把日本炸回石器時代!美國B-29生產線工業能力驚人
B-29「超級堡壘」轟炸機是美國波音公司設計生產的四引擎重型螺旋槳轟炸機,是美國陸軍航空隊在第二次世界大戰亞洲戰場的主力戰略轟炸機。
B-29是二次大戰時各國空軍中最大型的飛機,也是當時集各種新科技的最先進的武器之一,被稱為「史上最強的轟炸機」。
B-29的起源可以追溯到波音Model 316方案,該方案從1934年的XB-15發展而來,與XB-15 主要的不同之處是將下單翼布局改為上單翼布局,並採用先進的前三點起落架。鑒於XB-15 的動力嚴重不足,Model 316計劃採用尚在設計階段的四具2000馬力的賴特雙旋風十八缸氣冷星型發動機,軍用型號B-20,但後被軍方取消。
1940年1月,「超級轟炸機」項目開始公布設計標準:最高時速643公里,最大航程8,580 公里,並要求裝載907千克炸彈時作戰半徑能達到最大航程的一半,這就是R-40B數據文件和 XC-218設計規範的最基本內容。1940年1月29日,陸軍部將R-40B文件遞交給波音、康紹里德、道格拉斯和洛克希德公司。
根據英國提供的歐洲空戰的經驗教訓,官方規範在四月進行修正,加強了自衛武器和裝甲,並增加了自封油箱。顯然波音公司在競爭中已經捷足先登,Model 334A的許多特性與陸軍的要求不謀而合。1939年8月,波音啟動了由Model 334A進一步改進的Model 341方案,為了符合R-40B的要求,波音將Model 341修改為Model 345。
1940年5月11日,波音將Model 345方案正式提交給陸軍。陸軍對此十分感興趣,6月17日給與波音一筆撥款進行附加的風洞測試,並於6月27日又追加一筆撥款。
1940年6月27日,陸軍與四家飛機製造商簽訂「超級轟炸機」預研合同,並按優先順序賦予波音XB-29的型號,洛克希德的方案是XB-30,道格拉斯XB-31,康紹里德XB-32。在看到處於明顯的競爭劣勢後,洛克希德和道格拉斯公司在細節設計沒有完成之前就退出了。
1940年8月24日,陸軍訂購了兩架XB-29原型機和一架靜態測試機,作為XB-29的失敗保險,9月6日又向康紹里德訂購了兩架XB-32原型機。11月下旬檢視過全尺寸模型後,陸軍對波音的方案更有信心,並於12月14日增購了第三架原型機以加快研製進度。
1941年5月,波音開始建造第二架全尺寸模型。由於日益增長的戰爭威脅,陸軍航空隊在 1941年4月進行了擴編,並改稱陸軍航空軍。B-29計劃更加緊急,在XB-29原型機還未完工的情況下,航空軍又訂購了14架YB-29服役測試機。1941年5月17 日,陸軍決定在政府租給波音的堪薩斯州威奇塔工廠生產首批250架B-29。
1941年12月珍珠港事件爆發,美國捲入戰爭,1942年2月B-29 的定購數量增加到500架,3月份又增加到1000架。為了提高產量,陸軍又指定另外三家飛機製造商按許可證生產B-29,分別是貝爾在喬治亞州瑪利埃塔市的新建工廠;北美飛機公司位於密蘇里州堪薩斯市的新建工廠;通用汽車費希爾兄弟分部在俄亥俄州克里夫蘭市的新建工廠。
但直到此時B-29原型機還沒有開始試飛,投產的決定顯得十分冒險,在航空史上也十分罕見。在生產線建立之前,被指定的3家非波音工廠只能先生產B-26「掠奪者」轟炸機過渡。在量產開始之前,B-29工廠又進行了調整。
考慮到北美的堪薩斯工廠專註於生產B-25「米切爾」轟炸機,所以其B-29的生產任務移交給波音在華盛頓的蘭頓市工廠。蘭頓工廠原來準備為海軍生產波音PBB-1海上巡邏兵雙發水上巡邏轟炸機,為此航空軍說服海軍取消PBB-1項目,讓蘭頓工廠轉產B-29。作為補償海軍將得到陸基的B-25和B-24 轟炸機用以執行海上巡邏任務。
後又由於費希爾兄弟工廠專註於生產P-75護航戰鬥機,所以其B-29生產任務移交給格倫·L·馬丁飛機公司,在其設在內布拉斯加州奧馬哈市的一個新建國有工廠內生產。除了威奇塔、瑪利埃塔、蘭頓和奧馬哈四個主要的B-29總裝廠外,為B-29生產機身組件和部件總成的子承包商遍及美國,其中克萊斯勒、哈得遜、固特異、布里格斯、墨里、塞斯納公司被選擇為生產B-29的主要機身構件。
有四家公司競爭遙控炮塔系統的合同,包括本迪克斯、通用電氣、斯佩里和威斯汀豪斯公司。由於斯佩里為B-17和B-24設計的人操可升降球形炮塔已在實戰中使用過,所以贏得了合同。
超級空中堡壘的主要生產型號是B-29,一共生產了2513架。其中波音的威奇塔工廠生產了1620架,馬丁的奧馬哈工廠生產了536架,貝爾的馬麗埃塔工廠生產了357架。
1943年9月,波音威奇塔工廠生產出了第一架B-29,隨後是1944年2月的貝爾馬麗埃塔工廠,在1944年中期,馬丁奧馬哈工廠也交付了第一架B-29。波音蘭頓的新工廠只生產B-29A型。經過許多的延誤,B-29終於開始了批量生產。
B-29由3個總裝工廠生產,為了區別,在B-29型號後會註明產地縮寫,例如BW是指波音威奇塔工廠,BA指貝爾馬麗埃塔工廠,MO 指馬丁奧馬哈工廠。由於邊生產邊改進,每個批次的飛機在細節上都會有所不同,為了區別各批次的飛機,在B-29型號與產地縮寫之間會加入批次號,例如「B-29-1-BW」,就是指波音威奇塔工廠製造的第1批次的飛機。隨著生產的累計,到B-29停產為止,波音的批次號達到了 100,馬丁和貝爾也分別達到60和65。
波音威奇塔工廠在1945年10月交付了最後一架B-29;貝爾馬麗埃塔工廠在1945年1月就停止生產B-29,轉產B-29B;馬丁奧馬哈工廠在1945年9月交付了最後一架B-29。
雖然龐大,XB-29的結構卻十分傳統。除了控制翼面是織物蒙皮外,機身使用鋁製蒙皮,除了威奇塔早期交付的B-29在塗上了傳統的橄欖綠和灰色塗裝之外,其他生產商的批次統統未塗裝。每個起落架配備雙輪,尾部有一個可伸縮的緩衝器,在飛機進行高姿態著陸和起飛保護尾部。
機組編製預計10到14名,一般為12名,包括正副駕駛、領航員、投彈手、機械師、無線電報員、雷達操作員和五個炮手。投彈手與投彈瞄準具和射擊瞄準具一起被安置在機鼻最前方,正副駕駛並排坐投彈手後面,周圍有防彈鋼板和防彈玻璃的保護;機械師、無線電報員和領航員緊挨著駕駛艙後。
後段的增壓艙是四個炮手和雷達操作員的位置,都有裝甲隔板保護;尾炮手坐在尾部單獨的增壓艙中,只有在非增壓飛行時才能進出尾部小艙。XB-29機腹有前後兩個炸彈艙,每個彈艙有獨立的艙門,可裝載907千克炸彈。投彈時有一個定時器控制投放順序,使炸彈在兩個彈艙中交替釋放以保持飛機重心。
B-29設計中的碰到的主要問題之一是如何設計完美的機翼。現有的翼型設計都不適合這個史無前例的怪物,能在規定尺寸內產生足夠升力的翼型,不是巡航阻力太大就是失速特性太差;巡航阻力和失速特性都能滿足要求的翼型在起飛時卻無法產生足夠的升力,一旦採用,世界上將沒有一處機場可以滿足它超常的起飛滑跑距離。
於是波音推翻現有方案,為B-29設計了波音117型機翼,全長43.15米,翼面積161.25平方米。為了解決起降升力問題,117 型機翼後緣設置了一組富勒襟翼,當襟翼全部展開時,全部翼面積可增大20%,有著很好的低速操控性,襟翼收起後,機翼阻力很低,可以達到較高的巡航速度。隨後波音將四分之一尺寸的B-29機翼安裝在一架仙童PT-19教練機(序列號41-20531)上進行試飛,結果令人滿意。
波音還修改了Model 345的設計,將機翼內側發動機艙後段延長伸出機翼後緣,增加了襟翼效率。波音117型機翼的兩個翼梁是用整塊鋁冷擠壓成型,成為是當時世界最大和最重的整體翼梁,在進行結構破壞測試時,壓力增加到136噸時機翼才斷裂。
另外對Model 345的氣動改進就是將前機身從28.35米延長到29.9米,並將機頭外形改為球形,垂尾根部向前延伸以增進安定性。
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