• 12月23日 星期一

夭折的喷气狂想:秋水火箭动力截击机

夭折的喷气狂想:秋水火箭动力截击机

序 一次失败的柳输送

1943年12月16日,历尽艰险的伊29号潜艇跨过大洋抵达了法国的里昂港,为纳粹德国送去了包括天然橡胶在内的217吨战略物资与日本海军引以为傲的氧气鱼雷,这是《德日军事技术交换协定》的一环,作为回应,德国将提供日本垂涎已久的新式战斗机资料。为了能将宝贵的资料通过被盟军严密封锁的德日秘密航线送回本土,日方决定将资料复印成两份,一份由吉川春夫中佐携带,另一份则交给了岩谷英一中佐,两人分别搭乘两艘潜艇返回日本。

1944年3月28日,吉川春夫坐上了转让给日本海军的U-1224号以及作为“技术交换”的me163火箭战斗机、me262喷气式战斗机的全套资料从基尔港秘密驶出,此舰沿大西洋南下,于5月13日被盟军发现,在护航驱逐舰的猛烈攻击下沉没,船员葬身鱼腹。而岩谷英一的坐舰作为双保险,推迟两周从里昂港出发的伊29则延续了她的好运,在盟军海空优势的围堵下奇迹般绕过好望角进入印度洋,7月13日与两架前来支援的一式陆攻会合,并于7月14日到达了昭南特别市(新加坡)。

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到达新加坡的伊29

下船后岩谷中佐为了能够尽快回国,在新加坡乘飞机转场到达越南,台湾和冲绳,飞行两天后在7月19日顺利到达羽田机场。不过因为飞机运量有限,主要的图纸资料还是留在了潜艇上,而造化弄人的是这次幸运女神抛弃了这艘潜艇,成功从欧洲归还的伊29在短暂补给后在7月22日匆匆启航,在7月26日的吕宋岛北方命丧美军“锯鳐”之口,所携带的资料和搭乘此舰的遣德技术人员一起沉入冰冷的海底。至此,航空本部只得到了岩谷中佐随身携带回国的关于机体,发动机等简单说明书,和液体燃料的制造方法,配方等一些资料,可以说秋水的研制一开始就埋下了悲剧的种子。

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负责资料护送的岩谷英一技术中佐


困难重重的研制之路

匆忙返回的岩谷中佐抵达羽田机场后,立刻携带了资料赶往航空本部,并对相关人员说明了遣德考察的成果。岩谷表示德国的me262技术更加成熟,且本国也有相关的技术储备,仿制相对容易。不过当谈起me163B火箭战斗机时,航空本部的伊东欲满大佐对这个从未听说过的飞机产生了浓厚的兴趣,这也直接影响到了航空本部对新式战机研发的决策。

1944年7月20日到21日期间,被称为“日本迈向喷气时代”的重要会议在空技厂召开,会上对意大利的卡普罗尼,德国的me262和me163进行了性能对比。由于海军已经先行对喷气机及其引擎做了先期研究,有了相当的技术储备,所以对me262的仿制工作很快便达成了共识,但对me163的评价却出现了激烈的争论,而争论的主要焦点在其火箭发动机上。一是日本完全没有此类技术储备,二是火箭发动机的燃料制作也是问题多多。采用这种发动机的战机只有10分钟的飞行时间,可如此短的飞行时间居然要消耗一吨多的过氧化氢,而制作过氧化氢需要消耗大量化工原料,还需要足够的白金作为媒介,这对日本贫弱的资源储备构成了极大的挑战。可火箭战斗机具备的超高速飞行能力让军方认为冒着再大的风险也要尝试,再加上塞班岛的失守,美军的b29开始对本土展开规模更大,频率更强的轰炸,而b29超出一万米的飞行高度对现役的战机来说连维持高度都十分困难,军方迫切需要一款能够拦截b29的截击机,来弥补日益严峻的防空压力的大背景。会议最后主建派占据上风,田操中将和空技厂厂长都决定仿制me163战机。根据空技厂的和田厂长的回忆:“事情就这样决定了,机体由海军负责,而发动机由陆军负责,举日本全国之力开发,飞机编号暂定为十九式局地战斗机。”

1944年8月7日,日本军方于三菱重工正式签订合同。由横须贺海军航空队,空技所和三菱重工共同落实火箭飞机的开发计划。这一计划可谓划时代的将陆海军拉到了一起共同合作,海军负责机体研制,陆军负责开发发动机,三菱重工名古屋飞机制造所、名古屋发动机研究所负责设计制造。燃料则由日本海军第一燃料厂以及民间各种化学工厂联合研制生产。由于时间紧迫,军方给出了最迟1944年10月15日提交设计图,10月之前完成两台发动机,年底前完成八台计算机的要求。可此计划还未开始就迎来了一个大麻烦——携带主要资料伊29被美军潜艇击沉。三菱重工的总裁河野文彦对着仅是目录和说明书一类的简单资料面露难色,因为三菱重工没有开发无尾翼飞机的经验,德方的外观图也只有简单的三视图,无法确定机翼形状,但还是在空技厂提供的计算数据接下了这块硬骨头,与空技厂联合组建了十九式局战研制小组。

秋水的主设计师高桥己治郎是经验丰富的飞机设计师,空技厂又对空气动力研究颇有造诣,在双方的共同努力下十九式战机的机体研制工作进展飞快,九月初就完成了木制模型并进行了风洞测试,11月完成了机体设计,12月完成了一号原型机,虽没达到军方预期,但这在关键资料缺失的情况下可谓进展神速。三菱首先制造出来的是无动力滑翔机,于1944年12月26日在百里原机场由犬冢丰彦海军大尉驾驶试飞成功,验证了此机型具有良好的气动和稳定性。与此同时十九式局地战斗机被正式命名为秋水。

在秋水的研制如火如荼进行时,日本军方也没在一旁干瞪眼。就在军方和三菱签署合同的时候就已经开始筹备组建秋水飞行员的培养,1944年8月海军在横须贺海军航空队成立了‘第一飞行队’,这支特殊的航空队由队长小野二郎大尉领导,其16名成员军衔都在少尉以上。建队头三天就进行了严格的身体检查,第四天队员们就开始了低压舱的训练。开始阶段模拟在20分钟内升到10000米,随后逐步加大到3分钟爬升12000米的低气压适应训练。除此之外他们还得接受其他对体格与心理近乎苛刻的检测,如在目视,仪表和完全盲目的飞行状态下寻找平衡,如反复进行诸如零下30°低温、缺氧、6000米高度低气压实验等多项航空医学项目。到了10月份,第一飞行队终于开始了正式的练习机飞行。起初飞行队只有五架93式教练机用于模拟秋水的起飞和降落姿态,随后队员们开始搭乘零式战斗机,可零式的升限虽到了10000米高空,但爬升速度过慢无法模拟高加速度的效果,除了让队员体验一下超高空的感受外没有其他的作用。而到了1944年的12月,三菱研制的与秋水相同的试制轻滑空机交付飞行队后,在犬冢大尉的驾驶下成功验证了雪橇式机腹着落的可能性后,其秋水飞行队的名字也正式叫响。

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犬冢大尉和成功着陆的轻滑空机

可就算机体研制再怎么顺利,秋水的进度还是停滞了。机体数据尚能通过设计经验推进开发,可在火箭引擎这个未知领域的开发上,传统飞机引擎积累出的经验没有起到任何作用。而且以当时日本的国力而言,无论从火箭燃烧理论、特殊材料加工,还是推进剂的调配,似乎都有些勉为其难了,雪上加霜的是本就举步维艰的引擎开发又受到各种天灾人祸的影响。先是12月东海地区的大地震和随后美军b29开始对关东地区的大规模轰炸,使得负责引擎开发的三菱名古屋发动机研究所遭到毁灭性的打击,研发人员带着资料前往横须市追浜空技厂继续作业,随后为躲避空袭,不得不疏散到神奈川县北部的山区,后又转移到长野县的松本,导致原本进度迟缓的研发效率再度下滑。其次就是陆海军对秋水的研制产生了分歧,海军对这个远远落后的计划感到了厌倦,而本国自主研制的火箭发动机工作时间比德国火箭发动机更短,这意味着秋水很难承担截击B29的任务,虽说三菱经过几次改进使得火箭工作时间有所提高,但经过计算海军还是认为秋水难以有效拦截B29。但陆军认为如果在本土合理的部署秋水基地,还是可以起到防空作用的。不过海军的观点随着继续恶化的战局发生了改变,在菲律宾海战时期开始有组织的神风攻击使海军再次支持秋水的研制,当时海军已经开始生产樱花特攻机,而且还准备制造其他的喷气型与火箭型自杀飞机,而飞翼型的秋水毫无疑问比同样使用火箭发动机的樱花拥有更大的航程,可以自行起飞攻击靠近日本海岸的敌舰,于是秋水的试制又被海军重新重视起来,1945年初,海军与陆军都加大投入,秋水的试制工作在三菱公司紧急展开。到了1945年6月,秋水的火箭发动机终于研制成功,这就是著名的 ‘特吕二号’发动机。

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秋水的特吕二号发动机

6月12日,搭载了特吕二号的秋水一号机三分钟满负荷运转实验取得了成功,7月4日海军的秋水一号原型机正式装备装上了这台发动机,而原定6日进行的试飞因风向不利而推迟到7日。


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准备起飞的秋水

1945年7月7日,犬冢穿着厚厚的橡胶防腐蚀服跨入了机舱,在他进入飞机后,机务人员举着小黑板不停的用粉笔变更倒计时的分秒,下午4点55分,犬冢大尉点燃了火箭发动机,随着一声巨响,机尾喷出了长长尾焰的秋水原型机以极高的速度腾空而起,小车轮脱落,就在围观人员兴奋不已时,天空中的秋水发动机异常熄火,巨大的轰鸣声消失了。若按照事前安排,一旦出事犬冢应该向海面继续飞行使其迫降在水面上,必要时也可以弃机跳伞,可犬冢不想损坏这台宝贵的飞机,执意要返航迫降,这一举动使得飞机一头撞向了一间仓库的屋顶,翻滚而下的秋水当场报废,而犬冢于次日在医院身亡,秋水的处女航仅持续了40秒便宣告失败。

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而秋水这台战机本身也和它的试飞员命运一道走向了死亡。事故调查委员会认为事故的主要原因是燃料导管发生故障,导致只有三分之一的燃料进入燃烧室燃烧。根据调查结果,海军部要求三菱公司立即修改设计,并计划在8月2日进行第二次试飞,可发动机改造进展不顺,又发生了上涡轮泵爆炸事件,秋水的第二次试飞又被迫推迟。一直到了8月15日战争结束日本投降,还没来得及进行第二次试飞的秋水被美军缴获,变成了美国航天博物馆的珍贵收藏,至此,秋水的研发彻底破灭。

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美军在工厂发现的尚未交付的秋水


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机体设计

因为是仿制德国的me163战机,秋水在外观上和德国的同行大致一致,但在一些小细节上有着不小的差别,其中最明显的是秋水取消了机鼻前端用于发电的小螺旋桨,由于秋水空间狭窄,装不下me163的涡轮发电机,所以只能靠蓄电池为无线电接收器供电。

外形与传统飞机不同的是秋水无尾翼,且由于机首加装了三式空二号无线电台,机身长度比me163长100毫米。和me163一样,秋水的飞机主翼为木质,外板为胶合板上敷以飞机翼布制成,形状则是倾斜23°的箭形翼。主翼后缘设有一对襟副翼,由于没有水平尾翼,升降舵将同时兼做辅助翼,这样在着陆放下襟翼时机体就不会发生抖动。和me163一样,秋水的武器同样安置在翼根,安装的是国产五十发的五式30毫米机炮,由于日本自产的五式30毫米机炮的体积比mk.1 08大一些,因此秋水的翼展比me163长了180毫米,达到了9.50米。主翼内设有一个536升的乙液箱,机身则为铝合金单壳结构。内部从前到后被肋片分为14个部分,肋片间由纵梁连接,机身外覆盖了一层5毫米厚的蒙皮,使其能够承受高速飞行的冲击。机鼻处的设备是无线电接收器和油压罐,接着是驾驶舱,秋水的防弹板用的是采用的硬铝板而不是钢板。驾驶室后部装有容量1159升的甲液箱,再往后是火箭发动机。发动机固定在第9根肋片上,后面的肋片可进行拆卸,以便对发动机进行维护和更换。秋水的垂直尾翼的方向稳定板也是木制的,但方向舵为薄钢板制成。

秋水的可抛式起落架的设置考量了各方面因素,在秋水6.05米的机体里安置了许多与体积不相符的燃料箱,还有占了一半机体面积的火箭发动机,导致机体根本就没有容纳常规轮式起落架的空间。可抛式起落架也能防止飞机高速降落时剧烈的冲击使甲液箱破裂造成爆炸事故。因此秋水只能采用和me163相同的起降方式,起飞时使用两个可抛式机轮,机轮直径700毫米,宽200毫米,装在机体后下方。起飞后,秋水在10米高度抛下机轮,机轮克回收重复利用,降落则用机体下可收放滑橇。正是这种特殊的起降方式极大的限制了秋水的运用,秋水在起降时需要用到水泥跑道,降落却需要草地跑道。先不说秋水没有自身移动的能力,必须靠特殊的改装车辆完成转场,当时日本的水泥跑道更是所剩无几,秋水快速进行补给出击的设想无疑是痴人说梦。

武器装备

秋水的两挺国产的五式30毫米机炮,此款机炮在1942年开始研制,直到1945年5月才交付部队。五式30毫米机炮全场2218毫米,重80公斤,炮弹重350克,装药37克,炮弹初速为750米/秒,射速在350发/分。由于机体空间不足,30毫米弹匣只能放在甲液箱上方。而从性能上看,五式30毫米机炮射速偏低,装弹结构的设计也有问题。战机的瞄具也落后me163,使用的是老式的Revi-C12瞄具。还有一种武备搭载属于特攻战术的提案,就是让秋水携带两枚三号炸弹去执行神风特攻,但具体的特攻企划还没拿出来战争就结束了。

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催动发动机的甲液乙液一个比一个危险,这些燃料都是难以处理的剧毒物质,甲液是一种无色透明液体,对异物混入容易发生爆炸事故,对人体也有很强的腐蚀性,如果人体浸泡其中会发生身体溶解的现象,保存方法必须用玻璃或者锡的容器才能存放,还要密封放置在阴凉处以免因高温或者其它物品混入发生爆炸。由于甲液的极度不稳定,燃油箱每次使用后都要将剩余的燃料排放掉,并用大量清水冲洗。乙液则是一种暗黄色液体,对人体有害不过不会像甲液那样容易爆炸,存放容器必须使用玻璃或者绝缘清漆才行。催动秋水发动机运行需要细致的进行甲乙液的调配。

燃料配给里甲液的制作是最困难的,因为制作这类液体需要消耗大量电力,而日本的白金储备很难满足生产的需要。一架秋水出击一次就要消耗1.5吨的甲液,如此巨额的消耗量在海外航路尽数被盟军封锁的日本是绝对负担不起的,这样看即使秋水服役了也很难创下多大的战果。

特制的飞行服

秋水的燃料具有很强的腐蚀性,一旦接触皮肤,在几秒内就会被灼伤。所以飞行员都得穿上特质防护服,但这种由尼龙做成的防护服有很多微孔,过氧化氢仍可以渗透进皮肤造成可怕的后果。而配备氧气面罩的原因一是高空作战所需,二是乙液箱所挥发的肼是一种剧毒气体,配备氧气面罩可以防止泄露后造成非战斗减员。

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由于燃料的危险性且极易泄露,秋水驾驶员不得不穿上厚厚的防化服

结语

秋水是日本二战末所研制,也是日本最初喷气式战机尝试。虽说过程坎坷,但奇迹般地用11个月完成了这个看似不可能的仿制。但秋水之梦的破灭也可以说是必然的,它是诞生于败局已定的日本病急乱投医之下,是逐渐缩小的绝对国防圈内的一场美梦。军方曾经为秋水制定了庞大的生产计划,在1945年3月前生产155架,9月前生产1300架,1946年3月前生产3600架。秋水的研发动用了日本大部分的军工企业,除了三菱外,富冈、山形工厂鸟取工厂、富士飞机等企业都参与了机体生产;日本海军工厂、陆军兵器本部、京都机械制作所等企业机构参与了发动机的生产,但到了日本投降的8月15日为止,也只有5架秋水制作完成,还有10架秋水接近完工,这个惨淡的数字和军方一开始的设想可谓相差甚远。就算是抛开入飞行员训练,合适的机场,产量这类因素,秋水真正服役了也注定要度过失败的一生。秋水的原型me163已经欧洲战场上进行过实战,战绩少的可怜。秋水要在整体性能逊色me163的情况下去拦截性能全面优于欧洲战场b17和b24的超级堡垒,下场可想而知。最后进入博物馆,为后人展示当年岁月的痕迹也许是这款战机最好的归宿吧。

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