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二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(1)

前言

英国人很有趣,他们既有保守古板的一面,创新上却又充满想象力,而且几乎完全不讲究法国式的浪漫与审美,因此给航空史留下了不少造型奇葩的飞机。本文的主角虽然不算太过于离经叛道,却也全身上下都是地道的英伦风——专注解决问题而惶论其它。

冰海出击

1944年4月3日清晨,北极圈内距离挪威阿尔塔峡湾约120海哩的海面上十分清冷。薄雾中几架老掉牙的双翼“剑鱼”式轰炸机在空中巡逻——它们的速度虽慢不过起飞距离也短,因此早早升空警戒可能出现的潜艇。在“剑鱼”拱卫之下,两艘较大型舰队航母率领三艘小一些的护航航母正转入逆风航向。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(2)

早期的“暴怒”号,前甲板起降飞机,后甲板还保留了18吋炮

这两艘舰队航母正是英国皇家海军最老和最新的航母。最老的是“暴怒”号,前身还是一战时建造的“大型轻巡洋舰”,这种军舰充分体现了英国人的一板一眼——准备用于波罗的海作战,所以吃水浅、航速快,火力更是达到战列舰级别,而“暴怒”号更是搭载过和“大和”号战列舰口径相同的18吋(457毫米)巨炮!然而“暴怒”号没开两炮就改装成了英国最早的航母,之后“铁打的航母,流水的战机”,“暴怒”号多次改装后一直用到二次大战。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(3)

航母编队转向逆风

而另一艘“胜利”号则是最新锐的“光辉”级装甲航母的第二艘。这一级航母带有全封闭舰艏和装甲飞行甲板,以皮糙肉厚扛打闻名于世,曾一气扛下6颗炸弹没有沉没,但是仅仅40架左右的载机量却只有日、美航母的一半。同行的“暴怒”号也只有这个数量的舰载机。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(4)

轻一些的战斗机率先起飞,负责护航及扫射压制高射火力

4时20分左右,轻一些的战斗机们——全是美国货——“野猫”、“海盗”、“地狱猫”率先相继起飞,在空中盘旋编队和等待。2艘舰队航母上,第8飞行大队的指挥官贝克·福克纳海军少校把节流阀推到底,放下杨曼襟翼,略显得有些古怪的飞机开始加速,所有人都有些担心地看着,它离开甲板后略微一沉然后稳稳地开始爬升,大家才松了一口气——福克纳少校的座机起飞如此困难,是因为它挂载了一枚巨大的730公斤炸弹,炸弹上还有地勤人员用粉笔留下的字句:“提尔皮茨这是给你的”。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(5)

量身订制的730公斤穿甲炸弹

皇家海军的这次行动代号为“钨作战”,目标正是绰号“北方的孤独女王”的“提尔皮茨”号战列舰——它的姊妹舰“俾斯麦”号更加出名,曾经击沉了皇家海军的掌上明珠“胡德”号战列巡洋舰。福克纳少校携带了重磅炸弹的座机正是皇家海军的航母攻击的主力——造型略显怪异的“梭鱼”式舰载攻击机。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(6)

攻击机需要较长的跑道,起飞顺序靠后

双翼机接替者

说起来颇令英国人羞愧,虽然他们最早开始研究航空母舰最早开始改装和建造航母,也最早成立独立的海军航空兵,但是直到二战爆发,英国的舰载机却没几种好用的!比如舰载战斗机,英国海军古板地认为1名驾驶员的飞机在海上飞行不安全,于是1938年搞出来的是“大鹏”式战斗机。不过它的另1名乘员是坐在一个巨大的“玻璃花房”一样枪塔里操作4挺7.7毫米机枪!对于海上飞行安全毫无帮助。这样布局的本意是战斗机可以朝各个方向开火,弥补机动性的不足。可这个枪塔带来了巨大的阻力,以至于“大鹏”只能飞出315公里的时速——比对手德国的“斯图卡”俯冲轰炸机还要慢!4挺机枪也过于孱弱,终其一生可查的战绩只有1架水上飞机。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(7)

“大鹏”战斗机拖累了皇家海军好几年的时间

后续的“管鼻燕”式舰载战斗机总算正常了一些,装备了与著名的“喷火”相同的“灰背隼”发动机,也有了一些战绩,但却还是2名乘员!看着更像是架舰载轰炸机或者教练机。多出的这个人让“管鼻燕”的速度怎么也超不过500公里,这架“战斗教练机”很快落伍,皇家海军情急之下只好装备了所有型号的美制舰载战斗机,还加上本国的“海飓风”、“海喷火”,弄得英国航母载机型号特别杂乱,活像个海上动物园。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(8)

“管鼻燕”这幅尊容实在不像战斗机

而英国的舰载攻击机也绝不输于它们的战斗机拍档。奇袭意大利塔兰托港、击伤“俾斯麦”号这些著名战役中,英国航母上放飞的还是老掉牙双翼机“剑鱼”式,它双翼间还是一战风格的的张线和支柱,后机身还是用布蒙着的!虽然像一个老绅士一样忠实可靠,但实在太慢了,只有222公里时速,连德国的轰炸机都能轻松击落它。好容易英国海军盼来它的接班人“大青花鱼”式,居然还是架慢呑吞的双翼机!在上一次追杀“提尔皮茨”号战列舰时,“大青花鱼”号挂着沉重的鱼雷逆风追赶,竟然只比“提尔皮茨”号快40节!好容易追上去笨拙地发射鱼雷,被全部躲开。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(9)

短命的“大青花鱼”式,英国人对双翼机有着谜之热爱

皇家海军自己也很着急,从1937年起就开始了新型舰载攻击机的研发,无奈英国参战较早而且初期连连失利疲于保命,新飞机的研发受到一些影响。此外皇家海军还有些比较超前的想法:让新型攻击机既能俯冲轰炸又能投放鱼雷——使用的灵活性比美国、日本把雷击和俯冲轰炸分开成两种飞机要强得多,但技术难度也相当大。拖拖拉拉到了1943年,本文的主角“梭鱼”式舰载攻击机才进入皇家海军。“梭鱼”是一种非常灵活凶猛的肉食鱼,和电脑里用的希捷公司生产的“酷鱼”硬盘英文名字相同。这种鱼能把海边嬉戏的人的小腿撕咬下一大块肉!新飞机取这么个名字自然被寄予了厚望,然而飞行员们第一眼看到它时忍不住心里冒出一串问号——它依然像典型的英国飞机一样那么与众不同,不知道这次是个骨骼清奇的王者,还是个怪异丑陋的青铜?

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(10)

“梭鱼”是架鱼雷、俯冲两用攻击机

特立独行的上单翼

许多人初看“梭鱼”会觉得有点说不出来的怪异,要迟疑一下才会发现,它采用的是单发战机中极为罕见的上单翼。所谓上单翼就是机翼横架在机身的上部,港台那边也常常称为“高肩翼”。当时单发战斗机较为常见的是下单翼,比如耳熟能详的“野马”、“喷火”、Me109……也有一小部分采用中单翼的,如F4F“野猫”、“紫电”等等,而且即使这些采用中单翼的战斗机,机翼也在机身偏下的地方,全然不像“梭鱼”这样把机翼高高挑在肩上。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(11)

“梭鱼”模型,高肩翼非常显眼

上单翼最显著的特点在于这是一个“自稳定”的力学结构。所谓“自稳定”,是指当稳定被打破以后,它总是有自动恢复稳定的趋势,在没有其它外力的影响时会最终恢复稳定。常见的比如绳子吊着的铅锤,给铅锤一个力,稳定会被打破并摆起来,如果不再碰它,它就会在重力(重心在下)和支撑点(挂绳子的点,在上)形成的复位力矩作用下慢慢又回到稳定悬垂的状态。上单翼由于机身的重心在机翼之下,一旦受到横向的力,飞机也会发生倾斜,在重力(重心也在下)和支撑点(在上)的复位力矩作用之下,也会有恢复原来的稳定姿态的趋势,所以也是一种横向(也称展向,沿翼展的方向)“自稳定”结构。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(12)

上单翼“自稳定”,而下单翼“自不稳定”

上单翼这种“自稳定”特性,对于低空攻击机来说很有意义——低空有很多因地形、风等等引起紊流气流,以及敌方的高射炮火,都会推动飞机使其颠簸不已,进而使低空飞机的投弹失去准头。而上单翼的“自稳定”特性能使得这种颠簸大为减小,投弹的精度自然也会比较高!尽管当时主流的美国、日本的攻击机如“无畏”、97舰攻、99舰爆没有采用上单翼,但二战后的主流舰载攻击机却都走上了上单翼之路——A-5、A-6、A-7……甚至连陆基的变后掠翼“狂风”攻击机、我国的“飞豹”都是。“狂风”在实战中就被飞行员盛赞对低空气流不敏感,无论是超低空贴地飞行时的乘座品质(不颠簸飞行员比较好受)还是投弹精度都相当不错,这其中上单翼功不可没。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(13)

低空飞行品质出众的“狂风”,上单翼也有一份功劳

飞机设计中的类似上单翼这种“自稳定”结构还有不少。比如后掠翼和前掠翼,由于空气阻力恒定向后,后掠翼飞机一旦偏航,偏离一侧的机翼相对航向夹角变小受到的阻力变小,而另一侧机翼夹角变大阻力变大,有恢复航向的趋势,是航向上的“自稳定”。而前掠翼刚好相反,会使得航向偏离有增大的趋势;再比如发动机和桨装在头部的“拉进式”和装尾部的“推进式”、鸭式布局和常规布局,淘金客就不再赘述了,请读者自己来分析一下稳定度的变化。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(14)

后掠翼不仅可以降低跨音速阻力,还能增加航向稳定性

但是这种“自稳定”特性使飞机在需要改变姿态时就很不灵敏,太过于稳定的飞机机动性和敏捷性就会很差,所以不受对灵活性要求很高的制空战斗机欢迎。二战时的战斗机几乎都是清一色的下单翼,它的特点正好相反:一旦平衡破坏后,机身的重力会使不稳定继续发散,因此只需要很小的力矩就能快速横滚,非常灵活。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(15)

对机动性要求较高的战斗机几乎全是下单翼

实用的英伦风

“梭鱼”采用了稳定的上单翼,英国设计师们就围绕着这个来一点点解决面临的问题。首先,上单翼由于机翼过于靠近座舱,导致视野不佳,尤其是向侧下方的视野几乎完全没有。不过,视野对于以空战为主的战斗机很重要,而攻击机对此可以容忍,因此并未做特别的处理。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(16)

这张照片可以明确感受到上单翼对飞行员视野的遮挡

但是另一个大麻烦不容量忽视——起落架不好布置!如果像其它飞机一样装在机翼下的话,上单翼会让起落架非常的长,而长就意味很容易折断,偏偏“梭鱼”是架常常要重载的攻击机,偏偏它还要在航母上进行比陆地机场上粗暴得多的降落(舰载机降落常常要带着油门,以便降落失败后加速复飞拉起,因此比陆地降落难度大冲击力大)!而象日本的“紫电”式战斗机原来采用中单翼,结果起落架过长降落时多次折断机毁人亡,后来“紫电改”时改成下单翼才缓解了一些。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(17)

“紫电”(上)到“紫电改”(下),中单翼变成下单翼以缩短起落架的长度

如果把起落架安装在机身上,又会使主起落架两个主轮的间距,受到机身宽度的限制变得很小,降落时稍微一歪就会横向倾斜,严重时翼梢还会擦到地面!英国人在轮距小的“喷火”上吃够了降落的苦头!为此英国人给“梭鱼”设计了一套堪称复杂的机构:主起落架刚性安装在机身侧下的一块强壮的三角形的基座上,与之成90度。要收起落架时,上方的液压筒直接将三角形基座收进机身,而起落架随之翻转正好嵌进机翼下的凹槽里。这样既不会让起落架过长,又不会让轮距太小,付出的代价是结构更复杂和重量少许的增加。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(18)

三角形基座沿蓝色箭头收进机身,会带动起落架沿红色箭头收进机翼下的凹槽

接下来是上单翼对平尾的影响。机翼后方气流是向后下方流动的,如果吹到平尾上,会造成平尾里的升降舵舵效过大——升降舵稍一偏转飞机就会大幅抬头或低头过于敏感,更麻烦的是飞机低头时,这股尾流可能很可能又吹不到平尾上,操作手感和舵效就会忽大忽小。通常的做法是把平尾升高到机翼下洗气流之上。如果是普通战斗机那样的下单翼,平尾只需要比机翼高一点,仍然还能装在机身上。然而“梭鱼”的机翼本来就高,平尾只好再抬到更高的垂尾中间——这里结构比起机身尾部要弱得多,设计师又在平尾下方加了支撑杆。因此“梭鱼”的尾部看起来颇有一战的古风,当然会增加额外的阻力。至于这样不太好看不那么现代化,对不起,英国设计师从不在乎这个。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(19)

为了避开主翼的气流,“梭鱼”的平尾位置很高

为了让舰载的“梭鱼”既能挂鱼雷又能俯冲轰炸,英国设计师还给它配了少见(但英国设计师特别喜欢)的大块杨曼襟翼,它还能向上偏转!起降时襟翼增加升力(往下转),高速时减阻(打平),俯冲时当阻力板用(往上转,只增阻力不增升力),一举多得,相当好用!代价是结构复杂,尤其在舰上机翼折叠时比其它飞机要麻烦一些——要先把它连同机翼内侧的一部分整个翻上去,再将整个机翼折向后方才能完成。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(20)

多功能的杨曼襟翼


二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(21)

"梭鱼"的机翼折叠状态,襟翼被整个翻到上面

执着的英国设计师认准了上单翼结构以后,又认真解决了连带产生的一系列问题,最终“梭鱼”虽然外形上与其它国家的攻击机差异较大,但却是性能相当优秀完美融合了鱼雷攻击和俯冲轰炸两种截然不同的任务。通常鱼雷轰炸机要能重载,“梭鱼”能挂载750公斤重航空鱼雷,还巧妙利用发动机散热器为外挂的鱼雷整流减阻;而俯冲轰炸机要能抗住“俯冲-拉起”时的高G过载,结构强度较大往往挂载能力不足,如日本主力的99式舰爆只能挂250公斤的炸弹(尝试过500公斤炸弹,但飞行品质、航程严重恶化,只好作罢),而“梭鱼”这次为重装甲的“提尔皮茨”准备的是3倍重量的730公斤炸弹!比中途岛威名显赫的“无畏”式的炸弹还多出50%,只略低于德国“斯图卡”俯冲轰炸机。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(22)

既能雷击又能俯冲的多面手,使英国航母攻击威力大增

重创北方女王

福克纳少校率领的第一波21架“梭鱼”直扑 “提尔皮茨”号战列舰所在的阿尔塔峡湾。艺高胆大的海航飞行员竟然全程以10-20米高度贴着海面飞行,浪花甚至溅到风挡玻璃上。接近海岸时机群开始缓缓爬升到3000米高度,只有从这个高度俯冲下去,730公斤穿甲炸弹才能获得足以击穿“提尔皮茨”水平装甲的速度。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(23)

飞翔在阿尔塔峡湾之上

好天气也让德军部署在周围山坡上的防空部队很快发现了英国机群,立刻施放烟幕而且高射炮猛烈开火。尚未进入攻击位置,福克纳就看见1架“梭鱼”失控地栽了下去,他大声呼叫,但毫无反应。周围护航的战斗机们迅速散开,“海盗”机升上高空防备德国战机,“野猫”和“地狱猫”负责扫射舰上和岸上的高射炮,为“梭鱼”开路。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(24)

“提尔皮茨”周围的防空阵地正施放烟幕

躲避炮火使福克纳损失了一些高度,他一马当先从2400米开始俯冲,为了瞄得更准并排除烟幕的干扰,他以70度角俯冲到900米投下了那颗“提尔皮茨这是给你的”!其它“梭鱼”也纷纷跟上,有一架直到610米才投下730公斤穿甲弹!“梭鱼”们投下的五花八门的炸弹立刻包围了停泊状态的战列舰——由于炸弹数量不足、航母起飞的限制,这一波“梭鱼”只有7架带了730公斤炸弹,其余的是225公斤半穿甲弹、225公斤高爆炸弹,还有专门破坏水下结构270公斤深水炸弹。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(25)

俯冲!这架梭鱼投下的是225公斤的小炸弹

短短2分钟内全部“梭鱼”攻击完毕,锚泊的“提尔皮茨”号不像航行时可以高速机动躲避炸弹,只能靠高射炮来抵挡,被命中3枚730公斤炸弹、5枚225公斤高爆炸弹和1枚270公斤深水炸弹。由于投弹高度太低,均未能击穿水平装甲板,只是把上层建筑炸得面目全非。这不能怪皇家海军的飞行员们——浓密的烟幕迫使他们俯冲到低空才能有效瞄准,而且低空被防空火力击中的可能性更大,英勇无畏的飞行员们已经竭尽所能。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(26)

B炮塔和C炮塔之间燃起大火

约1小时后,第二攻击波投入攻击。21架“梭鱼”中,1架发动机在寒风中启动失败,1架在超低空编队时坠海,偏偏都是挂730公斤炸弹的,这样一来第二波只剩下2枚730公斤炸弹!德国人已经有所准备,19架“梭鱼”冒着浓烟和高射炮火冲向北方女王,730公斤炸弹命中1枚,200多公斤小杂鱼4枚。重装甲的“提尔皮茨”燃起了大火,主要结构虽然没有被破坏,但是以1944年的战争形势来看,想彻底修好它继续作战已经没多大的可能了。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(27)

第二波攻击烟幕更浓,命中率不如第一波

用第二攻击波空中指挥官的话来说:“我们阉掉了那头野猪,可惜没有彻底宰掉它。”虽然没有彻底结果“提尔皮茨”,但“梭鱼”的坚固、稳定得到了充分的肯定

结语

经此一役,上单翼的“梭鱼”被认为是二战中最好的舰载攻击机之一,发展了数个改型,其中还有装备了ASV III厘米波雷达的先进型号,虽然只有英国一家用它,但也生产了2000多架,成为战争后期皇家海军的绝对攻击主力。但是,二战结束后随着高速喷气攻击机的崛起,俯冲和鱼雷轰炸两种主要手段也迅速被反舰导弹取代,以及工党政府大刀阔斧的裁军,“梭鱼”很快就被彻底淘汰。但谁也没想到淘汰得如此彻底!1架完整的“梭鱼”都没有保留下来,只有皇家海军航空兵博物馆留有部分残骸。

二战涡桨轰炸机(特立独行的上单翼)(28)

昔日功臣如今只剩了这点东西

淘金客说:“梭鱼”舰载攻击机体现了英国人的执着、讲求实际,尽管不那么养眼,出现的时间也较晚,但不失为二战中最优秀的舰载攻击机。特别是它的多用途,使得皇家海军航空兵的使用灵活性大大提高!尽管航母的载机数只有同期美国舰队航母的一半,但“梭鱼”的多用途使英国航母能出动的鱼雷机和轰炸机数量并不输于美国同行!这种多用途通用化的思想在战后得到了极大的发展,这里的智慧也值得我们深思。

史海漫游,淘尽黄沙终得金,