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四式战斗机

战斗机
四式战斗机(英文:Nakajima Ki-84 Hayate / FRANK [1])中岛Ki-84‘疾风’,盟军绰号‘FRANK’,部分人认为其是太平洋战争中日本最好的战斗机。
中文名
四式战斗机
外文名
Nakajima Ki-84 Hayate / FRANK [1]
前型/级
一式战斗机
翼    展
11.238m
机    长
9.92m
机    高
3.385m
生产国家
日本

发展沿革

播报
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Ki-84‘疾风’ 的研发最早可追溯至1941年,隼和零战在面对美国新锐战斗机P-47P-51F4UF6F时力不从心,日本陆航和海航随后开始着手寻找后继机,企图扭转战况。军方不仅要求新战斗机必须在盘旋性能、火力、航程等指标上超越一式战“隼”,还要求不低于‘钟馗’的速度和升限,具备防弹装甲和自封油箱,能在基地250英哩半径空域内滞空90分钟,翼荷须达35 lb/ft,包括制作工时也有要求。当时日军饱受生产工时困扰——一架“隼”出厂需要花费熟练工人25000工时,而同期德国一架Bf-109只需要6000工时。 [2]
1941年底,日本突袭珍珠港三周后,一份名为《陆军试作重型战机》的指标书发到了中岛的办公桌上。在这份指标书中,连为了满足陆军严苛的需求,中岛公司再次推出了自己的王牌——有“太平洋的福克乌尔夫(Focke-Wulf)”之称的小山悌(T.Koyama)。 [2]
1942年,小山悌团队提交了第一份设计稿,并于同年中旬获得陆军航空兵本部的批准。新型战斗机的项目从此正式启动并获得了陆军正式编号——Ki-84。 [2]
1942年底,Ki-84设计定型并开始制造。 [2]
从中岛公司太田制作所的厂房中下线的疾风试制2号机
1943年3月,Ki-84的原型一号机(机号 8401)很快被赶制出来,4 月份即在Ojima机场试飞。到 6 月份,2 号机也投入了试飞,期间又经过不断改良。 [2]
1943年8月,岩桥在日本陆军航空兵的精英殿堂——明野陆军飞行学校的师生面前表演了一系列眼花缭乱的动作,随后飘然落地。这场表演征服了整个明野飞行学校的飞行员,那些年轻新手们纷纷欢呼着跑向这架新式战机。 [2]
1943年8月,中岛制作所接到首批83架预生产型的订单,于1943年8月至1944年3月陆续交付军方。 [2]
1943年9月,航空兵本部组织了Ki-84同异型机的对抗,Ki-84轻松战胜了Ki-44和Fw-190A-5,但是最大平飞速度和俯冲性能上弱于Fw-190。尽管原型机的试飞工作证明Ki-84的性能已经超越了当时所有的日军战机,但仍与陆军航空兵本部的期望有相当距离。 [2]
1943年10月日本陆军正式命名为陆军四式战斗机Ki-84-I甲‘疾风’。不过二种预生产型之间互不相同,机身制程被简化生产,飞行方向舵和散热片有作进一步调整。明野陆军飞行学校还成立了专门的Ki-84实验单位,派往北海道进行极寒试飞测试。在远离战火的北海道,Ki-84进行了大量极限条件下的测试。实验单位与次年3月解散后,大部分人员加入了第一支Ki-84部队——第22飞行战队。 [2]
1944年3月至6月42架第二种预生产型也陆续交付日本军方。为将飞机做为截击机使用,改进设计的Ki-84-I乙为增强火力,以二挺20mm机炮取代机枪,以二门30mm Ho-155机炮取代20mm机炮,但产量很少。 [2]
ki84
1944年4月,中岛公司在陆军授权下正式开始生产“疾风”量产型Ki-84a 四式战甲型。与此同时,中岛发动机公司的Ha-45-11发动机生产线也搭建完毕,虽然发动机的顽疾没有得到妥善解决,好歹产量有所保证。“疾风甲”是整个“疾风”家族中产量最高的,占总产量九成之多。在察觉到日本新飞机的存在后,盟军航空技术情报中心(TAIC)给“疾风”赋予了“Frank”的绰号。 [2]

服役事件

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1944年3月,装备‘疾风’的试验中队解散,第22飞行战队在战队长、Ki-84项目审查主任岩桥让三少佐的带领下,于44年8月进驻中国大陆的汉口机场,开始随侵华日军参与各项军事行动。 [3]
1944年8月28日,当天第22战队在岳阳上空同著名的“飞虎队”P-40N交火。战斗结束后岩桥让三提交了击落一架P-40的报告。 [3]
为了配合日军打通大陆交通线的战役,8月29日,第22战队飞抵衡阳,并于30日出现在长沙上空。在接下来半个月时间中,第22战队异常活跃,经常出击支援陆军行动。第22战队进入中国战场后,宣称在于美国陆军航空兵第14航空军的战斗机击伤击落40架敌机。8月被编入22战队派往中国战区和美军第14航空队作战,不久移防菲律宾 [3]
冲绳战役中‘疾风’开始大规模参战,日本陆军第101战队、102战队、103战队和新组建的111战队、200战队使用‘疾风’执行远距离渗透突击、制空、对地支援、截击、俯冲轰炸等任务。 [3]
虽然即使在当时的标准而言,疾风的极速不算很快,即使在整备良好和使用适合的汽油,仍然极速逊于同期的同盟国战斗机。但胜在发动机起动较快而获得良好加速性,所以实战中‘疾风’在300km/h以下加速比P-51P-47稍快,初始俯冲加速略高于P-51。 [3]
唐泽铁次郎少尉准备对冲绳海域的美军舰队发起自杀攻击
留守本土的“疾风”防空部队自44年夏天开始的首要任务便是截击来自成都双流机场的B-29轰炸机群。长期以来“钟馗”和“疾风”组成的截击机群面对高空巡航的B-29没有取得太大的战果。
不过,菲律宾战役期间日本海航对美国舰队采取的自杀性攻击给日本陆航留下了深刻的印象。随着菲律宾战役的失利,美军舰队步步逼近本土,日本陆航也开始做最后的挣扎,组建了所谓“振武特别攻击队”的自杀攻击部队。大量战队也自发地组建了成规模的撞击部队,其中最著名的是第10航空师的“震天制空队”。
剩下仍保持理智的战队则继续使用“疾风”正常拦截美国陆海军的轰炸机和战斗机。
1945年3月开始,美国陆航在李梅将军的带领下开始进行夜间燃烧弹空袭。4月,B-29的身影重新在白天出现,身边增加了大量来自硫磺岛的P-51D护卫机群,给日军的拦截机群造成了更大的困难。 [3]
‘疾风’还担任过战斗轰炸机的任务,1945年4月15日,日本陆军第101战队的11架‘疾风’突袭了冲绳岛的美军机场,这次空袭完全出美军乎意料,令美军遭受重大损失。 [3]
战争后期,装备‘疾风’的47战队、73战队、111战队、112战队、246战队也承担东京地区的空防任务。 [3]
疾风的问题在于引擎,由于日本缺乏高精度工业机具,高出力引擎的制造极度仰赖熟练且高水平的技工进行长时间组装调整,当这些技工都被调往前线时而且引擎开始要求高速量产时,引擎的良率立刻出问题;制造工艺不佳加上生产不足的问题直接导致各地装备疾风部队的妥善率欠佳,出勤率战果也无法进一部提高,对于战争后期日本方面来说难以维持其最佳状态;而且疾风的增压器仍然为传统的一段二速机械增压,虽然已特意调整为中高空模式以进行后期盟军机队的拦截作业,但最高速度仍仅在5000米领域无法有效拦截,仅能进行对盟军战斗机的拦截。 [3]

技术特点

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机体

从外观上看,Ki-84仿佛是一个放大版的“隼”。Ki-84的引擎罩加长,座舱位置相应后移到机身中部。机翼则比“隼”稍微短一点,翼载增加到170 公斤/平方米,使飞机有望跻身于高速飞机的行列。这让Ki-84获得高速性能和垂直机动性的同时,一定程度上在水平机动性做出了妥协。 [3]
相对传统日军战机,Ki-84的机体结构显得相当强壮,可以进行大过载的激烈空战机动以及高速俯冲动作。另一方面,对飞行员以及要害部位的防御则没有太多改观,在它的对手眼里,Ki-84依旧是一款传统的日系战斗机。例如,机体之内缺乏欧美战机中常见的灭火系统以及座舱盖紧急抛除设备。
机头装一台型双排星形 18 缸空冷活塞发动机,用一个相当光滑的整流罩包裹着,配一个 Z32 型四叶电驱动定速螺旋桨组。机身中段设有先进的近似水泡形的座舱盖,所以视界比较良好,顺便说一声,这也是战时日本战斗机设计上的可取之处。 [3]
疾风的后三点起落架均可收入机内以减少阻力。梯形带上反角的悬臂式下单翼内,翼后缘安装了开缝式“空战襟翼”,有利于空战中的机动飞行。中岛传统的中翼/前机身全金属整体结构显得异常坚固,并部分采用了应力蒙皮。此外,于机翼下还可挂载 30-300 公斤级炸弹 2 颗 [3]

生产

至于陆军提出的生产工时要求,小山悌大量削减了机体内铆钉、螺丝的数量,避免了繁复的测量和定位工作。小山悌也适当利用中岛公司的资源,让Ki-43生产线在小范围修改后便可以生产Ki-84。在诸多努力之下,Ki-84完全满足甚至超出了军方严苛的生产工时要求。 [2-3]
但Ha-45/誉式发动机的大规模生产是一个久攻不下的难题。该型号所应用的新技术,对当时的日本航空工业而言过于先进,尚且无法有效地应用到流水线生产之中,到战争末期,大批熟练工人被作为炮灰填补至前线,这更进一步恶化了Ha-45的生产条件。在残酷的事实面前,日本无奈地放弃了对Ha-45品质的追求,采取了一系列简化生产工艺的措施以提高产量。因此在疾风在正式进入大规模生产后,开始出现质量下滑的症状 [2]

发动机

为了满足陆军下一代战机的动力需求,中岛发动机厂在Ha-115的基础上发展了一种全面进步的新发动机ハ45(即下文Ha-45)。由于采用了创新设计和工艺,Ha-45在直径仅比Ha-115大3厘米的情况下,马力从1100马力提高到约2000马力,功重比也提升了近一倍。 [2]
Ha-45-21型发动机
从1938年末立项到1939年下旬不到一年的时间完成设计,Ha-45取得了出彩的成绩。39年末,日本海军和陆军先后采纳发动机样机开始试飞,到1941年,海军和陆军均决定采用此型发动机,海军称为“誉”发动机,陆军称为“4式”发动机。 [2]
但是,该系列发动机一直存在进气压力骤降的先天设计缺陷,而且低劣的材料品质、粗糙的生产工艺、低劣燃油和滑油质量、前线机场缺乏维护的战时环境等因素综合在一起,进一步恶化了发动机的性能发挥。实际上,在二战后期,毛病缠身的Ha-45发动机已经成为Ki-84机械师的一大噩梦,在它的驱动下,前线的Ki-84战斗机很少能够飞出600公里/小时以上的最大平飞速度,甚至有部分Ki-84连400公里/小时的速度都无法实现! [2]

起落架

在降落阶段,Ki-84的起落架在速度降低至257公里/小时(160英里/小时)以下时展开,襟翼在速度降低至209公里/小时(130英里/小时)以下时展开,飞机的着地速度大约在148公里/小时(92英里/小时)左右。需要指出的是,Ki-84的主起落架强度较弱,在降落阶段很容易折断,在泥泞的跑道和草地上降落、或者降落速度过高的条件下尤为突出。 [2]

评价

经验丰富的审查主任岩桥让三少佐(“疾风”试飞员)认为Ki-84操作简单,飞行品质优秀,对于只有200小时飞行经验的菜鸟而言也不存在操作的困难。但对于习惯轻型Ki-43的日军飞行员来说,Ki-84仍然稍显难以驾驭。在地面滑跑阶段,由于起落架轮的刹车效能较差,Ki-84的操纵较为吃力。 [2]
此外,Ki-84的飞行品质并非无懈可击。在表速达483公里/小时(300英里/小时)的高速飞行条件下,控制疾风方向舵和副翼所需的杆力较轻,而且方向舵的反映极其灵敏,但升降舵的操控则显得较为沉重,这对飞机的俯冲机动造成了一定的困扰。 [2]
在低速转弯机动时,方向舵的响应效率则较为低下。通常情况下,战斗机飞行员可以通过配平调整片的辅助提高方向舵的操纵效率,改善射击时的操纵性。但Ki-84的方向舵配平调整片只能在地面上调节,无法在飞行中实时操纵。这成为疾风战斗机一个无法治愈的硬伤,使许多日军飞行员感到遗憾不已。 [2]
不过,需要指出的是,6000米左右的中空是疾风性能最佳的优势高度,恰好是美军野马战斗机两级增压器优势高度之间的劣势高度。在这个高度上,疾风的最大平飞速度虽然无法超越美国对手,但能够将双方差距压缩到最小,同时还能保持日系战斗机的灵活性优势,因此是一架极有威胁的战斗机。正因为如此,美国陆航一直极为看重疾风。 [2]
依照中岛飞机厂的书面资料介绍,キ-84 疾风的战术技术特征可归纳为以下五点:
① 同时具备卓越的爬升率、平飞速度和强大的火力(对较小目标可以做到“一击即溃”),是一种优秀的制空型战斗机;
② 地面维护相当简便;
③ 航炮性能可靠;
④ 适合大量生产;
⑤ 是一种着陆速度低、故易于着陆的高速战斗机(即便对新手而言也是如此)。 [2]

战后谣言

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美军数据

最下方的“一般数据”栏中空空荡荡、没有特别说明实测数据
美军对疾风的报告上写着每小时427英里的速度,相当于时速687公里,和美国战斗机不相上下。但实际上,那些数据全部是估测值。盟军记住了小看零式战斗机的教训,对于敌方性能,只高估、不低估。为此,在TAIC制定的这本手册的前言中,开宗明义地写着:“除非特别标明,性能数字代表TAIC的估算值。在缺乏权威资料的前提下,航空技术情报中心的政策是:在合理的范围之内,以料敌从宽的原则提供日军战机的性能估算值。” [4]
“大东亚决战机”被美国新兵屠了个1比11
但实际上,美军的P-47N雷电战斗机曾经与日本资格最老的两只疾风战队——飞行第22和第85战队打出1:11的战损比,美国飞行员甚至根本没有意识到他们遭遇的是“大东亚决战机”,一直糊里糊涂地以为打的是日本人的隼式战斗机…… [4]

战后测试

还有所谓“大东亚决战机”的“战后测试”。传说在美军本土测试过程中,“疾风”战斗机采用了高质量的高标号燃油,结果展现了惊人的性能,达到了极高的平飞速度。先不说“换用美军的高标号燃油”的测试是否存在,本身给“疾风”加注标号100以上辛烷值的燃油就不现实。美国战后测试的“疾风”机身上清楚地写着“不适用芳烃汽油”,另外还有“加注92号汽油”字样的警告。 [4]
不适用芳烃汽油
美国所用的“高性能燃料”,即100/130号汽油,通常含有20%左右芳烃,芳烃极易腐蚀没有经过特殊处理的油箱,导致油路堵塞故障。“某种日机在美国测试时因条件优于日本而展现更高的性能”进而佐证“日军装备优于美军装备”乃至为轴心国失败招魂的做法并不可取。 [4]

变体机型

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四式战斗机一型甲
四式战斗机一型甲(キ84-I甲)最初期量产型四式战。武装为对战斗机设计,装备2门Ho-103机枪(装于机首,携带弹药350发)与2门20毫米Ho-5机炮(装于机翼,携带弹药150发)
四式战斗机一型乙
四式战斗机一型乙(キ84-I乙) 对轰炸机用武装强化型四式战,武装更换为4门20毫米Ho-5机炮,生产编号自3001起,生产数不明
Ki-84丙
Ki-84丙 试作机,机翼武装更换为30毫米机炮
Ki-84丁
由四式战乙型后座增设一门20毫米倾斜式机炮作为夜间战斗机使用,仅试制改造1架
Ki-84II
将疾风机体部份木制化的简化版,仅在计划阶段并未实作
Ki-84III
Ki-84III 搭载废气涡轮增压器引擎的高高度拦截机版本,仅在计划阶段并未实作
Ki-84IV
Ki-84IV 搭载装备2段3速机械增压器强化高空性能的Ha-45-44型引擎版本,仅在计划阶段并未实作
Ki-106
Ki-106 1944年随着战况恶化日本国内的铝材逐渐不足,因此由立川飞机、吴羽飞机、王子航空(由制纸厂转型的军需产业)合作制造一款木制的疾风,在战争结束前总共制造了10架。不过由于机体为了维持相同强度因此修改设计,飞机空重比铝制版增加17%,在速度以及相关性能上无法与原版相比;更惨的是因为黏着剂效果不佳,在地面滑行时主翼下方外板发生剥落的现象,强度不足加上构造不利量产,因此计划取消。制造出来的机体在日军投降后有一架送往美国调查。结局不明
Ki-113
Ki-113 因为铝材缺乏由中岛本社进行的钢制化疾风案,在战争结束前飞机仍在制作中尚未装上引擎,不过以日本后期国内缺乏钢的状况,加上钢制飞机使得飞机空重提升而导致的性能下降,可以说是尚未诞生就已经可以预见失败的改造案
Ki-116
Ki-116 满州飞机公司开发的训练用疾风试制案。将引擎变更为来源不虞的Ha-112II型,螺旋桨变更为定速三翅型,并延长机体20毫米调整重心的改良版。由于引擎与其他结构简化因此空中大幅下降了1000公斤使得飞机的操纵性能良好,八月风暴时期为了防止苏联掳获,开发单位自行处理掉试作机以及设计图。
Ki-117
Ki-117 换装出力2400匹马力的Ha44-13型引擎,并增加主翼面积1.5平方米以作为高高度拦截机的改良型,不过在设计阶段战争即告结束,另外有Ki-84N这种称呼。 [3]

性能数据

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疾风甲数据如下表
重量
自重2680kg;总重 3,750 公斤
全长
9.92m
翼展
11.24m
全高
3.385m
主翼面积
20.7平方米
发动机
中岛“Ha-45”11型气冷星型复列18缸×1(1900马力)
航程
额定航程 1745 公里;极限航程 2,500 公里
实用升限
11,826.24 m (38,800 ft)
最高速度
624km/h(高度6100m)
巡航速度
380 km/h(高度4000m )
着陆速度
138 km/h
爬升速度
5,000 米需要6分26秒,8000 米需要11分40秒
武装
机翼Ho-5型20mm机炮×2以及Ho-103型12mm机枪×2
挂载
250公斤炸弹或副油箱×2
乘员
1人
重量/功率比
1.88-2.32
翼载
179 公斤/平方米
燃油量
710 升
螺旋桨直径
3.10 米
[3]