分享

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

 不沉俾斯麦 2020-10-20

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

前言

有些传奇的战斗机是能够代表一个国家的,比如日本——“零”式战斗机、英国——“喷火”式战斗机、德国——这个……德国货比较杂姑且先算上打满全场的Me109战斗机、苏联——拉-5式战斗机……尽管美国战斗机的种类和型号是二战时期全世界最多的,但仍然有这么一个代表——北美的P-51“野马”战斗机

可能有些人不服气,特别是一些军迷、游戏迷。他们觉得“野马”既不是最快的,也不是最灵活的,甚至产量都不是美国战斗机中最多的。但是,淘金客曾经问过很多位非军迷,二次大战中最有名的战斗机是什么?他们一多半的回答就是:好像是有个“野马”吧?挺漂亮的!看看,不服气不行吧?

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

漂亮的“野马”

飞虎王牌

1944年1月隆冬,德国中部特别寒冷,但是哈尔伯施塔特上空却是一片火热!这座历史悠久的德国城市有大量中世纪的哥特式建筑以及许多最古老的博物馆,但同时也是飞机、食品、化工中心。数百架盟军的B-17、B-24重型轰炸机正在哈尔伯施塔特上空倾泻成百吨钢铁怒火,大批的德军战斗机也闻讯赶来,对轰炸机群展开了同样残酷的截杀。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

空袭德国本土的B-24轰炸机群

第354战斗机大队正好前来接应——战斗机的巡航速度比轰炸机快,航程却比不上轰炸机,因此汇合点需要事先经过周密的计算。率先杀进德军机群的是詹姆斯·霍华德少校小队,他和同伴冲乱了德国的几个小队,顺带将1架双发Me110重型战斗机击落。可是等他重新拉起飞机,准备再次发起进攻时,发现同伴们全都失散了!而他的前方,是30多架德国战斗机,正准备冲进轰炸机编队!

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

描绘霍华德少校击落Me110重型战斗机的绘画

31岁的霍华德少校是员老将了,他的座机上涂着“DING HAO”——没错!就是中文“顶好”的意思!他出生在广州,在中国生活到14岁才回到美国。原本是一名海航的飞行员。在美国尚未参战时就以志愿者的身份加入了“飞虎队”,驾驶的寇蒂斯P-40式战斗机和日本人战斗,执行了56次战斗任务击落了6架日本飞机成为王牌。美国参战后“飞虎队”解散改组,他选择加入陆航来到欧洲,一直在为组建部队、换装新型战斗机做相应的工作。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

詹姆斯·霍华德曾是一名“飞虎队”王牌飞行员

但这次霍华德在空中的处境实在太糟糕了:在敌方的主场,燃油和弹药都不太充足,而敌人的数量是自己的30倍以上!自己完全孤立无援,还有一大堆“拖油瓶”一样的重轰炸机要照顾!霍华德定了定神,握紧驾驶杆——丰富的经验和这架最新锐的战斗机给了他莫大的勇气!他一把将油门推到底,战机立刻加到极速将他按在椅背上,朝着庞大的德军编队直冲过去!

青胜于蓝

霍华德少校的新飞机是一架P-51B型战斗机,外形和他曾经在“飞虎队”驾驶的P-40战斗机有些相似。事实上P-51“野马”的诞生与P-40确实有些渊源:大战爆发后的1940年4月,英国人开始接触北美航空时提出让他们按寇蒂斯的许可证来生产急需的已经定型的P-40D型战斗机,北美的答复是:当然可以,不过北美是家小公司,生产线最快也需要5个月的时间准备。不过在建设生产线的这段时间里,北美还能提供一种更先进的飞机

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

英国人原计划向北美订购P-40D型战斗机

说起来北美航空也有曾经的辉煌,它曾是通用汽车旗下的超级航空集团,控股一大堆大大小小的航空产业相关的公司,包括P-40的生产商寇蒂斯公司、环球航运、寇蒂斯-卡普罗尼(就是宫崎峻电影《起风了》里面那个卡普罗尼)公司、斯佩里公司(马上下文就会涉及到它)……不过1934年美国通过了航空邮政法,禁止飞机制造公司控股航空运输公司,以避免出现行业垄断。北美航空经过一系列重组以后,和旗下众多的公司脱钩,终于从控股公司变成了一家真正的飞机制造商。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

北美曾经控股过卡普罗尼公司,后者在一战生产的轰炸机很有名气

这样一家曾经是航空巨头但又是“初生牛犊”的飞机公司,在当时的地位非常奇特。曾经的巨头使得北美有足够的经验去说服英国人和美国陆航——他们先后同意了北美的建议,只是要求必须在120天里拿出可用的原型机;同时“初生牛犊”的气质使得北美的设计师们能够彻底抛掉传统的束缚,放开手脚。设计师们其实从1939年就已经开始了全新飞机的设计工作,公司内部的代号是NA-73,这正是他们敢于赌一把新飞机的原因!从签订合同起102天,NA-73就来到了试飞场上,这才刚刚1940年9月呢!

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

NA-73的研制早就已经开始,这是风洞里的木制模型

本来这样一个“新手”提出这样大胆的建议,就免不了让“老人们”心怀疑虑。新飞机如此迅速地亮相,立刻流言蜚语满天飞——和寇蒂斯的XP-40、XP-46(详情见前一篇文章)都实在太像了!同样的艾利逊V-1710发动机,甚至散热器的进气口都和XP-40的初期型一样在飞机的腹部!武器的部署也非常类似:2挺大口径的12.7毫米机枪在头部——P-40在机头上方而新飞机在机头下方,4挺小一些的7.62毫米机枪在机翼中。更“实锤”的是,由于英国人坚持北美这个“初生牛犊”应该多学习,所以北美还真向寇蒂斯付过一笔钱用于购买XP-46的模型风洞数据

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

寇蒂斯的P-40减重版XP-46

10月26日新飞机首飞,所有的流言立刻就平息了许多:新飞机比最快的P-40还快了25英里(40公里)!经过一些小改后差距继续拉大,最大速度进一步提高到了382英里(615公里),比同样发动机的P-40D型快了足足快40多英里(接近80公里)!而“最大可能的抄袭对象”寇蒂斯的XP-46要比新飞机还晚4个月才首飞,最快也只达到355英里(571公里),最后还因为性能不佳而下马了。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

NA-73速度比P-40快得多,而且潜力更大

汹涌的后浪

新飞机立刻获得了XP-51的编号。试飞结果表明XP-51只是与P-40外形上相似,结构上的变化非常大。它从一开始就是冲着高速飞行去的,这一点在它采用的层流翼型上就非常明显。这个翼型是当时最新的空气动力学成果,和我们熟知的头大、背凸、底平、尾部下垂的传统翼型很不一样,层流翼型前缘相对比较尖锐,最大厚度出现在弦长的一半处,几乎就是个拉长的水滴形。这样的翼型高速下阻力比传统翼型小很多——传统翼型速度一旦快起来,凸起的背部之后开始出现气流分离的现象大大增加阻力,而新翼型气流分离要晚得多,因此阻力大大减小,这正是P-51“野马”采用同样发动机比P-40要快很多的根本原因。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

上为“野马”的层流翼型,是先进的环量控制翼型的开端,紊流出现晚得多也小得多;下为传统翼型

层流翼型的代价是低速下升力系数相对比较小,但这个缺陷能通过速度来弥补——前文《多翼飞机小史》(点此跳转)中提到过,升力与速度的平方成正比,速度快了升力自然就上去了。这里特别说一下:可能许多人会想飞机翼型的升力系数越大越好,其实并不一定翼型的选择要和速度匹配,低了或者高了阻力都会变大。这是因为飞机要配平——让机身保持水平,这需要水平尾翼(或者鸭式前翼)上的升降舵参与。合适的升力(翼型与速度匹配好)会让升降舵恰好也是水平的,这时候整机的阻力最小。升力过大或者过小,升降舵都要偏转一个角度才能让机身保持水平,会大大增加阻力。P-51采用层流翼型不仅机翼阻力小,高速时也不会过多产生升力,额外的阻力比较小。 “野马”的升降舵上带有调整片,高速配平时只需偏转调整片,也让阻力进一步减小。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

“野马”的升降舵,红圈中是舵上的调整片,配平时只用控制它,产生的阻力比较小

此外“野马”的结构上还有不少改进,它的机翼是完整连贯的双翼梁结构,不像P-40的机翼是左右分开的两部分。完整的双梁机翼强度比较好,机翼面积因此可以更大,生产组装的工时也少,还能提供更多的安装受力点,前翼梁上安装起落架,后翼梁上安装副翼、襟翼,前后之间的空间用作机翼油箱和容纳机枪机炮,这是“野马”的航程大大超过“喷火”的重要原因——“喷火”尽管机动性和速度同样非常优秀,但因为缺乏机翼油箱,航程连“野马”的一半都不到,中后期护航轰炸机这样的进攻性任务完全只能袖手旁观!

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

“野马”的燃油系统,可见巨大的翼身油箱,后机身的油箱是后增加的

受益于双翼梁结构,“野马”的外挂架也有两个受力点因而更加牢固,能挂载更大容量的副油箱和更重的炸弹。“野马”的“内八字”式起落架也能安装在前翼梁上,轮距比早期战斗机如“喷火”、Me109、P-40的“外八字”起落架要宽得多,不会像这些前辈那样在起降滑跑时容易侧翻,特别是在受伤后降落在前线的简易机场,宽轮距的“内八字”起落架往往就能救飞行员一命!当然和“外八字”起落架一样,“野马”机翼下很大一段空间都因为起落架而无法安排外挂架,不过这个问题并不严重——这段机翼内部正好就是机翼油箱。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

“野马”的“内八字”起落架轮距比较宽

“野马”的机翼面积和P-40基本相当,翼展略小副翼的面积大得多,因此水平转弯性能至少不输于P-40,而滚转性能比P-40出色很多,这在中后期空战以垂直机动为主时特别重要!最后“野马”还有个不太被人关注的优势就是便宜——钱倒不是最重要的,便宜在战时意味着生产工时少,也意味着产量特别大。“野马”整体式结构的机翼、尾翼非常平直,没有复杂的曲线,仅此一点就比P-40的生产工时还要少。每架“野马”的价格大约是4万到5万美元,相比之下产量更大的单发战斗机P-47“雷电”单价超过7万美元——它的大个头和废气涡轮增压器为此贡献不少。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

“野马”的机翼、尾翼形状都很规则

从扫地开始

极需战斗机的英国人首先在1940年底就得到了“野马”,他们测试的结论是“野马”是最好的美国战斗机,20000英尺以下“野马”的性能全面领先于德国的Me109、英国人自己的“飓风”和“喷火”,更不用说美国的那些P-40、P-39。“野马”无论是速度、机动性、爬升率、加速性……全面领先,英国订购“野马”时机翼里又增加了2挺机枪,总共4挺12.7毫米机枪加4挺7.62毫米机枪火力十分充沛,于是1940年底就又赠购了300架。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

英国人最早用上“野马”,红圈中单侧4挺总共8挺大小机枪

但在美国国内,却出现了一个奇怪的现象:英国人特别热心地订货,陆航自己却不紧不慢地测试。一来当时美国已经有足够多的各种飞机在试飞;二来V-1710发动机还要优先供应P-38、P-39、P-40;三来“野马”是英国人订制的型号不太符合陆航的标准。另外还有个上不了台面的理由——北美航空没有给管飞机测试的陆航官员好处费,这件事后来被杜鲁门委员会踢爆后,“野马”的量产才全面走上正轨。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

陆航最早的“野马”——A-36“阿帕奇”攻击机

珍珠港事件后的1942年4月,陆航订购了第一批500架“野马”,让人大跌眼镜的是:这批“野马”编号却是A-36,起初给的名字“阿帕奇”——没错!就是现在那个最牛武装直升机相同的名字——后来确定的名字是“入侵者”。它的主要功能也不是空战,而是和现在的“阿帕奇”类似的对地攻击!为此机翼上安装有格栅式减速板以免俯冲时速度过快来不及瞄准,机翼下能挂2枚500磅炸弹。事实证明是金子总能发光,“野马”在这个岗位上居然也干得有声有色,在北非、意大利、南亚战场上表现都非常不错,身为对地攻击机甚至还击落了总计101架敌机,还产生了1位王牌飞行员

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

博物馆里的“阿帕奇”,红圈中是打开的减速板

陆航4个月后的第二批订单才是真正的战斗机——1200架P-51A型,装1200马力只有单级机械增压器的艾利逊V-1710-81型发动机配3叶螺旋桨。没有了A-36上的减速板等一堆累赘,P-51A在10,400英尺(3,170米)的高度飞出415英里(668公里)的最高时速!仅靠弱鸡的V-1710发动机就足以在中低空性能傲视当时的所有飞机!但是当时的欧洲空中战场是以护航轰炸机为主旋律的高空空战,P-51A基本没有发挥余地,后来基本上都调到了亚洲战场

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

A型“野马”,装V-1710发动机和3叶螺旋桨

英国血统

本来“野马”的命运可能就是在优先级不高的低空打打杂,替换掉性能不佳的P-40,消耗掉不断生产出来的V-1710发动机,纯美国血统的A-36和P-51A总共生产大约1500架。但英国人还一直惦记着“野马”优秀的基础架构,1942年8月,3架英国“野马”换上了2级增压器的“灰背隼”65型发动机,这种发动机体积和迎风面积比V-1710发动机还小,但在20000英尺(6100米)高度上功率足足比后者多出200马力,在25000英尺(7620米)高度更多出近500马力!配合大直径的4叶螺旋桨,改装后的“野马X”达到432英里(696公里)时速!这还只是临时改装的机型,外形还没经过修整。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

英国人自己改装“灰背隼”发动机的“野马”X,外形很不一样

这个消息传到美国国内立刻引起北美的重点关注,恰好美国帕卡德汽车公司正准备按许可证量产“灰背隼”60系列发动机,美国编号为V-1650型。北美自己人改起来更顺手,装V-1650型发动机的XP-51B外型比起英国同行的临时改装更流畅,重量分布也更加合理,换上了4叶螺旋桨,副翼也重新设计了,机身结构做了相应的强化。美国陆航也对此非常期待,还没等到试飞就先下了400架的订单。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

北美自己动手了,这是风洞里的XP-51B模型

英国改装版试飞后3个月,XP-51B也飞上了天空。新飞机只能用“脱胎换骨”来形容——在25000-30000英尺(9100米)高度超过449英里(706公里)的时速,足足比相同高度——注意是相同高度——艾利逊发动机的“野马”快了100英里(160多公里)!相比同样装V-1650型发动机还减轻了重量的P-40L型,最高速度都还没有超过600公里!动力增强后的XP-51B爬升率也明显改善,几乎达到了P-51A型的2倍

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

XP-51B一鸣惊人!

陆航立刻全力支持北美增产P-51B型,1943年开始北美所有的工厂全速生产B型“野马”,还在达拉斯新建了另一间飞机制造厂,生产出来的几乎完全一样的“野马”被编为P-51C型。新飞机还顶掉了英国人自己的改装“野马”计划,转而直接采购“野马”B/C型。为了提高航程,新“野马”还开始尝试在后机身加装油箱,从而能把重型轰炸机们一路护送到德国全境——轰炸机飞行员们为此感激涕零。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

P-51B的后机身油箱

不过英国人在“野马”身上的影响还没有结束,P-51B还在准备量产时,英国的“台风”战斗机上多出了一个新东西——无框气泡式座舱盖。A/B/C型“野马”的座舱和P-40类似,还是带有背鳍的鸟笼式座舱,阻力虽然小,但空战中至关重要的后方视野却很差。P-38“闪电”、日本的“零”战、“隼”式虽然采用了气泡式座舱盖,但为了补强有很多框架——框架仍然会限制视野,而且飞行员逃生也很不方便!英国人在“台风”战斗机上首创无框气泡式座舱盖,极大改善了视野。美国人立刻跟进——已经量产的P-47“雷电”率先引进了这种座舱盖,北美稍稍晚了一些,他们一边量产P-51B,一边抽调了1架也进行了相应的改装!

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

对比之下无框气泡座舱盖对视野的改善是革命性的,逃生也方便了许多

北美还借机在“气泡野马”的机翼中又增加了2挺12.7毫米机枪,变成了总数6挺,“气泡野马”获得了P-51D型新编号,外形也立刻变得又时髦又帅气,无框气泡舱盖加分最多,那感觉几十年后看惯了F-4“鬼怪”式战斗机的军迷,突然看到了一体化无框气泡舱盖的F-16一样!颜值也是战斗力,漂亮的P-51D型“野马”立刻成为招兵广告上的大明星,对盟军士气的提振意义巨大,简直成为盟军空中力量的代言人。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

连双座型“野马”都非常漂亮!

愈战愈勇

英国血统的引入让“野马”成为最耀眼的空中明星,不过要到3月以后才开始量产,本文开头的1944年1月,霍华德少校的座机还是一架崭新的P-51B型。霍华德少校单机直接冲向德军庞大的战斗机编队,4挺12.7毫米勃朗宁机枪喷出的烈焰立刻淹没了第2架Me110,等他从德国机群中穿过去时,又击落了1架Me109。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

Me110在“野马”面前毫无还手之力,打不赢又逃不掉

几架德国战斗机追过来,但被霍华德的“野马”越拉越远,拉到相对安全的距离上时,霍华德冒险从俯冲改出重新爬升,追击的德机立刻利用这个机会向速度变慢的“野马”开火,霍华德听到机身上被7.92毫米机枪打中的“扑扑”声,不过持续的时间并不长——“灰背隼”发动机咆哮着把“野马”一路推向高空,摆脱了追击者。霍华德紧接着猛推操纵杆再次俯冲,又一次冲进德国机群,再次击落了2架Me109。

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

Me109也不是对手!

等他又一次从俯冲中改出时,新麻烦来了——连续的大过载机动让他的4挺机枪中3挺卡了壳!霍华德顾不上这些第三次冲击德国编队,靠最后1挺机枪收获了第6个战果!然后又再爬高,第4次俯冲!德国人也被这架胆大包天的“野马”打乱了阵脚,整齐的编队变得乱七八糟,面对高速而灵活的“野马”也一时拿不出什么好办法。

等到霍华德第5次冲击德国机群时,看到是一片四下奔逃的景象。但他的飞机上最后1挺完好的机枪也没有子弹了。不过仅仅是“野马”高速逼近的杀神一样的身影,就让德国人魂飞魄散,不得不避开他的锋锐!没有子弹的“野马”又连续冲击了好几次,整场战斗足足持续了半小时,德国飞机最终完全撤退。第401轰炸机大队的指挥官全程目睹了整个过程:“那简直是一个人在对抗整个德国空军,给他再高的荣耀都不为过!”霍华德和他的“野马”创造了几个第一:第一个“野马”战斗机的王牌;第一个“野马”的“单日王牌”(一天之内击落5架敌机);欧洲战场唯一的一个获得了美国最高荣誉——国会荣誉勋章的战斗机飞行员

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

霍华德和他的座机

霍华德来到欧洲战场上以后一直在参与一项北美的前线改装计划,为P-51B型“野马”加装后机身油箱,这项成果恰好让他在德国上空激战30分钟后还能把“野马”再飞回去!不过此战也暴露出B型“野马”的一大缺陷——机枪子弹的供弹线路太别扭不合理,导致在剧烈机动时容易出现供弹故障,这个问题后来还是前线地勤人员解决掉了——把机枪的角度重新调整了一下,让弹链顺滑地进入机枪。此外后机身的油箱会让“野马”的航向稳定性变差,飞行时需要时不时修正一下航向

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

黑人大队的P-51B在装弹,注意红圈中弹链进入机枪的角度非常别扭

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

到P-51D型机枪的角度调整过来,卡弹故障基本没有了

霍华德的故事激励了所有盟军的飞行员,也让“野马”的名声响彻天际!从1944年3月开始,带有高颜值的无框气泡座舱盖、火力加强到6挺机枪、安装了斯佩里瞄准具(模拟式的自动瞄准具,让新手也能轻松向敌机开火)、垂尾向前延长改善航向稳定性的P-51D型“野马”大批进入部队,法西斯轴心国的末日被大大加快了!

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

大批P-51D成为盟军空中力量的中坚,注意红圈里多出的尾鳍,改善了航向稳定性

不是结语

D型“野马”(还包括了达拉斯工厂生产的K型,不过差别很小所以放在一起统计)是产量最大的“野马”,到大战结束时不到两年的时间里就生产了9600多架。它的性能几乎完美:无论是速度、爬升率、加速性……都领先于对手的螺旋桨战斗机,或者至少在同一个水平上,综合下来优势非常明显;此外它还拥有超大的航程,甚至超过了双发的P-38“闪电”;6挺机枪的火力是美国战斗机的标配,面对缺少重型轰炸机的轴心国空军也完全够用;生产所用的工时、成本也是主力战斗机中比较低的。D型“野马”因此成为了战争后期的盟军标准战斗机

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

全速开动的达拉斯工厂

不过盟军的一些老鸟对此持保留意见。欧洲战场战绩最好的第56战斗机大队就拒绝把手头的P-47“雷电”换成“野马”,他们认为“雷电”8挺机枪火力更猛、废气涡轮增压的R2800星型空冷发动机高空性能更出色、也更结实更扛打——“野马”的腹部散热器是个弱点,一旦被击中发动机极易空中停车

【航空史话】马作的卢飞快——二战美国P-51“野马”战斗机

第56大队认为“大奶瓶”比“野马”好,这是56大队的“光头乔”

另外一些飞行员特别是飞惯了轻巧的“喷火”式的英国人,意见和56大队正好相反:认为D型“野马”结构重量太大,6挺机枪的火力配置不如B型的4挺合理——每挺的子弹数量有减少,而且还增加了重量;B型的座舱虽然不如D型视野好,但阻力更小,速度也是B型稍快一些

于是在D型“野马”大规模投产以后,各方都开始琢磨如何进一步挖掘“野马”的潜力

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多