“战略威力”波音B-29超级堡垒及其在军事技术历史中的作用

胡侃杂史 2024-11-19 08:47:39

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。

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胡侃杂史

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