以外，一開始就瞄準了軍方訂單。

保存至今的GO-229殘存機體

1938年，萱場的最初產品——HK-1式飛翼滑翔機完成。HK-1主要起著技術驗證樣機的作用，木質結構，體積不大，也沒有動力，試飛需要其他飛機牽引完成。軍方對其測試結果表示滿意，要求萱場繼續後續飛翼機的研發，並為安裝發動機做好準備。萱場隨後在立川公司（當時主要為日本陸軍航空兵製造教練機）的技術支持下搞出了KU-2。KU-2對HK-1的缺點進行了修改，比如通過在主翼兩端加裝垂直方向舵的方式增強穩定性和控制性。從我們今天的角度看，飛翼構型與生俱來的穩定性、控制性缺陷，只有等到20世紀80年代傳感器和計算機技術發展後才能解決，在二戰時期是無解的，德國人的「黑科技」都無法超越時代，GO-229用盡全力也沒有進入實用化，日本人更是不可能越過這個坎。當時的萱場當然無從知曉飛翼項目的真正死穴所在，但已經隱隱感觸到自己的技術積累搞不定這個新玩意了，採取的折中手段就是在主翼上加裝額外的垂直舵面，起碼能在一定程度上提高飛機的操縱性能。

萱場的技術人員與飛翼滑翔機在一起

HK-1和KU-2一開始的試飛還是比較順利的，但在1940年卻發生了墜毀事故，日本陸軍對這種暫時看不見成效的「長線投入」也在逐步失去興趣。萱場隨後犯了一個「低情商」錯誤：他們宣稱飛翼樣機的墜毀主要是因為陸軍派來的試飛員不會開。這可惹惱了作為「甲方」的陸航，隨後宣布與萱場的合作，甚至連應該付的研發費都賴掉了一半。萱場眾人算是吃了啞巴虧。

不過萱場還是決定憑藉自己的力量把飛翼項目繼續下去。後來幾年時間中，KU-3和KU-4也進行了測試，效果總體而言還算滿意。1943年以後，日本開始面臨國土防空的壓力。在太平洋戰場上日本已經與美軍B-17、B-24等重型轟炸機打過照面，這些大傢伙機體堅固、自衛火力強悍、飛得還特別高，一眾日軍戰鬥機在攔截戰鬥中都顯得力不從心。而通過一些渠道，日方已經隱約知曉了美國人更厲害的「超重爆」正在測試當中。1944年6月，從中國起飛的美軍B-29首次對北九州的鋼鐵廠進行了遠程戰略轟炸——達摩克利斯之劍終於砸在了日本人的頭上。

B-29轟炸機

B-29的飛行速度、飛行高度和載彈量都超過了之前的美軍重型轟炸機，日本海航和陸航面對這種大傢伙顯得更加無力，於是開始病急亂投醫般地上馬各種截擊機項目。陸軍似乎想起了幾年前萱場的飛翼機是個可用之才，於是重新與萱場建立合作關係。只要你能搞出打B-29的武器，要錢有錢要人有人。

日本戰機面對B-29表現乏力

陸軍給萱場的支持一方面是錢，一方面是機載武器和發動機技術——後者有不少是來自「德國盟友」的「黑科技」。當然了，在很長一段時間內，德日兩國不過是「表面兄弟」，背底下是互相看不上而且缺乏戰略合作。在20世紀30年代，德國眾多飛機製造公司熱衷於拿軍方競標中失敗的產品當先進貨賣給日本人掙回研發費，不明所以的日軍不僅照單全收，而且因為海軍與陸軍之間的矛盾，買德國技術經常以軍種的名義單幹，德國人是賣了海軍又賣陸軍，掙兩份錢。

不過在蘇德戰爭和太平洋戰爭爆發後，二戰規模達到頂點，德日兩國意識到必須要加強合作才能應對強敵了，技術交流也升溫很快。小到反坦克空心裝藥榴彈，大到雷達、航空發動機甚至是飛機整機，德國人都用大型潛艇給日本人漂洋過海運去。如1942年德軍就給日本運去了BF-109和FW-190戰鬥機各一架，日軍組裝完成後進行了詳細測試，學到了不少東西。三式戰鬥機「飛燕」的大馬力液冷發動機也是德國DB601的仿製品。1944年，德國潛艇又裝上了Me-262/163噴氣式戰鬥機、多款新式發動機的圖紙航向東方。

德國V-1飛彈裝備一臺脈衝發動機

萱場公司對KU-4計劃進行了修改，拿出了所謂Katsuodori（一種鳥類的名稱）計劃。Katsuodori的核心除了飛翼外形，還有仿製德國的衝壓發動機和火箭助推發動機。這些「黑科技」的出現一下讓這架小飛機「高端」了起來。

火箭助推衝向美軍轟炸機群的設想圖

衝壓發動機其實也是一個歷史悠久的概念。20世紀的第二個十年就有法國工程師提了出來。二戰中，德國人將衝壓發動機的技術實用化。V-1飛彈的所謂「脈衝發動機」，實際上就是衝壓發動機的一款變體。當然了，當年的衝壓發動機和今天代表高端技術的超燃衝壓發動機不可同日而語，是一款結構相對簡單、製造比較容易的噴氣發動機選擇。不過衝壓發動機的一個缺陷就是必須在一定速度下才能正常啟動，所以德國和日本想到的方法就是用火箭助推器與其配合使用。

後世還原的Katsuodori戰機彩繪圖

Katsuodori的定位是一款小型截擊機，比Me-163之類的大不了多少，全長4.5米，翼展9米，本體空重900千克，整個系統的戰鬥全重3噸。其採用單發單座結構，飛行員坐在機體最前端，而座艙之下就是衝壓發動機。受到體積的限制，Katsuodori不裝備起落架，起飛依靠可脫離的滑車或者軌道。飛機機身和機翼下方各掛裝兩個可以拋棄的火箭助推器。在起飛的最初階段，火箭助推器將採用兩個一組的方式依次啟動，總計提供10秒的助推，將飛機推到400公裡的時速，隨後啟動衝壓發動機繼續爬升，飛機的最大速度將超過900公裡每小時，並將在3分鐘之內衝上1萬米的高空！

HO-301大口徑航炮

飛機預計滯空時間30分鐘，比單純依賴火箭動力的Me-163、「秋水」等截擊機要強很多，完全可以應付在有預警情況下的要地防空需要。為了對B-29達成「一擊必殺」的威力，Katsuodori將搭載兩門40毫米HO-301式機炮！

這種堪稱超大口徑的航炮理論射速每分鐘300發，曾在二式戰鬥機「鍾馗」上進行了試驗搭載，因為彈藥尺寸太大，單炮的載彈量只有10—20發。這種武器的射擊模式不同於普通航炮，更類似於一個榴彈發射器，採用的彈藥乾脆就是擲彈筒彈藥的改裝品。

少數「鍾馗」戰機曾裝備過HO-301

戰鬥結束或者燃油耗盡後，飛機採用滑翔的方式，以迫降或者滑撬降落。為了降低成本，Katsuodori將儘量採用木質結構。衝壓發動機和火箭助推器的成本也不高，如果能走下繪圖板，的確是一款比較適合戰爭末期日本窘迫現狀的武器。但最大的問題就是無法實用化。

Katsuodori戰機作戰設想圖

首先，雖然Katsuodori的設計很快完成了，萱場通過之前的諸多滑翔機也積累了足夠的飛翼機經驗，但發動機的問題卻遲遲無法解決。德國人雖然給了衝壓發動機技術，但日本無法順利的仿製，連測試用的樣機都沒搞出來。技術門檻更低的火箭助推發動機也無法攻克——「秋水」火箭動力攔截機的試飛遭遇了多次失敗。發動機沒有，那麼一切都是空談。

Katsuodori服役

另一方面，HO-301火炮被證明也是一個空有威力無法的東西。40毫米榴彈威力雖大，但射程很近，發射後彈道彎曲，命中率極低。HO-301的後坐力又相當之大，「鍾馗」戰鬥機在進行了幾次測試後全機鉚釘鬆動，必須要停飛修復，要是換上Katsuodori這種小傢伙恐怕開幾炮就空中散架了。

既然動力和火力問題都無法解決，那麼設計Katsuodori就成為了一種無聊的繪圖遊戲。隨著日本戰敗，飛翼截擊機計劃也無疾而終。其成果被盟軍繳獲，成為二戰航空史中的一朵小小浪花。（未完待續）