日本二战期间主力零式战斗机所使用的战斗机发动机
瑞星简介
此发动机动力非常强劲。因为这个发动机所以零式战斗机当年才获得了空中王牌和空中杀手得称谓。
二战后期面对美军采用新型发动机的战机时,由于瑞星发动机牺牲马力换轻便的设计,导致零式战机空战处于下风。
发展历史
瑞星发动机的来历得从日本二战王牌战机零式战斗机说起。
零式的创造者是
三菱重工著名的设计师
堀越二郎。他1927年毕业于
东京大学航空工业科,曾在
德国容克斯公司和美国寇蒂斯公司深造,他吸收了
世界最先进的设计思想,在
海军的96舰战的设计经验基础上设计出了这种全新飞机。零式战斗机于1937年开始设计,1939年4月1日由三菱重工业公司首次试飞。
班底组成之后,掘越面临的第一个问题是引擎该如何选择?要达到时速 500 公里的要求,需要大马力的引擎助推,而现在九六式舰战采用的 600~700 马力引擎即便装载在外形更先进的机身上,也无法在速度上突破现有的框框。
但是引擎这个项目对三菱公司来说一直是老大难问题。三菱的航空引擎开发始于 1932 年 6 月,
三菱重工企业合并后的
机构改革产生了“名古屋飞机制作所”(以下简称“名航”),其引擎部部长深尾淳二宣称要“让三菱的手中飞出世界第一的引擎”并以此作为企业格言。深尾此人于 1931 年从三菱造船厂转到名航,最初的技术都是从欧美买进,但是仿制一直事故频发,以至于开发陷入困境之中。
从 1929 年至 1934 年的六年之间,没有三菱在名航的引擎开发项目上投资了数百万旧日元(相当于现在数十亿至一百亿新日元)的巨额研制费用,试验品不下十数种,总数五十余台,但全都是没用的废品;而三菱的竞争对手中岛公司在研制成功“寿”型引擎之后一直稳步发展,和他们相比,三菱的状况不免有些凄惨。军方经常拿他们开心:“我说,三菱的发动机,又在哪儿飞着呢?”由于支出过大,名航引擎部的工厂面临关门的窘境。
就是在这种情况下,深尾被任命为引擎部
负责人。他立即裁减原有员工、同时招收其他部门的优秀人才成为新生力量。完成人事变动后,深尾召集以设计科科长小室为首的技术人员开会,在席间说出了自己的想法:“和军队合作就得听他们的指挥,听他们的话可能拿订单容易些,不过那帮家伙可是什么都要插一脚的,给他指挥我看永远也别想出产品,所以我说最好还是别理他的。三菱必须自己出世界第一的引擎,不论从性能、可靠性、价格来说都要是最好的,这样军队即使想找麻烦,也得考虑考虑是不是值得。总之我们不是在给军队干活,而是给我们自己谋生路,请务必明白这一点!而且也不要总是想着‘这个引擎是给三菱的飞机用的’,不要这么狭隘,三菱的引擎应该是能放在世界上所有飞机上都能让人满意的产品。”
日本陆海军的明争暗斗是出了名的,两边故意提出大不相同的技术指标,让飞机制造商伤透了脑筋(这也是为什么二战中日军陆军机和海军机区别如此之大的原因之一)。在军国主义的日本,商家处处听命于军队,军队甚至命令各航空公司把所有的工厂都改建成两层楼的,“不许让我们看见平房”,这也成为当时各国航空界的一个笑柄。
深尾除了蔑视军队之外,还提出了“集中世界各公司的长处”。时值 1934 年,对于海军的航空发展来说已经进入所谓的“航空技术自立计划”第三年,三菱公司的掘越和本庄那时正开始设计“九试舰战”,即之后的九六式舰战。当时有一条不成文的默契,那就是三菱只开发水冷式引擎,而中岛专营空冷式。在会议记录中,深尾接着说道:“从现在开始三菱的引擎必须全部是空冷式!打个比方,就‘汽缸’这个部分来说,空冷式的气筒都是同一型式,而水冷式的要设计多种,论生产性当然是空冷式好的多。”
深尾将引擎开发分为三个部分:包括螺旋桨轴和减速装置的“前部”、包括气筒和活塞的“中部”和包括过载器的“后部”。新型引擎在三菱内部的编号为“A8”。各部分负责人为:“前部”-酒光义一,“中部”-十猛三,“后部”-井口一男,深尾淳二本人担任总务。在三菱公司内部,这个小组遭到种种非议,深尾得到一个绰号“舍近求远的家伙”。A8设计小组工作无休息日。
1935 年,A8 系列完成 840 马力的“金星三型”,1936 年制成 1,000 马力的“金星 40 型”。“金星 40 型”遂成为三菱在之后直到太平洋战争爆发为止开发一系列“金星”、“瑞星”、“火星”引擎的范本,三菱总算看到了打倒中岛的一线希望――深尾日后写到:“当‘金星 40’成功的时候,全体人员却都在哭。”实际上,“金星 40 型”仍未摆脱仿制的痕迹,它是集中了布莱特&惠特尼、莱特、阿姆斯特朗等诸多外国厂家的技术长处而成。
此时“九六陆攻”(一种细长薄弱的轰炸机)正开始进入量产,其第 56 号生产型搭载“金星 40 型”引擎进行了一次长距离
飞行试验并获得成功。之后在 1939 年由“每日新闻社”投资的环球飞行中,装载“金星 40 型”的九六陆攻“NIPPON 号”刷新环球飞行纪录,53,000 公里的行程中基本没有发生引擎故障。有趣的是,在该机飞抵美国时当地新闻报道描述它是“装载了德国引擎的日本飞机”。不过早在 1936 年“金星 40 型”完成之时,深尾就考虑将它改制为适用于快速单座战斗机的小型引擎,任务由年轻的西泽弘工程师担任。按那时的常识来说,气筒的直径比活塞行程来得长,“金星 40 型”的气筒直径 140 毫米,活塞行程 150 毫米。西泽计划打破常规,在不改动气筒直径的前提下将活塞行程减小到 130 毫米,这个小型化设计在 1937 年获得成功,速度更加快。
新制成的小型引擎命名为“瑞星 10 型”,提供 900 马力的动力。这样掘越的十二试舰战就有了选择余地,而且都是自己公司的产品。“这回可总算用到三菱的引擎啦。”掘越自从最早的处女作“七试舰战”就开始不得不选用中岛的引擎,这回算是给他出了一口气。不过,引擎部门的难题解决了,他掘越的难题就开始了。
型号选择
要“金星”还是要“瑞星”?
为了得到高速度和航程,当然应该选择“金星”,不过对于战斗机来说它似乎太重:“金星 40 型”直径约 1,200 毫米,重 560 公斤,和“瑞星”相比直径大出 254 毫米,重量多出 34 公斤。单就字面来看两者差距似乎并不大,但是这点差别对机身来说影响颇深:如果用“瑞星”的话单机重量可维持在 2,300 公斤左右,而搭载“金星”的单机则要增加到 3,000 公斤,如果选择它则意味着要把机身扩大,从而可能丧失爬升和俯冲、旋转的灵活性。
权衡再三之后,掘越向服部科长提出了以下的报告:“为了达到 500 公里时速和 6 小时的续航能力,‘金星’看来是不错的选择;而且随着时间的推移,种种不利因素也能被发现并且解决,可以设计更多的改型,也可以拉近和欧美先进战斗机的差距。不过,如果使用‘金星’,那么整机重量将达到 3,000 公斤。很难想象开惯了只有 1,600 公斤的九六式舰战的飞行员坐进 3,000 公斤的大飞机会有什么感觉。而且我想中岛那边为了这些考虑,一定会制造小型的发动机。这场竞争不能输,如果我们选‘瑞星’,整机重量可以控制在 2,300 公斤左右,飞行员不会有什么意见,中岛那边也没什么可说的。这不是我的本意,但是为了竞争的胜利,我决定选择‘瑞星’,在允许的马力范围内对性能极限做挑战。”
服部一直沉默着,听完后他只说了一句话:“也好。瑞星也是不错的引擎。”
于是十二试舰战的设计组正式决定选用“瑞星”引擎,并以此为前提开始机身各部分的设计工作。
由于0战在设计时选用了小体积的瑞星发动机,所以飞机体积太小,以后无法安装大马力的发动机提升性能,不过日军认为0战已经达到了天下无敌的地步,并不急于设计0战的后续机,到1942年日本海军才让三菱公司去研制0战的后续机型维持优势,当时三菱公司也没有把主要精力放在研制0战的后续机上,而是专心在搞雷电局战,但是1943年美军将装2000马力发动机,具备0战格斗能力,而且速度更快,防护更强的F6F泼妇战斗机投入了战场,立即打破了日军0战无敌神话,当得知F6F的情况后,三菱公司当初主张使用瑞星发动机的0战设计人员后悔的吐血,紧急研制安装大功率发动机的新0战,这就是A7M烈风舰上战斗机。
烈风其实就是重型0战,如果0战在设计时按选用
金星发动机设计,那么就不会再有烈风了,太平洋战争很可能就是另外一个结局了,所以联合国应该在战争结束后,为当初研制0战时提出;“装金星发动机可能会影响军方定货兴趣,不如装瑞星”的0战设计师崛越二郎颁发枚大勋章 。
掘越放弃“金星‘而选择“瑞星”的真正原因是为了和中岛公司进行竞争而作出的妥协,这虽然帮助三菱赢得了竞争,但是也带来了灭顶之灾:在太平洋战争中期,美国开发出搭载 2,000 马力引擎、时速接近 600 公里并拥有强力武装的格鲁曼 F6F 泼妇战斗机之后,掘越才发现自己犯了一个大错。他后来说到得知 F6F 的出现时自己觉得“太后悔了,当时真应该用‘金星’,管他开飞机的怎么说呢!“也就是说他始终不肯承认自己是为了商业目的选择了“瑞星”,不过世上也没有后悔药给他吃了。在战争后期掘越才开始进行零战后继机型“十七试舰战”的开发,这种搭载大马力引擎的战斗机称为“烈风”,日军妄想以它作为“本土决战机”做最后挣扎。但是“烈风”还没有吹起来,日本就无条件投降了。