在纳粹帮助下,日本成为第3个掌握喷气战机技术国家

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导读:转载 日本“橘花”战机 [/b] 格洛斯特-(英语:) 是英国首架喷气战斗机也是二战期间盟军(英美)第一架拥有实战记录的喷气战斗机。在喷气发动机先驱弗兰克·惠特尔爵士及其服务的公司喷气动力(弗兰克当时仍在空军任职)的全力支持下,流星得以采用涡轮喷气发动机。尽管在1936年发动机的研制工作已经开始,但飞机的研制工作直到1940年才开始。流星于1943年5月5日首飞,采用英国劳斯莱斯韦兰(Welland)喷气发动机,采用,1944年7月27日在皇家空军616中队正式服役(该中队作为训练及

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日本海军橘花喷气式攻击机研发史话

在纳粹帮助下,日本成为第3个掌握喷气战机技术国家

日本“橘花”战机

二战时,只有三个国家研制成功喷气式战机:他们是英国,德国,还有?日本。

格洛斯特-流星(英语:Gloster Meteor) 是英国首架喷气战斗机也是二战期间盟军(英美)第一架拥有实战记录的喷气战斗机。在喷气发动机先驱弗兰克·惠特尔爵士及其服务的公司喷气动力(弗兰克当时仍在空军任职)的全力支持下,流星得以采用涡轮喷气发动机。尽管在1936年发动机的研制工作已经开始,但飞机的研制工作直到1940年才开始。流星于1943年5月5日首飞,采用英国劳斯莱斯韦兰(Welland)喷气发动机,采用传统平直机翼,1944年7月27日在皇家空军616中队正式服役(该中队作为训练及辅助单位于1957年解散),绰号送肉箱。流星战斗机在气动设计方面并不成熟,在高航速时发生颠簸,影响机员的战斗操作。但却因作为英国首架喷气战斗机而闻名。

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梅塞施密特Me-262

以此同时,梅塞施密特Me-262飞燕”(德语:MesserschmittMe 262 Schwalbe)是德国梅塞施密特飞机公司在第二次世界大战末期为德国空军制造的一种喷气战斗机。该机于1944年夏末首度投入实战,成为人类航空史上第一种投入实战的喷气机,与同一时期英国制造的流星式战斗机齐名。该机的引擎采用容克斯(Junkers)Jumo 004喷气发动机与BMW 003喷气发动机,虽然容克斯Jumo 004比BMW 003可靠得多。

德国飞行员称Me-262为涡轮(Turbo),盟军则称之为暴风鸟(Stormbird)。虽然燃料以及稀有金属的缺乏使得Me-262大战中未能完全发挥其性能优势,且面对盟国空军1:50的数目劣势,德国飞行员驾驶该型战斗机在二战期间仍取得击落约509架英美王牌敌机,自损100架的战绩。该机采用了前緣後掠18.5度的機翼,以維持飛機的重心,克服了战机高速飞行时的颠簸问题。而采用的诸多革命性设计对战后各国战斗机的发展产生了非常重大的影响.其中包括当时西方(英国)无法克服的在高速飞行时的难题。

那么日本的喷气式战机呢?

由于战争的压力,为战机装上喷气引擎,一直是二战前后各个拥有先进航空技术的国家所致力实现的目标。在二战期间,首先将喷气引擎装上战机并实用化的便是德国和英国,不论是梅塞施密特Me 262还是格洛斯特“流星”,都在推动各国航空兵在战后进入喷气化时代的历史中占据了“先驱者”的地位。作为长期对欧洲战场和军事科技动态保持密切关注的日本,自然也注意到了喷气式引擎的巨大潜力。在太平洋战场上,自己生产的各式活塞引擎表现不佳、发动机性能开始大幅落后于当时的死敌美国(美国野马P-51战机当时用的是英国劳斯莱斯梅林发动机),曾经表现得神乎其神的零式战机也在大战后期惨遭“地狱猫”战机等射成火鸡,落后的航空引擎也一直被日本人自己认为是战场上失利的一个重要原因。因此,从德意志盟友那里引进喷气式引擎并装备新式战机,成了日本海军航空兵在太平洋战场上希望能实现逆转的重要精神寄托。

德国盟友的Me262喷气式战斗机研发成功并投入作战后,令日本陆海军高层受到极大震动

1943年1月,日本与德国正式签署《德日经济条约》,日德两国同意在互换原材料,军事设备,制成品,技术援助以及技术图纸方面展开全面合作。在条约签署后,德国向日本提供了包括Fw 190、Me 410在内的诸多军用航空器的样品和资料,这使日本航空技术的全面提升,而其中日方最为看重的,便是德国的航空喷气引擎技术。

1944年初, 德国空军高层首次向日本驻柏林武官展示了他们当时还在进行高度保密的喷气战斗机--梅塞施密特Me 262及其他各式喷气式作战飞机和航空引擎。一直将德国看作技术大国的日本军官自然对盟友研制的新玩具倾心不已,因为日本人在大战后期发现,自己装备的各式战机所使用的活塞发动机,高空飞行性能十分低劣,再加上随着制海权的进一步丧失,从原本重要的燃料产地--马来半岛运输燃料回国日益困难,作战飞机很多时候只能使用低质量的航空燃油和润滑油。而既拥有良好的高空飞行性能,又能使用质量相对差一些的燃料的喷气式引擎则十分符合他们的需求。

很快,在国内的指示下,日本驻柏林武官代表日本政府向德方提交了一份正式的官方请求,希望能让德方将航空喷气引擎技术提供给日方。同年3月,德国空军元帅赫尔曼•戈林决定向日本提供相关技术资料。经过进一步磋商,德方同意为日方培训使用和维护喷气引擎的技术人员,同时还同意日方购买Me 163和Me 262的生产许可证,以及容克斯Jumo 004和BMW 003轴流式涡轮喷气发动机的生产许可,并提供了Me 262的所有试飞数据和生产技术资料。

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容克斯Jumo 004涡轮喷气发动机,Me 262的主要动力来源之一

命运多舛的柳输送

接下来的问题便是如何将这些东西运回日本。由于盟军显而易见的海上优势,当时的德日技术交流,几乎只有一个运输途径,那便是能在海面下隐蔽行动的潜艇部队。日本海军将从德国往日本的运输行动称为“柳输送”,反向航线则被称为“逆柳输送”。德国运往日本的货物主要是新式兵器样品、工业器材、技术资料,运往德国的则是德方紧缺的生橡胶、锡、钨、奎宁等等(在日军占领东南亚后)。在德日技术交流期间担任输送主力的是日本潜艇,因为日本潜艇大多属于大型远洋潜艇,与吨位相对较小的德国U艇来说,运输空间更大

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19438月,曾在大西洋上与德国海军U 161号潜艇会合的日本海军伊8号大型远洋潜艇(绘者:柚木武士)

然而,德方很快反映,U艇没有足够的空间能运输Me 262的样机,最多只能运输技术图纸、喷气引擎样品和主要核心机部件。但随着盟军对德国的海上封锁日益严密,最终连这些技术图纸都没有运到日本。1945年3月25日,德国的U-234号潜艇做了最后一次努力:将一架散装的Me 262样机和数名梅塞施密特公司的工程师送往日本,同行的还有两名日本海军的技术军官:永友英夫与庄司元三技术中佐。5月8日得知德国投降后,U-234艇在纽芬兰海域向盟军投降,两名日本军官双双自杀。这也是最后一次德国潜艇驶往日本的记录。

然而,日本人还是得到了一小部分德国喷气引擎技术的资料:在此之前,既1944年4月16日(英美军诺曼底登陆之前),在德国占领下的法国罗利安港,日本海军的技术中佐严谷英一与大量德方提供的喷气引擎技术资料一起搭乘日本海军的伊29号潜水艇,成功突破盟军海上封锁线返回日本控制下的新加坡。但天意弄人,伊29号抵达昭南特别市(新加坡)后,严谷中佐为了能够尽快回国,便在新加坡乘飞机先行返回了日本,把主要的图纸资料留在了潜艇上,而伊29号则于7月26日在菲律宾海域被美军潜艇击沉。日本人仅仅得到了严谷中佐随身携带回国的一份BMW 003A轴流式涡轮喷气发动机大体设计布局图复印件(失去了容克斯Jumo 004涡轮喷气发动机设计布局图),但单凭这份复印件,正在自研喷气引擎的日本航空工程师们得知了一个重要情报:自己的喷气发动机设计概念与德国极为相似。

日本走上自研之路

当时,日本人自己也在对喷气发动机进行研究,并拿出了初步成果:ne-10和ne-12涡轮增压喷气引擎。但是这两种喷气引擎在技术和可靠性上都还不能达到实际应用要求,推力也十分不理想。看到严谷中佐带回的BMW 003A的技术资料之后,陆海军的航空专家组联合开了个研讨会,最终确定还是按照德国人的路子研发喷气引擎。军方将那点仅存的德国喷气引擎资料发给了当时的主要航空生产企业,让他们自行开始研究试制工作。其中,海军航空技术厂与石川岛重工业公司进行合作,最终开发出了本文的主角--“橘花”喷气攻击机的发动机--ne-20(ネ-20),而中岛飞机公司则与日立公司联合研发ne-230,作为陆军版的Me 262--“火龙”式喷气战斗轰炸机的主要发动机。

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陆军同期研制的火龙战斗轰炸机想象图,由于各种原因最终未能完成试制(绘者:小池繁夫)

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Me 262A1橘花的同尺寸对比图,可以看出橘花的尺寸明显比Me262要小不少

当时日本海军为“橘花”提出的严格要求指标是:

1、在高度6000米飞行时,飞行速度需达到365节(约676km/h)

2、续航距离要达到300海里(约555km)

3、武器方面,能挂载500/800kg炸弹一枚,对敌舰进行水平/俯冲轰炸,装备2门五式30毫米机炮,备弹260发(后为减轻重量和简化结构而拆除)

令人意外的是,日本海军的喷气发动机试制工作推进得还算迅速,这主要是因为空技厂在向上报研发项目的时候,把“橘花”报成特攻机来立项,而当时脑子发热的海军高层看到这玩意确实有当特攻机的潜力,就为其在研制过程中大开绿灯,需要的材料和燃料全部优先供应,当时正在推进的大型陆攻“连山”的研制工作也因此停止,为被称为“皇国二号兵器”的“橘花”让路。在空技厂的技术军官永野治少佐的领导下,空技厂于1945年1月底完成了引擎设计工作,第一台测试机于1945年3月26日进行了首次试运行,推力达到4.66千牛。海军对试运行的结果很满意,正式决定让“橘花”将原定的ne-12B发动机换成ne-20。

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ne-20涡轮喷气式发动机截面图,涡轮喷气发动机按照工作循环工作。它从大气中吸进空气,经压缩机压缩和燃烧室加热这一过程之后,得到能量和动量的空气以高达2000英尺/秒(610/秒)或者大约1400英里/小时(2253公里/小时)的速度从推进喷管中排出。在高速喷气流喷出发动机时,同时带动压气机和涡轮继续旋转,维持工作循环。由于日本航空生产企业缺乏生产喷气引擎的经验,再加上没有合适的机床和生产材料,整个引擎寿命极短,只能保证45个小时的安全运行

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橘花二号原型机上安装的ne-20喷气引擎,根据美军测试结果,其推力只能达到BMW 003A发动机的60%

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ne-20发动机的涡轮叶片,由于缺乏镍,涡轮叶片由锰铬钒钢合金制成,在试运行中不时出现断裂,日本设计师只得加厚叶片、牺牲发动机的效率来尽量延长叶片的寿命

与此同时,由中岛公司的大野和男和松山健一两位设计师领导的设计队伍也完成了“橘花”的总体设计工作,1945年6月完成第一架样机试制。由于日本此时已经严重缺乏航空铝材,橘花的机身在生产过程中从原定的轻质铝合金改为使用马口铁和锰钢为主的钢板作为替代生产材料,极大增加了全机重量。但“橘花”的机体结构较为简单,生产工时为7500工时,是零式战机的一半。

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推出机库准备进行试飞的橘花

但是,“橘花”还没开始试飞,就出现了严重霉运:在试飞工作正式开始前的7月14日,日军地勤在对发动机进行预热准备和例行测试时,一颗松动的螺母鬼使神差地掉进了其中一台发动机的进气口中。这导致了该发动机中的一个压气机叶片被全部绞成了碎片。由于损坏过于严重无法修理,迫使“橘花”不得不换装一台全新的发动机。

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荣光的十一分钟

1945年8月7日,广岛遭到原子弹攻击的第二天,在面朝东京湾的千叶县木更津基地,“橘花”迎来了它的第一次飞行。由于燃料极度匮乏,试飞使用的燃料是掺有30%的松根油(用松树根炼制的石油代用品)的低劣燃料。海军中佐高冈迪被指定成为了“橘花”的试飞员,在检查完一切正常后,高冈慢慢的将节流阀向前推开,当两台发动机达到了每分钟11000转的转速后,高冈松开了刹车,“橘花”开始缓缓的向前滑行起来。在松开刹车25秒,滑行了725米后,“橘花”终于成功升空。首次飞行测试持续了11分钟,试飞十分顺利,这短短的11分钟飞行也成了“橘花”最后的闪光时刻,且没有发生在高速飞行时的颠簸情形。“橘花”海军当即决定进行第二次试飞。然而在8月11日的第二次试飞中,因为机腹安装的火箭助推器人为安装失误,导致起飞失败,“橘花”原型机损毁。随着4天后日本政府向盟国投降,“橘花”项目也随之停止,无疾而终。

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“橘花”机试飞

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被美军俘获的“橘花”机原型

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