二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史


前言

二戰標誌性名機之一P-51“野馬”戰鬥機絕對是一個奇蹟,它的出現足以影響到二戰進程,作為二戰盟軍最優秀的全能活塞式戰鬥機之一,也成了盟軍奪取制空權的象徵。二戰期間在歐洲上空擊落高達4950架敵機,佔美國陸軍航空兵在該區域擊落總數48.9%,同時大量擊毀地面目標、V-1飛彈乃至最新式的噴氣式戰鬥機。

我們在大量二戰題材影視作品中經常能看到這樣的畫面,執行轟炸德國任務的B-17、B-24等轟炸機在P-51的護航下鋪開蓋地而來。當然它們不是單純的遠程伴遊而是時刻處於緊張的觀察中,等待預料中和德國空軍的遭遇空戰以掩護轟炸機編隊能夠順利完成任務。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51為B-24編隊護航

電影《紅色機尾》更是根據史實通過講述黑人飛行員克服種族上的限制,實現護航作戰並取得巨大戰果的勵志大片,電影主角除了黑叔叔外還有P-51戰鬥機。據實還原了美軍史上第99戰鬥機中隊、第332飛行大隊的戰鬥場景,當年為示區別還將座機機頭和尾翼都用大紅色油漆塗刷,也就成了經典型“紅色機尾”的由來。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51為B-17編隊護航

《紅色機尾》電影海報,P-51“野馬”擊落德軍Me-262並不是夢想。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

《紅色機尾》電影海報

研製背景

P-51“野馬”戰鬥機,是最喜歡鑽研前沿技術的北美航空得力之作,這是一款單座單發平直翼活塞式戰鬥機。有意思的是雖然這款機型在未來很受歡迎、而且還成了盟軍絕對主力,不過在研製初期其實是為了滿足英國需求而定製開發的出口產品,為此美國陸航對此意見挺大愛要不要,差點讓這傢伙退居二線永無翻身之日甚至關係到北美航空的生死存亡。

1934年美國實行航空郵政法案,宣佈飛機制造企業控股航運公司是違法行為,為此北美航空被剝奪了對東方航運和環球航運的控股。在經歷了一番痛苦的切割之後實力大損的北美航空規模直線下降,在前景堪憂的情況下公司移交給詹姆斯.H.金德柏格掌管,在他的領導下北美航空完成了由控股企業向真正的飛機制造企業轉變。也正是這一轉變才有了後來北美航空幾款經典之作,包括P-51“野馬”、F-86“軍刀”、B-45“龍捲風”以及XB-70“女武神”等等。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

詹姆斯•金德博格

1939年歐洲戰事爆發後,英國在戰爭重壓之下開始赴美國採購作戰飛機,雖然性能趕不上噴火和BF-109,但急病亂投醫的英國人還是採購了大量貝爾P-39、以及寇蒂斯P-40戰鬥機。當然由於早期北美航空的AT-6教練機曾出口歐洲各國,相互之間還保持著較為密切的商業聯繫,來採購的英國人自然不會落下北美航空。不過也僅僅是確認北美航空能不能獲得P-40的生產許以便消化急需訂單,畢竟此時美國軍工狂魔的產能還沒上來供貨不足。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-40戰鬥機

好不容易逮著機會的北美航空耍了個小心眼,給出的答案是生產P-40絕對沒問題,但生產前的準備工作足以設計出一款性能更好的戰鬥機。因為在此之前為了北美航空為了能夠生存下去,工程師們已經開始對發展一型全新戰鬥機前景進行了研究有著相當的把握。基於以往合作的信任基礎以及德國人催命般的壓力,英國人認可了北美航空的建議並於1940年4月10日正式批准該項目,但附加條件是必須在120天內準備好原型機,北美航空則將該項目稱為NA-73。

P-51戰鬥機由埃德加•舒默德(出生在德國)負責設計,正是這位才華橫溢的設計師加入團隊才讓P-51最終翱翔藍空、成就一代名機成為可能。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

埃德加•舒默德

研製歷程

雖然和英國人談妥了合作但是還存在一個潛在風險,因為當時美國陸軍航空隊(USAAC)具有無條件禁止任何飛機外銷的權力不論是否涉及到陸軍利益,就算和英國人談好但自家人不一定認帳。直到1940年5月4日陸軍才勉強同意北美航空對英國出口新型戰鬥機,但附加條件是北美航空必須免費提供兩架NA-73樣機給USAAC測試使用,小公司在美國航空製造業裡混口飯吃真心不容易。

陸航這麼勉強其實還涉及政策問題,美國於1939年8月16日公佈的大規模裝備生產決策中要求,北美航空在戰時主要承擔AT-6教練機以及B-25轟炸機的生產任務。說的簡單通俗一點就是你們不要搞什麼么蛾子啊,把手上現有裝備大量生產裝備部隊,其他事情就不用操心了。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

B-25生產車間

1940年5月23日,英國和北美航空正式簽訂了NA-73X原型機合同,5月29日北美航空獲得英國320架飛機意向採購訂單,當然這個大單能否實現還得看北美航空的研製進度及結果。不過有句話怎麼說來著:成功總是垂青於有準備的人,早在1939年北美航空就已經開始了NA-73的原型研製工作(比NA-73項目早5個月),這款代號NA-35的雙座教練機其實對於P-51的誕生影響相當大。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

NA-35雙座教練機

NA-35是北美航空第一款以液冷發動機為動力的飛機,創新設計使機身正面面積大為減少、同時採用了層流翼型整體阻力減到最小,就算是小功率發動機也能帶來較好性能。

回到主角NA-73X原型機,1940年5月5日在陸軍同意出口的第二天正式啟動研發工作,這款新機型的創新設計主要包括以下幾個方面:
一、全新的層流翼型設計使得整機阻力大減,在加快飛機速度的同時能夠減少油耗量,不過有個缺點是在低速時升力較一般機翼偏小,但總體來說瑕不掩瑜;
二、進一步修整的機身輪廓更加流暢,同樣減小了飛行阻力;
三、採用液冷發動機相對氣冷式的星型佈局,進一步縮小了機身正面迎風面積,同樣還是減阻;
四、採用一套創新的發動機冷卻系統,同時將冷卻器排氣口安裝在飛行員後方,所以大家就能看到P-51最具特色的外部特徵——位於機腹的冷卻器進氣口。

概括起來就是一直圍繞著減阻、降油耗以及增速在打造中。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

層流翼型(下)和普通翼型(上)橫截面對比

前面提到二戰時期美軍大部分飛機都使用星型發動機,氣冷散熱的方式雖然簡單粗暴但體積較大,附帶造成粗壯的機身和較大的迎風阻力。不過這些都在採用更加小巧的液冷發動機後得到改善,P-51在設計上採用了更加細長、平滑的外觀設計顯得更具流線型。
除了減阻,散熱也是設計時考慮的一大因素,常規情況下航空燃料產生的能量只有約25%-30%真正用於驅動,而剩餘部分都以熱量方式被散發浪費。P-51創造性的將散熱器(燃油以及冷卻液)安裝在機身底部和飛行員後方,按照舒默德的解釋是:當氣流通過散熱器時,空氣的膨脹作用實際上產生了額外的推力。也就是說原本廢棄的熱量在散熱器神奇作用下反而成了驅動能量,在不更換髮動機的情況下額外增加了推力。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51散熱器的妙用

1940年9月9日,項目啟動第117天北美航空完成NA-73X原型機的研製和製造,比英國人要求的120天提前完成。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51戰鬥機工程模型

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

風洞模型

NA-73X最初版本由於優先級低於P-40,安裝了沒有渦輪增壓的艾裡遜V-1710-F3R發動機,配套三葉螺旋槳比較適合低空飛行,而且由於研製期間存在延誤還暫時安裝了AT-6教練機的輪子。1940年9月20日北美航空和美國陸軍簽署合同,同意將第4及第10架NA-73X移交給美國陸軍用於測試,這兩架飛機獲得XP-51型號。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

AT-6教練機

1940年10月26日,註冊序列號為“NX19998”的NA-73X原型機成功進行了首飛,NA-73X空重2847.82千克,正常起飛重量3613.07千克,試飛顯示對比使用相同發動機的P-40要快40.23千米/時。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

NA-73X原型機首飛中

北美航空根據試飛情況對機腹散熱器進氣口、放氣門進行了外形上的調整,將進氣口下移上唇低於機翼下表面,以避免吸入附面層紊流。更改之後試飛繼續,1940年11月20日進行的第五次試飛由於燃油閥故障導致NA-73X原型機迫降後發生翻覆,事故引發的維修工作導致進度稍微延後。不得不佩服北美航空的速度,雖然事故看起來造成的損傷還是挺大的,但1941年1月11日修復一新的NA-73X就實現了復飛,整個項目照計劃進行直到1941年7月15日原型機完成使命為止。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

肚皮朝天的NA-73X

正在起吊中NA-73X,注意機翼上塗刷著“NX19998”註冊序列號。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

起吊中NA-73X

北美航空第一版P-51由於發動機限制性能並不非常突出,而且除了英國空軍320架訂單、以及1941年10月20日陸航訂購的310架之外,再也得不到更多訂單。早先交給陸航用於評估的XP-51也躺在機庫裡睡大覺,沒人有興趣進一步評估。照這種情勢發展下去沒有更新訂單的話P-51就真成“野馬”了,北美航空只能撿別人剩下的比如代工生產P-40等等。掌門人金德博格發出了這樣的哀嘆:我們以為我們擁有了世界上最好的飛機,並且想繼續生產它,但是我們沒有得到訂單。

官僚作風下的陸航大爺們根本沒有意願和動力展開對XP-51的評估工作,理由很簡單:

首先,這是北美航空為出口而定製機型,即然想給別人研發賺錢就別指望自家訂購。其次,北美航空半路出家歷史上沒有研製過一款有代表性的戰鬥機型,就像企業招聘要求的經驗和閱歷不足連面試機會都不給。再次,北美航空創新採用液冷發動機,而在傳統理念中結構簡單的風冷星型發動機更具優勢,對新生事物過於保守。最後,艾裡遜發動機性能上的制約導致了P-51只能在中低空使用,由於P-51非美軍內定機型,無法取得渦輪增壓器配額以強化高空性能。

雪上加霜的是德國入侵英國計劃在經過不列顛之戰後已經成為不可能,英國原來急需一款低空戰鬥機的迫切需求也成了過眼雲煙,再增購還不如噴火式戰鬥機的“野馬”初期版肯定不現實。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

噴火式戰鬥機

在多種複雜因素影響下,壓力山大的北美航空差點提前淪落,不過戰爭年代凡事皆有可能。轉折發生在1943年8月17日,近400架重型轟炸機組成的龐大編隊從英國出發轟炸德國本土目標,由於目標範圍超出護航的P-47(包括加掛副油箱)作戰半徑,轟炸機只能硬著頭皮上陣至於結果如何只能聽天由命了。

戰鬥結果盟軍60架B-17轟炸機被擊落,近600名飛行員犧牲或被俘,對於盟軍而言長期這種比例的損失是不可接受的。尋找一款能夠全程提供護航的戰鬥機成了必須解決的問題,這時被閒置的P-51當仁不讓的走上前臺。

在此前後P-51其實已經或者開始了多種改進:

一、“鳥籠”狀座艙蓋改為視野更好的氣泡狀,對於飛行員來說戰鬥期間產生的效果更佳;

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

改進前後的座艙

二、加裝防彈裝甲以保護髮動機冷卻組件和飛行員;

三、油箱中安裝了橡膠材質自封閉材料,能在被子彈擊穿後自動封閉彈孔;

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

自密封油箱

這些改良對於P-51只能說是增加了生存概率,更重要的改變來自英國梅林發動機(V-1650),英國試飛員在測試評估過程開始了換裝發動機的改進。1942年10月13日實現了首飛(三葉螺旋槳也改為四葉),高空最大速度由原來的614千米/小時提高到708千米/小時,野馬的性能直線上升從原來的中低空轉入高空,從中檔戰鬥機升級為全能戰鬥機實現了質的變化。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

英國版“梅林野馬”

英國發動機使P-51在保持較好低空性能的情況下,在高空中飛行性能也能趕上德國戰鬥機,而且換髮後油耗大大下降再加上副油箱航程大程。P-51成了第一種能夠從英國直飛德國腹地的戰鬥機,換髮後的P-51可以同時承擔高空作戰任務、低空偵察和攻擊任務,完全是一款全能戰鬥機。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

英國版“梅林野馬”

P-51有多種型號以最終的D型為例,基本性能:最大飛行速度708千米/小時、實用升限12800米、航程2755千米、作戰半徑1020千米。裝備6挺12.7毫米機槍、備彈1880發、內側兩挺各400發、外側四挺各270發。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

配備火箭發射器的P-51D對空、對地無所不能

大規模參戰

對於英國人的改進北美航空全盤照收,並且按照陸航要求開始了大批量生產,P-51的核心任務就是為遠程轟炸機編隊提供全程護航。首先保護盟軍轟炸機免遭敵機攻擊,同時將敵機儘量消滅。

由於任務需要P-51普遍掛載翼下可拋棄式副油箱,常規作法是先抽取副油箱燃料直到消耗光才開始使用機身燃料。就算半路碰到德國戰鬥機完全可以拋棄副油箱油門全開進入格鬥,根本不用擔心油料不足回不了家。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51遭遇me-262開始拋副油箱準備戰鬥

由於副油箱和機內油箱兩者結合可以讓P-51一飛就是7-8個小時,這不僅僅考驗戰鬥機性能,更考驗飛行員強大的身體素質以及精氣神,個人感覺這個時代護航飛行員採購成人紙尿褲的頻率肯定很高。也正是基於這種長時間護航處於狹小空間導致精疲力竭身體透支情況時有發生,這才有了後來的F-82“雙野馬”戰鬥機兩人輪班開總比一人疲勞駕駛好。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

F-82“雙野馬”戰鬥機

1943年秋冬季之後,P-51“野馬”戰鬥機才開始大量出現在歐洲以及遠東和太平洋戰場,雖然出現的時間已經到了戰爭後期。但是“野馬”憑藉優異的性能為B-17、B-29轟炸德國、日本等立下汗馬功勞,除此之外對於空中格鬥、摧毀地面目標表現同樣出色。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51對陣FW190


二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51對陣V2飛彈

結語

由於P-51“野馬”戰鬥機綜合了各類機型的優點,而且生產成本和後勤保障要求較低,同時具備了盟軍最高水平的高速巡航性能和高速操控性能。因此在後期大規模戰略轟炸中屬於最佳護航機型,靠著完美的綜合性能成為歐陸空戰中的主角,榮獲“最優秀戰鬥機”稱號是個好員工。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51“野馬”戰鬥機

P-51戰鬥機總計生產了15600多架各類機型,在擊落4950架敵機的同時擊毀4131個地面目標,由於生產數量龐大出口多國,甚至在有些國家一直服役到上世紀80年代。

二戰名機,被譽為戰鬥機之王的北美P-51“野馬”發展簡史

P-51各類機型


分享到:


相關文章: