在军事航空的世界中,有些飞机不仅成为力量的象征,而且成为历史变革的关键元素。B-29超级堡垒便是其中之一。它的出现不仅改变了战争策略,还对军事技术的发展产生了巨大影响。B-29也是历史的见证人,也亲自执行过改变历史的任务。现在,让我们深入了解这款重型轰炸机的历史和技术特点,看看它是如何赢得自己在军事航空史上荣誉位置的。
B-29轰炸机的结构波音(Boeing)B-29“超级堡垒”是一款重型四发动机轰炸机,采用全金属结构,具有有效的蒙皮,并采用中翼布局。机身由铝板、铝型材、钢制装甲板和装甲玻璃制成。
在这张照片中,可以清楚看到机身的所有主要元素。机身是圆形截面,提供了最大的机械强度和最小的空气阻力。从结构上看,机身分为5个部分,使用了拉筋、肋条、辅助肋条、加固插板和有效蒙皮,蒙皮板拼接安装。为了提高强度,蒙皮与承载部件通过隐形铆钉固定,机枪炮塔附近的地方则使用凸头铆钉。尾部操纵面采用自由悬挂式结构,稳定器配有承载蒙皮、肋条和纵梁。方向舵和升降舵蒙皮则用布覆盖。
从这个角度可以看到起落架收起的地方和透明罩,这些地方是机枪手瞄准的视野。
起落架是可收回的三支柱结构。两侧主起落架各有两个轮子,并配有两个液压气动减震器。前起落架也有两个轮子,配备一个液压气动减震器。尾部机身有一个可收起的支撑架,在飞行中收起,用来保护后下方的炮塔。起落架收回的时间大约需要1分钟。前起落架向后收起,主起落架则向上前方收起。刹车系统采用液压驱动。
B-29的机组人员数量在10至14人之间,标准配置为10人:机组指挥员、副驾驶员、导航员、机务员、轰炸手、电讯员和四名机枪手。
B-29的机舱布局示意图,虽然难以辨认,但可以看到前舱、后舱和尾部机枪手的工作位置。机组人员分布在机身内的三个密封舱内。前舱和后舱通过直径34英寸(86厘米)、长度33英尺(约10米)的通道连接。前舱为两名飞行员、导航员、机务员和电讯员提供空间,后舱容纳三名机枪手,在尾部还有一个机枪手的射击位置。后舱内配有遥控炮塔系统、四个飞行期间机组人员休息的位置和雷达操作员的工作站,后者并非必须的机组成员。所有作战岗位均配有碎片和子弹防护装置。
密封舱的使用大大简化了机组人员的工作。它们有效保护机组人员免受低气压、噪音、寒冷和气流的影响。在舱内,机组人员甚至可以不用专用通讯设备进行交流。通过发动机的增压装置来维持舱内的正常气压。当“超级堡垒”接近目标时,密封舱的气压会被释放,以防止由于意外损伤而引发结构失控,机组成员则使用氧气面罩。
B-29的翼型由波音公司航空动力部门负责设计。在B-29设计之前,波音公司就为其水上飞机——波音XRVV-1海上巡逻机设计了这一翼型。它具有较大的中心厚度,以及顶部和底部后缘的凹面。较高的翼型在高速飞行时提供较小的空气阻力和较大的升力。高升阻比使得机翼面积得以减少,同时机翼还具有较大的展弦比和较大的翼展。机翼被分为5个部分:中央翼段、两侧翼段(包括起落架、襟翼和两个发动机舱)以及两侧翼尖。B-29的机翼使用了刚性肋条,并通过前缘框架来加强机翼的支撑。为了固定铝合金板的蒙皮,采用了平头铆钉。前缘框架可拆卸,以便进入内部结构。
B-29采用了大型的槽型襟翼,名为弗劳尔-扎普襟翼,沿后缘布置。襟翼采用金属蒙皮,覆盖从机身到副翼的区域。副翼蒙皮也使用布覆盖,经过动平衡和静平衡调整,并安装了气流控制阀和调整装置。翼型、襟翼和副翼的设计使得B-29的降落速度降至160公里/小时。
B-29的动力系统由4台发动机组成,根据不同的型号有所不同:
• R-3350-13:用于原型机,功率1618千瓦/2200马力(在7620米高空)。
• R-3350-23:用于最初批次的B-29,由贝尔公司和维奇塔工厂生产。起始功率1618千瓦/2200马力,作战功率1787千瓦/2439马力。
• R-3350-41:用于B-29的后续批次,性能无变化。
• R-3350-57:用于B-29A型,在伦顿工厂生产。作战功率1839千瓦/2500马力。
B-29原型机和预生产型YB-29配备了直径5.18米(17英尺)的三叶片螺旋桨,而量产型B-29则使用了直径5.05米(16英尺7英寸)的四叶片螺旋桨,带有可调螺距。为了增加螺旋桨的可靠性并减少噪音,螺旋桨的转速较低。部分B-29和B-29B使用了带电动调节系统的“柯蒂斯电气”螺旋桨。
每个发动机都有独立的燃油供应。四个主燃油箱安装在机翼的纵梁之间,外部发动机的燃油箱则位于外侧发动机舱。若燃油箱受损,燃油会被转移到完好的箱中。燃油总容量为30283升(8000加仑)。两个炸弹舱内可再安装四个额外燃油箱(每个炸弹舱两个)。
参考B-17和B-24的经验,设计者决定放弃液压系统以避免管理上的问题。B-29的液压系统仅用于起落架刹车。操纵舵面则采用传统的拉杆控制系统,并为提高可靠性进行了双重配置。操纵副翼调整装置由电动机控制。
B-29的设计中考虑了安装防冰装置,但在发生损坏时,它们会影响操纵舵的工作。因此,设计师决定取消这些装置。该系统仅在战争结束后重新安装在B-29上,主要用于适应北极地区的改型和一些参与朝鲜战争的飞机。
B-29的机载工程师在作战岗位上该机的无线电和导航设备是美国空军标准配置:AN/APQ-13雷达用于扫描地面进行导航和高空投弹,AN/APQ-7“鹰”雷达用于其他导航任务。后来,为了保护飞机的后部半球,增加了AN/APQ-15B雷达。
工程师们还改进了炸弹舱舱门的开启系统。最初使用的是电动马达,但它们开启得太慢。在量产过程中,电动驱动被替换为气动驱动,气动驱动能在几秒钟内完成任务。由于气动驱动开启舱门时速度过快,地面工作人员可能会受伤,因此这些舱门通常保持打开状态。
B-29在博物馆里展示,舱门打开B-29的标准炸弹载荷可在3628到9072公斤(8000-20000磅)之间变化。
该飞机配备了“诺登M”光学炸弹瞄准镜,这一瞄准镜几乎在整个第二次世界大战期间都是机密的。它的结构复杂,能够考虑航空炸弹的弹道以及各种调整。炸弹会在瞄准镜指定的时刻自动投放。
这就是这种瞄准镜在飞机上的样子在设计过程中,特别注重防御武器,因为B-29很可能需要在没有战斗机护航的情况下执行任务。但是,设计师遇到了另一个问题——如何将射手放置在密封舱内。因此,传统的带人操作的炮塔必须被放弃。
解决方案是使用遥控炮塔。炮塔通过小型电动马达,根据密封舱内的瞄准镜显示来调整机枪的方向。
B-29总共有4个炮塔:两个在机身的上方,两个在下方,还有一个安装在尾部。 bombardier(轰炸机指挥员)负责操作前面的炮塔。机组射手负责操作后下方的炮塔。中央火力岗位负责操作上后方的炮塔。如果射手受伤或死亡,其他岗位也可以操作炮塔,总共有24种控制组合。
射手会将瞄准器对准目标,自动系统会调整必要的修正并转动炮塔。这个系统成为航空史上的一次重大创新,远远领先于当时的技术。为了避免炮塔误伤飞机的尾翼,当炮塔转向尾翼时,机枪会自动关闭。在起飞和降落时,前下方的炮塔会将枪管转向后方,阻挡前起落架,而在投弹时则将枪管转向前方,以免妨碍前部炸弹舱。后下方炮塔的机枪在起飞和降落时会转向后方并向上抬起。
最初,每个炮塔安装了两挺12.7毫米“勃朗宁M-2”机枪。由于日本和德国战斗机经常进行正面攻击,前上方炮塔的机枪数量增加到了四挺。在B-29的早期型号中,每根枪管的弹药量为500发,后来增加到1000发,但战争结束时又减少到500发。为了评估火力效果,每个炮塔内都安装了一台16毫米的电影摄像机,它会在开火时同步启动,并在停止射击后的3秒钟自动关闭。
“超级堡垒”在战场上的表现B-29“超级堡垒”拥有非常丰富的作战历史,关于它的书籍、文章和学术研究数不胜数。我想只提到其中几个最显著的战例。
B-29投弹到1944年1月,58轰炸机联队的飞行员已经掌握了“超级堡垒”的飞行技术,并开始进行实战训练。B-29的首要任务是轰炸日本。对于已经战斗疲劳的欧洲战场来说,B-17和B-24就足够了。因此,“超级堡垒”部队被部署到印度,通过中国的跳跃机场对日本本土目标进行轰炸。
1944年6月5日,B-29首次执行战斗任务,目标是泰国曼谷附近的一个铁路枢纽。这次任务以灾难告终:14架“超级堡垒”因发动机故障在攻击前返回,42架因燃料耗尽在备用机场着陆,5架在着陆时坠毁。而最终击中目标的只有18颗炸弹……
1944年6月14日——第二次战斗出击。结果更为糟糕:75架轰炸机中,有18架因故未能完成任务,1架在起飞时坠毁,6架在着陆时发生事故,1架被高射炮击落。位于九州的冶金厂只中了1颗炸弹。
直到1944年8月29日,柯蒂斯·爱默生·李梅将军(Curtis Emerson LeMay)被任命为第20空军司令,这种局面才得到缓解。
1906年11月15日—1990年10月1日)在第二次世界大战期间,他策划并执行了大规模的日本城市轰炸。通过B-29“超级堡垒”对满洲的轰炸,在1944年9月,工业产量减少了30%。B-29从大陆机场发起的最后一次大规模轰炸任务是1944年12月18日对位于汉口附近的日本军队的打击。
1945年1月,B-29再次改变战术:这次主要是通过夜间、中高度投放燃烧弹进行轰炸。1月3日,这一战术在对名古屋的轰炸中得到了验证。2月4日,B-29对神户进行了一次大规模攻击。使用波音B-29“超级堡垒”的战斗行动的规模不断扩大。3月9日,B-29参与了对东京的轰炸,共有325架B-29投下了1,665吨燃烧弹。这是第一次使用凝固汽油弹。约有15万人死亡,超过100万人无家可归。美方损失14架飞机。次日,B-29对名古屋进行了轰炸,随后又对大阪进行了攻击。
到1945年4月,美国人可以使用大约700架B-29对敌人发动攻击。“超级堡垒”不仅轰炸城市,还打击工业区,为地面部队的登陆作战准备滩头阵地,甚至在日本海进行水雷布设。
当然,最著名的B-29“超级堡垒”作战行动是对广岛和长崎的核打击。这是核武器首次也是唯一一次在战斗中使用。
B-29"Enola guy"(艾诺拉·盖)——对广岛实施打击对广岛的第一次空袭造成了129,000人受伤,其中78,000人死亡。破坏程度相当于2,000架“超级堡垒”联合轰炸的结果。长崎有大约35,000人死亡,60,000人受伤。尽管核打击发生了,但常规轰炸并未停止。8月14日是对日本领土进行大规模空袭的最后一天,约740架B-29“超级堡垒”参与了此次打击。
B-29“Bockscar”(博克斯卡)——对长崎实施打击结论B-29是轰炸机航空史上的一次真正革命。它首次采用了远程遥控操作的防御炮塔、密封式机组舱和新型强大引擎(每个引擎功率为2200马力)。“超级堡垒”成为美国空军第一款真正意义上的战略轰炸机。