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日本飞翼的短暂研究

来源:互联网 责编:mechsnake 作者:Cliff 时间:2004-07-20

HK1(萱場 1 型无尾翼滑翔机)

  日本最初的飞翼样机是由萱场资郎、日野熊藏、木村秀政和伊藤音次郎共同设计开发的 HK1 型无尾翼滑翔机(萱场 1 型)。

  萱场资郎本人是萱场公司的老板,此人较富想象力,在 1935 年秋提出了一个称为 KF 的飞翼设想,并将其作为公司的长期研究项目。1936 年,日本军方介入该机的研制,并由陆军向萱场支付了 5 年的研究经费共 20 万日元(当时在日本国内日元基本与美元同比)。萱场资郎聘用了东京帝国大学(东大)航空研究所的小川太一郎博士主持开发,并且在公司里成立了 KF 研究科,主要顾问为小川和木村秀政。此后,飞行家日野熊藏(此人于 1911 年 12 月 19 日和德川大尉一起完成了日本第一例飞行)经熟人介绍到萱场担任顾问。为此每周六召开一次“KF 研究会”。

  萱场自己制作了一架纸制飞翼模型用作技术验证,经过日野的建议,由木村担任机身设计和图纸绘制。全部计算和图纸完成后,由木村交给位于千叶县津田沼的伊藤飞机研究所附属工厂开始制造实机(木村秀政是日本轻型飞机俱乐部理事,而伊藤厂的老板伊藤音次郎是俱乐部会员,伊藤音次郎本人也是民间飞行爱好者)。1938 年 2 月,日本第一架飞翼完工,当时的登记编号是“A-1017”,萱场公司称其为“萱场 1 型”或“HK1”(日野熊藏的拼音)。

HK1 无尾翼滑翔机,与常规飞机比,飞翼具有无可比拟的升力/重量效率

  1938 年初夏,在伊藤研究所的机场里进行了首次试飞,研究所首席试飞员安冈驹好以“无法操作方向”为理由拒绝飞行,因此由 3 级滑翔机飞行员岛安博担任试飞。同年 12 月,岛安博开始接受训练-主要是在茨城县(东京附近)的鹿岛砂丘上进行模拟飞和在柏机场进行的汽车托曳飞,而同时工厂对 HK1 进行了细部修整。训练一直持续到 1939 年 8 月,9 月 6 日开始正式飞行。10 月 22 日,HK1 进行了 1,000 米高度的曳航飞行,试飞非常成功。直到 1940 年 3 月,共进行了 116 次曳航试飞。

从托曳机上拍摄的 HK1

  军方听说试飞成功的消息后,曾多次派遣陆军航空技术研究所全体成员到津田沼机场参观,最后提出购买 HK1,并要求萱场制作带有发动机的型号。因此从 1940 年 4 月开始 HK1 的飞行改在陆军立川技术研究所的机场进行,但陆军飞行员在试飞过程中坠毁,宣告 HK1 无尾翼滑翔机的破灭-它共进行过 182 次成功飞行,其中 1938 年 12 月 15 日至 1939 年 8 月 29 日在津田沼、鹿岛砂丘和柏机场飞了 53 次,1939 年 9 月 6 日至 1940 年 3 月 7 日在津田沼飞了 116 次,1940 年 4 月 5 日至 1940 年 4 月 16 日在立川机场飞了 13 次。

飞行中的 HK1

HK1 无尾翼滑翔机 诸元
翼展 10.0 米
全长 3.5 米
全高 1.8 米
机翼后掠角 24 度
机翼面积 14.0 平方米
自重 120 千克
最高滑翔速度 85 公里/小时

机场上的 HK1

萱场 2 型无尾翼滑翔机

  为了应付军方要求的“带引擎的机型”,萱场着手制造 2 型和 3 型滑翔机。1939 年 8 月,小川和木村完成了数架纸制模型,在选择了理想的型式之后,在次日访问立川研究所。立川的所长安田表示愿意给萱场设计组提供技术援助。同时他们得知军方已经将 2 型定为战斗机原型,而 3 型则定为双发长距离机型。2 型为单座,由萱场公司的内藤繁树负责设计、伊藤研究所制造,3 型由鹫见让次负责,两种机型的设计由木村秀政统一指导。在日本陆军的编号中,萱场 2 型称为“ク-2”(Ku-2),而 3 型称为“ク-3”。

萱场 2 型滑翔机

  1940 年 10 月 3 日,2 型完工。10 月 4 日由岛安博试飞,这一阶段是橡胶索牵引飞行,主要用于测试方向舵。从 10 月 20 日开始进行了 59 次飞机曳航。2 型机从 1941 年 1 月开始被交给立川研究所,使用九五式 3 型教练机进行曳航飞行,验证稳定性、盘旋性和失速现象。1 月 18 日,山下奉文曾跑到机场观看试飞。岛安博评价 2 型的操向性能优于 1 型。

  但是在 3 月 20 日的试飞中发生了机身龟裂的事故。因为次日就要向军方公开展示,萱场公司赶紧把飞机运回 ,熬夜进行补强修理。

  同年 5 月 10 日,陆军试飞萱场 2 型滑翔机,结果和 1 型一样在着陆之前坠毁。不知是否巧合,摔坏 2 型的和先前摔坏 1 型的是同一人。岛安博在战后的回忆录中称此人为“某少佐”:“某少佐根本不听我们的建议,发生事故后毫不脸红,居然在事故报告书中管我们的飞机叫玩具!真是个粗暴飞行员。”(之所以不写出真实姓名可能是由于当时此人仍在世)

萱场 2 型的飞行记录:
1940.10.5~1940.10.19:在津田沼飞行 67 次
1940.10.20~1940.11.6:在津田沼飞行 59 次
1940.11.12~1940.12.3:在津田沼飞行 58 次
1941.1.15~1941.1.24:在立川飞行 57 次
1941.2.2:在立川和津田沼之间飞行 4 次
1941.2.7:在津田沼飞行 5 次
1941.3.7:在津田沼和立川之间飞行 4 次
1941.3.19:在立川飞行 3 次
1941.3.20;在立川飞行 4 次
1941.5.10:在立川飞行 2 次,第一次由岛安博飞,第二次由“某少佐”飞、坠毁。

萱场 2 型无尾翼滑翔机 诸元
翼展 9.8 米
全长 3.04 米
机翼后掠角 25.5 度
机翼面积 14.5 平方米
自重 124 千克
最高滑翔速度 75 公里/小时

萱场 3 型无尾翼滑翔机

  与萱场 2 型同时开始研制的 3 型由鹫见让次负责,从 1939 年开始制作实机。作为双发机型的原型,萱场 3 型的尺寸比 2 型要大得多。1941 年 2 月 11 日,3 型在东京蒲田的日本小型飞机制造厂完工,并进行了 2 次低空直线飞行,显示状态良好。其两个座位前后相隔一定距离。

萱场 3 型无尾翼滑翔机

  在羽田进行多次曳航飞行之后,3 型机转移到柏机场进行试验。在 1941 年 2 月 27 日的最后一次飞行中,机身突然失控左翻,试飞员岛安博无法控制方向,最终飞机在螺旋中以机头坠地,随后的翻滚完全损毁了机翼和机身。岛安博虽然捡回一命,但是脸部受伤,并且落下终身的腿部残疾。

萱场 2 型的飞行记录:
1941.2.11~1941.2.19: 在羽田飞行 43 次
1941.2.24~1941.2.27: 在柏机场飞行 24 次,坠毁

萱场 4 型无尾翼滑翔机

  萱场公司为了达成陆军关于“动力无尾翼机”的要求,开始试制单引擎的萱场 4 型飞翼。初期设计、风动试验均由木村负责,1941 年 4 月底完成了图纸,并且很快在伊藤工厂制成样机,该机装有一台 120 马力引擎。根据萱场资郎本人的回忆录,萱场 4 型的研制很可能早在 1940 年就已经启动。虽然萱场 4 型并非滑翔机,但是日本陆军给予的编号仍然是表示滑翔机的“ク-4”(Ku-4),而萱场的回忆录中称编号为“キ-60”(Ki-60),但当时川崎也有一个称为キ-60 的项目,因此后一种说法比较模糊。

伊藤工厂内的萱场 4 型

  由于 1941 年 5 月 10 日发生在立川机场的 2 型坠毁事件,日本军方对飞翼的态度大变。萱场 4 型的 10 万日元经费也被扣下。加上当时日本正加紧扩大侵略战争,大部分的注意力都集中在实战军用机的生产上,对飞翼的研究不再关心。最后萱场 4 型成了萱场公司自身投资的实验品。而陆军许诺的 20 万经费也成为一纸空文,事实上萱场只接收到 1、2、3 型的研制经费共 17,000 日元,自己则背负了沉重的赤字。

萱场 4 型无尾翼小型机 诸元
翼展 9.8 米
全长 3.42 米
内翼面积 4.30 平方米
外翼面积 9.00 平方米
自重 515 千克
最高速度 180 公里/小时
巡航速度 150 公里/小时
航程 300 公里

“秋水”与“秋草”

  1944 年 3 月,作为和日本生产物资的交换,运送 Me 262 喷气机和 Me 163 无尾翼火箭机的德国潜艇秘密潜入新加坡,并于 7 月抵达日本。日本方面派遣严古英一中佐前往接收,其中 Me 163 的资料只有机身和引擎的设计说明书、一套简明图纸、一份火箭推进剂配制说明和翼型各断面坐标。1944 年 8 月,日本陆海军破天荒地同意合作复制 Me 163,海军给予的编号是 J8M,而陆军则称其为キ-200(Ki-200),三菱公司负责监制。复制品基本和 Me 163 相同,但由于搭载了无线电设备,因此稍微延长了机身,另外重新设计了座舱。日军要求其装备 2 门 30 毫米火炮、在 10,000 米高度保持 800 公里/小时的速度,另外竟然要求其能够在 3 分 30 秒内爬升到 10,000 米!海军预定接收 1 号机,而陆军则接收 2 号机。该机被命名为“秋水”,用于截击美军 B-29 轰炸机。

“秋水”火箭机

  复制工作由越野长次郎技术中佐担任,经过半个月的研究,基本确定了机身和翼型。并且模仿德国沃尔特火箭引擎试制了“特吕二型”引擎,利用 80% 过氧化氢(甲液)和甲醇-水合肼溶液(乙液)反应,可产生 1,500 千克推力。其中甲液容器安置在机身中部,乙液则分装在机翼内的 4 个容器内。

现在大阪展示的“秋水”

  为了训练“秋水”飞行员,日军研制了两种滑翔机:轻型滑翔机于 1944 年 12 月完成,称为 MXY8“秋草”。“秋草”为全木制,外形和“秋水”完全一致,样机于 12 月 26 日由日本海军第 312 航空队的犬冢大尉进行了试飞。其后又制作了 2 架整机,其中一架由陆军审查部门的荒莳少佐试飞合格,陆军给予“秋草”的编号是ク-13(Ku-13)。“秋草”由日本各地的小型工厂生产,包括九州的前田航研、京都的横井航空、奈良的松田航空、富山的吴羽航空和仙台的日本滑翔,但是在日本投降时,仅有一架“秋草”可以使用。而且“秋草”这一称号并没有得到官方认可。

“秋草”滑翔机

  此外,日军还将 2 架“秋水”拆除引擎、油箱和武装,改为重型滑翔机,约重 1 吨,但是滑翔速度达到 300 公里/小时,几乎是“秋草”的 2 倍。

在横滨日本飞机制造厂土中发掘出的“秋水”机身残骸,目前在三菱公司内进行复原

  1945 年 7 月 7 日傍晚,犬冢大尉在位于横须贺的日本海军追浜基地对“秋水”一号机进行首飞。16 时 55 分引擎点火,经过 11 秒、滑行 320 米后顺利升空,在 10 米高度抛掉了辅助轮并且以 45 度角急速爬升。在爬升至 350 米高度时引擎熄火,犬冢试图将飞机飞回跑道,但在躲避一间民房时进入失速,最后坠毁在机场西侧。犬冢于次日死亡。这次飞行历时不到一分钟。

“秋水”使用的“特吕二号”火箭引擎

  陆军方面的二号机由曾经设计萱场飞翼的木村秀政负责,但由于试飞员伊藤大尉在驾驶重型滑翔机时摔成重伤,因此“秋水”二号机再没有飞行的机会。即便如此,日本军方仍异想天开地命令在 1945 年 9 月前制造 1,300 架“秋水”!但直到投降为止,日本只造出 5 架完整的“秋水”,并且都没有飞行记录。

“秋水” 诸元
翼展 9.5 米
全长 6.05 米
自重 1,505 千克
燃料 2,030 千克(甲液 1,159 公升、乙液 536 公升)
最高速度 900 公里/小时(0.74 马赫)
动力持续时间 5 分钟(仅限于标准战斗动作)
武备 30 毫米机炮 2 门(各装弹 50 枚)

  “秋水”的命名也有很多说法:“秋水”在日文中表示“秋天”或“清澈的水”,日军用此命名则可能出自日本诗人赖山阳所作七言汉诗的一句“腰间秋水铁可断”,这里“秋水”指闪光的利剑。在形容剑术的语句中,也用“秋水一闪”形容出手极快的剑招。