知乎专栏:舰载机的整备间授权转载

  作为日本在二战中研制的唯一一种鸭翼布局的战斗机,震电以其独特的外形,一直受到后世的航空爱好者们的关注,在日本的许多科幻动画和漫画作品中也经常能看到以震电为原型创作的航空飞行器。而对于大战末期正因为美军B-29轰炸机的空袭而束手无策的日本海军航空兵来说,震电这种纸面性能足以制服B-29的奇异飞机,成为了他们妄图逆天改命的最后一根稻草,被冠以“大东亚决胜机”名号的局地战斗机震电,就是在这样的背景下诞生了。

小池繁夫笔下的震电

  早在二战前,几个主要航空国家的航空工程师们就发现,如果将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,就可以用较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且前翼和机翼可以同时产生升力,而不像水平尾翼那样,平衡俯仰力矩多数情况下会产生负升力。因为这种布局的飞机飞起来像一只鸭子,“鸭式布局”由此得名。而鸭式布局飞机的前翼则称为“鸭翼”。

  鸭式布局的飞机在正常飞行状态下并没有多少优越性,但有航空专家断言:“非定长涡升力的利用,可以使飞机的升力呈几何级数增长”。而鸭式布局正是利用了前翼涡流对主翼面流场的有利干扰,大大增强了飞机大迎角的气动特性和改善了飞机的升阻比特性,使飞机具有优异的机动性能、操纵性能和短距起降性能,是典型的对涡升力的利用。特别是当采用鸭式布局的飞机需要做大强度的机动如上仰、小半径盘旋等动作时,飞机的前翼和主翼上都会产生强大的涡流,两股涡流之间的相互偶合和增强,产生比常规布局更强的升力,从而获得了要比常规布局飞机优异的多的机动性能,这一点对于战斗机而言无疑是至关重要的。虽然在后来的进一步风洞实验中,各国航空工程师均不同程度的遇上了鸭式布局飞机配平困难的瓶颈性问题,但是受鸭式布局优越性的吸引,几个主要航空国家还是自20世纪30年代起相继在鸭式布局领域(特别是在战斗机方向的应用)投入了大量人力、物力、财力,从而掀起了鲜为人知的对鸭式战机探索的第一轮高潮。

  在这轮对鸭式布局的探索中,英、美、德、意、日这五个国家分别设计出了第一代鸭式布局的战斗机:美国的XP-55、德国的亨舍尔HsP.75、英国的“迈克斯”M.35/M.39、意大利的安布罗西尼S.S.4和日本的J7W1“震电”,这五种飞机被航空史学家称为“鸭翼前五杰”。

美国寇蒂斯XP-55“上升者”,1942年开始研制,由于飞行性能过差而于1944年被美军放弃,共生产3架原型机,1号和3号机在试飞中坠毁

德国亨舍尔Hs P.75战斗机,仅存于图纸之上

意大利安布罗西尼S.S.4战斗机,震电的参考原型机

  然而,由于飞控计算机此时尚未研制出来,仅靠人力机械操纵装置控制的鸭式布局飞机都存在严重的操控困难,在平稳的飞行状态下还好说,一旦需要做复杂的空战机动动作时,这些试验机就很容易失去控制,美、英、意的试验机都曾经出现过因为飞机失去控制而坠毁的事故,最终不得不暂时放弃了对鸭式布局飞机的探索。

  早在30年代初,日本航空工业虽然同样关注到了包括鸭式无尾布局在内的一批航空科技最前沿动态,但由于自身航空科研技术水平薄弱和相关资料极其稀少,难以对这些新技术进行进一步的研究探索。而1939年意大利S.S.4试验机的研制和试飞消息传来后,日本通过外交官的努力,凭借轴心国的同盟关系,终于让墨索里尼慷慨的将一些包括S.S.4在内的武器图纸资料转交给了日本驻意大利大使馆武官。然而好景不长,当1939年S.S.4在第二次试飞中坠毁后,无疑给日本人的热情当头浇了盆冷水,再加上已经进行了2年的侵华战争形势一片大好,看起来也已经完全用不到这种离经叛道的设计,所以很快S.S.4的图纸就被锁进保险柜中从此再无人问津。

  转机出现在1944年,发起全面反击的美军,逼迫日本的绝对国防圈一缩再缩,最终为美军的B-29轰炸机提供了理想的前进基地,开始对日本本土进行大规模战略轰炸。如何抗击B-29这种体积、速度、高度、航程、自卫火力均事无先例的巨型飞机就成了摆在日本海军航空兵面前的首要任务。此时,以零战为代表的重航程、轻火力的海军战斗机已经无法满足国土防空作战的要求,研制高性能的新一代局地战斗机(防空截击机)显然迫在眉睫。这为震电的诞生创造了条件。

  当时作为海军航空技术厂飞行机部设计师之一的鹤野正敬技术大尉,在1942-1943年期间,曾经对S.S.4的技术资料进行相关研究,而当时就任军令部参谋的源田实,面对南太平洋上零战逐渐落后的现状,提出海军需要搞一种有别于零战的新式高速战斗机,在这一领域需要进行相关的先行技术研究和探索。在此期间,源田得知了鹤野正敬大尉的前翼型飞机研究,便指示空技厂飞行机部部长佐波次郎少将和设计主任山名正夫技术中佐,对鹤野的研究进行技术层面上的支援。

  为了验证鸭式布局的可行性,在进行震电模型的风洞实验5个月后,空技厂于1944年1月末按照鹤野的提案制作了两台用于技术验证的小型滑翔机--MXY-6型小型滑翔机,并进行了高度1000米的滑翔飞行试验。在摩托车与零战21型的牵引下,鹤野亲自对MXY6进行了几次试飞,其结果令人满意,初步证实了基本设计的可行性,特别是后来还有一架MXY6安装了一台22马力的Ha-90四缸气冷引擎,可以在脱离牵引后进行一定的自主飞行。实验初步成功,海军航空技术本部的专家们对鸭式布局也有了一些底。海军预测美军轰炸机将于1944年2月开始对日本本土进行轰炸,于是加快了震电的研制进度,当年2月内部就已经决定开始震电原型机的试制工作。

MXY-6小型滑翔机

  海军接下来的事情就是找厂家负责震电的生产试制工作了。由于空技厂本身产能不足,其他的厂家诸如三菱、川西、中岛等公司的生产线也早就排满了订单,产能严重不足。此时,刚刚完成“东海”反潜巡逻机的研制生产工作的九州飞行机公司,进入了海军的视线。

  九州飞行机公司原本是著名的渡边铁工所(即现在的渡边铁工株式会社,1830年开始营业),作为老牌的军工企业,渡边铁工所在1916年开始就为海军生产鱼雷,1923年开始涉足航空制造领域。1943年,太平洋战争战局恶化后,渡边铁工所对其业务部门进行了分离,其航空制造部门独立出来,形成了九州飞行机公司,也就是震电的主生产商。海军看上了九州飞行机公司下属的位于福冈县郊外的杂饷隈工厂的产能,而九州飞行机公司此时手头也没有别的项目,于是接受了海军的提案,准备开展震电的试制项目。