日本四式疾風戰斗機,是第二次世界大戰中飛得最快的日本飛機。它由中島飛機公司廠研制生產,制式型號為:四式單(座)戰(斗機),代號キ-84(讀作Ki-84)。疾風式戰斗機是一種綜合吸收了九七式、“”式和“鐘馗”式等陸軍戰斗機之制造技術于一身,具備了一流飛行性能的先進機種。由于采用170千克/平方米的高翼載值,使飛機有望身于高速飛機的行列。1944年夏季在進行過兩批試生產、制造出42架前期試制型之后,終于順利轉入了大批生產,并定名四式戰“疾風”。
疾風的氣動布局基本繼承了“隼”的風格,有一個設計勻稱的外形。但翼展和翼面積略有縮小,總長有所增加。而飛機的起飛重量卻增加了一半側面投影上則更多地由曲線替代了生硬的直線,使外形更趨柔和與成熟。機頭裝一臺ハ45型雙排星形18缸空冷活塞發動機,用一個相當光滑的整流罩包賽著,配一個Z32型四葉電驅動定速螺旋槳組。機身中段設有先進的近似水泡形的座艙蓋,所以視界比較良好。
發展沿革
1941年底偷襲珍珠港后不久,以日本國產第一種2,000馬力級空冷發動機ハ45“譽”式(ハ45讀作“ha-45”)的問世為楔機,日本陸軍航空兵本部(相當于空軍)當即要求中島飛機公司廠研制一種以此為動力裝置、在綜合性能上希望能體現“脫胎換骨”的防空專用戰斗機,并籍以作為前線“隼”式(キ-43)和“鐘馗”式(キ-44)戰斗機的補充和替代。?
1941年底,日本突襲珍珠港三周后,一份名為《陸軍試作重型戰機》的指標書發到了中島的辦公桌上。在這份指標書中,連為了滿足陸軍嚴苛的需求,中島公司再次推出了自己的王牌——有“太平洋的??藶鯛柗?Focke-Wulf)”之稱的小山悌(T.Koyama)。
1942年,小山悌團隊提交了第一份設計稿,并于同年中旬獲得陸軍航空兵本部的批準。新型戰斗機的項目從此正式啟動并獲得了陸軍正式編號——Ki-84。
1942年底,Ki-84設計定型并開始制造。
1943年3月,Ki-84的原型一號機(機號8401)很快被趕制出來,4月份即在Ojima機場試飛。到6月份,2號機也投入了試飛,期間又經過不斷改良。
1943年8月,巖橋在日本陸軍航空兵的精英殿堂——明野陸軍飛行學校的師生面前表演了一系列眼花繚亂的動作,隨后飄然落地。這場表演征服了整個明野飛行學校的飛行員,那些年輕新手們紛紛歡呼著跑向這架新式戰機。
1943年8月,中島制作所接到首批83架預生產型的訂單,于1943年8月至1944年3月陸續交付軍方。
1943年9月,航空兵本部組織了Ki-84同異型機的對抗,Ki-84輕松戰勝了Ki-44和FW-190戰斗機A-5,但是最大平飛速度和俯沖性能上弱于Fw-190。盡管原型機的試飛工作證明Ki-84的性能已經超越了當時所有的日軍戰機,但仍與陸軍航空兵本部的期望有相當距離。
1943年10月日本陸軍正式命名為陸軍四式戰斗機Ki-84-I甲‘疾風’。不過二種預生產型之間互不相同,機身制程被簡化生產,飛行方向舵和散熱片有作進一步調整。明野陸軍飛行學校還成立了專門的Ki-84實驗單位,派往北海道進行極寒試飛測試。在遠離戰火的北海道,Ki-84進行了大量極限條件下的測試。實驗單位與次年3月解散后,大部分人員加入了第一支Ki-84部隊——第22飛行戰隊。
1944年3月至6月42架第二種預生產型也陸續交付日本軍方。為將飛機做為截擊機使用,改進設計的Ki-84-I乙為增強火力,以二挺20mm航空機炮取代機關槍,以二門30mmHo-155機炮取代20mm機炮,但產量很少。
1944年4月,中島公司在陸軍授權下正式開始生產“疾風”量產型Ki-84a四式戰甲型。與此同時,中島發動機公司的Ha-45-11發動機生產線也搭建完畢,雖然發動機的頑疾沒有得到妥善解決,好歹產量有所保證?!凹诧L甲”是整個“疾風”家族中產量最高的,占總產量九成之多。在察覺到日本新飛機的存在后,盟軍航空技術情報中心(TAIC)給“疾風”賦予了“Frank”的綽號。
設計任務要求
中島飛機公司廠的設計任務書包括以下十項技術要求——
①機型:暫定為キ-84“試制重型戰斗機”;
②發動機:采用ハ45型“譽”式氣冷星形活塞式發動機(配“拉切”式電動定距4葉全金屬螺旋槳);
③最高平飛速度:640-680公里/小時;
④巡航高度:4,000米;
⑤作戰半徑:400公里加1.5小時續航時間;
⑥武備:采用ホ-103型12.7毫米機槍2挺、ホ-5型20毫米航炮2門;(ホ讀作ho)
⑦瞄準具:一臺反射式光學瞄準具;
⑧其他主要參數:翼面積19-20平方米、全重3,250公斤、翼載170公斤/平方米;
⑨機翼參數:翼型N.N.系列、相對厚度16.5%-8%、根稍比1.82、展弦比6.08、翼面下扭角2.5度、上反角6度。
試飛過程
1942年11月,該設計指標凍結,1943年3月,キ-84的原型一號機(機號8401)很快被趕制出來,4月份即告首飛上天。到6月份,2號機也投入了試飛。
キ-84的試飛被安排在福生機場進行,由陸軍派來的巖橋讓三少佐主任試飛員、神保進少佐、黑江保彥少佐以及伊藤高雄大尉全面負責。在試飛中,他們飛出了最高速度624公里/小時的好成績。
到8月份,所謂的“增加試制型”進入小批試生產,但ハ45型發動機技術和構造上的不成熟,長期困擾著キ-84的定型和正常使用。直到1944年的4月,キ-84才剛剛交付陸軍使用。
基本參數
詳細數據
疾風,是一種綜合吸收了九七式、“隼”式和“鐘馗”式等陸軍戰斗機之制造技術于一身,具備了一流飛行性能的先進機種。由于果斷采用了170公斤/平方米的高翼載值,使飛機有望躋身于高速飛機的行列。1944年夏季,在進行過兩批試生產、制造出42架前期試制型之后,終于順利轉入了大批生產,并定名四式戰“疾風”。因為當局盲目地對ハ45型“譽”式發動機充滿期望,所以日軍從一開始便寄“疾風”以厚望,并狂妄賦予其“大東亞決戰機”之美名,企圖利用一兩件新型武器來挽回業已凸現的敗局。
疾風的氣動布局基本繼承了“隼”的風格,有一個設計勻稱的外形。但翼展和翼面積略有縮小,總長有所增加。而飛機的起飛重量卻增加了一半。側面投影上則更多地由曲線替代了生硬的直線,使外形更趨柔和與成熟。機頭裝一臺ハ45型雙排星形18缸空冷活塞發動機,用一個相當光滑的整流罩包裹著,配一個Z32型四葉電驅動定速螺旋槳組。機身中段設有先進的近似水泡形的座艙蓋,所以視界比較良好,順便說一聲,這也是戰時日本戰斗機設計上的可取之處。疾風的后三點起落架均可收入機內以減少阻力。在機頭罩上部,裝有ホ-103型12.7毫米機關槍2挺,梯形帶上反角的懸臂式下單翼內,則裝有ホ-5型20毫米航空機炮2門,翼后緣安裝了開縫式“空戰襟翼”,有利于空戰中的機動飛行。中島傳統的中翼/前機身全金屬整體結構顯得異常堅固,并部分采用了應力蒙皮。此外,于機翼下還可視需要掛載30-300公斤級炸彈2顆。
各式型號
疾風的改型除2架原型機以外,還應有以下數種:
キ-84增加試制型——用于試驗各種武器的組合方案、并試飛過雪橇型的起落架。它們的垂直尾翼形狀作過不同的修形,且采用一種集中型推力廢氣管。增加試制型主要制造于1944年的春季。
キ-84甲(四式戰甲型)——空戰標準型,也是疾風的最主要生產型號。發動機和武器配備如上所述,機關槍、航空機炮各備彈350和150發。
キ-84乙(四式戰乙型)——專用于攔截戰略轟炸機的防空型號。機頭和機翼上一律使用20毫米機炮,共4門(從量產第3,000架以后采用此種武器配備)。
キ-84丙(四式戰丙型)——武器強化試驗機。即在乙型的基礎上,將原機翼航炮的口徑增加到30毫米。
キ-84R——采用ハ45-44改型發動機的高空戰斗機設計方案,為此加裝了三級式空氣增壓器。
キ-84渦輪型——一種換裝配備有廢氣渦輪空氣增壓器的ハ45ル型發動機的高空戰斗機改型方案。(ハ45ル讀作ha45lu)
キ-84P——又一種換裝了比ハ45更可靠的ハ44-13改型發動機、機翼面積也擴大到24.5平方米的的高空戰斗機改型方案。它準備專門用來對付B-29轟炸機。
此外需要指出的是,在疾風的批量生產型號當中(當然主要是指甲型),中島廠曾對一部分飛機的翼稍平面形狀作過修改,而且在廠內自稱其為“疾風改”或キ-84-Ⅱ。但在軍隊內部,對它并沒有特別的區分和改稱。
戰術技術特征
可歸納為以下五點:
①同時具備卓越的爬升率、平飛速度和強大的火力(對較小目標可以做到“一擊即潰”),是一種優秀的制空型戰斗機;
②地面維護相當簡便;
③航空機炮性能可靠;
④適合大量生產;
⑤是一種著陸速度低、故易于著陸的高速戰斗機(即便對新手而言也是如此)。
疾風的主要生產基地設在中島飛機公司廠的太田制作所,從44年的5月開始,新建成的宇都宮市制作所也開始組裝疾風,……1945年5以后,中島的大田原市制作所等也加入到疾風的生產中去。不過,在3,000多架疾風中間,除748架是由宇都宮制作所制造的以外,大多數是在太田制作所生產的。
關于疾風總產量的說法很多,據筆者統計,日本軍需部認為是3,420架,如把偽滿地區“滿洲飛機廠”生產的那部分也計算在內,則應達到3,577架,而且其中的60%是在日本投降前夕趕制出來的。但據中島飛機公司廠自己認為,總產量應該是3,482架(其中應包括批量生產型3,355架、2架原型機和125架“增加試制型”);至于陸軍方面,它認為是3,470架;甚至還有3,413架之說的??傊?,上下差異高達100余架之多。
因日本國內戰略物資奇缺,到戰爭后期,中島曾打算同時發展全木質結構型キ-106和全鋼質結構型兩種派生型號,但均因設計超重,使平飛速度和爬升速度遭到惡化而作罷。
1944年3月底,首批疾風交付使用,并很快湊足6個戰隊的規模。7月份,一支由試生產型組建的第22實驗戰隊首次進駐中國內陸漢口機場,以對應美國軍隊P-51“野馬式”戰斗機在大陸戰場的介入。日軍竟敢利用其速度上的優勢和堅固的機體結構,與援華作戰的美軍以及中美混合航空團的P-47戰斗機、P-51戰斗機第一流戰斗機頻頻交手,大有一決雌雄之勢。當時,因“紫電改”等后繼機種開發遲緩,令疾風實際上成為日本在東亞的第一流戰斗機。
同年秋季,道格拉斯·麥克阿瑟與切斯特·尼米茲率領兩支勁旅逼近戰略要地菲律賓,日軍決定孤注一擲,背水一戰。10月20日,爆發了歷史上規模壯觀的萊迪灣海空大戰,以30戰斗飛行隊為核心的300余架疾風實際上是被當作強擊機出海阻擊美海軍艦只攻勢的。為了維持最起碼的行動半徑和攻擊力度,飛機不得不在左右翼下分別掛上炸彈和副油箱,飛行員為保持飛行平衡和準確投彈,真是費煞了苦心。這些飛機從納格羅斯島上起飛,一邊與美國的海軍飛機苦斗一番,一邊還得設法將目標炸沉。當時,疾風還輪番攻擊了敵方前沿機場、并為自己的補給船隊提供過空中掩護。也許大家都沒有料到,疾風的拿手好戲是俯沖轟炸。它們常掛上30~250千克不等的大小炸彈2枚,在600米低空、以550千米/小時的速度轉入俯沖,且投彈效果良好。特別是在那次超低空襲擊沖繩機場的戰斗中,獲得了一時的勝利。
大戰中發生在太平洋地區的海空大戰,是徹頭徹尾的兵員與物資的消耗戰,在近乎殘酷的拉鋸戰中,老飛行員成批喪命。疾風飛行隊中能唱主角的也不過是些只有一、二百飛行小時經歷的“少年兵”。至戰爭后期,由于日本陸軍已拿不出足夠數量的中、遠程轟炸機,因此戰斗機便不得不臨時充當投彈者的角色,不少飛行員只接受過一次轟炸訓練就匆匆上陣,在敵艦隊上空雨點般密集的彈幕中,貿然進入。他們不是被擊中,就是把炸彈扔在離目標以外很遠的海里。
1945年3月以后,陷入絕望的日本軍部,動員各式戰斗機組成所謂的“特攻飛行隊”,以敢死隊形式沖擊目標,在沖繩縣方面,一部分疾風戰斗機也同樣落得如此可悲的下場。
為了對付日以繼夜來襲的美國戰略轟炸機編隊,疾風在本土防空戰當中,越來越多地替代“二式單座戰斗機”,而投入到空中攔截作戰中去。
可以說,疾風應是戰時日本陸航最好的輕型戰斗機。在平飛速度、地平線爬升率和轉彎機動性諸方面均已接近當時的世界先進水平。戰后,美國軍隊利用繳獲而來的疾風,改為使用美國自產的優質汽油,在6,100米中等作戰高度上竟飛出了689千米/小時的速度記錄,僅次于當時美軍第一流的P-51戰斗機(不包括P-51A)。同時,又被證明在中、低空高度,其爬升性能和操縱靈活性甚至優于P-51,被試飛組人員喻為是“一個可怕的事實”。
由于疾風是日本在航空機械制造工藝上,第一個實施先進的“基孔制”的飛機型號,所以單機制造總工時已從“隼”的25,000降至僅僅4,000!1944年底,太田制作所的月產量已高達518架之多,正是這種極易生產的作戰飛機順應了戰爭之需要。
而疾風的致命弱點,是因為工人素質低下造成的零部件加工精度差、起落架支柱等關鍵部件鋼材質量的不過關、燃料性能的低劣、ハ45發動機因技術不過關而令事故率高居不下以及機載無線電設備的落后……等原因,導致前線備件不足、6.24飛行事故時有發生,甚至嚴重影響戰斗原有性能和戰斗力的正常發揮(其出勤率甚至低于キ-100“五式戰”)。特別是當后期的主要產生場地武藏制作所在美國軍隊B-29轟炸機的大舉空襲之下連遭破壞后,疾風的生產更是陷于日夜突擊、疲于奔命的掙扎狀態。
戰后,美軍接收大員在美國對疾風進行了綜合飛行測試,不僅飛出了前面說到的高速性能,而且證明,只要采用優質汽油,ハ45發動機本身的技術性能還是不錯的。作為第二次世界大戰后期日本的一個主戰機種,能夠同時兼備速力、機動性和火力三大指標已屬不易。所以,在日本才獲得了“飛得最快的戰斗機”之美稱,當然,它也是中島飛機公司廠所生產的最后一種作戰飛機。
技術特點
機體
從外觀上看,Ki-84仿佛是一個放大版的“隼”。Ki-84的引擎罩加長,座艙位置相應后移到機身中部。機翼則比“隼”稍微短一點,翼載增加到170公斤/平方米,使飛機有望躋身于高速飛機的行列。這讓Ki-84獲得高速性能和垂直機動性的同時,一定程度上在水平機動性做出了妥協。飛機的起飛重量相比“隼”增加了一半。側面投影上則更多地由曲線替代了生硬的直線,使外形更趨柔和與成熟。?
相對傳統日軍戰機,Ki-84的機體結構顯得相當強壯,可以進行大過載的激烈空戰機動以及高速俯沖動作。另一方面,對飛行員以及要害部位的防御則沒有太多改觀,在它的對手眼里,Ki-84依舊是一款傳統的日系戰斗機。例如,機體之內缺乏歐美戰機中常見的滅火系統以及座艙蓋緊急拋除設備。?
機頭裝一臺型雙排星形18缸空冷活塞發動機,用一個相當光滑的整流罩包裹著,配一個Z32型四葉電驅動定速螺旋槳組。
生產
至于陸軍提出的生產工時要求,小山悌大量削減了機體內鉚釘、螺絲的數量,避免了繁復的測量和定位工作。小山悌也適當利用中島公司的資源,讓Ki-43生產線在小范圍修改后便可以生產Ki-84。在諸多努力之下,Ki-84完全滿足甚至超出了軍方嚴苛的生產工時要求。???
但Ha-45/譽式發動機的大規模生產是一個久攻不下的難題。該型號所應用的新技術,對當時的日本中國航空工業集團有限公司而言過于先進,尚且無法有效地應用到流水線生產之中,到戰爭末期,大批熟練工人被作為炮灰填補至前線,這更進一步惡化了Ha-45的生產條件。在殘酷的事實面前,日本無奈地放棄了對Ha-45品質的追求,采取了一系列簡化生產工藝的措施以提高產量。因此在疾風在正式進入大規模生產后,開始出現質量下滑的癥狀。
發動機
為了滿足陸軍下一代戰機的動力需求,中島發動機廠在Ha-115的基礎上發展了一種全面進步的新發動機ハ45(即下文Ha-45)。由于采用了創新設計和工藝,Ha-45在直徑僅比Ha-115大3厘米的情況下,馬力從1100馬力提高到約2000馬力,功重比也提升了近一倍。
從1938年末立項到1939年下旬不到一年的時間完成設計,Ha-45取得了出彩的成績。39年末,日本海軍和陸軍先后采納發動機樣機開始試飛,到1941年,海軍和陸軍均決定采用此型發動機,海軍稱為“譽”發動機,陸軍稱為“4式”發動機。?
但是,該系列發動機一直存在進氣壓力驟降的先天設計缺陷,而且低劣的材料品質、粗糙的生產工藝、低劣燃油和滑油質量、前線機場缺乏維護的戰時環境等因素綜合在一起,進一步惡化了發動機的性能發揮。實際上,在第二次世界大戰后期,毛病纏身的Ha-45發動機已經成為Ki-84機械師的一大噩夢,在它的驅動下,前線的Ki-84戰斗機很少能夠飛出600公里/小時以上的最大平飛速度,甚至有部分Ki-84連400公里/小時的速度都無法實現。
起落架
在降落階段,Ki-84的起落架在速度降低至257公里/小時(160英里/小時)以下時展開,襟翼在速度降低至209公里/小時(130英里/小時)以下時展開,飛機的著地速度大約在148公里/小時(92英里/小時)左右。需要指出的是,Ki-84的主起落架強度較弱,在降落階段很容易折斷,在泥濘的跑道和草地上降落、或者降落速度過高的條件下尤為突出。?
評價
經驗豐富的審查主任巖橋讓三少佐(“疾風”試飛員)認為Ki-84操作簡單,飛行品質優秀,對于只有200小時飛行經驗的菜鳥而言也不存在操作的困難。但對于習慣輕型Ki-43的日軍飛行員來說,Ki-84仍然稍顯難以駕馭。在地面滑跑階段,由于起落架輪的剎車效能較差,Ki-84的操縱較為吃力。?
此外,Ki-84的飛行品質并非無懈可擊。在表速達483公里/小時(300英里/小時)的高速飛行條件下,控制疾風方向舵和副翼所需的桿力較輕,而且方向舵的反映極其靈敏,但升降舵的操控則顯得較為沉重,這對飛機的俯沖機動造成了一定的困擾。?
在低速轉彎機動時,方向舵的響應效率則較為低下。通常情況下,戰斗機飛行員可以通過配平調整片的輔助提高方向舵的操縱效率,改善射擊時的操縱性。但Ki-84的方向舵配平調整片只能在地面上調節,無法在飛行中實時操縱。這成為疾風戰斗機一個無法治愈的硬傷,使許多日軍飛行員感到遺憾不已。?
不過,需要指出的是,6000米左右的中空是疾風性能最佳的優勢高度,恰好是美國軍隊P-51戰斗機兩級增壓器優勢高度之間的劣勢高度。在這個高度上,疾風的最大平飛速度雖然無法超越美國對手,但能夠將雙方差距壓縮到最小,同時還能保持日系戰斗機的靈活性優勢,因此是一架極有威脅的戰斗機。正因為如此,美國陸航一直極為看重疾風。?
依照中島飛機公司廠的書面資料介紹,キ-84疾風的戰術技術特征可歸納為以下五點:
戰后謠言
美軍數據
美軍對疾風的報告上寫著每小時427英里的速度,和美國戰斗機不相上下。但實際上,那些數據全部是估測值。盟軍記住了小看零式戰斗機的教訓,對于敵方性能,只高估、不低估。除非特別標明,性能數字代表TAIC的估算值。在缺乏權威資料的前提下,在合理的范圍之內,以料敵從寬的原則提供日軍戰機的性能估算值。
但實際上,美國軍隊的P-47N雷電戰斗機曾經與日本資格最老的兩只疾風戰隊——飛行第22和第85戰隊打出1:11的戰損比,美國飛行員甚至根本沒有意識到他們遭遇的是“大東亞決戰機”,一直糊里糊涂地以為打的是日本人的Ki-43隼式戰斗機……
戰后測試
還有所謂“大東亞決戰機”的“戰后測試”。傳說在美軍本土測試過程中,“疾風”戰斗機采用了高質量的高標號燃油,結果展現了驚人的性能,達到了極高的平飛速度。先不說“換用美軍的高標號燃油”的測試是否存在,本身給“疾風”加注標號100以上辛烷值的燃油就不現實。美國戰后測試的“疾風”機身上清楚地寫著“不適用芳香烴汽油”,另外還有“加注92號汽油”字樣的警告。
美國所用的“高性能燃料”,即100/130號汽油,通常含有20%左右芳烴,芳烴極易腐蝕沒有經過特殊處理的油箱,導致油路堵塞故障?!澳撤N日機在美國測試時因條件優于日本而展現更高的性能?!保运^的“日軍裝備優于美國軍隊裝備”實為謠言。
參考資料 >