零式战斗机的诞生
96式舰载战斗机的优秀性能,让堀越二郎名声大噪。所以在1937年10月,海军提出新一代舰载机的招标时,堀越二郎很自然的作为三菱公司的首席设计师参加了招标会。
堀越二郎当时年仅34岁,却也相当自信,毕竟它是历史上最成功的96式舰载战斗机的设计者。
只是他并没有高兴多久!
当他得知海军方面的要求时,堀越二郎当场就被惊呆了。
当时另一个参加招标的中岛公司代表,几乎当场就拂袖而去,他们认军方的要求简直是胡扯!
实际上,海军的要求在当时看来,真的形同发疯。
最大空速:高度在4000米时,311 公里/小时。
爬升率:爬升到3000米高度,花费9分30秒。
滞空时间:正常出力下可以维持1.5到2小时,经济巡航速率下携带副油箱为6至8小时。
武装:两门20毫米机炮,两挺7.7毫米机枪,并且能够携带两枚60公斤(123磅)炸弹。
航电设备:各种无线电设备,包括定向设备。
起飞距离:在17节顶头风下必须少于70米。
机动性能必须和96式舰载战斗机同级。
大家看到,这个要求比96式舰载战斗机有很大提高,而设计时间仅仅比96式舰载战斗机迟2年而已。
堀越二郎看到这个要求后,一度想直接撂摊子不干了。
他对三菱公司高层说:军方简直是疯了,那些将军们能不能现实一点,去看看当今世界航空技术的现状。以日本的技术,根本就不可能造出这种东西。以我的个人能力来说,96式舰载战斗机就已经是极限了。如果海军方面坚持这个要求,我就无法接受这个任务。我还敢说,整个日本也没有一个设计师敢接受这个任务。
三菱公司高层无奈,只好向海军方面转达了这个意思。其实中岛公司和爱知公司也有类似的抱怨。
1938年1月,横须贺海军基地,海军一派的30多个军官同三菱,中岛公司,爱知公司的代表举行会议,商讨修改新的标准。
爱知公司当时技术力量最为薄弱,听到这个惊人的要求以后,干脆直接放弃竞争,连会议都不来参加了。
本来,这个会议的目的是降低标准,没想到因为因为由刚从中日战场一线回来的军官参加,这个会议反而变成追加性能的吵架会。
这几个刚从一线回来的军官,在会上激愤的表示,新式飞机的各项指标不但不能降低,而且在机动性上还要增加。
他们一致认为:新式战斗机的机动性不能仅仅保持和96式舰载战斗机一致,还要远远超过它。
几个人长篇大论介绍所谓的中国战场实战经验,期间一再痛骂国内设计师的短视和无能,导致一线日军飞机有较大的损失,连较弱的中国空军都干不掉,简直属于犯罪!
期间,混蛋和白痴之内侮辱性预言充斥会场,一些军官甚至直接对着设计师们摇晃拳头!
听到这里,台下忍无可忍的堀越二郎站起来说道:诸位的要求自然是有道理的,但你们有没有想过,你们提出的每一项性能要求,都是世界第一流水平。如果所有的性能都能够实现,这架飞机绝对是世界超一流水平。并不是我们三菱公司没有志气,但这确实是办不到的,也根本不可能有人能办到。比如军方要求的如加速度,机动性,续航能力等等,实际从技术上说,本来是互相对立的。这就如同一艘军舰,既有战列舰的装甲和火炮,又有驱逐舰的高速度,要有鱼雷艇的机动性,还要有航空母舰的舰载能力,这怎么可能呢?自然如果真能存在这种军舰,肯定是无敌的,但以现在的技术水平来说,这只能是梦想!所以,我希望军方,能够联系现实,制定一些相对宽松的性能指标,至少也希望海军方面能够给我们一个性能的优先顺序,告诉我们哪些性能可以放在后面,让我们设计上也有一定的依据!
此时,海军在陆地机场服役的一个著名军官,源田少佐立即站起来,表明机动性的重要性。他认为战斗机第一重要的是机动性,续航能力和速度可以放在后面。因为战斗机的第一目的,是在空战中获胜。源田唾沫横飞的介绍中国空军的霍克三和波音战斗机的优秀机动性:霍克三本来是落后的双翼战斗机,就是因为机动性极佳,我们使用最先进的单翼96式舰载战斗机也很难对付他,将它击落是很不容易的。
话音未落,航空母舰上服役的柴田少佐立即跳出来反驳(这两人是著名的一对死敌),他认为最重要的应该是速度和航程,至于机动性是其次的。
柴田少佐毫不客气的反驳说:海军作战一般集中在大洋和沿海,务必长驱深入敌人后方作战,如果续航能力不足,根本就不能完成任务,那么机动性再好又有什么作用。我们在淞沪会战初期,由于没有地面飞机场,仅靠航母上的战斗机,最多只能从上海飞到南京,再远的话就不能胜任了。因为战斗机航程短,所以我军轰炸机虽然可以飞到敌人后方很远的地方,却也被迫降低轰炸的航程,以避免被敌人战斗机拦截击落!这实在让我们海军战斗机飞行员很羞愧!
最后,柴田少佐斩钉截铁的说:至于机动性的不足,可以由飞行员的训练和战术弥补。但无论怎么提高训练水平和战术,战斗机的航程和速度是无法靠飞行员来提高的!
源田少佐立即站起来表示不同意,两人就当着几十个人的面大吵起来。吵到最后,两人又牵出了之前的旧怨,最后也不知道他们在吵什么,一度几乎要动其手来。
堀越二郎在一旁听的七窍生烟,却又实在插不进去嘴,最终会议不欢而散。
由于军方自己都无法达成一致意见,最终的结论是,还是按照之前的要求来做。
堀越二郎感觉简直就不可思议,无法理解,难道日本军方就没有一个有理智的人吗?
但当时日本是军国主义国家,军方的力量无比强大,任何人,哪怕皇室成员都要对军人俯首帖耳。
在军方看来,堀越二郎之流不过是军方手中一个小小设计师而已,哪有资格讨价还价,只有执行命令的权力。
当时军方非常嚣张,只要违背他们意志的,一律严惩,轻则解雇失业,重则坐牢,甚至以叛国罪枪决。
堀越二郎在军方和三菱公司的重压下,只得忍气吞声,发挥自己最大的努力来设计新式飞机。
中岛公司的高层精明的多,他们认为兼顾8小时1300海浬以上的续航力与飞机机动性这两项互相冲突的指标,根本不可能实现,所以干脆的拒绝了这个任务。
于是,三菱公司成为唯一承接者,所有的重任全部压在堀越二郎身上。
堀越二郎苦苦思索几天,夜不能寐,最终做出一个结论。军方的要求,其实还是有所偏颇的,虽然对飞机的速度,航程,机动性,武器有较高要求,却没有对防御能力和机体的强度有什么要求。
这一点,堀越二郎完全可以理解。
在日本军方看来,日本的战略永远是以攻为守,战斗机和飞行员都是所谓消耗品,并不值得保护。只要能够消灭敌人,这些损失就是值得的,死几个人更算不了什么!在日本人看来,普通日本军人的生命根本就没有意义,唯一的意义就是为天皇献身!
在抗战初期,日军飞行员就发现,国军购买的老式欧美飞机的防御能力比他们要好,很多国军飞机在飞行员座椅上安装了防弹钢板,这救了很多人的命。
既然在性能上有所取舍,那么设计上也相对好办的多!
堀越二郎在设计中,发挥了他独特的天才,前后花费了1年时间,使用了多项最新式的技术,最终在1939年初完成了设计工作。
这架新飞机的特点很多,从外形上来说,他的区别很明显。新式飞机的体积大,发动机动力大也大。
新飞机长9米,宽12米,空重1.6吨,发动机为中岛荣一二型(950匹马力)。
而相比起来,现役的96式舰载战斗机长为7.5米,宽11米,空重1吨,发动机为中岛寿41型风冷式发动机(710匹马力)。
可见,新式飞机要大的多,也重的多,但发动机增加的却不是太明显。
大家都知道,发动机是最考验一个国家航空技术高地的东西,也是日本的短板。先进的发动机设计,不是一朝一夕的事情。当时全世界最先进的就是美国和德国,而日本的技术属于二流。
其实岂止是日本,我国为了歼十搞了这么多年,就是搞不定发动机。所以最初的歼十的发动机,仍然是俄制AL-31FN涡轮风扇发动机,这是用于俄制苏-27战斗机的AL-31F涡扇发动机的改进型。要说中国研究和仿造俄制发动机也有10,20年历史,就是吃不透!
所以在当时日本技术条件下,950马力的发动机,体积也不算很大,勉强符合需要。
如果需要更强马力的发动机,以日本当时的技术,发动机的体积和重量就大得多了。带来的的就是,飞机不可避免的也要设计的更大。这样一来,机动性就会大大降低,也更重,更耗油,无法符合军方的需要,所以,根本没法这么做。
正是由于发动机的天生短板,而军方的要求又极高,就导致新式战斗机必须在性能上做出选择,将一些性能人为的降低。
上面说了,既然军方对于防御能力没有什么要求,自然先从这里下刀!
事实证明,这一点后来造成零式战斗机可怕的结局,但在当时确实无可奈何的唯一一条路。
对这一点堀越二郎是深为痛心,却也没有办法!
堀越二郎事后回忆说:以当时日本的水平,制造的发动机动力要比欧美先进国家低平均 20~30%,所以为了获得更灵活的性能,不得不牺牲一些东西。最终是牺牲了防弹性能,但零战实际上还是勉强通过军方苛刻指标的,因为对引擎只有 1000 马力的飞机来说这些要求几乎是极限,当时它的空战能力很好。但是装备 2000 马力引擎的美国格鲁曼F6F“泼妇”战斗机出现以后,我们的苦头就开始了,如何应付它?如果我们也有这种技术,在当时能够装备这种2000马力的引擎,也就不会如此忽视飞机的防御能力。这也是生产力和国力太差的体现,并不能完全归咎于飞机本身。
显然,零式战斗机要大得多,这主要是为了安装体积更大的发动机!
为了保证速度,航程和机动性,堀越二郎使用了很多新的技术,比如著名的可收放起落架,全密封座舱,外挂的油箱等等。
可收放起落架:老式的固定起落架会造成很大的风阻,可收放起落架可以将飞机的最高速度提高百分之十左右!
全封闭座舱:可以让战斗机在5000米以上高空作战。要知道,当时重型轰炸机已经可以飞到10000米高空,战斗机如果还采用开放式驾驶舱,根本没有办法拦截。在二战开始以后,
高空轰炸越来越频繁。远的不说,国军的苏联援华轰炸机大队,两次轰炸武汉机场,就是在8300米高空投弹轰炸。如果使用老式的96式舰载战斗机,因为它是敞开座舱,虽然视野很好,利于空战,但无法飞的太高,很难有效高空拦截!全封闭座舱可以让新式战斗机拦截任何一种高空目标!
外挂副油箱:可以大大提高飞机的航程,却又不影响机动性。在空战之前,将油箱扔掉即可!
也许很多人认为外挂油箱有什么难度?其实在当时真的有一定难度。除了供油的可靠性以外,还要能够在任何时候瞬间扔掉油箱。如果一旦扔不了,带着笨重油箱的飞机就会像石头一样沉重,根本无法空战。零式战斗机试验机型的油箱就很容易出现扔不掉的情况,花了很大的努力才将其改好!
除此以外,还有很多新的技术。
可是,以当时的日本航空技术,就算使用了以上各种新技术,造出来的飞机同军方的要求仍然有很大的差距。
堀越二郎无奈,只得尽全力发挥技术,修改机身和机翼设计。他在保证飞机不至于解体的情况下,以将飞机的防御力和强度减到最低,来保证机动性,速度,航程,火力等四大性能。
堀越二郎为此可谓做到极致,不愧为飞机雕刻家的外号。
原本一个机翼需要打10个柳钉,现在改为8个。原来蒙皮是1厘米厚,现在改成0.8厘米厚,甚至在梁翼结构打了很多圆孔,以减少重量。
遗憾的是,这个所谓的雕刻家玩命的做到了极致,仍然离军方的标准有一大截距离。堀越二郎急的整夜睡不着觉,完全泡在办公室里,脸都绿了!
就在堀越二郎走投无路的时候,日本的航空材料研发部门救了他。
在1938年末,日本住友公司发明了新一代的高强度铝合金。
本来96式舰载战斗机已经采用了部分铝合金,但1938年发明的铝合金更厉害。这种ESD铝合金的强度很高,也就是今天说的7075铝合金,时至今日,也大规模使用在航空零部件上。
这种7075铝合金强度高,重量极轻,就这方面特点来说,它是当时任何一个航空设计师梦想的好材料,它唯一的缺点就是不耐用。
自然,如果是德国人,美国人,肯定不会用这种合金。因为这种飞机只要飞一段时间,金属老化以后就很危险,说不定哪天就空中解体了,但日本人并不管这一套!
后来很多日本的飞行员死于高速机动后,突然出现的飞机解体,不过在当时已经顾不了那么多了!
7075铝合金是零式战斗机最大的亮点,它让这种马力仅有900多的发动机可以给这么大的飞机提供足够的动力。这在之前,完全属于做梦!
堀越二郎立即采用了这种铝合金,经过苦心的一再修改,终于达到了军方的要求。
新式飞机的性能完全达到军方要求,甚至还有超出。
时速上,新式飞机高达533.4公里/小时,这在当时已经是相当惊人的了,丝毫不亚于世界上任何一款最先进的飞机。
航程上,挂在副油箱,可以高达3350公里!这在当时几乎是不可思议的,要知道著名的英国喷火式战斗机和德国德国BF109战斗机的航程,也仅有区区700多公里。
爬升能力很优秀,爬升到6000米仅需要7分28秒,这样该机在空中格斗中很容易就可以占据优势位置,占尽上风。
盘旋能力极强,零式战斗机的低速盘旋能力可谓二战第一,直到二战结束,美军也没有一种战斗机能够在这方面超过零式战斗机!
火力很强,除了两挺7.7毫米机枪,还有两门20毫米机关炮。7.7毫米机枪的射程远,精度高;20毫米机关炮的威力大,只要1发即可造成敌方战斗机的严重损坏!这种火力搭配,在当时全世界都是顶尖的。
飞机的俯冲速度也高达630公里/小时,但这确实一个短板。由于机体较为脆弱,俯冲时候有一定危险,如果过速可能导致飞机失控或者解体!
这种飞机的主要性能,在当时绝对是世界最强的,比各国主力战斗机都要强出一截。
以他的综合性能来说,除了防御能力较差以外,其他各方面都强于德国BF109战斗机,英国喷火式战斗机,至于苏联和美国的战斗机就更不用提了。
自然,飞机的缺点也是明显的,就是防御能力差,机身强度低。堀越二郎之前已经说得很明白了,因为工业力量的限制,必须在性能里面有取舍,最终只能忽视防御能力。
堀越二郎回忆:军方认为战斗机的要领在于如何更有效攻击并击落敌机,而自己伤亡与否则不在考虑之列,这就是当时的指导思想。取消防弹装置可以使飞机变得更轻,能够拥有更好的灵活性,攻击力也就增加了。当时的军用飞机开发手续是这样的—由陆海军的航空本部收集每年的报告,诸如对正在使用的飞机评估、缺点的记录、战斗记录、航空队的意见、各种外国飞机的发 展动向,然后据此空想出新飞机“应该”拥有的性能,诸如爬升能力、最高时速、航程、盘旋能力、武器和引擎等都在草案里决定下来,称为“设计计划命令书”。 用今天的话来说就是 OR(Operationl Reseach)。此份文件会被分发给各航空公司竞争,最后胜出的样机获得量产许可。基于以上设计思想和军方提出的命令书,当然不考虑防弹性能这类事,我也只能按照军方的方案去设计!
其实,堀越二郎也没有完全说真话,他其实还暗中将军方的防御标准改了,自然不是改的高,而是改的更低。海军给新式飞机的强度系数是1.8,由于堀越二郎实在无法达到军方关于速度,机动性,航程等要求,只好偷偷的将强度系数改成了1.6。后来在军方的测试中,只有尾翼能够承受2.4倍的压力,机翼只能承受1.6倍压力,超过压力机翼就会脱落,而机身在承受1倍压力时就出现扭曲变形。
只是木已成舟,军方也就装做看不见堀越二郎的私下修改,默认了这一事实!
试验2号机在一次俯冲式,就出现空中解体,日本试飞员还没来得及打开降落伞就摔死了。
其实,这个强度也就是保证飞机刚造出来一段时间内,不至于自己在机动中解体!
除了机体强度很弱以外,新式战斗机几乎没有任何装甲,对飞行员的驾驶舱也没有任何保护,没有防弹玻璃,没有防弹钢板,连油箱也不是自封的,因为这些都会增加重量。
实战中,零式战斗机非常脆弱。1943年2月,日军飞行大队长周方元成大尉的座机被美军击中。这发12.7毫米机枪子弹,居然把零式战斗机打了一个对穿。子弹从机身的油箱射入,从座舱穿出。如果当时油箱里面放满汽油,估计当场就要爆炸!好在此时油料已经不多,所以才得以没事。不过,这个后来自卫队的将军,也被挥发的汽油气体熏得差点窒息!
1942年12月,宫崎勇一在瓜达尔卡纳尔战役中,被一发美军机枪子弹击中,也打了个对穿。子弹打穿了它的机舱,因为没有防弹玻璃,所以子弹穿透驾驶舱后,早就不知道飞到哪里去了。宫崎勇一的狗命很大,他当时正俯身给机枪上膛,所以这发子弹从他的头顶机几厘米上飞过。
在太平洋的战斗中,美军最不好的飞机往往也能抵抗日军的7.7毫米机枪的连续扫射,但零式战斗机被击中1,2发子弹往往就是致命的。
后来犹太籍美国工程师拆卸零式战斗机后说:零式战斗机的体积并不小,怎么会这么轻呢?除了诸如机翼与驾驶舱是整体的结构之外,日本军方把飞行员的装甲保护全部都 拆除了。又删掉了一英寸厚的自封油箱。为防备被子弹打穿,自封材料是极其有用的,但却减少了载油量,也减少了飞机的航程。他们还把发动机的电动启动机去掉 了,因为电动启动机不仅自身重十磅,而且还需要一个很重的电瓶和粗铜线来带动启动机马达。在航空母舰上有的是人力来摇曲柄启动器。他们也尽量使用更轻的铝合金,采用聪明的设计思想,在每一个微小的细节上去节省关键性的重量。
但是,事情总是有利必有弊。零式飞机太轻,太单薄了,纤维蒙布的飞行操纵面又是如此脆弱易损,因此当它要甩掉跟在尾巴后面的美国较重的战斗机时,却不能很快地俯冲;这种情况很少发生,但确实还是发生过。
防御能力是弱了,也并不是不堪一击,更况且防御能力弱的前提是你要能击中他!
驾驶这种性能优秀的飞机对付比较落后的敌机,只要日本飞行员操作得法,战术正确,因为巨大的性能优势,敌人很难有效向他攻击,实际处于不败之地!
日军对这种新式飞机极为重视,在第一次试验的时候,为了怕损坏试验飞机,居然没有用汽车搬运,而采用牛车。
当时日本还远没有今天这么发达,除了城市以后,就没有马路,多是一些土路,卡车在上面高速行进,非常颠簸,反而倒是慢速的牛车好一些。
零式战斗机被拆卸成数块,送到试验机场。
试验期间,这种新式战斗机表现出极为优秀的性能,却也表现出机体较为脆弱,发生了三四起事故,主要是空中解体或者部件断裂。
这主要是机身相对比较单薄,一些设计不成熟导致,经过一定的修改,问题大体解决。
正常来说,零式战斗机在使用寿命的前期和中期,不太容易出现机械故障,也不容易解体。
至于防御能力弱,则没有办法了,如果想解决,只能整体重新设计。
1940年这种新式飞机正式定型,并且开始量产。当时是日本神武纪年2600年,于是飞机也就被取名为00式飞机,后来干脆叫做零式舰载战斗机!
零式战斗机在当时的世界上来说,属于第一流的战斗机。零式战斗机在速度,航程,机动性和武器上不是处于世界第一流的水平,就是当仁不让的世界第一。
责任编辑:文小铃 最后更新:2018-12-16 09:05:48
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