P-40戰鷹戰鬥機

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P-40戰鷹(Warhawk)
戰斧(Tomahawk)
小鷹(Kittyhawk)
Curtiss P-40 Warhawk airshow.jpg
類型 戰鬥機
生產公司 寇蒂斯公司
首次飛行 1938年
退役 1958年:巴西空軍
主要用戶 美國陸軍航空軍
皇家空軍
澳大利亞皇家空軍
中華民國空軍
其他
生產年份 1939年-1944年
生產數量 13,738
單位造價 $44,892美元(1944年)[1]
发展自 P-36
衍生機型 XP-46

P-40戰鷹式戰鬥機寇帝斯公司(Curtiss)以該公司設計生產的P-36戰鬥機機體,搭配上艾利逊发动机公司研製的V-1710-19液冷式發動機結合而成的新戰鬥機。就性能而言,P-40與1940年代初的軸心國戰機相較之下不甚出色;然而她生得及時,成為1941年美國正式參戰時唯一已經進入量產階段的戰鬥機,因此本機除了美軍自用外,也大量軍援給各同盟國使用,成為二戰初盟軍奮戰的象徵性機體。在1944年11月P-40停產時,總共生產了13738架,在美國戰鬥機生產記錄中排名第3。

P-40較為人知的戰績是在東亞戰場締造,由美國飛行員陳納德成立的空中傭兵部隊—飛虎隊在二戰初與日軍摧枯拉朽之際,駕駛著P-40戰鬥機與鋒芒正盛的日軍交手並多次贏得勝利,其發動機下顎漆上的鯊魚嘴成為宣傳中廣為人知的P-40塗裝象徵。

研發起源[编辑]

寇蒂斯YP-37,該機的研發成果直接轉用於P-40上

P-40開發是衍生自P-36的量產計畫,雖然美國陸軍航空隊因應世界局勢複雜下訂購了一批P-36取代舊型的戰鬥機,但對該機性能並不滿意;因此陸軍航空隊在1937年斥資要求寇蒂斯開發一架裝有V-1710發動機、渦輪增壓器的P-36,該機開發代號為YP-37,寇廠使用了標準的75型機身改裝。

1937年4月,YP-37首飛,創下在6100公尺高度達到時速547公里的紀錄。裝備渦輪增壓器與液冷引擎後,前機身的空間已經大部分被占用殆盡;因此引擎冷凝器移到兩翼翼根。但就外觀來看很明顯受限於機械結構,YP-37仍缺陷重重,不太可能服役使用;即便美國陸航仍持續投資,但寇廠另外以同樣理念設計出一款簡化版的機種,該機即為P-40。P-40由設計P-36的飛機工程師唐納文·瑞斯·柏林英语Don R. Berlin(Don R. Berlin)負責,寇廠利用10架P-36的機身改裝,新機型於1938年10月14日在水牛城試飛,測試飛行員為寇帝斯試飛員愛德華·艾略特。

不過,XP-40的飛行表現實際上讓人大失所望,理論上能降低正面風阻的液冷引擎卻被其它增加配件給拖累,極速只達到每小時507公里(315英里),大部分狀態的飛行極速只有482公里(300英里),與P-36極速相同。但是,這架戰機繼承P-36的堅固設計仍得到陸軍航空隊戰鬥機計劃處辦公室( Fighter Projects Officer)副主任Benjamin S. Kelsey的肯定;為了拯救這架飛機,Kelsey要求將XP-40實機拉進美國國家航空諮詢委員會的大型風洞測試,藉以評估如何優化氣動力構造、降低阻力。從1939年3月28日至1939年4月11日,XP-40進行相關測試;同時間寇蒂絲工程師重新設計了液冷引擎的乙二醇散熱裝置,將這項零件移到了引擎下方,散熱器進氣口同時也整合入潤滑油冷卻裝置,減少進氣口帶來的阻力增加問題。在NACA的測試協助下,XP-40重新設計了起落架艙蓋、整合式排氣歧管,經過這些改良後,XP-40的極速提高到每小時570公里(354英里),隨後該機通過測試開始量產;1939年12月測試時,P-40達到587公里(366英里)的極速。

生產型號[编辑]

XP-40原型機

XP-40[编辑]

在1938年10月試飛的原型機。

P-40B\40C\Hawk 81A-1\戰斧I\戰斧IIA/B[编辑]

第一批次量產的P-40機系,生產自1939年到1942年;特色是發動機整流罩裝有機槍,發動機罩與散熱進氣口較小。

機翼上裝有4挺0.30英吋機槍,發動機整流罩上方另有兩挺0.50英吋機槍,因記取了英國對早期外銷型戰斧的批評,機上已配備防護裝甲板與自封油箱。P-40B的運動性評價當時算是高水準,特別是滾轉能力出眾,在P-40家族中也算是比較靈敏的一個型號。但是引擎在高空的輸出下降太快,難當重任。在3000m以下低空仍能與軸心國的同期主力 如Bf109E一搏。

自P-40C始,配備改良式的自封油箱和增加對地武裝掛架,但是未更換引擎。這些修改雖增加了實用性和抗損性,結果造成機體空重增加,飛行性能惡化;在第一批次量產機種的飛行性能表現中,P-40C總和機動性不如其它Hawk 81系列,火力與防護力又不如後期型號,只是種勉強堪用的型號。到P-40C時,Hawk 81系列的改良容餘已經趨於極限,但是強調多樣化任務、增強防禦等設計需求成為下一批次P-40的設計重點。

P-40D[编辑]

第二批次量產的P-40機系,改稱Hawk 87系列。換裝1,150匹馬力的艾力森V-1710-39發動機,為了配合新發動機大改機鼻,取消發動機上方的武裝;但機翼武備統一升級成0.5英寸的[[M2重機槍,且維持4挺設計,火力並未因此削弱。

從D型開始,P-40的可靠性與生存性進一步提升,結構之強韌可說是過剩的程度,代價是增重抵消了增長不多的馬力,使運動性比起先前型號 相形下降。

P-40從P-40E開始武裝成為6挺M2重機槍

P-40E[编辑]

0.50機槍進一步提升至6挺。若不考慮寇帝斯以極短時間的緊急動力壓榨出的帳面表現,依照使用者的測試和評價所言,P-40E的飛行性能較P-40C / D 都更為低劣:馬力不足的現象嚴重、阻力也偏高導致動能消耗快,很容易就陷入沒速度又沒高度、無法機動的處境。但火力、防禦和俯衝性能在同時期產物中則相對處於較高水準,在空戰中貫徹"一打就跑"戰術、或以縱向梯隊輪番攻擊的話 表現尚稱不惡,對地掃射的威力與生存性也令人信賴。

P-40F[编辑]

改裝由美國生產的英國勞斯萊斯梅林28型發動機。原指望梅林發動機能為P-40提升高空性能,但因為此款發動機只有一級增壓器而P-40F總重又大幅增加,故高空性能提升不如預期。 即使如此,在15000呎以下高度仍能勉強抗衡Bf109F這等對手。美國國內的實驗也表明 同樣以一級增壓V-1710為動力的三款戰鬥機:P-51 (NA-91)、P-39D和P-40E之中,P-51幾乎擁有全部的優勢,能主動選擇交戰與否。格鬥性能上 三者則難分軒輊。 換裝V-1650的P-40F雖無法逆轉這個結果,但長時間格鬥下P-40F則能以些微優勢成為三者之中最佳。 證明其低空運動性還算不差。 NACA的風洞實驗也顯示,安裝V-1650動力的P-40F由於去掉了機首上方的冷卻通道,稍微減低了阻力係數,以今日能量機動性的角度而言,較低的阻力利於存速 - 也就意味著較低的速度損失,對保留空戰能量小有助益。
(這也是單純以翼負荷或馬力負荷無法解釋P-51之所以強的諸多原因之一:因P-51擁有二戰參戰機中最低的阻力係數,較高的存速與能量保持率使其迴旋率甚佳)。
但就算在各方面證得P-40F的進步與有效性,仍改變不了其性能提升有限的事實。 自F-5型之後採用延長的後段機身以增進飛行穩定性,即所謂"長胴型"。

P-40F雖能有限度抗衡BF109E ,但對德軍的新戰機BF109FFw190A則幾乎陷入一籌莫展的處境:因為幾乎所有的自身優點都與對方重疊而對方更強,對方的弱點恰恰也是自身的弱點 而自己更弱。也就是所謂的"對戰相性"上被剋。 P-40F對Fw190那不明顯的迴旋性優勢對改變戰局幾乎毫無幫助,因為同一時期 迴旋性明顯更佳的噴火Mk.V也難以抵擋Fw190A的優勢。在BF109F、Fw190A漸漸普及於歐洲與北非戰場後,P-40F立刻就徹底退至二線位置 不再參與第一線的高強度作戰了。

P-40L[编辑]

鑒於改裝梅林引擎仍無法有效提高高空作戰效能,以減去兩挺機槍/減少燃料/部分裝甲與機載設備為代價、輕量版的梅林動力P-40L誕生。
令人意外的是性能依然差強人意,沒有飛躍性的提升,而減少火力/裝甲與航程的做法反而受到部分飛行員惡評,認為如此犧牲之下僅僅得到不明顯的性能增益,反而失了P-40系列最重要的優點,得不償失。而搭載的V-1650-1動力和最佳工作高度雖有提升,但可靠性和抗損性反不如艾利森V-1710發動機。也由於1943年開始 美製梅林V-1650量產方向轉換 (改裝二級增壓器) 與優先配額問題 (P-51),供給P-40的梅林引擎一度遭遇短缺問題。因此在陸航已有高檔機P-38/P-47/P-51撐場而使P-40屈居二線、且P-40使用者多傾向寧可犧牲性能也要可靠性/實用性的情勢下,P-40又開始用回國產動力V-1710。

P-40K為P-40E小幅度修改的型號

P-40K[编辑]

P-40K就是1942年8月換上較新的V-1710-73發動機,為提高安定性而在垂直尾翼前緣安裝弧形鰭狀套件的P-40E。
因為充其量也只是空力修正小改版,性能上與P-40E沒有本質上的差異。 自K-10之後 後段機身改用長胴型。

P-40M[编辑]

就是1942年11月,長胴型P-40K 換裝V-1710-81(-F20R) 的改型。引擎改善了輸出曲線但馬力峰值反而降低了,故飛行性能依然沒有明顯的長進。
不過依一些海外使用者,諸如南洋的RAAF、中國戰區的AVG或西伯利亞的VVS等使用紀錄所示,P-40E/K/M有少數大幅提高進氣壓以強化出力的前線改裝機。
雖受限於增壓器設計的先天限制,這種增加耗損來壓榨馬力的改裝對高空性能依然助益有限,但在低空則相當程度彌補了P-40一向不足的動力性能。

寇帝斯公司在Hawk系列上費盡苦心改進,但若非改動量巨大卻進步有限、就是成績尚可但仍輸給其他公司已服役的同等定位主力機,如該公司的X / YP-60各型。

P-40N

P-40N[编辑]

1943年3月,前线航空队在P-40M基础上进行改进,发展出轻量版的P-40M,削减机身上不必要的设备,6挺机枪减少到4挺,每挺备弹200发,机身结构进行减重优化。这就是后来P-40N的原型。 1943年末,P-40迎來了產量最大的最終系列:P-40N P-40N 仍使用無渦輪增壓的V-1710一級增壓發動機。不過使用了新設計的輕型結構,僅些微犧牲了強度 (因原本就強度過剩) 但大幅簡化了生產與維護工時。
N系列第一批量產型為P-40N-1-CU。 這是個具有指標意義的型號,仍使用V-1710-81作為動力來源,但提高了該引擎的輸出峰值。
與先前的Hawk 87系機種相比,P-40N-1武裝減少至4挺.50重機槍,削減部分裝甲、減少內油量與除去部分機載設備,也僅保留最低限度的外掛能力。
在這等嘔心瀝血的減重工程下P-40N-1終於獲致了驚人的進步:空重僅餘6000磅 (2722kg),為Hawk 87系列中最輕者,只比初期的Hawk 81系重些。標準作戰重量7400磅,最大載重8850磅。P-40N-1同時也是量產型P-40中第一款 (也是唯一一款) 水平極速飛破600km/h門檻的機種,可在3200m高度飛出608km/h的最高速度。同時絕對升限也大幅提高到11650m。飛到4572m高度費時6分42秒。總體飛行性能超越以往任何一款P-40,不僅是速度與爬升率、連加速性和運動性都明顯改善,寇帝斯證明了只要細心處理,即使不搭載梅林動力 P-40也能擁有像樣的中高空作戰能力。
實際上在中國戰場P-40N-1還曾讓駕駛馬力受限的初期型四式戰‧疾風的日方飛行員們驚呼P-40的加速性竟能超乎其上。
諷刺的是,這等性能 事實上也就是歐洲西線戰場二至三年前的主力機水準。
在盟軍側已有高性能的P-51D、P-47D、噴火Mk.VIII / IX / XIV等高性能戰機的時期,靠大幅度減重工程才獲此性能的P-40N-1仍舊只配擔任二線任務。
更令人哭笑不得的是,即使這一批次的改動使性能提升得如此明顯,P-40的使用者依然發出了與P-40L當時同樣的抗議:
火力和裝甲不得減少、機載裝備和外掛能力是多多益善。這種輕裝上陣的P-40去打敵方一線機仍顯吃力,用作低空偵查與轟炸掃場時又顯得性能過剩、裝備不足。
於是生不逢時的P-40N-1總產量僅有400架。
接下來N系列中另一個重要的型號是P-40N-5-CU,擁有改良過的少框艙罩、且飛行員座椅後方的後機身內部斜切掉一大塊 以改善後方視野。從此型號開始 往後的P-40N都使用這種座艙罩。N-5又裝回了所有的裝備,包括標準的6挺.50重機槍、完備的裝甲和改良過的機電設備,也提高了外部酬載能力:兩翼下的炸彈/油箱兩用掛架成為標準配備,使其最大外部酬載重量達到1500磅。這大幅的增重又使先前的減重工程成為枉然:高達8350磅的標準作戰重量將其極速限制在563km/h,實用升限減至9450m,絕對升限亦降至10270m。爬升至4270m高度費時7分20秒。
從N-5之後的P-40改裝重點仍在實用性上而不在飛行性能上,比如強化局部機身或起落架、增設蓄電池或更大的油箱…等。
從P-40N-20至P-40N-35都使用V-1710-99發動機,共生產3022機 乃P-40N產量最大的階段。
此時期的P-40擁有系列中最佳的生存性和實用性,但飛行性能與N-5相比只低不高。
最後的P-40N-40使用功率稍微提高的V-1710-115,但因為此型號的空重過大而使得飛行性能依然停滯不前。

1944年4月,寇帝斯公司對P-40系列做了最後一次提升性能的努力,透過陸航督促 向北美公司買了P-51D的設計藍圖與氣動參數,並配合先前在實驗改裝的各型XP-40K、XP-40N上累積之經驗,將以往總是換湯不換藥的P-40機體作了一次根本性的改良。(諷刺的是,當年英方欲採購NA-73方案 卻又對北美公司先前沒設計過戰鬥機感到不安,於是強迫該公司購買寇帝斯XP-46的氣動設計作為參考。而當時北美公司透過該資料就已經確認P-51是全面超越P-40乃至XP-46的設計,老字號的寇帝斯只是在吃老本的強行改裝 根本比不上北美公司先進的全新設計。 時過境遷,氣動佈局造詣上停滯不前的寇帝斯 不得不向後生晚輩的北美公司取經了)
徹底改造過的新飛機編號為XP-40Q。 該機使用了翼根內散熱器,且不知何故 仍堅持保留那違逆時代潮流、後收直列式的半埋式起落架。
其餘氣動佈局 包含切尖的翼端、四葉螺旋槳與淚滴式艙罩大致上類似P-51D,但垂尾與平尾仍與末期P-40相同。使用擁有注水噴射系統、功率1425hp、新的國產V-1710-121二級增壓器引擎,從根本上改進了之前所有型號缺乏的20000呎以上高空動力性能。最大速度達到679km/h、爬升至6100m高度僅需4分50秒,升限高達11900m。即使本試作機是只搭載基本裝備與4挺.50重機槍的輕裝版 (寇帝斯聲稱實戰版可加裝到6挺12.7mm重機槍或4門20mm砲),但此成績依然可說是不俗,特別是運動性與機敏性方面超越除了輕量型P-51H 之外所有量產型號的P-51 ,可與P-63同列為1944年當時美國陸航最高運動性的戰機。
此機改良幅度之大 雖堪稱卓然有成,但高空高速性能與航程仍不如P-51P-47,亦無P-63的重武裝 (即使航程比P-63好得多),而此時P-51與P-47不僅發展成熟、產能穩定 且後續的高性能化改良計畫進展順遂,相形之下XP-40Q 與先前P-40共通性太低、產線需要重建 而戰略性能又不如人,最後亦只能飲恨 廢案作收。

到大戰結束前P-40全系列總共生產13737架,僅次於P-47和P-51系列,高居美國二戰主要戰鬥機產量的第三位。

P-40歷年產量
年份 1939 1940 1941 1942 1943 1944 總數(架)
生產量 1 778 2246 4453 4258 2001 13737

諸元 (P-40E)[编辑]

保存至今的P-40E
P-40三视图

全長:9.66m

翼展:11.38m

機高:3.76m

翼面積:21.92㎡

空重:2880 kg

作戰荷重:3760 kg

最大起飛重:4000 kg

發動機馬力:1150 hp

最大速度:547km/h (RAF與RAAF早期驗收成績)

     580km/h (使用56吋汞柱進氣壓的緊急動力壓榨出1470hp達成。早期此等輸出只有一分鐘時限 否則過熱,實際意義不大。之後時限延長至五分鐘)

巡航速率:435km/h

航程:1100km

實用昇限:8840m/29000ft(輕荷狀態下9327m/30600ft)

絕對昇限:9906m/32500ft(輕荷狀態下)

海平面瞬間爬昇率:10.4m/sec(通常馬力)14.4m/sec(緊急馬力)

標準翼負荷:171.5kg/㎡

俯衝限制:廠商安全限制下的錶速極限 (IAS) 760km/h (超過此限則控制面鎖死而有救不回飛機之虞。本數值套用Hawk 81系列數據,後經實驗修正提高至780km/h)

     結構與氣動極限的真實空速 (TAS) 951km/h (591mph。寇帝斯廠方試算的理論值,超過此限 過高的應力將使飛機解體。實戰中未曾達到過)

武裝:早期Hawk 81系為機頭兩挺白朗寧M2重機槍(12.7mm),再加左右機翼各1~2挺白朗寧M1919機槍(7.62mm)

   後期Hawk 87系多改為左右機翼各三挺、共計六挺白朗寧M2重機槍。但也有拆除部份機槍以求提升性能的改裝型。唯此類減重改裝多半成效不彰

最大外部酬載:兩翼下各一枚500磅炸彈 + 機身下一枚1000磅炸彈,共計2000磅=907公斤

作戰歷史[编辑]

駐守在瓜島的美國陸軍航空軍的P-40
在北非的英國皇家空軍第112中隊是第一批採用鯊魚嘴的P-40

P-40在太平洋戰爭爆發初期是美國陸軍航空軍的主力機種,其他使用的國家包括英國法國中華民國蘇聯芬蘭澳大利亞新西蘭等。雖然基礎設計的前身P-36乃1930年代末期世界各國戰機中最均衡的傑作;但P-40的設計僅是將P-36液冷化,在登場的時間點已屬陳舊,本身性能取向與設計特徵並無突出之處,同時本機體也缺乏新型戰機慣用的自動襟翼與更優良的副翼,使飛機機動力無法獲得更進一步優化。加上V-1710引擎搭配的一級機械增壓器在高空輸出驟降,因此P-40家族缺乏高空飛行性能的老毛病一直未有根本性改善;不過,P-40具有一定程度的半模組化設計,因此對野戰維修人員來說是一大福音;同時機體為了高度安全性而讓機體結構設計裝有5根翼樑英语Spar (aeronautics),雖然造成飛機過重問題,卻也讓這架飛機在空中非常耐粗暴操作。

英國皇家空軍飛行王牌Clive Caldwell曾陳述北非戰場的P-40飛行員,有時候甚至會刻意用衝撞方式撞爛軸心國戰機獲取戰績。雖然P-40無法同歐陸或北非等戰場的軸心國戰機進行比拚高空高速性能的對等抗衡,但由於有比BF-109與噴火式更長的續航力,雖然缺乏高空飛行性能、爬升率惡劣的P-40在二戰開戰初期憑藉尚能一用中低空運動性、相對具有優勢的火力與裝甲、強橫的結構,在空戰與對地任務保有一席之地。不過在太平洋戰場,普遍具有高運動性的日本戰績卻讓P-40的運動性難有發揮餘地,又反而需要多利用俯衝性能求取一線生機。

隨著新機種的服役,大多數P-40很快的退居二線或是擔任訓練的任務。

P-40於1941年7月首次進駐北非戰場參加戰鬥任務,皇家空軍的第112中隊(No. 112 Squadron RAF)是第一個在北非使用P-40的作戰中隊,P-40著名的鯊魚嘴塗裝也是從此中隊開始流傳,鯊魚嘴的來源有種說法是英國人效法德國人將漆在BF-110戰機上的鯊魚嘴漆在自己的飛機上,不論來源為何,這個傳統將被飛虎隊繼承下去,並且更加廣為人知,其中飛虎隊使用自英國轉移的100架外銷型在緬甸中國戰區協助抵抗日本人的作戰,傳自英國人的鯊魚嘴塗裝也成為飛虎隊的歷史象徵。

中國戰場

擊落日機的P-40
飛虎隊的P-40

美製P-40戰鷹是抗戰中後期對抗日機的主力,它原本是英軍不要的裝備,但來到中國後反而證明了自己的價值,中美混合團巧合地採用了與德國近似的俯衝戰術,得以多次擊落日機 造就了大批空戰英雄。

地面由國民革命軍士兵守衛的P-40

飛虎隊(American Volunteer Group -AVG) 的P-40機首處通常會畫上鯊魚大嘴和利眼,
原本用意是令其狀似鯊魚。此創意是沿用自北非RAF澳大利亞籍部隊P-40的塗裝。

關於此塗裝與隊名的傳說相當多,但將當年與事者的證言多方彙整後,最可信者為:長期躲警報的中國百姓看到該隊伍在空中神勇的與日軍交戰並佔據上風,極為振奮,但衡陽附近居民長期居住內陸 不識鯊為何物,見其血盆大口的塗裝 直覺地將之認作 "會飛的老虎"。此恰與成語如虎添翼相符,口耳相傳、以訛傳訛下便成「飛虎隊」。美國志願飛行團的人員聽到這個誤傳反而非常喜歡,既獨特也有中國風味,頗能突顯自身單位的存在感,便傳達給上層並獲得了相同的意見,最終獲得許可後成為對媒體宣傳上的正式名稱。這就是日後揚名海外的飛虎隊名稱之由來。

中美空軍的P-40曾參加常德會戰衡陽保衛戰等戰役,長期和日機(如日本陸軍的一式戰鬥機‧隼)爭奪制空權。
之後成本相差不多但性能遠超其上的P-51野馬式來華參戰,以堅實可靠作為其存在價值的P-40便逐漸退出護航與制空任務、專司密接支援與物資破壞等對地任務。

使用國家[编辑]

美國陸軍航空軍的P-40
中國戰場的P-40
澳大利亚 澳大利亞
澳大利亞皇家空軍
 巴西
巴西空軍
 加拿大
加拿大皇家空軍
 中華民國
中華民國空軍
 埃及
埃及皇家空軍
 芬兰
芬蘭空軍
 法国
法國空軍
 印尼
印尼空軍
 日本
擄獲機
 荷蘭
荷屬印尼空軍
 紐西蘭
新西蘭皇家空軍
 南非
南非空軍
 蘇聯
蘇聯空軍
 土耳其
土耳其空軍
 英國
英國皇家空軍
 美國
美國陸軍航空軍

相關資料[编辑]

外部連結[编辑]

參考資料[编辑]

  1. ^ http://www.maxwell.af.mil/au/afhra/aafsd/aafsd_index_table.html
  • David Donald,American Warplanes of World War II,Airtime Publishing USA,ISBN 1-880588-21-8