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末日之風――中島Ki-84「疾風」戰鬥機小史(三)

原標題:末日之風――中島Ki-84「疾風」戰鬥機小史(三)


原創不易 認可價值 轉載請務必註明作者 以及來自空軍之翼


Ki-84b/疾風乙


1944年底,從馬里亞納群島起飛的B-29機群開始殺入日本列島,對各軍事目標進行猛烈轟炸。在萬米高空,B-29的飛行性能極為優越,日軍戰機幾乎無法對其構成真正的威脅。此時,日軍方才如臨大敵,在慌亂之中尋求各種能夠有效對抗B-29的高空截擊機。Ki-84是當時日本陸航所配備的最新戰鬥機,因而理所當然地被軍方寄以厚望。中島公司因而在日本陸航的旨意下開發Ki-84的截擊型,即軍方編號Ki-84b的四式戰鬥機乙型,一般被稱為疾風乙。


為了獵殺重裝甲的B-29,疾風乙將機身內的12.7毫米機槍升級為與機翼配備相同的20毫米口徑Ho-5型機關炮,備彈數量各150發。因而,新型Ki-84便擁有4門20毫米機關炮的強大火力,相對同時代日軍戰鬥機而言堪稱空前。除此之外,疾風乙的性能與疾風甲大致相當。在外觀上,加強火力的疾風乙並沒有發生太大改變,比較明顯的識別特徵便是機身兩側較大的排煙口,用以配合Ho-5型機關炮的使用。

由於資料的缺損和散失,有關疾風乙的產量已經無法精確查證。不過,通過現存Ki-84歷史照片的研讀,航空歷史學者一般認為疾風乙的產量不會超過所有疾風戰鬥機的十分之一,即350架左右。



疾風乙/Ki-84b,引擎罩內的機槍已經升級為機炮,引擎罩旁的排煙口加大,機翼下掛載有200升副油箱


其他改型


實驗型疾風


日本陸航對重火力截擊機的要求似乎永無止境,中島公司為此基於Ki-84b發展出Ki-84c,即四式戰鬥機丙型――疾風丙。在前者武器配備的基礎上,該型號將機翼內的20毫米口徑Ho-5型機關炮升級為30毫米口徑的Ho-155Ⅱ型機關炮。該炮重44公斤,全長151厘米,射速每分鐘500發。不過,Ho-155Ⅱ一直沒有大規模量產,疾風丙的進度因而停留在原型機的階段。



疾風丙/Ki-84c機翼俯視圖,注意Ho-155Ⅱ型機關炮的炮管與Ho-5型的區別


最後出廠的少量Ki-84b換裝了Ha-45-25發動機,配備有低壓燃油噴射系統,起飛階段輸出功率達2000馬力(1491千瓦)。這個型號一度被短暫命名為Ki-84Ⅱ。


有資料顯示,中島公司曾經在疾風乙的基礎上發展出特殊的截擊型疾風,並製造出兩架原型機,但現今無任何照片資料能夠證明它們的存在。 傳說中該型疾風的最大特點是:保留機身和機翼中的武器設備,並在駕駛艙之後的機身中增加第五門Ho-5機炮,向前上傾斜45度射擊。很明顯,這個布局是受到德國空軍夜間戰鬥機部隊的「斜樂曲(Schr?ge Musik)」武器系統的影響。因此,有學者認為這是Ki-84的夜間截擊型,並冠以Ki-84d的非正式編號。事實上,該論點存在兩個極大的漏洞:1、如果該型號依靠傾斜安裝的機炮攻擊B-29,則其餘4門向前射擊的機炮便淪為無用的累贅;2、單座、單發、無對空雷達的Ki-84實際上根本無法在夜間低可見度環境下完成搜索並截擊轟炸機的任務――只需對比德國空軍夜戰型Me-110和Me-262那密密麻麻的機頭天線和雷達操縱員的座椅,我們便能理解Ki-84完全不適合進行夜間截擊型的改裝。因此,對於這兩架傳說中的「疾風」,在發掘出更多資料證實其存在之前,尚且無法進行進一步的分析。

半木質疾風


戰事進行到1944年底,日本在東南亞重要的原料產地逐一被盟軍收復,海運線路遭受的封鎖日益嚴重,包括鋁土礦、原油、橡膠和其他金屬資源的進口大受影響。因而,日本列島之內的戰略物資儲備急劇下降,對於航空工業至關重要的鋁材和鋁合金的匱乏尤為突出。在這樣的形勢下,日本陸軍航空兵本部制定了一個應變計劃,以求使用低碳鋼、木材、膠合板等更容易獲得的材料取代日益稀缺的鋁合金。


1944年秋天,中島公司工程師提交了一份技術文檔,列舉出Ki-84的機體之內的非重要零部件。這些零部件包括後機身、機尾結構、翼尖等,可以能夠使用木材、膠合板等材料製造,節約珍貴的鋁材。


按照工程師的設計,木質「疾風」從1945年春天開始在中島公司的太田工廠開工建造,它的木質零部件來自田沼町的多家加工廠。


中島公司為這款應急型號準備了Ki-84Ⅱ的編號,昵稱則是「疾風改」。但是,陸軍航空兵本部拒絕了這個編號,仍然將其作為Ki-84a或Ki-84b進行劃分,編號的依據同先前型號,根據出廠時的武器配備所決定。


這批木質「疾風」的外觀與標準型完全相同,再加上中島公司的生產記錄缺損嚴重,所以確切產量以及序列號已經無從考證。


教練型疾風


對於岩橋讓三那樣的精英飛行員而言,Ki-84是操縱簡便、容易上手的好飛機。但在日軍新手飛行員眼裡,Ki-84則是一匹強勁而難以駕馭的烈馬。


例如,新手們發現Ki-84在降落時的控制極其棘手:如果降落速度偏低,流經機翼的氣流將會干擾到放下的襟翼,導致飛機失速墜落;如果降落速度偏高,在接地時飛機的起落架往往無法承受強大的衝擊力,導致結構損壞。如何把持住降落時候的速度,便成為Ki-84新手飛行員的一大難題。


為此,日本陸航曾經多次考慮過在疾風的基礎上專門發展一款雙座的教練機,新手飛行員在教練機上通過后座教官的指導按部就班地完成訓練、熟悉飛機的控制特性後,便能較為自如地駕馭單座疾風戰鬥機。不過,教練機的生產需要對中島公司的生產線進行調整,影響疾風戰鬥機的交貨速度,戰局的緊迫使日本陸航的這個構思最終停留在紙面階段。


教練型疾風側視圖


不過,在1944年下半年,有若干Ki-84a在出廠之後得到改裝,作為雙座教練機使用。改裝包括:拆除飛行員座椅的頭靠,並在後方騰出空間容納第二個簡易座椅;將座艙蓋後半部分造型改變以配合雙人駕駛艙的布局;為平衡增加成員帶來的額外重量,機翼上的Ho-5機炮被拆除。


在這種土法上馬的「教練機」座艙里,並沒有給后座提供任何儀錶或操縱機構。因此在開始試飛時,新手飛行員只能蜷縮在后座,越過教官的肩膀仔細觀察其一舉一動,聆聽教官的講解。等到新手飛行員掌握足夠的Ki-84駕駛技術之後,師生二人在地面互換位置,重上藍天,由新手飛行員操縱飛機,教官在后座觀察他的動作,並隨時進行指導。


有資料聲稱改裝為教練機的疾風數量大致為20架左右,但缺乏足夠的歷史照片資料加以佐證。


生產型木質疾風/Ki-106


1944年秋天,在名不正、言不順的「疾風改」之外,中島公司開始考慮更為徹底的全木質「疾風」。在發動機之外,該型機的機體各部件規格與Ki-84相同,全部由分散在各手工作坊的不熟練的工人採用木材、膠合板和低碳鋼生產,最後運抵中島工廠進行組裝。中島公司試圖通過這個型號來減少鋁材的消耗,加快疾風戰鬥機的出廠速度。


1944年10月,日本陸軍航空兵本部將中島公司的這個項目交付立川飛機、吳羽飛機和王子航空等三家企業,要求其合作設計生產一款全木質的疾風戰鬥機,軍方編號為Ki-106。在這三家企業中,王子航空是由造紙廠轉型的軍需企業,而立川飛機公司則擁有豐富的木質飛機生產製造經驗,而且產能充足、人員齊備,正是生產全木質疾風的不二之選。


Ki-106的項目開始之後,工程師們很快發現:像「疾風改」那樣用少量木製零部件替換掉飛機的原有部件並不複雜,難度在於如何製造出所有的完全符合飛機組裝要求的木質零部件。這無法通過1:1等比仿製木質零件的方式加以實現,因為木材和鋁材的比重、強度完全大相徑庭,為滿足使用要求,零件必須重新設計。此外,木材和鋁材的加工特性更是存在極大差異,無法沿用就有的工具製造。因而,要使Ki-106從紙面變為現實,其工作量幾乎相當於重新設計一架飛機!為了更好地處理木質零部件的生產工藝問題,立川飛機公司曾經派出多名工程師前往緬甸前線,對一架被日軍擊落的英軍木質蚊式轟炸機進行詳細的考察研究。


Ki-106原型機,和疾風外形極其相像


1945年春天,Ki-106的設計完成,立川飛機公司開始著手製造3架原型機。Ki-106機體中最複雜的機身部件由王子航空公司製造,大部分生產工序由婦女以及周邊學校的女學生完成。1945年6月,Ki-106的一號原型機完工,工廠編號為Ki-106.01。新飛機的外形和標準的Ki-84幾乎如出一轍,唯一的區別在於尾翼後方的方向舵面積增大,輪廓有所改變。此外,Ki-106的主起落架輪胎尺寸有所增大,從Ki-84的650毫米直徑、170毫米寬提升到700毫米直徑、200毫米寬。在細心的女性工人手下,Ki-106.01號機的機身被打磨得異常光亮,並覆以多層保護性的塗裝。


Ki-106.01號機的動力系統為一台Ha-45-21發動機,武器配備與Ki-84a相同,即機身內的兩挺12.7毫米口徑Ho-103型機槍和機翼上的兩門20毫米口徑Ho-5型機關炮。由於木質零部件的強度不及鋁材,Ki-106.01號機需要更多的材料方可支撐起飛機的架構,為此,其空重比標準版Ki-84提升了17%,達500公斤之多,起飛重量也隨之增加250公斤。


1945年7月,Ki-106.01號機首飛,得益於光滑的機身外表,它的最大平飛速度幾乎達到與Ki-84相當的水平,然而爬升率和機動性則大幅下降。


1945年8月,Ki-106.01號機被送往東京的福生機場,由陸軍的航空審查部進行測試。黑江保彥少佐再次擔當這架木質疾風的試飛員。在一次飛行中,黑江保彥少佐駕駛Ki-106.01號機在7300米高度達到618公里/小時的平飛速度。不過,黑江少佐很快發現飛機的上翼面有多塊蒙皮脫落剝離,他不得不中斷測試,將飛機平安降落。多名專家對飛機機翼進行徹底檢查後,認定蒙皮脫落的事故由於拼接木材和膠合板的粘合劑質量低劣而引起。


緊接著一號原型機,第二架Ki-106、即Ki-106.02號機很快出廠。這次,為了減輕飛機結構重量,機翼內的兩門20毫米口徑Ho-5型機關炮被拆除,然而依然比標準型疾風超重甚多。8月13日,Ki-106.02號機被送往東京附近的福崗機場。按照航空審查部的計劃,它的試飛員依然是黑江保彥少佐。但是,48小時之後,在原子彈威力震懾下,日本被迫向盟軍無條件投降,Ki-106項目也到此畫上了句號。此時,第三號原型機已經接近完成,只能在生產線上等待命運的終結。



Ki-106原型機被美軍俘獲,塗上美軍徽記後準備運往美國


戰後,Ki-106.02號機被美軍繳獲,隨即作為戰利品塗上美軍標記運往美國進行測試。在日本陸航的計劃中,Ki-106在通過所有試飛科目之後馬上轉入大規模流水線生產。但實際上,這只是一個遙不可及的夢想。作為木質戰鬥機,Ki-106存在多個無法解決的先天缺陷:翼梁強度低、拼合木質部件的粘合劑質量低劣,導致在飛機進行空戰機動的高負載條件下存在結構崩潰的隱患。此外,Ki-106最後的缺陷是:單機製造工時為Ki-84的兩倍,這對二戰末期人力物力資源極度匱乏的日本來說是一枚難以下咽的苦果。。。


Ki-106性能參數


鋼質疾風/Ki-113


在1944年9月,全木質Ki-106設計正在進行的同時,中島公司開始研究另一種「經濟型」疾風――Ki-84的鋼/木結構版。新飛機獲得了日本陸航Ki-113的軍方編號,計劃首先製造3架原型機,隨後是30架預生產型。


Ki-113的機體結構中大量運用了鋼材,包括翼梁、翼肋、機身框架、副翼、襟翼等。飛機的引擎罩和油箱由薄鋼片製成,後機身和機尾結構由木材和膠合板製成。除此之外,飛機的動力系統和武器配備與Ki-106相同。


1945年1月,Ki-113第一架原型機開始製造。但在接下來的幾個月時間裡,中島公司不得不投入大量人力物力用以優化飛機的設計以及對各生產出的零部件進行測試。直到1945年7月,Ki-113第一架原型機才進行試飛。在設計階段,中島公司的工程師們估算飛機的總重只會比標準的Ki-84有些許增加,因而會對飛機的性能產生略微的影響。然而,試飛結果卻使Ki-113的締造者們大感失望。隨著日本政府在8月15日宣布投降,Ki-113的發展停留在第一架原型機的階段。



Ki-113性能參數(估算值)


「金星」動力疾風/Ki-116


1945年3月,日軍決定在中國東北哈爾濱市的滿洲飛機工廠開始Ki-84的製造。到戰爭結束時,該廠共交付95架配備Ha-45-21型發動機的Ki-84。


在生產Ki-84的過程中,滿洲飛機工廠被Ha-45發動機緩慢的交貨速度和據高不下的故障率所困擾。情急之下,滿洲飛機工廠決定另行發展一款配備三菱Ha-112-Ⅱ發動機的Ki-84。該發動機的海軍型即大名鼎鼎的「金星」,在日本陸航的序列中,最新的Ki-100戰鬥機便是採用Ha-112作為動力系統。

Ha-112-Ⅱ驅動一副直徑2.95米的三葉恆速螺旋槳,在起飛階段以每分鐘2600轉的速度運轉,可以輸出1500馬力(1119千瓦)的功率;在2000米高度以每分鐘2600轉的速度運轉,輸出功率為1350馬力(1007千瓦);在5800米高度保持每分鐘2600轉的轉速,輸出功率為1250馬力(932千瓦)。


和Ha-45相比,Ha-112-Ⅱ馬力稍小、重量更輕,最重要的一點是可靠性大為提高,交貨時間也有保證。在工程師的預估中,換裝新發動機後,Ki-84的輸出功率會略有下降,但這能夠被結構重量的減輕有效地抵消掉。



Ha-112發動機


1945年4月,滿洲飛機工廠開始用出廠的第四架Ki-84a進行發動機的改裝。Ha-112-Ⅱ發動機驅動一副從Ki-46-Ⅲ百式司令部偵察機上借來的三葉定距螺旋槳。由於發動機重量較輕,其安裝支架被向前移動一段距離,以平衡飛機重心,垂直尾翼的尺寸也為此略微加大。較長的機頭引擎罩、三葉螺旋槳構成了這款編號為Ki-116的新飛機與標準Ki-84之間的最大特點。在Ki-116之上,武器系統繼承了Ki-84a/四式戰鬥機甲型的配備。


Ki-116這唯一的原型機在1945年夏天建造,並在同年7月首飛。該型號的空重比標準的Ki-84a減少450公斤,起飛重量減少400公斤。在工程師的推算中,生產型的Ki-116還能再獲得10%的減重效果。由於重量減輕、翼載荷降低,Ki-116的機動性比Ki-84大為提升。該型號唯一的軟肋便是最大平飛速度要稍微遜色於原版疾風,但俯衝速度幾乎能夠達到800公里/小時,這對於日系戰鬥機是一個非常了不起的成績。滿洲飛機工廠的工程師們和參與試飛的飛行員對該型飛機均持有強烈的信心,認為一旦投產,勢必領先於川崎公司最先進的Ki-100。不過,太平洋戰爭的落幕同樣終結了Ki-116的發展,使其成為中島公司永遠無法成真的美夢。



Ki-116性能參數(估算值)


高空型疾風


時間進入到1945年,日本陸軍航空兵首要任務轉變為抵抗B-29機群席捲日本列島的毀滅性空襲。但是,B-29「超級空中堡壘」的飛行高度凌駕於大部分日軍戰鬥機的作戰空域之上,因而發展高空戰鬥機便成為日本陸航的當務之急。實際上,日本陸航進行過若干高空戰鬥機的嘗試,例如中島的Ki-87和立川公司的Ki-94-Ⅱ,但它們均由於技術障礙遲遲未能定型投產。


中島公司的Ki-87原型機


中島公司在研究Ki-87的同時,同時平行展開了多個高空型「疾風」的嘗試,以求在Ki-87和Ki-94-Ⅱ成熟之前開始批量生產。為了測試Ki-84在高空空域的飛行性能提升,一些預生產型Ki-84換裝了各種加長的機翼進行驗證,並收到了滿意的結果。中島公司因而認為:Ki-84完全具備改裝為高空戰鬥機的實力。


在所有的這些嘗試中,最先登場的是Ki-84Ⅲ。該型號最主要的變化在於採用了Ki-94-Ⅱ的動力系統,即中島公司的Ha-44-12RU十八缸星形氣冷發動機,驅動一副直徑3.6或3.9米的四葉恆速螺旋槳。配合安裝在機身之下的渦輪增壓器,該發動機能夠在起飛階段輸出2450馬力(1827千瓦)的動力,在1100米的高度輸出2310馬力(1722千瓦)的動力,在4400米高度的輸出功率保持在2200馬力(1640千瓦)。到11000米高空,Ha-44-12RU的輸出功率仍有2040馬力(1521千瓦),足夠驅動Ki-84Ⅲ攔截B-29機群。但是,該型號的缺陷是Ha-44-12RU發動機的重量比Ha-45系列大為提升,從而影響飛機的機動性。


根據中島公司資料,Ha-44系列發動機的直徑達1286毫米,重量為1300公斤左右,根據不同亞型有所區別。發動機氣缸內徑146毫米,行程160毫米,總排量為48.2升,壓縮比為7:1或7.5:1。


接下來的高空戰鬥機設計是Ki-84R(又稱Ki-84Ⅳ),其動力系統為配備有兩級三速機械增壓器的Ha-45-44RU,驅動一副直徑3.5米的四葉恆速螺旋槳。在起飛階段可輸出2000馬力(1491千瓦)的動力,在3400米高度的輸出功率為1870馬力(1395千瓦),到6000米高度的輸出功率保持在1640馬力(1223千瓦),在9000米的高空輸出功率仍有1550馬力(1156千瓦)。為了配合大尺寸螺旋槳的使用,飛機起落架被加長,機翼面積也有所提升。有資料顯示,到戰爭結束時候,Ki-84R的動力系統設計圖的完成度在80%左右。


另外一種高空型疾風是Ki-84N型。在工程師的設計案中,它的動力系統採用中島公司的Ha-44-13RU型發動機,驅動一副直徑3.6或3.9米的四葉恆速螺旋槳,配備渦輪增壓器使用,能夠在起飛階段輸出2500馬力(1864千瓦)的功率。該型號的翼展加長,機翼面積提升到22.5平方米。


在疾風戰鬥機之上,中島公司進行的最後一款高空型嘗試是Ki-84P,除了翼展進一步加長、機翼面積提升到24.5平方米之外,其餘設計與Ki-84N相同。


不過,1945年6月4日,日本陸軍航空兵本部與中島公司高層進行協商之後,以上四型號高空型疾風的項目均被中途停止。不過,日本陸航建議中島公司以Ki-84N的設計為基礎另行開發新型高空戰鬥機,並為其準備了Ki-117的軍方編號。不過,僅在兩個月之後,隨著兩枚原子彈的投下,日本陸航任何抵禦B-29空襲的嘗試最終無奈地化為泡影。


Ki-117性能參數(估算值)


疾風的生產


1944年4月,中島公司太田製作所的1號廠房開始交付生產型的Ki-84a,即疾風甲。此時,疾風預生產型的第二批次依然在持續地出廠交貨。一個月之後,中島公司宇都宮製作所的4號廠房也開始向部隊交付疾風。



剛剛推出中島公司廠房的預生產型疾風


隨著生產的持續進行,疾風戰鬥機的出廠速度逐漸加快。在1944年5月,中島公司的疾風產量為86架,這個數字在9月提升到261架,而在整個12月之內,中島公司一共交付了373架疾風甲,這也是整個日本陸軍航空兵歷史上單一型號戰機月產量的最高紀錄。到1944年底,中島公司的兩間廠房總共產出1904架疾風甲,距離日本陸航的期望值――2525架仍有不小的差額。


隨著疾風部隊的實力在逐漸構建,日本陸航決定基於這一型戰鬥機進行大規模的宣傳活動。1944年11月,在菲律賓前線戰事最為激烈的日子裡,日本陸航邀請各民間媒體人士來到所沢基地,向他們展示了當時最為精銳的戰鬥機――疾風。這是一架第二批次預生產型的疾風,即大名鼎鼎的Ki-84.491號機。這架疾風隸屬於飛行第73戰隊第2中隊,機身為亮光閃閃的銀白色,垂直尾翼上噴塗有醒目的「91」字樣。在這次展示中,日本陸航第一次向民眾公開了「疾風」的官方昵稱,並為其冠以「大東亞決戰機」的頭銜。一時間,Ki-84.491號機的大幅照片佔據了各報刊媒體的顯著位置,疾風戰鬥機被記者渲染成為所向無敵的決戰兵器,如一劑興奮劑大大刺激了日本民眾的狂熱心態。隨後,Ki-84.491機跟隨第73戰隊前往菲律賓,被淹沒在盟軍戰機的海洋之中。



1944年11月,所沢基地內向民間媒體展示的Ki-84.491號機


戰爭中,中島公司宇都宮製作所一共收到生產1606架Ki-84的訂單,但只完成了其中的727架。設立在中國東北哈爾濱市的滿洲飛機工廠也組裝完成了95架Ki-84。中島公司太田製作所則承擔了疾風戰鬥機的主要製造任務,一共交付了2561架生產型Ki-84。在戰爭結束時,生產型Ki-84的總產量為3383架,其中大約90%的份額為Ki-84a,即疾風甲。加上兩架原型機以及125架預生產型,疾風系列的總產量為3510架,其中有3470架交付給日本陸航。

從1944年4月到日本戰敗投降,疾風系列每個月的交貨數量均有極大波動。其中原因,包括美軍轟炸造成的生產中斷以及零部件供應脫節。


中島公司太田製作所早早被列入B-29轟炸機的重點目標,屢次遭受重磅炸彈的洗禮。以1945年2月的第一次空襲為例,84架B-29轉瞬之間破壞了11間廠房,包括Ki-84的組裝車間,74架已經完工的Ki-84化為廢鐵,其餘損失不計其數。為此,太田製作所的交貨數量從1945年1月的276架驟降到2月的87架。


在Ki-84的零部件生產中,發動機受到的空襲影響最為嚴重。例如,在1944年11月24日至1945年8月8日之間,中島公司位於東京的11號武藏發動機工廠便遭受了不少於十二次的轟炸襲擊。在連番轟炸之下,該工廠堅持過一段時間的Ha-45發動機生產,最終於1945年4月20日停工。為了分散空襲的破壞,從1945年1月開始,中島公司位於靜岡縣的13號濱松發動機工廠開始Ha-45的製造生產。此外,Ha-45的組裝工作也從武藏發動機工廠逐步轉移到附近的一個地下廠房之內。儘管如此,Ha-45發動機的出場速度再也沒有恢復到B-29轟炸之前的水平。到第二次世界大戰落下帷幕,不包括海軍型的「譽」,所有Ha-45發動機的交貨數量僅有4066台,僅夠維持疾風戰鬥機的生產。



1945年8月,太田工廠內,即將完工的疾風乙


未完待續......(2018.5.10更新)

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