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零式神话的粉碎者,美国海军F4F“野猫”舰载战斗机

更新日期:2021/4/19来源:上海航宇科普中心

来源:菌武视界

每次提到二战时间美国海军中战功最为卓著的战斗机人们都会想到著名的F6F“地狱猫”舰载机,因为这种战机在太平洋战争的中后期对日军战机造成了沉重地打击,也成了击落日军战机数量最多地一款战机。然而在我看来,F6F战机之所以能够立下赫赫战功,很大程度上受益于战争后期美军对太平洋地区处于绝对优势的制空权和制海权,“地狱猫”战机可以在良好的作战环境下发挥自身的全部优势。相比之下,在太平洋战争爆发前期日军“零式神话”阴影下临危受命的F4F“野猫”战机更值得人们铭记。

上世纪三十年代,采用固定式起落架的战机(FB/F2B、F6C战机等)是美国海军航空队的首选,因为在当时的战斗机研发技术下,只有机翼和引擎部分足够大的中/重型飞机才有条件安装可收放式起落架。然而随着航空技术水平的不断提升,美国国内的很多战机研发领域从业人士认为减少战机机体的突出部分可以使飞机的速度得到加强并有效减少油耗,可收放式起落架正好迎合了这种观点。在这种背景下,刚刚成立不久、继续一款代表作来稳固自己地位的格鲁曼航空公司将希望寄托在了设计一种采用可收放起落架的多用途战机上面,并将设计草案提交给美海军航空部进行审核,这就是F4F“野猫”战机传奇故事的开端。

一、“野猫”的诞生及发展

就在格鲁曼公司首次提交草案不久之后的1931年4月2日,海军航空局向该公司高层表达了对这一项目的强烈兴趣并给予了“XFF-1”的军方编号,同时还要求格鲁曼公司的设计人员尽快完成一架试验用原型机以进一步接受军方的测试。格鲁曼公司的设计人员对此表现出了极大的热情,不到一年时间他们就完成了试验机的设计,并于同年12月29日进行了第一次试飞活动,虽然由于第一次使用收放式起落架在某些方面的设计上还存在一些小问题,但其总体质量得到了军方人士的肯定。在这之后,格鲁曼公司顺利地拿到了国防部发出的订单,并通过此后的XSF-1、XJF-1和XFF-1等一系列战机彻底打响了自己的名号,成功在美国战斗机研发领域占据了一席之地。

然而在这之后格鲁曼公司在涉及领域却遇到了一些瓶颈,再加上二战爆发前夕世界各国对战机发展的投入越来越大、战机的外形和性能越来越优越,这家公司再一次站在了命运的十字路口,一旦选错了边来之不易的成功就可能化为乌有。1935年美国海军提出新一代舰载机的招标计划之后,格鲁曼公司就开始准备自己的新型战机,在遭遇了此前F3F的挫折之后(这款在F2F基础上重塑外壳的战机在测试阶段故障频出,经过多次修改后才达到标准,险些没能得到军方订单),他们急需利用这次机会打一场“翻身仗”。这年的11月,格鲁曼公司提交了自己的新方案——“G-16”,这一方案是设计人员充分吸取此前几种舰载机经验教训之后的作品,最终也获得了军方的肯定,并将其命名为XF4F-1。

1936年初春时节,海军正式与格鲁曼公司签署了这种新型舰载机的发展合约。可惜的是随着时间的变化,军方认为XF4F-1的双翼设计并不符合当时的要求,于是决定取消合约并终止试飞活动。得到这一消息的设计人员立刻展开了改良工作,在维持大致结构的基础上对外形及引擎进行了重新设计和更换,然而改进后的新版本XF4F-2还是没能获得美军的认可,不过海军没有因此失去信心,而是让格鲁曼公司急需努力。1939年年初,格鲁曼公司经过两次改进后的最终产品——XF4F-3横空出世,并在飞行测试中取得了534km/h的优异成绩,美国海军十分惊喜并在同年8月提出了第一批54架的订单。第一批量产型的F4F-3(此前代号中的X意为测试中,通过测试阶段后就会被去掉)战机于1940年圣诞节前夕正式进入部队服役,“野猫”的昵称则是在服役一年之后才出现的。

二、F4F战机的主要设计特点

从外形方面来看,F4F“野猫”舰载机在主体上使用了全金属半硬壳的设计,其外层的应力蒙皮均是以铆钉结合的方式进行固定的。与格鲁曼公司此前一直比较习惯的双翼设计不同,这款新式战机采用了顺应时代“潮流”的中单翼,每侧的主翼中都设置有一条主梁,翼端则是较为少见的方形布局,翼剖面更是采用了新型的NACA-23015系列——NACA翼型是美国航空咨询委员会开发的一个系列,该系列每种翼型的代号均为NACA+五位数字组成的;用NACA-ABCDE来举例,A代表最大相对弯度,B代表最大弯度相对位置,C根据中弧线的类型在0和1之间选择(中弧线为简单型选0,否则为1),DE两位则代表相对厚度。\

而这款战机还有一个较为重要的设计就是它的起落架,F4F的起落架如同此前格鲁曼公司的其他种类战机一样继续采用了可收方式,不过并不是自动收放,而是需要驾驶员手动操作位于座舱内的摇臂转盘才能顺利收至位于机身两侧机翼前缘下方的位置,根据前线飞行员的回忆每次收放最少需要转动三十圈,较为费力;至于战机的尾轮则采用了不可收放的固定式,因为其体积较小,对战机速度和油耗的影响不大。除此之外,这款战机位于机翼中央的驾驶员座舱采用了全密闭的形式,不过为了确保战斗时视野不受影响设计人员在其两侧机翼下方各开辟了观测窗。

在动力方面,美军装备的“野猫”战机均采用了普惠公司推出的R-1830系列发动机,该型发动机在上世纪三、四十年代被广泛用于多种战机之上,其总产量达到了惊人的17万具,算得上是二十世纪初最成功的一款引擎。R-1830引擎的最大功率为1200马力,在它的帮助下F4F“野猫”战机获得了533km/h的最大时速、594m/min的优秀爬升率以及超过12000m的实用升限;除此之外,作为美国海军在1941—1942年之间唯一可用的舰载机,“野猫”的续航能力也不可小觑,数据显示,其最大航程可以达到1240km。而远销至欧洲盟友手中的那批F4F最开始时使用的也是R-1830引擎,不过因为这款引擎在最初阶段量产出现了一些问题,法国人出于稳定性方面的考虑将这批战机的引擎全部换成了民用版的R-1820.

三、“野猫”战机的加牙利爪

F4F-3版本的“野猫”在机载武器方面采用了4挺Browning-M2重机枪的配置,后来出现的F4F-4则将机枪数量增加至6挺。这种机枪其实就是曾经在一战中纵横沙场的M-1917机枪的口径放大版,勃朗宁在二十年代为了达到美军的要求才对其进行了改进;改进后的Browning-M2重机枪具备火力高、弹道稳、射程远的特点,其二战版本的射速最高可达1200发/分,其实这样的射速在当时并不算快,甚至还可能出现支援火力不足的情况,但是在后坐作用系统的帮助下这款机枪在全自动发射时命中率较高,而在射程方面,M2在装备普通子弹时最大射程可达7.4km,在军方进行的性能测试中这一数据还会更高。

不过在实战之中M2机枪也出现了一些问题——一些飞行员发现这种机枪经常会出现无缘无故卡壳的状况,这种故障在战前的多次测试中均未出现过。经过全面分析、检查之后技术人员发现弹鼓内装满弹药的M2在战机抖动过于剧烈时很可能会出现弹鼓供弹不畅导致的卡壳事故;为了解决这一问题,设计人员在其弹鼓中增加了一个可以隔离弹药带的分离装置。1942年春天,该装置在所有装备了“野猫”战机的航空支队中普及并彻底解决了卡壳的问题。

“野猫”战机第一次露出獠牙是在1941年12月美日两国之间的威克岛海战当中,面对性能更加出色的日军战机,F4F临危不乱并成功击落了多架敌机,甚至还击沉了日本海军的“如月号”驱逐舰,直接导致日军无奈撤退,帮助美军赢得了这场海战;在此之后,F4F在与“零式”战机交手时也丝毫不落下风——虽然“零式”低俗性能更加良好,但是“野猫”有着结构强韧、火力强大以及俯冲性能良好等优点,而随着战局的变化,美军更是为“野猫”制定了一系列战术,帮助该型战机在与“零式”的对抗中占据了绝对上风,同时也为美军开辟了通往胜利的道路。

总体来说,F4F“野猫”舰载战斗机的性能良好,其坚固的机身以及美军采用的正确战术也让它在与强大敌人对抗时展现出了出色的稳定性,最终利用高生存率成功拖垮了人力资源匮乏的日本法西斯。而作为二战时期美国海军最重要的一款战机,“野猫”在设计层面所积累的经验也是美军此后舰载机发展过程中不可多得的宝贵财富。