川崎三式战斗机Ki 飞燕 发展简略
244战队-小林照彦少佐座机
前言
川崎三式战斗机Ki-61“飞燕”是日本陆军航空队在二战中大量使用的一款战斗机。它是日本帝国陆海军航空队唯一大规模生产装备的水冷引擎战斗机。三式战作为日本陆航在太平洋战争中后期大规模使用的新型主力战机,在性能、战术上有了一定的突破。三式战诞生的时期,正是日本陷入战争泥潭不可自拔的时期。面临盟军的海空优势,日本希望这种全新的战机能成为南太平洋制空战的“救火队员”。那么三式战的真实性能如何、战果又有几分,容我们细细道来。
盟军给三式战起的绰号是“Tony”。它刚刚亮相时,常被盟军误认为日本引进了德国Bf-109或者意大利Mc-202战机。事实上,除了发动机技术是引进德国DB601之外,三式战本身和这两种欧洲战机并没有太大关系。认为三式战是Bf-109或者Mc-202的仿制品的观点本身就是错误的。三式战和德国He-100战斗机血缘最接近,而其内部结构仍和He-100大相径庭。在二战中共有3150架三式战被生产出来,是陆航仅次于一式战的主力战机之一。
诞生与发展
不合格的“先辈”—— Ki-60
Ki-61的发展起步很早。在1939年诺门坎战役之后,日本陆军航空本部就指示中岛和川崎两家公司发展搭载水冷发动机的新型战机。1940年,日本引进了德国DB601 12缸液冷发动机,鉴于日本国内较为缺乏液冷发动机的研发与使用经验,陆军决定采用国产化的DB601Aa引擎,即Ha-40引擎作为新战机的动力。这款新战机的项目包含两个内容:含重火力的高翼载截击机Ki-60,和重量更轻、武备更灵活的通用战机Ki-61。这两种战机均采用全金属半硬壳结构,下单翼主翼,同时要有自封油箱和装甲防护。
中岛和川崎公司与1940年各自开始了Ki-60/61的研发工作。由于中岛公司很快接下了二式战的研发与生产项目,Ki-60/61项目最终全部交给了川崎公司负责,川崎公司指派了毕业于东京帝国大学的土井武夫为总设计师。1941年3月,第一架Ki-60原型机诞生。Ki-60原型机使用Ha-40 12缸水冷引擎,三叶金属定速变距螺旋桨;下单翼翼展10.5m,翼载荷高达181.76kg/m²;机鼻装备两门Ho-103 12.7mm航空机枪,并计划在两翼中各装一门德制Mg-151 20mm航炮。彼时日本购买了一架德制He-100战斗机,He-100采用了DB601引擎,同时设计了极为复杂的水冷却装置。日本对He-100的高速性能叹为观止,但不认可其过于复杂的结构,川崎在设计Ki-60时,或多或少地学习了He-100的气动外形。
Ki-60原型机
然而,Ki-60原型机的试飞相当失败:首先,它的起降性能非常糟糕,极高的翼载荷导致机动性很差。原型机失速速度很高,以至于试飞员认为简单的回转都“相当危险”。陆军航空本部给新战机下达的速度指标是最大600km/h,然而Ki-60原型机只飞出548km/h的极速,简直大跌眼镜。
川崎公司并没有放弃。在第第三架Ki-60原型机上,设计团队进行了大量的改进,例如把Mg-151机炮换成了更轻的Ho-103机枪、机体的减重、增大主翼面积以改善机动性能等等。令人失望的是,改进后的Ki-60原型机依然只飞出了560km/h的极速,而且其爬升率也不尽人意。更要命的是,此时中岛设计的Ki-44二式单战已经交由前线部队试用,Ki-44在爬升率、速度方面都比Ki-60强,且操纵性并不比Ki-60差。川崎公司最终舍弃了Ki-60项目。
“最后的希望”——Ki-61
尽管Ki-60失败了,但是川崎公司并没有放弃。基于Ki-60的设计,同时强调减重、更高机动性的Ki-61也在1940年末开始了研发工作。1941年12月,第一架Ki-61原型机试飞。与Ki-60相比,Ki-61原型机在机鼻装备两门Ho-103 12.7mm机枪,在两翼各装一门八九式7.7mm机枪;继承了Ki-60的自封油箱和飞行员防弹装甲,气动布局也大同小异。不过Ki-61的主翼翼展达到了12m,翼面积增大到20m²,翼载荷减到了146.3kg/m²,操纵性相比Ki-60有了不小的提升。轻量化的Ki-61终于飞出了590km/h的极速,勉强达到了陆军预期的水准。
Ki-61第一架原型机 No.6101
试飞员对Ki-61原型机给出了不错的评价,可是陆军依然对Ki-61抱怀疑态度。陆航内部有注重速度的“能量派”和注重缠斗的“格斗派”,格斗派“军官就不认可Ki-61这种偏重速度火力、直来直去的能量机。
为了打消这一怀疑,陆航在1942年组织了一系列模拟对抗和性能对比:由经验丰富的飞行员,分别驾驶Ki-61原型机、Ki-43-I、Ki-44-I、从德国购买的Bf-109E-在菲律宾缴获的P-40E战机、偶然获得的苏联拉格-3 (LaGG-3)战机进行对照和模拟空战。结果表明,Ki-61原型机比上述对手速度都要快,而机动性仅低于Ki-43。测试的结果最终让陆军航空本部认可了Ki-61的性能。在整个1942年间,Ki-61都被用于测试、试飞调试,其正式服役要等到1943年。
服役与改进
1942年末,最初的几架Ki-61量产型交付陆军第23飞行战队进行训练,在1943年初,陆军第678飞行战队全面换装Ki-61战斗机,每个战队实际装备36架Ki-61。此时Ki-61即被称为三式战斗机。68和78战队很快便被派往新几内亚前线,68战队进驻威瓦克,78战队进驻拉包尔。先出发的68战队从本州岛起飞,途径台湾、菲律宾等地转场,在一路上三式战故障频发,第一波顺利到达威瓦克岛的只有一半人。78战队吸取了68战队的教训,由运输机空运地勤和配件全程伴随,最终勉强顺利到达拉包尔前线。
68战队的三式战 来源:战争雷霆
继95式战斗机之后,日本陆航便在也没有服役过使用液冷发动机的战机,因此地勤整备人员极度缺乏维护液冷引擎的经验和技能;Ha-40是轻量化的DB601Aa,但是结构却并不简单,维护较为困难。此时日军在前线吃紧,没有经过多少准备就急于投入新锐的三式战,导致三式战在服役初就故障连连,前线的飞行员们叫苦不堪。
三式战的噩梦还在后面。部署到前线的几个三式战战队,飞行员大多没有经历严格的海上飞行训练,因此迷航事故频发;Ki-61糟糕的维护状况和可靠性导致几乎每次出击都有非战斗损失;在盟军一次低空突袭威瓦克岛的行动中,由于68战队整备困难,无法迎击盟军攻击编队,结果所有的三式战都在机场上被炸毁,飞行员只能回到菲律宾等待补充机。在特鲁克-拉包尔一线,78战队的境况也不乐观。78战队可用的30架三式战中,因故障、迷航就损失了18架,以至于需要其他战队的一式战来充数。本土训练的三式战战队同样不容乐观。驻扎东京训练的18战队,在一次上级考察的出击训练中,战队长的飞机当着长官的面故障坠毁,另一架三式战大破损毁,气的长官破口大骂。
在新几内亚被空袭炸毁的Ki-61残骸
尽管困难重重,Ki-61还是艰难地扛下了前线空战的重任。当时陆航大量装备的一式战已经难以和盟军的P-3P-4F6F相抗衡。面对盟军强大的火力和速度,以及行之有效的萨奇剪战术,一式战都显得相当无力。三式战的加入一定程度缓解了陆航的窘境。盟军遭遇一式战攻击时,经常采用高速俯冲脱离的方式摆脱追击,这一招面对三式战就不太奏效了。屡屡压制一式战的P-38,也和拉包尔前线的三式战打的有来有回。面对盟军强大的轰炸攻势,二式单战“钟馗”数量太少,而且大多用于要地防空难以派遣,因此三式战就担当起截击轰炸机的重任。至此,三式战以及彻底打破了陆航此前的“轻型战机负责空中格斗、重型战机负责截击”的思想,三式战在陆军中成为了“中战”,即一款真正的通用型中型战斗机。
陆航最初装备的三式战沿用了原型机的武备,即两门Ho-103加两门八九式机枪的配置,每Ho-103备弹800发,八九式机枪备弹1000发。这种三式战又称三式战一型甲(Ki-61-I Ko)。在三式战进驻前线不久,陆航就把生产线上的三式战全部装上Ho-103机枪,这样它们就拥有四门Ho-103,共1800发备弹,这种三式战被称为三式战一型乙(Ki-61-I Otsu)。1943年12月,日军潜艇运来了800门德制Mg-151 20mm航炮及弹药。日军对这种精良的机炮赞赏有加,尤其是Mg-151威力强大的薄壳弹,拥有远超同类弹药的装药量,可以对轰炸机造成大幅毁伤。日军将388架三式战一型乙的机翼机枪换成了两门Mg-151航炮,三式战一型丙(Ki-61-I Hei)便由此诞生。率先装备这款重火力战机的678战队获得了不小的战果。
三式战一型丙 可见其机翼中的Mg151机炮
三式战一型的性能可以压制同时期的P-40E,超越了Bf-109E系列,基本上接近Bf-109F的水平。由于三式战一型投入较晚,这款陆军的“新锐”战机已经落后于世界先进水平:达不到P-40N的水准,也不如P-3P-47C等活跃在南太平洋战场的盟军战机。三式战一型的发动机仍是硬伤,其动力不足的缺点限制了战斗力的提升,难以维护、故障频发,加上南亚海岛潮湿炎热的环境,简直是雪上加霜。三式战就在这样的困境中,与盟军艰难地抗衡。不过对于陆航而言,三式战还是弥补了一式战的性能短板和二式单战的数量短板,基本上满足了陆航的需求。
1944年初,日本陆军正式将Ki-61三式战命名为“飞燕”。同年,对三式战的深度改进也提上了日程。一方面川崎着眼于现有三式战一型的改进。由于Mg-151坏一门少一门,而日本也没有能力仿制这样精密的机炮,后续的三式战只能装备国产的Ho-5 20mm机炮。川崎公司在三式战一型乙的基础上,把机鼻中的两门Ho-103机枪换成Ho-5机炮,为了容纳更大的武器和弹药,新的三式战一型将机头延长了约30cm;为了平衡重量,新的三式战在驾驶舱后又添加了一个小油箱。这款三式战被称为三式战一型丁(Ki-61-I Tei),并迅速成为太平洋后期最主要的三式战。
第19飞行战队的三式战一型丁 可见其机翼下的可抛弃副油箱
与三式战一型丁同时展开的是三式战二型(Ki-61-II)项目。1943年末,川崎公司制造了第一架三式战二型原型机。这架飞机搭载升级的Ha-140 12缸液冷发动机,最大功率达到了1500马力。川崎重新设计了前机身,并沿用三式战一型丁的座舱布置和主翼。三式战二型原型机也装备两门机鼻的Ho-5机炮和两门机翼Ho-103机枪,机炮与机枪备弹各500发。Ha-140引擎是日本对于DB601Aa/Ha-40的深度改进,它和德国的DB60DB603系列均没有关系。日本在新型液冷引擎的研发上又犯了难,Ha-140迟迟不能扩大生产。直到1945年5月,川崎才生产了400架三式战二型。这当中有一部分换装了水滴座舱以改进向后视角,使用水滴座舱的三式战二型被命名为三式战二型改(Ki-61-II Kai)。在这些三式战二型之外,还有三百余架三式战二型空有机体却得不到Ha-140引擎,这些机体未来将会被“废物利用”。
三式战二型,安装新引擎后机身更加修长
三式战二型改,可见其水滴座舱。由于本土遭到战略轰炸,三式战二型改的生产数量并不明朗
“近亲”Ki-100
前文提到了川崎公司在1945年还生产了三百余架三式战二型的机体,这些机体并没有被丢弃。日本帝国的末日即将来临,这些机体被利用起来,安装了Ha-112-II 14缸星形发动机。陆军将这种使用三式战二型机体,却安装风冷引擎的飞机称为Ki-100五式战斗机。
五式战一型甲近照 隶属于第59飞行战队
所谓的Ha-112-II,其实就是海军称呼的“金星”发动机,它的最大功率也能达到1500马力。与Ha-140相比,Ha-112-II轻了54kg,而其可靠性及存量却远高于不靠谱的Ha-140发动机。陆军在“捡漏”中组装了275架五式战。土井武夫为首的研发团队重新修改了机体前部和发动机舱的外形,由于发动机更轻,飞机后部的配重也被移除。五式战比三式战二型轻了329kg,翼载荷从189kg/m²降到了175kg/m²,其机动性全面优于三式战二型,和当时陆军最先进的四式战“疾风”不相上下。上图采用剃刀背的五式战为五式战一型甲(Ki-100-I Ko),另一种采用三式战二型改的机体,即采用水滴座舱的为五式战一型乙(Ki-100-I Otsu)。五式战极速为580km/h,虽然并不出众,但是它却能够跟上P-51的俯冲,并在改出后维持高速,这在陆航中相当罕见。
使用水滴座舱的五式战一型乙
针对当时美军B-19轰炸机的凌厉攻势,川崎还计划在五式战一型甲的基础上安装废气涡轮增压器,以提升其高空作战能力。在生产了三架五式战二型原型机后,日本宣告投降。
美军认为经验丰富的飞行员驾驶五式战,是相当难对付的目标。Ki-100五式战、Ki-84四式战及海军的N1K-J紫电改战机共同组成了日本帝国在太平洋战争最后阶段的主力战斗机阵容。
战争雷霆中的五式战二型 可见其机身下的涡轮增压器
244战队和“震天制空队”
在太平洋战争末期,大量陆军飞行战队向本土收缩以负责本土防空作战。由于美军B-29速度快、高度高,陆军的一式战基本上百无一用,四式战妥善率较低且高空性能不佳,防空的重任交给了“钟馗”和“飞燕”。在本土防空战中,陆航涌现出两个出色的单位,被称为“关东防空双璧”,其一是我们前面讲过的第47飞行战队,使用二式单战为主力,其二便是使用三式战为主力的244战队。
244战队成立较早,但很长时间内都在本土驻守,直到美军轰炸机的到来。1945年初,年仅24岁的小林照彦任244战队长,是当时日本陆航最年轻的战队长。244战队的三式战妥善率很高,地勤维护水平堪称全日本最佳,因此出动率也名列前茅。小林照彦领导的244战队针对高度较低的B-29编队主要采用迎头攻击的战术,面对高空的B-29便力不从心,往往只能撞击作战。由于三式战结构坚固,防护完善,很快便成为了撞击作战的“震天制空队”主力。小林照彦本人就曾多次撞击B-29且成功生还,此人在战后进入空自服役,在一次飞行事故中丧生。
结语
Ki-61三式战斗机是日本陆航在技术上和战术上的双重革新。技术上看重速度与火力,标志着陆航舍弃了旧的“格斗战”观念,转而向“能量战”看齐;陆航在三式战大批量装备前后大量学习德国的编队空战战术,并把旧时的战队中三机一小队改成了四机一小队,标志着其在战法上向欧美先进水平靠拢。尽管三式战在技术水平上乏善可陈,性能并不出众,且糟糕的维护性与可靠性极大的拖了后腿,但陆航的改革依然可见成效。在陆航中不乏如桧与平、小林照彦这样的“飞燕”王牌,“飞燕”及其近亲五式战在日本帝国陆航装备发展史上留下了可圈可点的一笔。
附录——生产情况及性能参数
1942年8月——1945年1月共生产2654架三式战一型:
1944年1月——1945年5月共生产404架三式战二型。
性能参数(以三式战一型丁为例):
乘员:1人
全长:8.94m
高度:3.7m
翼展:12m
翼面积:20m²
空重:2630kg
最大起飞重量:3470kg
动力:Ha-40 12缸液冷发动机 最大功率1159马力
桨叶:三叶金属定速变距螺旋桨
最大速度:580km/h(5000m处)
实用升限:11600m
爬升能力:0-5000m用时7分钟
翼载荷L:173.5kg/m²
武器:2xHo-5 20mm机炮,备弹共240发;2xHo-103 12.7mm机枪,备弹共500发
挂载:2x250kg炸弹/可抛弃副油箱
全文完
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发展简略 川崎三式战斗机Ki 飞燕