二战美军F4U战斗机:太平洋上的海盗

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二战美军F4U战斗机:太平洋上的海盗

假如你以前没有见到过“海盗”,你初次看到特大号的螺旋桨和“弯曲”的机翼,你可能会觉得也许这架飞机没有装配好或者发生了什么事故。但是特大号的螺旋桨和装配错误的机翼的组合造就了二战中最优秀的战斗机。它的火力、爬升性能和速度超过任何一种敌机。

美国海军航空办公室有着提出苛刻指标来推动航空新技术应用的传统。这刺激了飞机制造企业为了达到目标而使用新技术。1938 年 2 月 1 日海军办公室向“美国航空制造公司”(沃特的母公司)发出了高性能舰载战斗机的技术指标。沃特的总裁 C. J. McCarthy 指派公司的首席工程师 Rex Beisel 来完成这一任务。Rex 的座右铭是“现在发现困难,可能会在 7 天解决,最长不超过 10 天”。沃特成立了一个包含公司精英的小组,设计代号 V-166;计划工程师 Frank Albright;空气动力学工程师 Paul Baker;推进工程师 James Shoemaker。每人都有一个助手。这些工程师把设计方案交给 Beisel,他决定最后的设计方案。

从一开始,Shoemaker 就决定使用有着高可靠性的帕拉特-惠特尼 R-1830 黄蜂空冷星型发动机,因此 V-166-A 型的设计就围绕这种发动机展开。但是到了 1940 年,海军航空办公室为了提高速度,决定使用 XR-2800-4 双黄蜂,并在 XF4U-1 原型上安装两极增压器。在 1940 年的时候 R-2800 是世界上马力最强的发动机,每个气缸可以产生 100 马力(74.6kW),共有 18 个气缸。由于发动机的改变,使得沃特型号改为 V-166-B,V-166-A 从来没有付诸实施。


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因为安装了 2,804 立方英寸(0.046 立方米)体积的 1,850 马力双黄蜂气冷型星型发动机,唯一能够充分发挥马力的就是大型的汉米尔顿标准螺旋桨,3 叶螺旋桨直径有有 13 英尺 4 英寸(4.06 米)。螺旋桨的长度使得设计产生了困难,要么加长起落架长度,要么缩短螺旋桨尺寸。

因为在航母上着陆需要经得起很强的冲撞,因此一个短而结实的起落架是必需的。另外,机翼中也没有足够的地方存放过长的起落架。但是如果缩短螺旋桨的话,双黄蜂的马力就会被损失掉。因此沃特的工程师们设计了倒鸥型机翼,这也成了 F4U“海盗”特有的标志。倒鸥型机翼使得飞机可以既可拥有短而坚固的起落架,大型的螺旋桨又不会碰到甲板。另外的副产品是,改善了飞机的空气动力学特性,使得飞机可以飞得更快。

因为使用了沃特发明的“平铆钉”和海军飞机工厂的“点焊”工艺,“海盗”非常地光滑。为了完全符合空气动力学标准,飞机上一点突出物都没有。发动机增压器埋在机身里,散热器埋藏在内侧机翼中。经过多方努力,F4U 成为海军中第一种起落架完全收入机翼的飞机。其他飞机虽然也能收回起落架,但是总有些鼓包或者部分轮胎露在外边。沃特的工程师把“海盗”的起落架设计成向后收起,然后轮子旋转 90 度来适应狭小的机翼空间。两架快要完工的飞机上安装了这种起落架,试验很成功。这些新技术加上强力的引擎,造就了小巧而简洁的机体。


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XF4U-1 在 1940 年 5 月 1 日首飞,并在 5 个月后从斯坦福德到哈特福德飞行了 45 英里(73km),平均 405 英里每小时(651.8km/h),成为了第一种水平飞行速度超过 400mph 的飞机。美国海军对“海盗”很满意,在 1941 年 6 月下达 584 架的订单。在接下来的 11 年中,F4U 共生产了 12,500 架。

1941 年末,在护航航母 Sangamon 和其他航母的实验中,飞机发现了一些问题。最大的问题就是飞机的长鼻子。在飞行员前有 14 英尺长(4.27m),当飞机起飞的时候,飞机的鼻子挡住了 12 度的视线。当降落的时候,在邻近着陆的时候,飞行员实际上根本看不到着陆信号官的信号。另外发动机的燃油和润滑油泄漏,高速喷溅到敞开的机舱和前风挡上,造成了能见度下降。

在航母上,飞行员必须以相当低的速度着陆,为的是让尾钩挂住减速索,但是 F4U 低速性特别差劲。当降低到航母着陆速度的时候,左侧机翼就会像石头一样往下落。这使得飞机起落架损坏,造成飞行员受伤,飞机受损。飞机降落撞到航母甲板的时候,反弹力会把飞机弹回空中。尾钩有时会错过阻力索。假如这种事情发生在直甲板航母的时候,这就意味着飞机会冲进前边停放的飞机。因此可以说在直甲板航母上只有两种降落方法:拦阻索和灾难。

由于“海盗”被海军判定为不适合在航母上服役,它被分配到美国海军陆战队陆基飞行队,并且取得了很好的战果。英国、法国、新西兰和澳大利亚也在二战中接收了 F4U。


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尽管“海盗”的长鼻子影响降落,但是英国人还是发明了一种方法在航母上降落。他们一改以前的三边-二边-最终降落的方式,英国人直接转三边,拉出一个缓慢而持续的曲线,仅仅在最后接近航母的时候才把飞机拉平对准航母甲板。这种降落方法使得飞行员可以看清着陆信号官的信号,是让他们直接降落还是拉起重新降落。

为了减轻燃油和润滑油对挡风玻璃的污染,英国人直接把上部发动机罩封起来,这样燃油和润滑油就留在了机身内。还进行了许多简单、有效的改进来改进糟糕的低速飞行性能,包括着陆弹跳和尾钩问题,这些改进都被应用到生产线中。1944 年美国海军决定重新尝试让 F4U 在航母上服役,最终获得了成功。这个决定被证明是完全正确的。

随着自然环境的变化,“海盗”也产生了变化。为其他国家小批量生产了 7 种不同型号的飞机(F4U-7 是为法国生产的),有一种没有生产(F4U-6)。因为不同的机身、武器和发动机,有些型号有着不同的后缀。除了沃特,固特异飞机公司也生产了一些。


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此外还有夜间战斗型(后缀字母 N)和照相型(后缀字母 P)。“海盗”总共有 950 多项改进,但是 F4U 的特点倒鸥型机翼却从来都没改变过。一些飞机经常是从生产线上取来进行一些改进。一些设计原型加上前缀(比如 XF4U-3)。到 1952 年“海盗”生产结束的时候,在册的共有 16 种改型。

空勤人员给 F4U 取了许多绰号:“管鼻子”、“弯翼鸟”、“肥猪”和“军旗刮除器”,最后一个绰号是由于糟糕的甲板飞行特性而得的。由于机翼中的散热器发出的类似的哨音,日本人称之为“死亡哨音”。

海盗使用了几种帕拉特-怀特 R-2800 双黄蜂发动机的改型。一些使用了水-甲醇注入系统来曾进短时间马力。这种发动机称为“作战紧急”动力,在发动机编后后面加 W。在朝鲜战争的时候,开发了适应寒冷天气的发动机。这种设计后缀加 L(Low temperature)。


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XF4U-1 是安装封闭座舱和帕拉特-惠特尼 R-2800-4 星型发动机起飞 1,850 马力(1,380.6kW),21,500 英尺(6,553.2 米)时 1,460 马力(1,089.6kW)的原型机。机鼻装有 2 挺 0.50 英寸(12.7mm)机枪,每侧机翼 2 挺机枪,总共有 6 挺机枪。最高速度 405mph(651.77km/h)。最大重量 10,074 磅(4,569.4 千克)航程 1,070 英里(1,722km)。

F4U-1 是第一种生产型。在 1942 年 9 月生产线正式开始运转。第一种生产型对座舱后向视野作了改进,然而这个问题一直到 F4U-1A 安装了“突出”座舱才最终解决。

机鼻安装的两挺 0.50 英寸机枪被移到机翼上,所有的 6 挺机枪都安装在螺旋桨弧之外,因此就不需要安装射击协调器。第一型安装的是 R-2800-8 发动机。一些还安装了-8W 发动机。这些发动机都可以在起飞时产生 2,000 马力(1,492.5kW),安装注水系统的-8W 型可以紧急产生额外的 250 马力(186.6kW)。第一型的“海盗”后缀从 A 到 D,P 是照相型

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F4U-2 是第一型的夜间战斗型。由于美国海军的命名原则,飞机被定为第二型,而不是 F4U-1N。第二型相对于第一型的改变是,在右侧机翼和机身无线电仓安装了可以接收 XAIA(试验空中截获[型号]A)的手动雷达装置。

为了安装雷达天线,移除了右侧机翼最外端的 0.50 英寸机枪。无线电移到驾驶员座位底下,雷达被放到无线电仓。飞机发动机安装了排气管火焰抑制器。当加装了雷达以后,改型比第一型轻了 235 磅。

F4U-3 是“海盗”的一种特殊改型。美国海军很长时间一直考虑让 F4U 在高空(40,000 英尺)(12,192m)作战。到了 1943 年下半年,他们给沃特下达了指标,设计师 Russell Clark 使用带有 1009A 两级增压器的 XR-2800-16 型发动机进行设计。

计划开始的时候飞机很有希望在 40,000 英尺达到 2,000 马力。但是由于增压器的不完善,在制造了几架之后计划就被放弃了。第三型可以从机腹大型的进气口区别出来。


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F4U-4 是“海盗”最重要的一种型号。制造了 7 架原型机,解决了许多以前发现的问题。从生产线上取下 5 架 F4U-1 来进行改装,分别是 XF4U-4A,B,C,D,E。从固特异的生产线上取了 2 架 FG-1(同沃特的 F4U-1 相同)。这些飞机都安装可以产生 2,100 马力(1,567kW)的帕拉特-惠特尼 R-2800-18W 发动机,安装新型 4 叶螺旋桨。飞机还装有甲醇-水注入系统,可以使飞机 5 分钟内达到 2,450 马力(1,828kW)。18W 所提供的额外动力成为标准配置,发动机还在下方安装了增压装置,燃油冷却器仍然装在机翼中。F4U-4 在 26,200 英尺(7,985.76m)最高速度 446mph(717.75km/h)。

虽然是根据海军的要求设计的,但是四型可以完成所有战斗-轰炸机的任务。飞机拥有 6 挺 0.50 英寸的机翼机枪(F4U-4C 是 4 门 20mm 机炮),另外还可以携带 1,000 磅(453.6kg)的炸弹或者 5 英寸(127 毫米)火箭。300 架 F4U-1C 在海军陆战队的第 31 空中大队服役,被用来进行冲绳作战和装备护航航母 Sitko Bay 号和 Bereton 号。在冲绳战斗的陆军和海军陆战队士兵称 F4U-4 为“冲绳情人”,毫无疑问飞机拯救了数百条生命。

在二战结束后的几个月,1945 年 12 月五型原型机试飞。这种型号集成战争中发展的所有的技术,最后成为了 F4U-5“海盗”。首先发动机换成了帕拉特-惠特尼 R-2800-32W。这种发动机称谓“E 型”,拥有 2 级增压器,可以在 26,200 英尺达到 2,350 马力。紧急马力可以达到 2,760 马力。单下巴的单级增压器被双下巴的 2 级增压器取代。

由于马力的增强,机身加长了 5 英寸(127mm),飞机性能更加稳定。5 型以前的上机翼蒙皮和控制舵还是由织物覆盖的。当高速的时候,织物会变形并导致飞机速度降低几英里每小时。F4U-5 用铝合金取代了所有的织物蒙皮。武器和 F4U-4 相同。


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F4U-5 进行了一些改进来增加飞行员的舒适度。座舱加热器被重新设计,控制更加简单,还加装了自动驾驶仪。座椅上安装了扶手,可以用来休息手臂。由于换装了-32W 发动机,5 型可以很容易地在 45,000 英尺(13,716m)操作。

由于海军需要对地攻击的型号,本应是 F4U-6,但是用 AU-1 编号加以取代。六型从来没有生产。AU-1 是专门为朝鲜战争中的美国海军陆战队设计的。从 1952 年开始交货,总共生产了 111 架飞机。AU-1 安装 R-2800-83W 双黄蜂发动机,单级增压器,起飞的时候最大马力 2,300 hp (1,716.4kW),紧急时 2,800hp(2,089.6kW)。飞机安装了额外的装甲。飞机标准的用途是对地攻击;最大起飞重量接近 10 吨(9071.9kg),但是最大巡航高度是 19,500 英尺(5,943.6m),最大巡航速度仅仅 238mph(383kph)。对地攻击要求的是,有足够的速度对目标攻击,有足够的高度让武器瞄准目标就可以了。

AU-1 可以挂载 10 颗火箭弹或者 4,000(1,814.4kg)的炸弹,此外机翼中还安装有 4 门配弹 230 发的 20mm 机炮。全副武装的 AU 简直就是可怕的战争机器。

F3A-1 是由布鲁斯特航空公司制造的飞机,同 F4U-1 相同。由于内部经营问题,在经过了 1 年的生产之后,1944 年海军停止了布鲁斯特公司的合同,只生产了 735 架。

固特异生产了不少同沃特相同型号的“海盗”。由于固特异的生产线相对于沃特更容易转产,因此生产了一些特殊的型号。许多 F2G 批次的飞机安装了全然不同的发动机,帕拉特-惠特尼 R-4360-4“大黄蜂”发动机。为了装下发动机,机身进行了显着的修改。大黄蜂发动机可以在起飞的时候提供 3,000 马力(2,238.8kW),在 13,500 英尺(4,114.8m)提供 2,400 马力(1,791kW)。最大速度在 16,400 英尺(4,998.7m)达到 431mph。飞机装有 4 挺 0.50 英寸的机枪,配弹 300 发,可以在机翼挂架携带两枚 1,600 磅(725.8kg)的炸弹。F2G-1 是路基型,F2G-2 是航母型。虽然到 1945 年 8 月的时候订购了数百架,但是由于战争终于结束,每个型号只生产了 5 架。所有这 10 架飞机都当作剩余物资被卖掉,在战后一些飞机被用来进行航空飞行竞赛。

F4U-7 是专门为法国海军生产的。共生产了 24 架,所有的都卖给了法国。7 型是在 AU-1 的基础上设计的。七型从 1952 年 6 月开始生产,在 12 月最后一架交付法国,漫长的沃特 F4U“海盗”的生产就此结束了。


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当朝鲜战争爆发的时候,从 MCAS(海军陆战队空军基地)的 VMF(N)513 派出了 12 架 F4U-5(N)到日本厚木基地。他们在那里执行夜间阻断任务,一直到南部朝鲜战争结束。接着 VMF(N)513 被派往釜山附近的 K-1 机场。当战线在 38 线附近胶着的时候,VMF(N)513 的任务是在夜间攻击北朝鲜的 3 条主要运输线。一架从日本起飞的海军 PB4Y2 投下照明弹,F4U 攻击运输线上的汽车、坦克、或者和移动的部队。F4UG(N)机翼中装备有 20mm 机炮,机翼下有 4 个炸弹/火箭挂架。另外还可以携带一个可抛弃油箱和 2 个凝固汽油弹油箱。雷达仓被装在右侧机翼中。雷达在这些任务中非常有用。夜间的攻击有效地减慢了北朝鲜向前线输送物资。

其它的任务还包括为 K-14(汉城)机场提供夜间空袭预警。还有一些执行近距离空中支援任务。1950 年末,VMF(N)542 转交了 12 架 F7F“虎猫”给 VMF(N)513 中队,这样这个中队就有 12 架 F4U 和 12 架 F7F。

1951 年末,VMF(N)513 转移到 K-6(含后浦)并一直呆到麦克唐纳 F-3D“魔鬼”取代 F4U 和 F7F。


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作为二战中最杰出的舰载战斗机(原设计国为英国),F4U“海盗”已经成了传奇(晚期机型参加了朝鲜战争,是当时海航最快的飞机)。由于弯曲的鸥型翼和高杀伤率,它被日本人称为“呼啸死神”。“海盗”是美国第一种超过400 m.p.h.的战斗机,也是速度最快的活塞式战斗机之一,作为美国海军的第一线作战飞机,它比F4F“野猫”有更好的表现。“海盗”除空战外,亦担当战术轰炸机的角色。它可携带两枚500磅炸弹、八枚火箭弹及一个附加油箱。而最多可以携带2000千克炸弹起飞,该记录由美国陆战航空队MAG-31飞行员查尔斯·林德博格创造(早期的SBD无畏式俯冲轰炸机只能携带1000磅炸弹、F4F战斗机只能外挂两枚100磅炸弹,可见F4u性能之优越。)。不幸的,因为它的“长鼻子”限制了飞行员的能见度(尤其是在起飞和降落时),因此而事故频发,留下了“少尉谋杀者”(美军新手飞行员从航校毕业时一般的军衔)的恶名,它也被海军指挥官认为不适合在航母上作业。根据惯例,当海军认为自己的飞机不是那么好时,它们就给海军陆战队。“海盗”被限制在陆基飞行,为海军陆战队提供空中支援。海军陆战队非常高兴有热门的新式战机替换老旧的“野猫”。不久之后,“海盗”也对所有人证明它的能力。Pappy Boyington和他的黑羊中队就是把“海盗”性能发挥到极至的最好例子。在二战的晚期,“海盗”作了一系列的改进使其能在航母上安全着陆。“曲翼鸟”在最后的几个月中,帮助阻截了大量的神风战斗机。


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F4U战斗机加速性能好,火力强大,爬升快,坚固耐用,机型凶猛粗犷,总体性能超过著名的日本“零”式战斗机,是二战太平洋战场陆战队和海军航空兵的主力 战斗机之一。F4U战机翼展12.47米,机长10.16米,机高4.6米,起飞重量6350千克,最大平飞速度684公里/小时(高度6100米),升 限11280米,航程1635公里,爬升率867米/分。装6挺12.7MM机枪,可挂装2枚450公斤炸弹或8枚火箭。


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钱斯沃特公司的试飞员邦尼­盖顿(Boone Guyton),当时正低空飞行在康涅狄格州黄绿相间的田野上空。他的双手紧握操纵杆,眼光不时扫过油料表,然后望着座舱外雨水模糊的天幕。处处是七月的雨云,盖顿不由暗暗吃惊,这架新式原型机的速度比估计得还高,高速巡航差不多一个小时后,燃料已经所剩无几,不够飞回公司专用的斯特拉福德机场,而他也没有与附近任何机场取得联络。


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盖顿不安的四下张望,突然眼睛一亮,一片宽阔的草地出现在眼前,那是诺瑞奇市郊外的高尔夫球场。他感到微微得意,作为一名海军出身的飞行员,在这种短距离的空地上降落简直是家常便饭。放下全部襟翼后,新型战斗机的头部上仰,慢慢减速接近地面,他想象着列克星顿号 866 英尺的飞行甲板正在眼前展开。对地速度 80 节,盖顿把节流阀一把收到底,长鼻子的原型机用一个完美的三点着陆降到刚修整过的草地上。前海军飞行员充满信心的踩下刹车,很快脸色大变,一点都没有减速,被雨水浸透的草皮滑得像块油毡!眼看草坪尽头的灌木丛越来越近,他狠狠一脚踩下脚蹬,打算让飞机在草地上打个跟斗强行减速,依然什么都没有发生!银色的试验机继续向草地尽头冲去,剩下的瞬间里盖顿凭着多年积累的飞行本能关掉所有电气线路,切断燃料供应,松开保险带,拉开座舱盖,双手抱头。然后就是一片巨大的撞击喧哗声,空中飞舞着树枝和铝片,飞机一头拱到地上,然后一个倒栽葱,尾部翻过来砸在地上,残骸带着巨大惯性在地上犁出一条深深的壕沟,直到撞上一个大树桩才骤然停下。手脚发软的试飞员从打开的座舱里翻身滚出来,看到刚才还很漂亮的 XF4U-1 已经面目全非,右翼不知去向,垂尾断裂,机身后段皱成一团,这架原型机算是完了。


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纵横 38 年的伟大战斗机以这种磕磕碰碰的方式开始了一生的传奇。

故事从 1917 年说起,前怀特公司的工程师钱斯­沃特创立了他自己的沃特飞机公司,到 30 年代,沃特公司已经是美国第二大的军用飞机制造商(第一是波音公司),为海军设计过多款双翼观察机,在业界小有名气。美国海军第一次从航母上起飞的飞机就是沃特公司的 VE-7SF 单座战斗机,该公司的产品同时在海军和海军陆战队服役,以其坚固的结构和可靠的性能而着称。沃特很早就注意到空冷发动机在海军用机身上可以发挥出巨大潜力,1928 年问世的 O2U 系列飞机是第一种采用普惠公司黄蜂引擎的军用飞机,一问世就可以创下速度、航程、升限好几项世界纪录;而且用途广泛,既可以装上轮子在航母上起飞作为防空战斗机,也可以用战列舰和巡洋舰的弹射器发射,这也是第一代用海盗作为绰号的舰载机。1929 年,由于国内经济不景气的原因,为了节省成本,几个大的航空公司不得不联合起来研发飞机,这就组成了联合飞机与运输公司,首任总裁伦特舒勒同时也是普惠公司的总裁。1930 年,沃特本人死于败血症,年仅 42 岁,伦特舒勒同时兼任沃特公司总裁,当时的联合公司旗下拥有数家最大的飞机制造商和航运公司,包括波音、沃特、普惠、哈密尔顿标准、诺斯罗普、西科斯基,可谓盛极一时。同年,钱斯沃特将主厂搬到康涅狄格州的哈特福德,与普惠和哈密尔顿相邻,从此两家企业开始数十年的密切合作。沃特公司此时的产品还是以侦查/观察机和轻型轰炸机为主,第一代的 O2U 系列海盗总产量上千架,被销往十四个国家,此外还有 SB2U 守护者俯冲轰炸机和 OS2U 翠鸟水上飞机。


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1938 年 2 月 1 日,海军航空局开始招标,要求得到一种新型的高空、高速舰载战斗机,要求失速速度不得低于每小时 70 英里,而航程要达到 1,000 英里以上。这里顺便交待一下,在那个年代,美国海航和陆航对军用发动机持有两种不同的看法。液冷发动机的好处是体积小,但是液冷系统本身增加了维护的复杂性,而且在战斗中只要液冷装置受损,引擎就会在短时间停转,从而使飞机失去战斗力。海航认为,发动机的可靠性对于海上飞行来说尤为重要,因此毫不犹豫的选择了空冷发动机;而陆航则认为,驱逐机(战斗机的前身)的速度是最重要的,正面体积较小的液冷发动机可以保障飞机整体流线的外形,从而取得更高的速度。其实陆航此时也有一些机型在使用空冷发动机(如波音公司的 P-26,塞维尔斯基公司的 P-35,寇蒂斯公司的 P-36),但随着阿立逊公司 V-1710 液冷发动机的问世,美国陆航的主力战斗机几乎全部采用这种引擎(如 P-38、P-39、P-40,实际上,此时在洛克希德公司和寇蒂斯公司内部,也有技术人员试着把空冷引擎装上 P-38 和 P-40 的。一架使用 R-1830 发动机的 P-40B 曾经在 22,000 英尺达到 389mph 的高速,远远超过标准型号的 350mph)。此时共和公司的雷电尚未问世,同样采用 R-2800 的 P-47J 将是陆航速度最高的飞机。实际上,采用气冷发动机的飞机只要配合良好的引擎盖形状,完全可以利用喷出的高温热空气产生更大的推力,从某种程度上抵消正面截面积大造成的阻力。此时还没有人能预见,液冷发动机仅仅只在二战中昙花一现,尽管从今天的眼光来看液冷和空冷发动机最终都将被涡轮所取代,但至少在战后 15 年内空冷发动机还存在了很长一段时间,直到越南战争依然活跃在一线。


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在这次竞标中,出于对陆军高速战斗机的羡慕,海军同意新战斗机也可以采用阿立逊 V-1710 发动机,当然还有普惠的空冷发动机,包括老式的 R-1830 和新研制的 R-2600、R-2800。贝尔公司为此将 P-39 眼镜蛇改装成舰载型号(XFL-1,Airabonita)也参加竞标,这种发动机后置的方案天生短腿,无法满足航程要求,格斗性能也不如其他方案,得到分数最低,首先出局;布鲁斯特公司推出了采用 R-2600 发动机的方案,但由于公司本身当时经营状况不善,无法进一步完善设计,同样出局;格鲁曼公司在 F4F-3 的基础上改用 R-2600 发动机,从性能上说提高不大,而此时他们刚刚赢得了海军双发战斗机的竞标(F5F 空中火箭),主要精力都放到那边去了。当然后来换用 R-2800 以后格鲁曼推出了 F6F 地狱猫的设计,终于修成正果;还有寇蒂斯公司的 P-36 方案,采用 R-1830 发动机,注定是种过时的设计。最后来看看沃特公司的方案,主设计师雷克斯­巴塞尔(Rex Biesel)推出了两种方案,第一种是 V-166A,采用正在生产中的普惠 R-1830 孪黄蜂发动机;第二种是 V-166B,采用的普惠 XR-2800 双黄蜂发动机此时还在绘图板上,这种新发动机一旦问世,将是当时世界上最强劲的活塞发动机,钱斯沃特将新战斗机的命运完全与邻居家的新发动机捆绑在一起。


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说到 R-2800,以 1939 年的标准来看,这种 2,000 马力的发动机毫无疑问是个怪物。两排总共 18 个汽缸的总排量达到2804立方英寸,使得同时代的其他空冷发动机相形见绌。性能出众,安全可靠,维护方便,奇怪的是这种大马力发动机从未用于轰炸机。三种着名的战斗机采用这种发动机,包括共和公司的 P-47 雷电,格鲁曼公司的 F6F 地狱猫和钱斯特沃 F4U 海盗,前两种机身横截面都是椭圆形,除了发动机正面进气口外,还要在进气口下方安排单独的通风口供机身后部的涡轮增压器使用(格鲁曼试验过涡轮增压的 R-2600)。而 V-166B 设计方案用最小的体积来容纳这种发动机,机身横截面是圆形,滑油冷却器和增压器进气口都布置在翼根。为了充分利用巨大的引擎功率,它的哈密尔顿螺旋桨直径达到 13 英尺 4 英寸,这就势必提高起落架高度,才能使螺旋桨不至于垂到地上。巴塞尔匠心独具,推出了独特的倒海鸥翼布局,这种设计可以一举解决四个问题:首先,根据 NACA(国家空气动力委员会,NASA 的前身)提供的风洞数据,从侧下方插入机身的上段机翼与机身几乎 90 度垂直,这样从机翼上下分离的气流打到后部机身上时,产生的诱导阻力最小,这种布局很好的结合了中翼布局低阻的优点;其次,这种设计可以使用较短的起落架,而不像直翼战斗机那样需要长长的起落架;第三,较短的起落架向后收起,然后机轮转过 90 度收入机翼中,不会占用太多空间,可以在机翼中加装油箱,容纳更多的燃料以增大航程;最后,作为一种舰载机,倒海鸥翼的设计使得机翼即便向上折叠后,也具有比较低矮的外形,可以省出航母机库顶部的空间。


二战美军F4U战斗机:太平洋上的海盗

V-166B 获得了海军打出的最高分——86.4 分(总分 100)。1938 年 6 月 11 日,钱斯沃特公司赢得这笔订单,开始试制 XF4U-1 原型机;1939 年 2 月 10 日,全尺寸模型完成,立即送去做风洞试验。从 XF4U-1 开始的战斗机采用了新的点焊技术,这使得新飞机可以采用更坚固更重的全铝蒙皮,可以更有效的承受在航母上急速起降带来的冲击,经受战斗中的伤害。全硬壳结 构的飞机机体都很坚固,采用点焊技术后机身更是光滑,工程师们花了很大力气设计飞机的引擎盖,最大限度的利用 R-2800 发动机那种相对小的正面面积,尽量使得机头流线外形。机头的结构很紧凑,但是引擎盖可以很方便的拉开维护,发动机产生的巨大热量通过整流罩周围一圈通风片 散发出来,很快被迎面吹来的气流带走,而不是集中吹向某个特定的方向。另外一个问题是后排的汽缸得到的冷却不够,温度很容易升高,既要散热,又不能增加发 动机总体积,美国人高超的铸造工艺解决了这个问题。R-2800 汽缸头是整体铸造的,外壁的散热片排布得相当紧密(比 1830 发动机增加了近一倍散热片)。在技术验证和测试阶段,XF4U-1 最初计划采用的是 XR-2800-2 型引擎,而最终装到机体上的是 R-2800-4 型,可以在起飞时提供 1,850 马力,在 15,000 英尺高度,转速 2,400rpm 时功率 1,600 马力;最大功率 2,000 马力,同样出于开发阶段的最强发动机就这样结合到最强的机体上。


二战美军F4U战斗机:太平洋上的海盗


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