美國P-59戰鬥機

美國P-59戰鬥機

P-59戰鬥機是美國第一種噴氣式戰鬥機,因為這個獨一無二的原因,P-59在美國航空史上留下了自己不可磨滅的一筆。儘管P-59在二戰期間沒有任何在戰場上服役的經歷,但這也絲毫無損於其重要性,因為它為美軍提供了噴氣式飛機使用、維護和保養的寶貴數據和經驗,這些經驗和數據在那些更先進的噴氣式飛機開始服役時更是證明了其無價。

基本介紹

  • 中文名:美國P-59戰鬥機
  • 類型:噴氣式戰鬥機
  • 發明公司貝爾公司
  • 發明時間:1939年
追本溯源,發展新技術,研製與試飛,借鑑研究,性能數據,兩種型號,

追本溯源

P-59戰鬥機最令人感興趣的是它的歷史要回溯如此之久遠,為此,還必須往回倒退,從貝爾XP-52開始談起。

XP-52,是貝爾公司一款非傳統的戰鬥機設計,產生於1939年美國陸軍航空隊發起的一次驅逐機設計選型,航空隊目的是為了通過競標得到比世界上所現有的驅逐機都要擁有更好的最高速度、爬升率機動性、武備和飛行員視界的驅逐機,此外,這款驅逐機,還必須成本低和良好的可維護性。
美國陸軍航空隊(USAAC)向航空界廠家發布了性能數據R-40C的設計要求書,不超過50家生產廠家參加了競爭。在這些競爭者中間,貝爾公司已經早在幾個月前就開始在發展了一款戰鬥機原型,內部代號Model 16。貝爾公司,在美國航空製造業中,素來以設計非常規飛行器而聞名,Model 16也不 例外。它有一個圓形的筒狀機身,飛行員位於機首位置,大塊玻璃的座艙賦予其極好的前方和左右視野,兩側各布置一門20mm炮,推進方式是一台安裝在飛行員後面的1,250馬力大陸XIV-1430-5液冷12缸倒V型發動機驅動一對逆時針旋轉螺旋槳。機翼安裝在機身中部,後掠角度約20度,一對尾撐安裝在位於機翼距離機身,水平尾翼安裝在尾部,連線兩個尾撐(這個結構有點類似洛克希德P-38)。前三點式起落架,前起落架可收縮回機身,兩個主起落架收縮回尾撐內,在每側的尾撐前部安裝有三挺12.7mm機槍。
Model 16另一個與眾不同之處就是發動機冷卻水箱在機頭處,其冷卻進氣口位於機首最前端,看上去很像後來的噴氣式飛機的發動機進氣口,而機頭進氣的氣動布局在以後的早期噴氣式飛機中廣為使用。
1940年晚些時候,陸軍採購委員會選中了6款候選機型以做進一步發展,Model 16也躋身其中,並以XP-52的編號訂購了一架原型機。但是這個訂單卻於1941年11月25日,什麼都還沒來得及製造出來前被取消了。它被另一個貝爾的設計訂單所替代了,一款基於XP-52設計的基礎上,但是採用動力更強大的普惠R-2800-52空冷行星發動機,2.000馬力,驅動一對三葉的逆時針旋轉螺旋槳。陸軍給它分配的新編號是XP-59,XP-59或多或少也和XP-52一樣有點非常規布局,包括不尋常的機頭冷卻進氣道,其最大速度為450英里/小時(在22.000英尺高度),最大升限為38.000英尺。
如果不是發生在英國的航空動力技術進步,從根本上改變了XP-59的命運,也許XP-59隻是在生產幾架原型機之後被束之高閣,成為美國戰鬥機發展史上那常常一串XP編號中的默默無聞的一員。

發展新技術

雖然當時美國沒有在噴氣式動力上有什麼成就,美軍軍方也還是對歐洲正在發展的這個新技術給予了高度的重視。在1941年4月,陸軍航空隊H.H.阿諾德少將決定訪問英國,在那裡,英國人向他展示了當時最機密的格洛斯
特E-28/39噴氣式飛機,由1台弗蘭克.惠特爾W1離心式噴氣發動機驅動,同樣的研究也在當時的德國義大利進行,德國亨克爾公司已經在1939年8月7日把世界上第一架噴氣式飛機He178送上了藍天,隨後在1941年4月2日,世界上第一架噴氣式戰鬥機He280咆哮著飛上藍天。雖然此時的噴氣式飛機相對如日中天般成熟的活塞式飛機來說還顯得很稚嫩和不可靠,但是航空動力史上新的一頁已經掀開了,噴氣式動力的時代即將來到。美國顯然已經在這場新動力革命中落後於世界上的主要航空技術國家,阿諾德將軍對此留下了極為深刻的印象,在他的日記中寫道“(這種新技術)可以把現有的飛機全扔進垃圾堆”。
5月1日回國後,他立即要求NACA(美國國家航空諮詢委員會)對惠特爾發動機進行評估,這個任務落到了當時在英國進行B-17轟炸機渦輪發動機增壓器改進工作的通用工程師洛伊.索爾特身上,而他正巧在當時英國負責W1發動機的生產和W2發動機改進工作的BTH工廠工作。
最初英國人對美國要求提供惠特爾發動機技術和生產許可的要求反應比較勉強,英國人認為美國佬辦事不夠嚴密,保密程度太差,“給他們那些技術秘密的話,簡直就等於到時代雜誌上去發表”。由於當時美國提供給英國的租借法案支持各種戰爭物資,加上美軍軍方承諾採取必要的保密措施,英國最終答應了美國人的要求,同時,英國方面建議將通用公司作為生產商。

研製與試飛

1941年9月4日,在懷特.費爾德的一次會議上,阿諾德將軍指定通用電氣公司英國許可生產噴氣式發動的美國總
承包商,首批訂單為15台,整個生產都處於極其嚴格的保密下。
在次日,紐約州,布法羅市,貝爾公司收到陸軍航空隊的詢問,是否願意接受製造一種劃時代動力的飛行器-噴氣式飛機,發動機是通用電氣的I-A(英國發動機的美國編號),他們接受了這個契約,於1941年9月30日簽約。
挑選貝爾公司來做為美國第一架噴氣式戰鬥機的總承包人是有幾分古怪的。有種說法是,當時其他美國的主要飛機製造廠家都忙於生產為戰爭生死攸關的各型飛機,無暇他顧,而貝爾公司,正好是在這個任務上顯得很空閒。還有的說法是,貝爾公司擅長於富有想像力的設計。還有一些說法是貝爾公司靠近通用電氣的生產車間,從嚴格保密的角度來說比較有益。也許這些說法都有起到了作用。
貝爾接下了這個設計契約,同意製造3架。契約規定的最後期限是在1941年9月30日契約簽字後的8個月製造出第1架原型機。這3架原型機的序列號是42-108784到42-108786。
作為嚴格保密的預備和對項目意圖的掩蓋,貝爾戰鬥機設計組給新飛機的編號是XP-59A,這樣做的目的是即便是軸心國諜報機構獲得了一些關於XP-59A項目的風聲,他們可能認為這只是活塞發動機飛機XP-59的一個改進型號,而與噴氣式飛機完全無關。貝爾的工程師們當時還在忙於XP-59的設計工程,但這個項目在接下來的那個月裡,隨著噴氣式飛機的上馬,就自然放棄了,XP-59項目在1941年12月1日正式壽終正寢,沒有生產任何原型機。通用電氣的噴氣式發動機也被賦予一個掩蓋用編號I-A,目的是為了使軸心國諜報機構誤認為這只是一個發動機渦輪增壓器設計方案。
就這樣,XP-59A及其發動機成為“黑計畫”的一個早期樣板,在其後的歲月里,無數的“黑計畫”項目被如法炮製,在各種各樣的掩護煙幕下,不為人所知地進行。
由於XP-59A項目被賦予最高優先權,工程進展十分迅速,但由於通用的發動機設計製造是和XP-59A項目基本上是同步進行的,貝爾的工程師對發動機的性能參數了解甚少乃至一無所知,根本無法針對這種新發動機來度身定做,最佳化設計。所以他們在接受訂單後的兩個月里,拿出的是一個相對保守和常規的設計方案,懸臂式層流中單翼,前三點式可收縮起落架,由兩台1,400磅推力的通用I-A發動機驅動,每台發動機安裝在機身兩側翼根部位,高水平尾翼,避開發動機的噴氣路徑,可增壓座艙,這在當時還是很少見的。機身由兩部分組成,前半部分是武器艙和座艙,後半部分是半硬殼式機身結構。儘管XP-59A主要還是作為新型噴氣式發動機的試驗平台,USAAF也一樣把它視為潛在的作戰平台。它計畫裝備有2門37mm炮,各備彈44發。
1942年1月9日,陸軍航空隊批准了初始設計,並同意建造三架原型機用於測試。
還沒等得及首架原型機試飛,USAAF在1942年又訂購了13架XP-59A用於實用性測試,序號為42-10877 1/108783。它們的發動機都是經過改進的通用I-16(稍後更名為J13),每台額定功率1,650磅。
第1架XP-59A原型機在1942年晚夏準備完畢,於9月12日通過鐵路運送到加利福尼亞的穆洛克乾湖(也就是今天的愛德華茲空軍基地,美國空軍的試飛中心,這裡遠離城市,又長又平坦的乾湖,很適合實驗測試新飛機),一抵達加州,為保密,用帆布將噴氣式發動機緊緊包裹上,機首安裝了一個虛假的螺旋槳推進器,以防備那些看見這架飛機而好奇詢問為什麼沒有推進裝置的人。1942年10月1日,貝爾公司的試飛員羅伯特.斯坦利在XP-59A上試驗了幾次高速滑行,其間曾短暫升空,次日,由一名USAAF飛行員開始其正式試飛。特德.羅傑斯,通用電氣的一個工程師,回憶起當時的場景,說:“人們看這個沒有螺旋槳的飛機出現時,感覺十分怪異,飛機象個汽油噴燈一樣從人群頭頂飛過,帶著一陣低沉的隆隆聲,空氣中充滿了煤油的味道”。就這樣,乾湖上空的霹靂聲宣告了美國噴氣時代的開始。
這是一個非常迅速的成就,從簽訂契約到首次試飛僅僅是只花了13個月。由於這是一個前所未有的革命性推進系統,從一開始就由一系列問題隨之產生。陸軍航空隊沮喪地發現兩台發動機相對其所產生的推進力來說太重了,而且動力系統溫度過高,導致渦輪葉片時有脫落釀成事故。發動機位置影響氣動效率,使得在25,000英尺高度時最大速度僅為404英里/小時,低于軍方的期望值。後來發現發動機位置的布置會導致進氣口空氣紊亂,以至於在飛行中飛機不穩定,常會產生嚴重的不受控制的蛇形飛行,使得其很難作為一個穩定的射擊平台。儘管如此,對XP-59A的改進毫不減弱,最後終於修正了一長串的隱患。

借鑑研究

第2架XP-59A於1943年2月15日首飛,第3架在次月飛上了藍天。改進後的第1架YP-59A於1943年6月抵達穆洛克乾湖的時候,軍方給了它一個綽號“空中彗星”,8月,YP-59A首飛,它由兩台更強大的1,650磅推力的I-16(J31)渦輪噴氣式發動機驅動。但是在實際飛行中,YP-59A只是顯得比XP-59A稍有改善。空重增加到7,626磅,在35,000英尺高度的最大速度為409英里/小時。後4架裝備定型的YP-59A具有更具威力的武器:3挺12.7mm機槍和1門37mm炮,正式編號為P-59A。
第3架YP-59A(序列號42-22611)被運到英國,用於交換1架英國的格洛斯特“流星”MK I,以便互相借鑑和研究。一抵達英國,YP-59A就被運到位於Moreton Vallance的格洛斯特工廠裝配起來,在1943年9月28日由貝爾公司的試飛員架機升空。英國皇家空軍賦予其序列號RJ362/G,隨後於1943年11月5日它被移交到位於Farnborough的皇家航空研究院,此後極少升空飛行。當時的噴氣式戰鬥機系列(格洛斯特E.28/39,德.哈維蘭“吸血鬼”和格洛斯特“流星”)仍然是最高機密,YP-59A極少升空飛行主要是因為其使用上的不可靠性以及缺乏備件。英國皇家空軍飛行員發現這種飛機嚴重動力不足,令人難以接受的長的滑跑起飛距離,也如同其它早期噴氣式飛機一樣,“空中彗星”也受到發動機加速性不足的困擾。
1943年12月,美國海軍得到了第8和第9架YP-59A(42-108778和42-100779)來做測試作為艦載戰鬥的可行性,在海軍中的編號是YF2L-1,看起來似乎是貝爾XF2L艦載戰鬥機(從貝爾P-39飛蛇陸基戰鬥機演化而來的)的變型,這也是為了掩蓋其真實身份,為了使敵方諜報人員誤認為這是一款普通的變型機。海軍總共獲得了3架YF2L-1。無論如何,YP-59A由於其座艙視野不佳,加速性低,完全不適合作為艦載戰鬥機。最後一架YP-59A於1944年6月交付。

性能數據

絕大多數P-59A是裝備一對推力1,650磅的J31-GE-3發動機,後期型號則裝備的是推力2,000磅的J31-GE-5發動機。換裝J31-GE-5發動以後,P-59A在30,000英尺高度的最大速度達到了413英里/小時,5,000英尺高度時達到了380英里/小時,航程440英里,配備兩個125加侖可拋棄副油箱後可達到520英里,爬升到10,000英尺耗時3.2分鐘,20,000英尺耗時7.4分鐘,空重7,950磅,滿載重量10,822磅,最大起飛重量12,700磅。翼展45英尺6英寸,長度38英尺10英寸,高12英尺4英寸,翼展385.8平方英尺,裝備1門37mm炮和3挺12.7mm機槍,全部位於機首。可攜帶兩枚1,000磅的炸彈或8枚60磅的火箭彈

兩種型號

在XP-59A首飛後不久,USAAF就向貝爾公司下了100架P-59A的生產訂單,但是,由於YP-59A所表現出的不盡如人意的性能指標,甚至還不如陸軍現有的傳統活塞動力飛機,而且根據評估,也沒有任何可以繼續提升其性能的可能,到1943年,USAAF不再認為P-59A是一款可以考慮的戰鬥機型,從而是其角色轉換成訓練和培訓噴氣機飛行員和地勤維護,1943年10月,P-59A的訂單減少一半,改為50架。量產型P-59A和YP-59A稍有所不同,只有前20架P-59A和YP-59A是完全一樣的,序列號是44-22609/22628。
後30架“空中彗星”(序列號44-22629/22658)被命名為P-59B,全部都改裝了J31-GE-5發動機,最大航程提升到950英里,空重增加到8,165磅,正常和滿載載重量為11,049磅和13,700磅,最後1架P-59B的交付是在1949年5月。
絕大多數P-59A/B都分配在14航空隊的412戰鬥機聯隊,基地位於穆洛克乾湖,在那裡主要從事訓練任務。P-59A/B給飛行員和地勤人員提供了一個寶貴的機會來學習和適應噴氣式飛機的特性,這些寶貴的資料最終促進了那些更先進的噴氣機的誕生,還有些少量的P-59A/B被用來作為靶機
儘管P-59A/B從未能像當初所設計的那個戰鬥機角色那樣服役,但它給USAAF提供了極有價值的使用噴氣機的資料,培訓了一批噴氣機飛行員和維護人員。
P-59A/B還有若干其他重要的影響在航空史上,貝爾的工程師們還設計了一個P-59A的單發版本,命名為XP-59B(和P-59B完全不同的),下單翼,1台通用電氣的I-16渦輪噴氣發動機安裝在機身後部,進氣口位於翼根,尾部排氣,但是在1942年底,由於貝爾公司的布法羅工廠太忙碌了,沒有足夠的生產能力再兼顧這個項目,USAAF就把初步設計圖紙資料全部移交到洛克希德公司,在那裡,後來成為了著名的P-80“流星”戰鬥機,一款成功的戰鬥機,其教練機型T-33則在此後的50多年裡一直服役。
最終,P-59A系列總計生產了66架,3架XP-59A,13架YP-59(含3架海軍的YF2L-1),20架P-59A和30架P-59B。P-59A從來沒有上過戰場,公眾對它也知之甚少,但它作為美國空軍和航空界噴氣式飛機的先行者,做出了不可磨滅的貢獻。如今,僅有6架P-59A系列還留存於世,陳列在博物館中向後人展示它的風采,1架YP-59A,1架XP-59A,1架P-59A,3架P-59B。

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