分享

格鲁曼TBF/TBM“复仇者”鱼雷轰炸机

 厌战Warspite 2023-07-01 发布于河南

图片

美国海军第二代单翼舰载机

作为美国海军第二代的单翼舰载机,在代表战斗机的“F”(F2A→F4U)与代表侦察轰炸机的“SB”(SB2U→SB2C)的研制计划相继开启之后,代表鱼雷轰炸机的“TB”编号也于1939年开启了装备更新的计划。

虽然当时的主力舰载鱼雷轰炸机道格拉斯TBD“蹂躏者”,是美国海军最早装备的全金属可收放起落架单翼机(1935年4月15日首飞,1937年10月5日开始正式装备,此时服役时间尚不足两年),生产也已经达到了顶峰(截至1939年11月,包含样机在内共计生产了130架),依然可以称得上是一款新式的飞机,然而在太平洋战争爆发以后,该机作为美国舰载鱼雷机的主力机型却已经完全沦为一款落后的机型了。虽然在一款飞机动辄就要服役四分之一个世纪以上的当今看来,略微显得有些不可思议,然而在航空技术发展日新月异的那个时代,一款飞机往往从首飞的那一刻起,便已经开始走向落伍了。

图片

图片

图片

美国海军道格拉斯TBD-1鱼雷轰炸机

总而言之,由于TBD是此前双翼的“T”系列编号,被新设立的“TB”(Torpedo Bomber 鱼雷轰炸机)系列编号取代之后,研制成功的第一款飞机,因此新型鱼雷轰炸机也就名正言顺地成为了美国海军的第二代单翼鱼雷轰炸机。

1939年3月25日,美国海军航空局正式向外界公布了新一代舰载鱼雷轰炸机的设计规范,同时要求国内各大航空厂商积机参与设计竞标。

其内容首先从研制目的来看主要分为以下几点:

①对重装甲水面舰艇实施攻击。

②散布烟幕。

③侦察。

④对轻装甲水面舰艇(或车辆)实施机枪扫射。

于是为了满足上述研制目的,要求新型鱼雷轰炸机在性能上需要满足:

①最大平飞速度达到300英里/小时(约483千米/小时)。

②在挂载鱼雷或3枚500磅(约227千克)炸弹的情况下续航距离达到1,000英里(约1,609千米)。

③实用升限30,000英尺(9,144米)以上。

④在挂载鱼雷、加满可持续飞行1,000英里燃料,甲板合成风速25节(约46千米/小时)的条件下,保证不超过325英尺(约99米)的起飞滑跑距离。

⑤失速速度方面,要求在挂载鱼雷的半油状态下,不超过70英里/小时(约113千米/小时)。

除此以外,还提出了诸如在搭载能力方面要求新机应具备挂载2,000磅(约908千克)鱼雷1条,或500磅炸弹3枚的能力,且全部均应由布置在机腹的弹舱以内部挂载的方式携带。弹舱在执行侦察任务时可配备将航程提升至3,000英里(4,828千米)的副油箱。配备自动防漏油箱,配备防弹钢板,采用3人制机组。在武器装备方面,要求配备2挺前射机枪,后方装备防御用动力机枪塔,以及手动操作的机腹机枪(主要为了应对目的④),然后在主尺度的上限方面,要求主翼展不超过60英尺(约18.29米),全长不超过39英尺(约11.89米),在机翼折叠状态下全高不超过17英尺(约5.18米)等非常具体的技术指标和设计要求。

图片

图片

格鲁曼XTBF-1试验样机

对此,截至1939年8月为止,包括格鲁曼公司的G40项目的2个方案(发动机有区别,一个采用双极双速机械增压,一个采用单级双速机械增压)在内,共计有布里斯特、道格拉斯、沃特-西科斯基、霍尔、伏尔提等6家公司提交了13个设计方案,在几经讨论之后,于这一年的初秋,筛选的范围被进一步缩减到了格鲁曼G40双级双速发动机方案、布里斯特R-2600发动机方案、以及沃特的R-2800发动机方案,这3个方案上。然后,在这一年的11月3日,美国海军航空局决定与格鲁曼和沃特-西科斯基两家公司签订试验样机的研制合同,不过,等到格鲁曼公司以XTBF-1的名义正式与军方签订样机制造合同的时候,已经是半年以后(1940年4月8日)的事情了

基本构想与基本构造

由于对于格鲁曼公司而言,研制舰载鱼雷机尚属首次(话虽如此,但实际上除了道格拉斯公司之外其余参选的各公司也都是首次涉及舰载鱼雷机的研制)缺乏相关经验,因此选择了将此时正由该公司负责研制的F4F战斗机为蓝本,然后直接放大这样一种相对稳健的设计理念。与其说是格鲁曼独自的设计,倒不如说是直接根据海军的设计要求按图索骥。在这一点上,竞争对手沃特-西科斯基的样机TBU在设计上也采用了相同的策略,除了机翼折叠机构和主起落架收放装置之外,设计上基本与格鲁曼的样机完全相同。

图片

格鲁曼TBF-1鱼雷轰炸机

采用全金属半硬壳应力蒙皮构造的机体为了布置大型弹舱在外形尺寸上被设计的相当粗大。配备内置弹舱的主要目的主要是为了尽可能地减轻携带武器载荷时的空气阻力,虽然存在死重较大的缺陷(特别是在投弹以后),称不上是一个十全十美的解决方案,但是在内置弹舱背后隐藏着的任务多用途能力也让该机的服役生涯一直延续到了战后,应该也称得上是一种幸运了。

机身横断面为常规的长椭圆形,从正面的照片来看,就会注意轮廓到与从F4F发展而来的F6F战斗机非常相似。然后以中单翼为分界线,机身被分割为上下两部分,上部布置了拥有大型温室式风挡的驾驶舱和机枪塔,下部布置了大型内置式弹舱和轰炸作业舱,然后是纤细的后机身和采用单垂尾设计的尾部。

图片

TBF/TBM鱼雷轰炸机整体布局图

3名机组成员分别由负责驾驶飞机的飞行员、兼任后座自卫机枪塔射手的领航员、以及兼任腹部机枪射手的投弹手组成。不过,由于在大多数情况下瞄准和投弹动作实际上是由飞行员完成,因此战时投弹手通常扮演的是辅助角色比如兼职无线电通信联络等。另外,由于机组成员无法从座舱中部(中间坐席)直接出入,在遇险时这个位置上的人只能下降到投弹手席,通过位于其右侧的面积很小的舱门逃生,在情况紧急需要跳伞时危险系数非常高,因此这部分空间在随后的改进过程中大多被新增加的电子设备所占据,后期基本上已经不再可以坐人了。

图片

图片

图片

格鲁曼TBF-1“复仇者”鱼雷轰炸机

基本参数:全长12.19米 翼展16.51米 全高4.70米 机翼面积45.52米 空重4,572千克 战斗全重6,199千克 最大起飞重量7,214千克 最大平飞速度436千米/小时 实用升限6,828米 战斗续航距离1,955千米 侦察续航距离2,333千米 最大载弹量907千克  自卫火力7.62毫米机枪X2 12.7毫米机枪X1

采用中单翼布局单桁梁构造的全金属主翼以折叠部分为界可被分为矩形的内侧中央翼盒和位于外侧的带有轻微上反角的梯形外翼。490平方英尺(约45.52平方米)的机翼总面积表明该机非常重视续航能力和起降性能,为此还在翼端前缘附近设置了固定式的缝翼以图进一步强化这方面的性能。包括方向舵、升降舵在内的各辅助翼面均为金属框架外敷织物蒙皮、襟翼为常规的开裂式襟翼,在航速100至150节(约185至278千米/小时)时向上收起,在航速在130节(约241千米/小时)以下时向下打开,另外需要注意的是,在机翼进行折叠时襟翼必须处于向上收起的状态。

图片

图片

格鲁曼经典的90度扭转机翼折叠机构,可以大量节省舰上的空间

机翼的折叠机构为从F4F继承下来的90度后方扭转式,可由驾驶舱内的飞行员通过液压系统自动完成整个机翼折叠动作。这种折叠机翼的方式虽然存在着结构比较复杂的问题,但是因为具备有可以尽可能合理地运用舰上狭窄空间的优势,所以后继的F6F也采用了类似的机翼折叠机构,TBF在采用了这种折叠机翼之后,虽然机体尺寸很大但却可以在包括护航航母在内的全部美国航母上运用,这也成为该机的一大优点。另外,机翼是否折叠的到位是通过位于内翼侧的板状小突起确认的,一旦处于完全的锁定状态板状小突起便会收回机翼内部。

主起落架采用液压驱动,向机翼外侧展开收放,收起动作需耗时15秒,放下动作需耗时12秒,具有转向功能的机尾轮同样可以依靠液压和弹簧机构动作,基本结构继承自F6F,轮胎为小直径的实心橡胶胎,不过海军陆战队等单位使用的陆基型号通常会更换直径更大的尾轮轮胎。着舰钩也是采用的与F4F相同的尾针式,可以在电动机的驱动下通过导轨向后方探出。

发动机为在大战中享有盛名的莱特R-2600双排14气缸星型气冷活塞发动机,该发动机直径55英寸(约1.397米),全长62.06英寸(约1.576米),气缸直径6.125英寸(约155.6毫米)、活塞行程6.312英尺(约160.2毫米)、排气量2,603立方英寸(约42,655立法厘米)。

输出功率方面,海军用基础型号R-2600-8的起飞功率为1,700马力/2,500转/分,额定功率为1,500马力/2,400转/分(高度6,700英尺/2,042米),战斗紧急输出功率为1,700马力/2,500转/分(高度4,100英尺/1,250米)。升级型号R-2600-20的起飞功率为1,900马力/2,800转,额定功率为1,600马力/2,400转/分(高度5,000英尺/1,524米),战斗紧急输出功率为1,750马力/2,600 转/分(高度4,000英尺/1,219米),燃料方面需要加注100/130号辛烷值的高品质汽油,燃料搭载方面,该机在机身内部油箱容量为145加仑,除此以外还在内侧中央翼内部左右两侧配备了90加仑油箱2个,全部为自密封式,合计容量达325加仑(约1,230公升)。

图片

图片

图片

奥斯卡-奥尔森单联装12.7毫米口径电动机枪塔

武器装备方面,根据军方的设计要求,格鲁曼公司为该机座舱后部配备了由奥斯卡·奥尔森在通用电气技术人员协助下研制成功的150SE动力机枪塔—单管.50(12.7毫米)口径,弹药基数200发另有备弹200发,可360度旋转,射击俯仰角正85度至负30度,采用全电驱动,俯仰角速度12度/秒,旋转角速度20度/秒(通过专门的开关还可以将俯仰角速度和旋转角速度分别提升至30度和45度/秒的最大值)。另外还在机腹后下方配备了1挺.30(7.62毫米)口径机枪(备弹500发),在机首配备了1挺.30口径机枪(备弹300发)。

作为该机最大的卖点,位于机身下腹部的大型内置弹舱的两侧内壁共计配备有MK.4炸弹挂架12个,可选择挂载主战装备22英寸(559毫米)口径2,000磅(907千克)鱼雷(MK.13Mod2或MK.18)1条,或1,000磅航弹2枚,或1,600磅(726千克)穿甲炸弹1枚,或500磅炸弹4枚,或100磅(45千克)炸弹12枚,具备有多种多样的配载方案,除常规的鱼雷、穿甲弹以及通常航弹之外,弹舱内还可挂载MK.10Mod5水雷、MK.12磁性水雷、MK.54深水炸弹等。

上述武器装备全部统一由MK.8光像反射式瞄准具进行瞄准,除此以外还配备了MK.11环状简易瞄准具作为备份辅助瞄准,还计划在未来的生产型号上配备先进的诺顿轰炸瞄准具。

迈向首飞

正如该机实际全长超过了设计要求规定的尺寸约1英尺那样,格鲁曼公司的设计团队对于美国海军提出的各项要求,其实遵守的也并非是那么的严格。根据相关文献资料记载,格鲁曼的技术人员对于该机的防御非常重视,并不惜为此付出了相当的重量上的代价,除机组成员战斗岗位之外,为动力机枪塔的电动机和弹药也配备了防弹装甲板,而且不光是所有的油箱,连输油管线也全部采用了自密封设计。因此,为了削减重量取消了后座的双重操纵系统(仅有最初生产的50架飞机安装了双重操纵系统),用更轻便的充气救生艇代替了大型的机身救生浮筏。

在经历过这样一番过程之后,该机于1940年7月6日开启了等比例木制模型审查,不过在这个时候,发动机的已经由当初计划的配备双极双速机械增压的型号变更为采用单极双速机械增压的型号。但这是因为发动机的研制进度出现了延误,并非是格鲁曼公司的责任。考虑到有相当数量的飞机都是因为发动机出现了问题导致研制计划最终失败,格鲁曼公司更换发动机的选择应该说是非常明智且正确的。

图片

图片

图片

沃特TBU-1“海狼”拥有非常前卫的设计和出色的性能可惜生不逢时未能在大战中一展身手

虽然相较于竞争对手沃特公司的样机TBU,审查的结果并没有那么令人感到满意,但或许是该机扎实坚固的基础设计,再加上当时欧洲局势紧张的缘故,官方早在该机正式完成首飞整整7个月之前的1940年12月23日,就与格鲁曼公司签下了生产286架XTBF-1的合同(最初为采用双极双速机械增压的XTBF-2,后因发动机问题变更为XTBF-1),进而又在第二年1941年的1月2日和3月16日,签订了追加订单。

虽然在当时来说这种情况并非罕见,但是该机之所以凭借这种水平的性能还能够入选,主要是因为主要的竞争对手TBU的发动机存在供应问题—该机虽然配备了起飞功率达2,000马力的莱特R-2800发动机,因此几乎在所有性能上都优于TBF一筹,但是由于R-2800发动机要优先提供给战斗机,再加上沃特公司全部产能几乎都被F4U“海盗”优先占据,因此直到1943年9月6日,TBU才得以以外包的方式交由联合-伏尔提投入生产,虽然签订了总数达1,100架的合同,但最终只生产了180架,并且从没有参与过实战。

总而言之,1941年8月7日,在位于纽约州长岛的格鲁曼贝斯佩奇工厂,总产量近万架的“复仇者”的首架试验样机XTBF-1在厂方试飞员罗伯特·L·霍尔的操纵下,顺利完成了首次飞行。

图片

图片

为了提升横向稳定性,生产型TBF在垂尾根部增加了背鳍

在此之后,一直到10月为止,该机实施了20次合计23小时的试验飞行,结果在试飞中发现飞机存在有横向稳定性不足,发动机冷却不足等问题。为此又对样机实施了诸如在垂尾根部添加背鳍,修改发动机整流罩外形等技术改进措施。然而,改进完毕后重新飞向天空的该机却于1941年11月28日,在测试1,500PSI(磅/平方英寸)液压系统时,因炸弹舱内部起火,在纽约州布伦特伍德近郊坠毁,虽然机组成员均安然无恙,但是其短暂的仅有25个小时的生涯也就此告一段落。

不过,从一开始就已经完成了改造工作的2号样机紧接着也于1941年的12月15日完成了首飞,接替1号样机完成了剩余的其他各项试飞科目。

投入量产—通用汽车的加入

美国在转入战时状态以后,开始对各大军火厂商实施统一管制,对于无法完成军方要求的厂家军方将选择合适的企业作为指定外包商协助生产,而格鲁曼公司也不例外,为了能够让格鲁曼公司专注于F6F战斗机的研制和生产,F4F和TBF的生产也被转包了出去。而这个合作的外包商搭档就是著名的通用汽车公司(GM)。

图片

图片

图片

“复仇者”家族生产数量最多的TBM-3(4,657架)

自太平洋战争爆发伊始,就已经准备将自己旗下的5间工厂全部转产军需产品的通用汽车,在于1942年3月23日,与军方签订生产1,200架TBF-1的同型机TBM-1的合同之后,立即对自己旗下的5间工厂进行了整合—其中位于纽约州的塔里敦工厂负责制造机翼以及发动机整流罩外壳、位于马里兰州的巴尔的摩工厂负责制造机枪塔以后的机身舱段、位于科罗拉多州的布鲁姆菲尔德工厂负责各种制造各种线缆和管线,电气和液压系统、另一方面还在新泽西州的林登和特林顿工厂分别开设了生产F4F战斗机和TBM鱼雷轰炸机的生产线,负责生产包括风挡在内的机身中部舱段和最后的总装。

1942年11月12日,由特林顿工厂生产的首架TBM-1正式交付使用,不过此时这架TMB-1使用的基本上都是格鲁曼公司原厂制造的零部件,直到进入43年以后才达到了月产32架的水平,然后在这一年的6月又将月产量进一步提升到了75架,并且在11月将月产量在此提升到了215架水平。

不过,真正的生产高峰要等到1945年,这一年的平均月产量达到了350架之多,其中最高的一个月通用汽车共计生产了400架TBM-3E,虽然在这一年的9月由于战争结束在匆匆生产了最后的24飞机之后生产线即告关闭,不过,在此期间实际上有约77%的“复仇者”(7,546架飞机)都是在通用的特林顿工厂组装下线的。

另一方面,格鲁曼公司在通用方面的生产逐步步入正轨之后,依然维持着小批量生产的状态,至1942年5月为止一直保持着月产量85架的水平,在6月小幅回落至60架以后,在11月又再度提升了110架的月产量,并在1943年9月达到了月产163架的最高记录,此后随着通用汽车对于该机的生产达至巅峰,格鲁曼公司也在1943年12月完成了最后39架TBF的订单之后关闭了生产线。

—全文完—

    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