难以“推”动的创新——二战中的美国推进式螺旋桨战斗机

万磁王

原作者：Crazy Ivan


　在航空发展史上，战争总是刺激出新概念、新技术、新产品最好的催化剂，然而创新的失败风险也是如影随形，二战期间美国的螺旋桨推进式战斗机研制项目的起起落落就印证了这一点。

XP-52一直停留在图纸上未能成型

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　　所谓的推进式飞机是指螺旋桨位于发动机之后，安装在机翼或机身的后部，推动飞机前进的机型（如莱特兄弟发明的首架动力飞机“飞行者”1号）。与螺旋桨前置的拉进式飞机相比，这种形式可使大部分机体避开螺旋桨的气流，降低附加阻力，而且前向视界不受阻碍，也便于在机头集中安装武器，多见于一战初期的侦察机和在前射机枪协调器出现之前的战斗机。不过这种布局的缺点也很明显：螺旋桨效率偏低，发动机不易降温，飞行及起降中的稳定性和安全性也较差，因此在一战后就很少再被采用。

莱特兄弟的“飞行者”1号就是典型的推进式飞机

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　　第二次世界大战全面爆发时，尚未卷入战团的美国虽然已陆续研制出P-38、P-40等机型，但面对轴心国的空中优势，在大力扩充航空部队编制的同时也急切地寻求一种性能更高的单座单发战斗机（当时称为驱逐机，编号以“P”开头）。1939年11月，掌管陆军航空兵团装备采购的陆军器材局向国内工业界发布了代号为R-40C的招标书，提出新机型在速度、爬升率、机动性、火力、座舱视野等各方面都要优于现有型号，还得造价低廉、维护方便。出于对创新的鼓励，尽快实现性能上的突破，一向因循守旧的军方甚至破例强调可以考虑采用非常规形式的设计。
　　这个不同寻常的项目一经公布，果然在航空界激起了许多奇思妙想，一时间应者如云。为了从不下50个投标方案中择优录取，军方专门制定出一套最高为1000分的综合考评办法。经过一番激烈的“海选”，到1940年6月脱颖而出的前三名依次是伏尔提（Vultee）公司的V-70（817.9分）、寇蒂斯（Curtiss）公司的CW-24（801.2分）和诺斯罗普（Northrop）公司的N-2B（725.8分），后来被军方分别赋予机型编号为XP-54、XP-55和XP-56。这三家飞机制造商都拿到了原型机的开发合同和一笔经费进入最后的“PK”阶段，并计划均采用普拉特·惠特尼（Pratt&Whitney）公司的X-1800-A3G型发动机作为动力，这种新型的24气缸液冷发动机功率为1640千瓦，当时正处于研制阶段，有望在1942年投入批量生产。而贝尔（Bell）飞机公司的Model16/XP-52方案原本也有机会一争高下，但因自身发展计划的调整最终未能成型。

普惠的X-1800发动机，可惜在1940年就草草收场，公司转向集中精力研制气冷星形发动机

　　这四种当时颇显另类的机型虽说外观迥异，但都不约而同地选择了非主流的推进式布局。考虑到这种结构的突出特点和军方的特别要求，倒也并非简单的巧合。然而由于推进式飞机的固有缺陷没能得到有效解决，设计中又采用了大量虽然新颖但未经充分检验的技术，加上X-1800型发动机中途下马的影响，以及喷气动力飞机的后来居上，注定了它们既超前一时又迅速落后、只能是昙花一现的结局。

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纸上幻影——贝尔XP-52
　　早在1937年9月，贝尔公司就研制过一种罕见的5座双发推进式战斗机YFM-1，打算用于远程护航和拦截敌方轰炸机。该机在两个发动机短舱的前部设置了37毫米的大口径机炮和炮手席，螺旋桨就被安装在机翼后方。不过这就导致YFM-1虽然火力强大，但体形过于笨重，飞行性能还不如当时的新式轰炸机，因此总共只生产了14架就草草收场了。

贝尔的YFM-1推进式战斗机过于笨拙

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　　到设计Model16/XP-52时，贝尔公司吸取了教训，更突出高速性和机动性。XP-52具有光滑的流线型机身和带20°后掠角的中单翼，采用类似P-38“闪电”战斗机那样的双尾撑结构，以水平尾翼连接着左右尾撑，同样有可收放的前三点式起落架。驾驶舱后面安装一台功率为933千瓦的大陆XIV-1430-5型液冷发动机，驱动一对同轴反向旋转的螺旋桨。XP-52另一特别之处是发动机散热器的空气入口开设在机鼻前端，就象后来以机头进气的喷气式飞机那样。武器方面计划在机身下配备两门20毫米机炮，两侧机翼各安装3挺12.7毫米机枪。

YP-52与XP-52的设计

XP-52侧面图，机头有发动机冷却空气进气口

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　　XP-52是获得美国陆军航空兵驱逐机编号的第一种推进式飞机，贝尔公司为提高竞争力又拿出了新的改进型号XP-59，计划换上更强劲的1500千瓦普·惠R-2800-23型空冷发动机，预计最高时速可达724千米。只是贝尔公司的主要精力没多久就转移到XP-59A“空中彗星”（Airacomet）喷气式飞机的研制上了，停留在图板上的XP-52/59项目因而在1941年11月底被撤销，一架原型机也没有来得及造出来。不过出于保密原因而沿用XP-59编号的“空中彗星”倒是最终被“推”上了天，成为美国第一种喷气推进式战斗机。

XP-59风洞模型

XP-59三面图

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　　 XP-52基本参数（设计值）机长：10.36米机高：2.8米翼展：10.67米空重：3100千克最高时速：684千米最大航程：1544千米实用升限：12200米

最终P-59的编号给了贝尔的第一种喷气式战斗机

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呆头“大鹅”——伏尔提XP-54
　　伏尔提公司在1939年才从一个飞机开发部门正式成为独立的企业，不过其创办人杰勒德·伏尔提已在前一年的飞机失事中身亡。在打出自己名头的短短几年间，他们最成功的作品是产量高达1.1万架的BT-13/15“勇士”教练机。赶上R-40C招标项目后，伏尔提公司上下可谓是不遗余力，希望借此机会在一线战机供应商的行列中占得一席之地。

杰勒德·伏尔提

BT-13教练机

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　　XP-54同样采用中单翼、双尾撑加双方向舵的机体结构，但块头可就比竞争对手贝尔公司的XP-52大得多，是当时能够提供给美国陆军航空兵的最大一种单座战斗机。高高架在前三点式起落架上的子弹形修长机身和W形海鸥式机翼是该机的显著特征，机身尾部装有发动机和一具四叶螺旋桨。XP-54的独到之处还包括机翼部分采用了国家航空咨询委员会（NACA）研制的涵道散热组件，在机翼前缘开有窄缝，内部装有冷却散热装置。由于机身上的增压座舱距离地面很高，飞行员的座椅还被设计成电动升降式。飞行员在登机前要先开启座舱底部的舱门来降下座椅，坐好后再连人带椅一起升入座舱中。逃生程序也同样变得复杂，需要跳伞时，为了避开后面还在高速旋转的螺旋桨，座椅先靠摆臂下落，再将飞行员朝下方弹射出去，这将使XP-54成为美国第一种安装弹射座椅的战斗机。

机鼻硕长的XP-54块头很大

XP-54机翼内部安装了涵道散热组件

奇葩的向下弹射方式

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　　 XP-54武器系统的设计也是别具一格，原本只打算在机翼上搭配6挺机枪，后改为在机头部位集中设置共备弹120发的两门37毫米机炮和共备弹1000发的两挺12.7毫米机枪。其中大口径机炮安装在固定炮架上，而机枪连同活动支架可以沿垂直方向作向上3°和向下6°的转动，飞行员通过一个具有补偿功能的特殊瞄准器控制机枪的射击角度，便能在无需改变飞行高度的条件下用机枪攻击不同位置的目标。
　　1941年1月，美国军方与伏尔提公司签订了制造原型机的合同。9月，陆军航空队方面又要求将XP-54的作战环境从中低空改为中高空，可承担截击任务。为此XP-54必须加装涡轮增压器，加上采用自封油箱等各种改进，导致整机重量一路暴增，飞行测试时间随之一再推迟。此外普·惠的X-1800型发动机因研制进度严重滞后，到1942年10月也彻底下马了，XP-54只能先装上功率为1715千瓦的莱康明XH-2470-1型发动机。直到1943年1月15日，机身序列号为41-1210的第一架原型机才在加利福尼亚州的穆洛克干湖试飞基地（即后来的爱德华兹空军基地）首次升空，持续时间为31分钟，没有出现异常情况。此后的两个月内共进行了9次试飞，这一阶段的测试暴露出飞机的实际性能大多低于设计要求，发动机也出现问题需要运回工厂更换。

停留在地面上的“大头鹅”