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F4U“海盜”戰鬥機的長鼻子從何而來
送交者: 一劍破天 2025年06月09日21:47:24 於 [軍事天地] 發送悄悄話

F4U有一個長鼻子,但不是因為它自己說了謊。

長期以來,機鼻超長造成的前向視野不佳一直是使用者們長期詬病F4U“海盜”的主要問題之一,這一點也確實在實際的艦載服役歷程中給F4U帶來了很多麻煩。但這個“長鼻子”本身並不是沃特設計師們一開始就犯下的設計錯誤。本文不再多說已經有了很多討論和成熟結果的飛機性能,主要僅討論這部分的設計過程。

圖片倒海鷗翼、細瘦的長鼻機身共同組成了“海盜”標誌性的造型印象

圖片F4U的長機鼻導致F4U在航母降落最終下滑道上幾乎完全無法觀察到自己馬上要落下去的航母甲板和,完全依賴天地線和儀表控制路徑

在1938年海軍航空局一開始給出最終讓F4U得以誕生的提案時,沃特想要的其實是一架以高爬升率、高速為飛行性能核心的新型艦載戰鬥/截擊機,航程或者其他用途可以放在較次要的位置。另一方面,38年離戰爭在歐洲開端還有點時間,當時對戰鬥機防護和火力的普遍認知也依然維持在30年代水平上。所以F4U一開始的設計,也就是XF4U-1原型機呈現的狀態,火力僅是機鼻的2挺和螺旋槳同步射擊的7.62mm機槍和機翼內的2挺M2 .50口徑機槍,備彈也較少(300發每挺M2)。另一方面機翼內還有彈艙用來裝當時海軍航空局正在推崇的5.2磅空對空炸彈。然後是載油量——也就是可能讀者已經熟悉的F4U之後加長的鼻子裡主要放的東西——在XF4U-1上內部燃油分成三部分:1個/對主油箱和2對副油箱(不是外掛副油箱的意思),273美加侖的內油被分成101主+(74+98)副的配置,同時,這些油箱很可能都沒有、或僅部分有自封/二氧化碳的防護。

圖片根據正文列出信息和圖片推測的XF4U-1油箱布置;圖中每個容積數字都是左右一對油箱容量的和,而不是每個油箱的容積

到這裡我遇到了一個問題,我在哪裡都找不到XF4U-1明確的內部布局繪圖,留給我的只是這三個數字而已,那XF4U-1的油箱具體在哪裡有幾個呢?XF4U-1留下了一系列製造中的結構件以及製造過程的照片。通過照片我確定XF4U-1在機身內部應該是沒有任何油箱存在的,所有燃油被儲存在機翼里。隨後進一步檢查機翼的結構分劃和已經被現有組件占據的空間(油冷器、發動機進氣口、起落架、機槍和備彈艙、炸彈艙),可以基本確定XF4U-1的1對共101gal主油箱位於翼梁後、主起落架機輪內側包圍成的翼盒空間內,而2對共172gal副油箱位於.50機槍槍管外側、翼梁前的機翼前緣內。

圖片XF4U-1原型的一些內部照片。上兩張圖中可以注意到XF4U-1的座艙前隔板(防火牆)直接和翼梁處於同一平面上,隔板背後直接就是發動機組件與滑油箱(下一張圖裡的圓滾滾物體),XF4U-1前機身里並沒有油箱

圖片XF4U-1製造中的機翼內部結構,儘管沒有特別標註,但翼中段出現的翼盒結構可以與主油箱對應上;在量產型F4U上,這一空間似乎被桁架填充以增強結構,內部不再有任何載荷/設備

到這一步時XF4U-1並不是一架長鼻子飛機,大體上也沒有表現出糟糕的性能。改變起點是在歐戰開始之後。波蘭、法國和海峽前線對新時代空戰的實況報告顯然證明了30年代很多人那還基於一戰線性發展的空戰認知落伍了,沒有加入戰爭的國家也開始普遍修改對飛機配置的要求,首當其衝的是提高飛機的防護能力和火力水平。海軍航空局要求F4U配置防護油箱、完全修改了火力配置,也就是很多人可能很熟悉的4-6挺M2的傳家寶配置,而且此時F4U已經不再被當成功能單一的戰鬥/截擊機看待,沃特被要求增加航程、增加掛載炸彈的能力。量產型F4U-1的設計從1940年12月開始,但來自XF4U-1原本的結構和布局並不能適應這樣大的變動,一側主翼上的武器配置從20枚5.2磅炸彈、1挺M2+300發彈藥變成了3挺M2+1175發彈藥、1個可以掛100磅炸彈的備用掛載位。5.2磅空對空炸彈是海航曾經期望裝備的截擊武器,載機飛越轟炸機群頭頂時大量投下“轟炸”轟炸機群造成殺傷,不過這種套娃攻擊未曾實用過。這為每側機翼增加了超過100kg的負載要求和不少額外的後坐力衝擊,如果想要在機翼里繼續保留油箱,就需要重新設計測試增強的機翼結構。也許是因為時間不足或者特定的原因,從歷史情況看沃特選擇了讓主油箱退出機翼、縮小無防護的副油箱,把載荷能力留給增加的機槍、載彈量和外掛載。本來機翼中273gal的內油變成了量產型的機身237gal+機翼126gal;而在更後期的改型中無防護的機翼副油箱也被取消(在實戰中應用寥寥,主油箱航程也夠用,換你你也不用的),此時F4U已經有了豐富的外掛副油箱配置,這裡暫且也不再提。

圖片量產型F4U每側機翼的3挺M2機槍交錯布置,剛好用盡了除去襟翼之外的機翼全部弦長;大概也把原來空空炸彈的空間用掉了

但是在機身里給F4U重新布置油箱也不是很容易的事情。因為對於當時的飛機而言,彈藥和主要燃油作為在飛行中會不斷消耗而改變重量的活動載荷,必須被布置在飛機的重心附近,來避免重量變化對飛機的重心影響幅度過大(重新變化配平的調整能力是有限的,而且大幅度變化配平並不能維持飛機的飛行特性/品質不變,這某種意義上可以說是危險的),飛機雖長,活動載荷卻只能擠在很短的一段長度之間布置。這導致沃特必須將新的主油箱布置在緊靠發動機結構後的位置上,基本和主翼平齊。而飛行員和座艙作為幾乎不變的“死重”則向後讓位(除了待在地上和墜落的時候,飛行員當然不可能從座艙里離開不是嗎)。原本布置主油箱的翼盒空間在未來的量產型上似乎完全變成了增強結構。

圖片量產型F4U的主油箱在圖中用斜線塊標出,處於機翼中線的位置,相當於飛機重心稍微靠後的位置;主油箱前打叉的小塊是滑油箱,依然保持着XF4U-1上相同的位置

圖片輕型飛機使用容積不同的可拋副油箱在一定範圍內靈活控制執行任務時的載荷和續航力是技術和生產力發展後的必然結果,代表着未來

至此,量產型F4U的基本結構最終確定,之後的每一架“海盜”都是我們熟悉的長鼻子模樣。如果沒有出現現實里的時間或者其他條件限制,F4U通過增強機翼結構而保留了101gal的機翼主油箱的話,也許機身里的主油箱容積可以降低到實際情況的一半多些,這樣機鼻也可以短上十幾英寸(大概30-40cm),總長度的加長也少些(現實里加長了0.43m),說不定真的可以獲得一架比現實里的F4U更優秀那麼一點的飛機;又或是更往前一點,如果F4U的設計工作可以乾脆再晚點開始,沒有中途修改的情況,也許沃特的設計師們乾脆會拿出一個完全不一樣的,比起V-166B更完美的設計……但是歷史沒有如果,每架飛機的成敗之處在我們所處的世界裡都可以說是最終必然的結果,F4U已經是一架足夠偉大的飛機了,我可承擔不起修正歷史出問題的後果啊。

圖片F4U並沒有官方的解剖圖,本圖內容僅供參考;顯然,標號80的翼盒結構最終似乎依然看起來一片空白

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