二戰日本奇葩戰機，專門攔截美國B-29，鴨翼加後螺旋槳理念超前造型特殊

日本曾在二戰時期開發過一款用於攔截美國b29的戰鬥機 這款戰機的外形和結構放在任何一個時代都可以說是非常奇葩的存在 戰鬥機的前方採用了壓抑式佈局 主翼兩側安裝了槌尾 更新奇的是該戰機還是後置螺旋槳 從上方俯視下去 你甚至分不清飛機的前後方向 這種飛機真的能飛起來嗎 還能去攔截超級空中堡壘嗎 今天施密特就來帶大家瞭解二戰日軍造型最奇葩的戰鬥機 G7we震電式戰鬥機 早在1942年到1943年間 日本海軍航空技術廠的鶴野正競大衛就試圖擺脫傳統 沿著一款性能較現有戰機大幅度提高的潛意識戰鬥機 潛意識飛機由於在外形上像一隻鴨子 故又被稱為鴨式佈局飛機或鴨翼佈局 現代的許多戰機 比如陣風 颱風 鷹獅 採用的就是鴨翼佈局 鴨翼佈局和常規佈局的優缺點歷來是航空界津津樂道的一個話題 二戰時期 鴨翼佈局並不屬於主流 採用此佈局的戰機也不多 二戰前 幾個主要航空國家的設計師們發現 如果將水平尾翼移到主翼前方 讓其分佈在機頭兩側 就可以用較小的翼面達到相同的操縱性能 在常規佈局中 機翼產生向上的升力 為維持飛行的狀態 就需要尾翼產生向下的力 將機頭壓起來 達到機身的平衡 這套氣動佈局其實是損失了機翼升力的 整個飛機狀態類似於一個河上跳水池 而鴨式佈局飛機的重心位於鴨翼和主翼之間 前置的鴨翼和飛機主翼都能給飛機提供向上的升力 飛機狀態類似於兩個河上太水池 鴨翼佈局利用前翼改變了飛機的升阻比特性 使飛機的升力乘幾何級數增長 而且鴨翼佈局的操縱效率更高 進步穩定的特性可以為飛機帶來機動性的改善 讓飛機更加敏捷 適合空中纏鬥 用在戰鬥機上還是很有利的 不過鴨翼佈局比常規佈局設計難度大 由於鴨翼和主翼之間的相互影響 不同距離 不同大小 不同形狀 甚至不同的材料都會影響飛機的總體啟動佈局 想設計出合適的鴨翼就必須經過大量的實驗改動 在日本研究鴨翼戰機之前 已經有許多國家在這一領域投入了大量的人力物力 英國 美國 德國和意大利都設計過鴨翼佈局的戰機 美國科蒂斯萊特公司曾設計過一款名為XP55的壓式戰鬥機 該飛機總共生產了三架原型機 其中一號機和三號機在試飛中墜毀 XP55因性能過差被美軍放棄 德國亨舍公司設計過HSP75壓式戰鬥機 但飛機僅存在於圖紙上 並未投入生產 此外 還有英國馬爾斯的M3539蜻蜓戰機和意大利的安布羅西尼SS4戰機 都因為各種原因沒有投入使用 各國也暫時放棄了對鴨式佈局飛機的探索 意大利的SS4戰機就是日本新式戰機的參考原型 日本方面將其命名為震電 1939年 日本憑藉與意大利的同盟關係 成功從莫索里尼手中要到了包括SS4戰機在內的武器圖紙 由於SS4在試飛中墜毀 日本的圖紙就被鎖在保險櫃中 無人問津 直到戰爭形勢惡化 人們才又想起了這款離經叛道的戰機 當時有不少海軍航空技術廠的研究員批評了赫耶正經複製壓式戰機的想法 他們指出自然界都沒有的形狀肯定存在它的缺點 赫耶卻認識不到這一點 可當時情況緊急 為了對抗美國的新型轟炸機 大部分人只能同意赫耶繼續研發這種飛機 1943年8月 壓式戰機的模型首次在風洞中進行了測試 此年1月 航空技術廠按照赫耶的提案製造了兩臺用於技術驗證的MXY6小型滑翔機 赫耶等人用MXY6進行了高度1000米的飛行試驗 此時日本海軍也預料到 在不遠的將來 美國轟炸機群會大規模攻擊日本 於是迅速開啟了製作陣電戰鬥機的計劃 並把任務委託給了九州飛行機公司 1944年5月 日本海軍正式下達了十八市區的戰鬥機陣電試作機開發計劃 6月 日本的八番市遭遇了美軍B29轟炸機的襲擊 射擊小組在當地觀察了美軍飛機的特徵 並為陣電戰鬥機定下了攔截B29的指標 1945年2月 日本軍需省航空兵器總局的官員來到工廠 他們看到陣電後大吃一驚 隨即下令停產零式戰機和子電戰機全面轉產陣電 他們計劃每月生產500架陣電來對抗美軍的B29轟炸機群 不過 由於美軍的持續空襲 日本三零重工的工廠損毀嚴重 大大拖延了開發進度 直到1945年6月 日本才造出了陣電的一號機 機體編號J7W1 仔細打量陣電戰鬥機 你會發現它不僅使用了帶前翼的壓式佈局 還使用了後置的螺旋槳 螺旋槳不在機頭 而在機尾 就連前三點式的起落架都與常見的後三點式完全不同 飛機靜止時從上空俯瞰 你甚至都很難確定哪邊是機頭 為什麼陣電戰鬥機要把螺旋槳放在後面 螺旋槳飛機是通過螺旋槳將發動機功率轉化為動力的飛機 因此螺旋槳總是和發動機帶在一起的 而發動機又是很重的部件 二戰中常見的螺旋槳飛機大都是把發動機放在前方 因此飛機的重心靠前 為了保持平衡 飛機的機翼必須設計在重心附近 於是機翼也不可避免的靠前 這樣一來 機翼和尾翼拉開了距離 飛機的可操作性大大提高 飛行員可以根據螺旋槳產生的氣流來調整飛機的飛行狀態 前置螺旋槳的缺點就是飛行效率低 飛機螺旋槳旋轉產生向後推動的氣流 可螺旋槳後方有很多障礙物 比如機身 機艙 機翼 尾翼等 這會阻擋和削減螺旋槳的推力 所以我們會發現這類飛機的螺旋槳個頭都很大 通過增大體積的辦法來彌補動力上的虧損 假如將螺旋槳放置在飛機後方 上述問題便迎刃而解了 飛機螺旋槳直接產生向後的推力 就像船隻的螺旋槳一樣 動力轉化效率極高 所以在速度相同的條件下 後置螺旋槳比前置螺旋槳所需發動機的規模更小 而且螺旋槳後置吹出的氣流不會干擾到飛機的穩定性 既然後置螺旋槳有這麼多好處 為什麼大部分戰機還是採用前置螺旋槳呢 那是因為後置螺旋槳的缺點更多 將螺旋槳放在後方意味著發動機也要後置 為了飛機平衡 機翼也要設計在後方 這樣一來飛機的可操作性就降低了 動力系統後置也不利於飛行員調整飛機姿態 舉個例子 當你在超市使用購物車時 是拉著走更穩當 還是推著走更穩當 想必一定是前者 將發動機和螺旋槳放在後方 螺旋槳產生的氣流是不會干擾到機身了 但反過來 機身產生的氣流會干擾到螺旋槳 在高速飛行過程中 氣流會先撞上機身 然後進入螺旋槳 給螺旋槳帶來較大的衝擊 極易使其損壞或發生故障 這對發動機和螺旋槳的整體結構和強度有著很高的要求 有朋友可能會疑惑 假如科技更發達了 使用高強度的發動機和螺旋槳 是不是後置動力就要比前置動力更優秀呢 理論上是可行的 但遺憾的是 二戰後不久 飛機就進入了噴氣式時代 連螺旋槳都直接淘汰了 大家都是後置動力 討論前置後置就沒有必要了 說回當時 這兩種螺旋槳的設計各有優劣 但從普及程度來看 前置螺旋槳仍然是二戰飛機的主流 日本的震電戰鬥機同時使用後置螺旋槳和壓式佈局 這在航空界是極為少見的案例 震電戰鬥機機長9 76米 翼展11 1米 高3 55米 空重3 5噸 最大起飛重量約5 27噸 壓式佈局 後螺旋槳 再加上20度後六角的主翼設計 賦予了震電750公里每小時的時速 由於機動性過強 震電的機身需要承受更大的負載 於是設計人員讓飛機的主翼結構採用esd特殊機械加工品 但這種加工品工藝複雜 不利於大批量生產 震電戰鬥機的動力系統是一臺三菱產的HA434218缸型型風冷發動機 輸出功率2130馬力 震電的發動機被包裹的嚴嚴實實 只能依靠機身兩側狹長的進氣口冷卻 由於設計保證了進氣量 讓發動機能維持較大的高空出力 但冷卻性能嚴重不足 發動機很容易因為過熱而損壞 不能維持全功率運行 於是呢 設計人員又在兩邊機翼的下方各裝了一個助推火箭 這樣戰機在發動機未完全運作時也能飛到12000米的高空 震電戰鬥機的武器系統是機頭部位的四門30毫米機炮 每門被彈60發 為了不讓各炮射擊時互相干擾 機炮採用的是不對稱佈局 理論上講 這種航空機炮只需命中幾發就能重創或擊落B29轟炸機 此外 震電戰鬥機主義下方還有四個掛架 可掛載四枚30公斤或60公斤的炸彈 1945年7月 賀耶正靜親自參與了震電戰鬥機的測試 在滑行拉起的時候 由於壓抑的升力 飛機機頭迅速抬升 導致後方螺旋槳擦地損壞 工作人員借用了二號階的螺旋槳 還在主羽下方安裝了車輪 防止再次觸地 8月3日 震電成功完成了首次試飛 並在6日和8日繼續完成了飛行測驗 就在此時 一個驚天的消息傳來 美國在日本廣島和長崎扔下了毀天滅地的原子彈 隨後 日本宣佈無條件投降 戰爭結束了 這款奇葩的新概念戰機還沒走向量產 就迎來了命運的終結 總的來看 日本的震電戰鬥機是一個沒有參加實戰的非常規戰機 後置螺旋槳加壓抑的佈局讓整個飛機變得非常極端 及犧牲了幾乎全部的穩定性 來換取飛機的高空高速高性能 美軍有一句著名的話 壓抑最好安裝在敵人的飛機上 壓抑在產生勝利的同時 也會讓飛機的飛控系統複雜化 降低著陸性能等 作為航空科學最為發達的國家 美國對壓抑的研究比任何一個國家都要深 但美國人最後認為 壓抑是一種投機取巧的設計 假如我的航空發動機足夠強大 也就是一個和尚就能輕輕鬆鬆挑水的時候 就沒必要選擇更為複雜 更不穩定的壓抑佈局 日本沒有美國那種力大專飛的發動機 所以只能在壓抑佈局上下功夫 與其達到利用較弱的發動機去攔截美軍高空轟炸機的效果 至於後置螺旋槳更是一種犧牲穩定性換取紙面數據的做法 震電戰鬥機在測試中事故頻發 也是對飛機穩定與否的最好詮釋 假如震電戰鬥機提前量產並加入實戰 恐怕也難以取得日軍期望的效果 值得一提的是 震電戰鬥機後置發動機的佈局倒是很合適噴氣式飛機 所以日本不少遊戲和空戰小說裡出現了使用噴氣發動機的震電 人們將其改為J7W2震電改 不過 根據負責震電戰鬥機動力設計的西村三男介紹 噴氣式戰機僅僅是一個想法 軍方呢絲毫沒有遭震電改的意思 甚至連最基本的討論會都沒有開過 這只是人們臆想的產物罷了 好了 本期節目到這裡就結束了 你對日本的這款奇葩戰機有什麼看法呢 歡迎在評論區留言 我是施密特 我們下期再見