當前位置:
首頁 > 最新 > 102天設計出頂級戰鬥機——美軍這項記錄能否打破?

102天設計出頂級戰鬥機——美軍這項記錄能否打破?

本文主角,野馬戰鬥機

大家知道,一款先進戰鬥機從圖紙變成原型機、再升空試飛,需要好幾年的時間。例如,國產最先進的殲20戰鬥機,從2007年立項到2011年原型機試飛,中間經歷了整整四年。和它相比,幾十年前的戰機技術沒有這麼複雜,著名的P-51「野馬」戰鬥機從圖紙到原型機只花了102天時間!

野馬戰鬥機的生產廠商北美航空公司是在二十年代成立的控股公司,該公司先後兼并多家企業,成為當時美洲大陸上舉足輕重的航空工業巨頭。1934年5月,北美航空公司拆出多個子公司,僅僅保留飛機製造的業務,詹姆斯·「德國佬」·金德博格成為公司總裁,他的好友、同樣也是卓越航空工程師的約翰·利蘭·阿特伍德擔任副總裁。

當年的北美公司廠房

詹姆斯·金德博格(左)與約翰·利蘭·阿特伍德(右),北美公司的掌門人。

新公司生產的第一款飛機是公司內部編號為NA-16的輕型教練機,它很快發展為AT-6「德州人」教練機,得到軍方大批訂單,豐厚的利潤如太平洋的海潮一般洶湧而來。

隨後,北美公司開始嘗試戰鬥機研發,工程師們完成了第一款NA-50型戰鬥機設計。該型號安裝一台萊特R-1820九缸氣冷發動機,武器系統則由兩挺點30機槍構成。1939年夏天,該型號首飛成功,並小批量出售秘魯軍隊。根據用戶反饋:該型號飛機憑藉輕量化結構以及相對強大的動力設備,性能發揮優良。

北美公司的第一款戰鬥機設計,看起來毫不起眼

第二次世界大戰爆發之後,英法兩國開始為充實軍力而不顧一切地採購所有堪用的武器裝備――包括各種美製軍用飛機。當時,美國可供出口的戰鬥機只有相對落後的P-40和P-39,英國政府仍然照單全收。

此時的寇蒂斯公司已經和美國陸航簽下數額巨大的P-40生產合同,難以為國外用戶生產更多的戰鬥機。因此在1939年晚秋,鑒於北美公司擁有豐富的大規模飛機製造經驗,英國採購團中有人向金德博格建議北美公司為寇蒂斯公司開闢一條P-40生產線以幫助提升該型號的交貨速度。

北美公司差點成為P-40的代工廠

實際上,當時的阿特伍德已經基於「梅里迪斯效應」,有了自己的先進戰鬥機設計概念,可以最大程度的減小阻力,並利用發動機排出的廢氣獲得額外的推力。簡而言之,以當時的技術水準,這將是一款阻力小、速度快的高科技戰機。

1940年1月,金德博格和阿特伍德代表北美公司向英國採購團提交了一份計劃書,聲稱:同樣基於P-40配備的V-1710液冷發動機,北美公司可以為英國政府設計並製造一款全新的戰鬥機,並保證新飛機擁有更遠的航程以及更優秀的性能。

阿特伍德的新飛機有著革命性的設計

經過一番交涉,北美公司終於說服了英國人。4月11日,阿特伍德向英國採購團提交了生產400架新型戰鬥機的意向合同,飛機配備艾利森V-1710型發動機、英國規格的武器設備以及北美公司設計製造的機體。當時,北美公司無法向英國採購團提供任何設計圖或是技術規範,能拿出手的只有在談判中用於講解設計概念的一些非正式草圖。於是,當時簽訂的意向合同只有單純的文本內容。從這一天起,新戰鬥機項目開始正式實施。

1940年4月20日星期六,北美公司批准了新型戰鬥機的計劃,工程師團隊立即開工。項目的工程部門由總工程師雷蒙德·萊斯掌管,艾德加·舒默德擔任助理工程師以及最初設計團隊的主管,第一張設計圖紙便出自他的手下。值得一提的是,艾德加·舒默德擁有德國血統,因而戰後一度流傳有「野馬戰鬥機由德國梅塞施米特公司的工程師設計」的謠言。

艾德加·舒默德(右)和工程師們在研究圖紙。

1940年5月29日,英國政府簽訂了購買320架新戰鬥機的合同,並根據當時大西洋兩岸流傳甚廣的一首熱門歌曲為其起名為「野馬」。根據這筆合同,每架野馬的平均價格為50000美金。這筆合同最不尋常之處在於北美公司和英國採購團達成另外的非正式協議:飛機原型機--即北美公司內部編號NA-73X的這一架,其交付爭取在120天之內完成。顯然,有正式合同作為後盾,120天的期限實際上對於北美公司來說並不意味著一條硬性的規定,不過,對於公司內部的工程師來說,這的確是一項前所未有但值得一試的挑戰。

轉眼之間,北美公司上下以史無前例的工作激情捲入了一場瘋狂衝刺當中:通宵加班成為家常便飯、周末假期被自動放棄。對於這幾個月的超負荷工作,艾德加·舒默德是這麼回憶的:「我們每天都忙到午夜。到了星期天,我們會在下午6點下班,這樣我們就知道,『周末』到了。」

「野馬」戰鬥機最初的工程樣圖之一

野馬戰鬥機的核心技術包括:

發動機/滑油散熱器設計。兩者融為一體,安設在機體內部,可以最大程度地減少阻力、提供額外推力;

層流翼技術。來自國家航空諮詢委員會(NACA)的這種新發明能夠減少流經機翼的湍流,降低阻力,增加飛機速度,乃至減少燃油消耗,其缺點是低速飛行條件下提供的升力相對較低。

二次曲線輪廓機身。該技術通過加州理工實驗室驗證,實現上較為複雜,但能夠最大限度地減小正面阻力,使流經機身的氣流平滑順暢,提升飛機性能。

工程師們在進行原型機的靜力試驗。

工程師們的目標不僅僅是在120天的時間裡從無到有、製造出北美公司第一架現代化的高性能戰鬥機,還包括完成未來大規模生產的規劃。金德博格具備非凡的管理才能,他的領導極大促進了北美公司的生產效率。即便在戰時的大規模生產壓力下,飛機的各個零部件仍然按照批次井然有序地生產而成。因而,野馬戰鬥機便具備超凡的生產性:便於製造、成本低廉。

在第二次世界大戰當中,美國戰時生產局對各家飛機製造商進行過各方面的數據統計,其中一個重要的指標便是生產每磅機體結構(尚未安裝發動機以及其他設備)所消耗的平均工時。對於這個數據,北美公司的紀錄是一直比國內同行的平均水平低20%。為此,格魯曼公司的生產主管捷克·斯沃巴爾前往北美公司學習經驗。完成了為期數天的考察之後,斯沃巴爾在臨走前向金德博格感嘆道:「德國佬,我不相信你們有比我們更棒的員工、設備、廠房或者產品控制,但你到底是怎樣讓手下的工程師設計出如此適合工人製造的飛機來的?」在金德博格持之以恆的努力下,到戰爭結束前,最後的5000架野馬的機體售價被壓縮到僅僅17000美元!

為使NA-73X原型機能夠儘早交貨,北美公司的設計團隊夜以繼日地加班加點。9月9日――僅僅在英國政府簽訂購買合同的102天之後,NA-73X完整的機體推出了北美公司的廠房。以102天的時間從無到有製造出一款頂級戰鬥機,這在七十七年後的今天是完全不可想像的!

跑道上的原型機,方向舵上可見NX19998的民用序列號,機腹的進氣口和排氣口均處在完全打開位置

然而,當時NA-73X的引擎罩之內還是空空如也――艾利森公司正在開足馬力為美軍戰鬥機生產發動機。作為一架自行研發、針對國外客戶的「非官方」戰鬥機,野馬原型機只能獲得NX19998的民用序列號,被排在艾利森公司供貨列表的末端,V-1710發動機的交付遭受了重重阻隔。

為此,北美公司為跑道上的NA-73X拍攝了大量照片,郵寄到艾利森公司。信封內沒有一張信紙,照片上嶄新的NA-73X彷彿在向艾利森公司提出無聲的抗議:「你看看,只要一台發動機,我馬上能飛起來!」 此外,野馬項目的一名工程師將自己的轎車停在了艾利森公司的大門口,一步不離地全天守候,他身上背負著北美公司的一條死命令―――「拿不到發動機就不要回來。」

終於,在軟磨硬泡3個多星期之後,北美公司總算在10月7日收到了姍姍來遲的V-1710發動機。打開包裝箱,工程師們不由得倒抽一口涼氣,原來艾利森公司修改了V-1710的管線布置,而完全沒有將這些變動及早通知北美公司!為此,北美公司耗費了整整18天時間用以修改NA-73X的引擎罩設計用以配合規格改變過的V-1710。

北美公司歷經磨難才為野馬拿到一台發動機

在一切準備就緒之後,1940年10月26日拂曉,NA-73X為處女航做好了準備。這是一個典型的加利福尼亞秋日早晨,只有薄薄的雲霧在低空漂浮,極其適合飛行測試。NA-73X原型機從廠房之中被拖曳到邁恩斯機場的跑道一側,設計團隊成員以及北美公司的工人們從四面八方聚集過來,圍攏在飛機周圍,他們之中的大多數人是第一次親眼目睹這個從自己手下誕生的新生兒。NA-73X保持了鋁合金原色,優美流暢的機身光滑閃亮,靜靜地佇立在微涼的和風之中,彷彿一匹久經沙場的賽馬在等待著發令槍響脫韁疾馳的那一瞬間。

試飛員萬斯·布里斯穿上緊身而且舒適的飛行服,爬進了NA-73X的駕駛艙。在V-1710發動機從沉睡中被喚醒之後,他關上了飛機的座艙蓋。NA-73X輕快地滑向跑道盡頭,隨著發動機的轟鳴,螺旋槳掀起的氣流吹動前一天夜裡落雨在跑道上聚集的積水,濺起陣陣飛沫。所有設備運轉正常,萬斯·布里斯獲得了起飛的許可,將飛機滑行至平行跑道的位置。他把持住剎車,穩穩地推動節流閥,發動機的轟鳴越發響亮,大團黑色廢氣從引擎罩兩側的廢氣導管噴涌而出。

起飛的時機到了,萬斯·布里斯鬆開剎車,NA-73X有如離弦的箭矢,在跑道上急速滑跑。隨著速度的增加,飛機的尾輪脫離了地面,此時萬斯·布里斯發現螺旋槳的扭矩效應遠比設想中的小,他只要在方向舵上施加些許控制,就能毫無困難地保持飛機在跑道正中平穩滑行。機翼下長長的水泥跑道被甩到了後頭,NA-73X的主起落架輪輕盈地脫離了地面,飛機優美地從跑道上躍升而起,向著無垠的藍天飛去。目睹NA-73X的起落架被準確無誤地收回收起至機翼內之後,地面上翹首以待的北美公司員工們迸發出暴風雨一般的歡呼和掌聲。

試飛中的NA-73X,注意圓弧形風檔,照片拍攝時方向舵按照美軍的標準進行塗裝。

萬斯·布里斯發現飛機的加速比預想中快,爬升角度也更為陡峭,他不得不稍稍收回節流閥以保證飛行的安全。駕駛飛機進行了20分鐘的體驗之後,萬斯·布里斯逐漸熟悉了NA-73X的飛行特性,他駕機與隨同陪伴飛行的另一架飛機組成編隊,開始比翼齊飛。

此時,地面塔台向NA-73X發出指示,要求在地面的觀測範圍之內進行一系列機動飛行。對於萬斯·布里斯進行的任何一個動作,NA-73X都能敏捷地做出即時反映,其各項表現遠遠超出工程師們的預想。最後,萬斯·布里斯駕駛飛機以一個漂亮的三點式著陸降落到邁恩斯機場的跑道之上,NA-73X的處女航完美無缺地划上了句號。

在接下來的日子裡,野馬戰鬥機的測試和生產工作有條不紊地進行,雖然經歷過原型機墜毀的事故,但總體而言波瀾不驚。1941年4月16日,第一架生產型野馬I滑下了北美公司的生產線。從工程師團隊開工到生產型戰鬥機出廠,北美公司在一年不到的時間內便完成了其他公司需要消耗兩年、甚至三年時間的任務,業界同行由衷地讚歎野馬項目實為「十二個月之中的奇蹟」。隨著時間的推移,技術的進步,研發一款戰鬥機所需要的時間也就越來越長,未來野馬戰鬥機的這項記錄有沒有被打破的可能呢?讓我們拭目以待吧。

只需不到一年時間,野馬戰鬥機便出廠交付英國皇家空軍


喜歡這篇文章嗎?立刻分享出去讓更多人知道吧!

本站內容充實豐富,博大精深,小編精選每日熱門資訊,隨時更新,點擊「搶先收到最新資訊」瀏覽吧!


請您繼續閱讀更多來自 點兵堂 的精彩文章:

「諸神的黃昏」——德國公海艦隊的最後戰鬥
億元頂級戰機擊斃隊友——伊拉克戰爭中美軍出盡洋相

TAG:點兵堂 |