第一章 “海盗”之心
故事从1917年说起,前怀特公司的工程师钱斯·沃特创立了他自己的飞机公司钱斯沃特公司,到20世纪30年代,该公司已经是美国第二大军用飞机制造商(第一是波音公司),为海军设计过多款双翼观察机,在业界小有名气。美国海军第一次从航母上起飞的飞机就是钱斯沃特公司的VE-7SF单座战斗机,该公司的产品同时在海军和海军陆战队服役,以其坚固的结构和可靠的性能而著称。沃特很早就注意到空冷发动机在海军军用机身上可以发挥出巨大潜力,1928年问世的02U系列飞机是第一种采用普惠公司 “黄蜂”引擎的军用飞机,一问世就创下了速度、航程、升限好几项世界纪录;而且用途广泛,既可以装上轮子在航母上起飞作为防空战斗机,也可以用战列舰和巡洋舰的弹射器发射,这也是第一代用“海盗”作为绰号的舰载机。1929年,由于国内经济不景气的原因,为了节省成本,几个大飞机公司不得不联合起来研发飞机,这就组成了联合飞机与运输公司,首任总裁伦特舒勒同时也是普惠公司的总裁。1930年,沃特本人死于败血症,年仅42岁,伦特舒勒随即兼任钱斯沃特公司总裁。当时的联合公司旗下拥有数家最大的飞机制造商和航运公司,包括波音、沃特、普惠、哈密尔顿、诺斯罗普、西科斯基,可谓盛极一时。同年,钱斯沃特公司的主厂搬到康涅狄格州的哈特福德,与普惠和哈密尔顿相邻,从此两家企业开始数十年的密切合作。钱斯沃特公司此时的产品还是以侦察/观察机和轻型轰炸机为主,第一代的 02U系列“海盗”总产量上千架,被销往14个国家,此外还有SB2U“守护者”俯冲轰炸机和OS2U“翠鸟”水上飞机。
1938年2月1日,海军航空局开始招标,要求得到一种新型的高空、高速舰载战斗机,要求失速速度不得低于每小时70英里,而航程要达到1000英里以上。这里顺便交待一下,在那个年代,美国海军航空兵部队(以下简称海航)和陆军航空队(以下简称陆航)对军用发动机持有两种不同的看法。液冷发动机的好处是体积小,但是液冷系统本身增加了维护的复杂性,而且在战斗中只要液冷装置受损,引擎就会在短时间停转,从而使飞机失去战斗力。海航认为,发动机的可靠性对于海上飞行来说尤为重要,因此毫不犹豫地选择了空冷发动机;而陆航则认为,驱逐机(战斗机的前身)的速度是最重要的,正面体积较小的液冷发动机可以保障飞机整体流线的外形,从而取得更高的速度。其实陆航此时也有一些机型在使用空冷发动机(如波音公司的P-26,西科斯基公司的P-35,寇蒂斯公司的P-36),但随着阿立逊公司V-1710液冷发动机的问世,美国陆航的主力战斗机几乎全部采用这种引擎(如P-38、P-39、P-40。尽管此时在洛克希德公司和寇蒂斯公司内部,也有技术人员试着把空冷引擎装上P-38和 P-40的。1架使用R-1830发动机的P一40B曾经在22000英尺达到389英里/小时的高速,远远超过标准型号的350英里/小时)。此时共和公司的“雷电”尚未问世,同样采用R-2800的 P-47J将是陆航速度最高的飞机。实际上,采用气冷发动机的飞机只要配合良好的引擎盖形状,完全可以利用喷出的高温热空气产生更大的推力,从某种程度上抵消正面截面积大造成的阻力。此时还没有人能预见,液冷发动机仅仅只在二战中昙花一现,尽管从今天的眼光来看液冷和空冷发动机最终都将被涡轮所取代,但至少在战后15年内空冷发动机还存在了很长一段时间,直到越南战争依然活跃在一线。
在这次竞标中,出于对陆军高速战斗机的羡慕,海军同意新战斗机也可以采用阿立逊V-1710发动机,当然还有普惠的空冷发动机,包括老式的R-1830和新研制的R-2600、 R-2800。贝尔公司为此将P-39“眼镜蛇”改装成舰载型号(XFL-1)参加竞标,这种发动机后置的方案天生短腿,无法满足航程要求,格斗性能也不如其他方案,得到分数最低,首先出局;布鲁斯特公司推出了采用R-2600 发动机的方案,但由于公司本身当时经营状况不善,无法进一步完善设计,同样出局;格鲁曼公司在F4F-3的基础上改用R-2600发动机,从性能上说提高不大,而此时他们刚刚赢得了海军双发战斗机的竞标(F5F“空中火箭”),主要精力都放到那边去了。当然后来换用R-2800以后格鲁曼推出了F6F“地狱猫”的设计,终于修成正果;还有寇蒂斯公司的P-36方案,采用R-1830发动机,注定是种过时的设计。最后来看看钱斯沃特公司的方案,主设计师雷克斯·巴塞尔推出了两种方案,第一种是V-166A,采用正在生产中的普惠R-1830“孪黄蜂”发动机;第二种是 V-166B,采用的普惠XR-2800“双黄蜂”发动机此时还在绘图板上,这种新发动机一旦问世,将是当时世界上最强劲的活塞发动机,钱斯沃特将新战斗机的命运完全与邻居家的新发动机捆绑在一起。
说到R-2800,以1939年的标准来看,这种2000马力的发动机毫无疑问是个怪物。
两排总共18个汽缸的总排量达到2804立方英寸,使得同时代的其他空冷发动机相形见绌。性能出众,安全可靠,维护方便,奇怪的是这种大马力发动机从未用于四发轰炸机。3种著名的战斗机采用这种发动机,包括共和公司的P-47“雷电”、格鲁曼公司的 F6F“地狱猫”和钱斯沃特公司的F4U“海盗”,前两种机身横截面都是椭圆形,除了发动机正面进气口外,还要在进气口下方安排单独的通风口供机身后部的涡轮增压器使用(格鲁曼试验过涡轮增压的R-2600)。而 V-166B设计方案用最小的体积来容纳这种发动机,机身横截面是圆形,滑油冷却器和增压器进气口都布置在翼根。为了充分利用巨大的引擎功率,它的哈密尔顿螺旋桨直径达到13英尺4英寸,这就势必提高起落架高度,才能使螺旋桨不至于垂到地上。巴塞尔匠心独具,推出了独特的倒海鸥翼布局,这种设计可以一举解决四个问题:首先,根据NACA (国家空气动力委员会,NAsA的前身)提供的风洞数据,从侧下方插入机身的上段机翼与机身几乎90度垂直,这样从机翼上下分离的气流打到后部机身上时,产生的诱导阻力最小,这种布局很好地结合了中翼布局低阻的优点;其次,这种设计可以使用较短的起落架,而不像直翼战斗机那样需要长长的起落架;第三,较短的起落架向后收起,然后机轮转过90度收入机翼中,不会占用太多空间,可以在机翼中加装油箱,容纳更多的燃料以增大航程;最后,作为一种舰载机,倒海鸥翼的设计使得机翼即便向上折叠后,也具有比较低矮的外形,可以省出航母机库顶部的空间。
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