B-29生产线 航空强国的真正力量
B-29“超级堡垒”轰炸机是美国波音公司设计生产的四引擎重型螺旋桨轰炸机,是美国陆军航空队在第二次世界大战亚洲战场的主力战略轰炸机。
B-29是二次大战时各国空军中最大型的飞机,也是当时集各种新科技的最先进的武器之一,被称为“史上最强的轰炸机”。
B-29的起源可以追溯到波音Model 316方案,该方案从1934年的XB-15发展而来,与XB-15 主要的不同之处是将下单翼布局改为上单翼布局,并采用先进的前三点起落架。鉴于XB-15 的动力严重不足,Model 316计划采用尚在设计阶段的四具2000马力的赖特双旋风十八缸气冷星型发动机,军用型号B-20,但后被军方取消。
1940年1月,“超级轰炸机”项目开始公布设计标准:最高时速643公里,最大航程8,580 公里,并要求装载907千克炸弹时作战半径能达到最大航程的一半,这就是R-40B数据文件和 XC-218设计规范的最基本内容。1940年1月29日,陆军部将R-40B文件递交给波音、康绍里德、道格拉斯和洛克希德公司。
根据英国提供的欧洲空战的经验教训,官方规范在四月进行修正,加强了自卫武器和装甲,并增加了自封油箱。显然波音公司在竞争中已经捷足先登,Model 334A的许多特性与陆军的要求不谋而合。1939年8月,波音启动了由Model 334A进一步改进的Model 341方案,为了符合R-40B的要求,波音将Model 341修改为Model 345。
1940年5月11日,波音将Model 345方案正式提交给陆军。陆军对此十分感兴趣,6月17日给与波音一笔拨款进行附加的风洞测试,并于6月27日又追加一笔拨款。
1940年6月27日,陆军与四家飞机制造商签订“超级轰炸机”预研合同,并按优先顺序赋予波音XB-29的型号,洛克希德的方案是XB-30,道格拉斯XB-31,康绍里德XB-32。在看到处于明显的竞争劣势后,洛克希德和道格拉斯公司在细节设计没有完成之前就退出了。
1940年8月24日,陆军订购了两架XB-29原型机和一架静态测试机,作为XB-29的失败保险,9月6日又向康绍里德订购了两架XB-32原型机。11月下旬检视过全尺寸模型后,陆军对波音的方案更有信心,并于12月14日增购了第三架原型机以加快研制进度。
1941年5月,波音开始建造第二架全尺寸模型。由于日益增长的战争威胁,陆军航空队在 1941年4月进行了扩编,并改称陆军航空军。B-29计划更加紧急,在XB-29原型机还未完工的情况下,航空军又订购了14架YB-29服役测试机。1941年5月17 日,陆军决定在政府租给波音的堪萨斯州威奇塔工厂生产首批250架B-29。
1941年12月珍珠港事件爆发,美国卷入战争,1942年2月B-29 的定购数量增加到500架,3月份又增加到1000架。为了提高产量,陆军又指定另外三家飞机制造商按许可证生产B-29,分别是贝尔在佐治亚州玛利埃塔市的新建工厂;北美飞机公司位于密苏里州堪萨斯市的新建工厂;通用汽车费希尔兄弟分部在俄亥俄州克里夫兰市的新建工厂。
但直到此时B-29原型机还没有开始试飞,投产的决定显得十分冒险,在航空史上也十分罕见。在生产线建立之前,被指定的3家非波音工厂只能先生产B-26“掠夺者”轰炸机过渡。在量产开始之前,B-29工厂又进行了调整。
考虑到北美的堪萨斯工厂专注于生产B-25“米切尔”轰炸机,所以其B-29的生产任务移交给波音在华盛顿的兰顿市工厂。兰顿工厂原来准备为海军生产波音PBB-1海上巡逻兵双发水上巡逻轰炸机,为此航空军说服海军取消PBB-1项目,让兰顿工厂转产B-29。作为补偿海军将得到陆基的B-25和B-24 轰炸机用以执行海上巡逻任务。
后又由于费希尔兄弟工厂专注于生产P-75护航战斗机,所以其B-29生产任务移交给格伦·L·马丁飞机公司,在其设在内布拉斯加州奥马哈市的一个新建国有工厂内生产。除了威奇塔、玛利埃塔、兰顿和奥马哈四个主要的B-29总装厂外,为B-29生产机身组件和部件总成的子承包商遍及美国,其中克莱斯勒、哈得逊、固特异、布里格斯、墨里、塞斯纳公司被选择为生产B-29的主要机身构件。
有四家公司竞争遥控炮塔系统的合同,包括本迪克斯、通用电气、斯佩里和威斯汀豪斯公司。由于斯佩里为B-17和B-24设计的人操可升降球形炮塔已在实战中使用过,所以赢得了合同。
超级空中堡垒的主要生产型号是B-29,一共生产了2513架。其中波音的威奇塔工厂生产了1620架,马丁的奥马哈工厂生产了536架,贝尔的马丽埃塔工厂生产了357架。
1943年9月,波音威奇塔工厂生产出了第一架B-29,随后是1944年2月的贝尔马丽埃塔工厂,在1944年中期,马丁奥马哈工厂也交付了第一架B-29。波音兰顿的新工厂只生产B-29A型。经过许多的延误,B-29终于开始了批量生产。
B-29由3个总装工厂生产,为了区别,在B-29型号后会注明产地缩写,例如BW是指波音威奇塔工厂,BA指贝尔马丽埃塔工厂,MO 指马丁奥马哈工厂。由于边生产边改进,每个批次的飞机在细节上都会有所不同,为了区别各批次的飞机,在B-29型号与产地缩写之间会加入批次号,例如“B-29-1-BW”,就是指波音威奇塔工厂制造的第1批次的飞机。随着生产的累计,到B-29停产为止,波音的批次号达到了 100,马丁和贝尔也分别达到60和65。
波音威奇塔工厂在1945年10月交付了最后一架B-29;贝尔马丽埃塔工厂在1945年1月就停止生产B-29,转产B-29B;马丁奥马哈工厂在1945年9月交付了最后一架B-29。
虽然庞大,XB-29的结构却十分传统。除了控制翼面是织物蒙皮外,机身使用铝制蒙皮,除了威奇塔早期交付的B-29在涂上了传统的橄榄绿和灰色涂装之外,其他生产商的批次统统未涂装。每个起落架配备双轮,尾部有一个可伸缩的缓冲器,在飞机进行高姿态着陆和起飞保护尾部。
机组编制预计10到14名,一般为12名,包括正副驾驶、领航员、投弹手、机械师、无线电报员、雷达操作员和五个炮手。投弹手与投弹瞄准具和射击瞄准具一起被安置在机鼻最前方,正副驾驶并排坐投弹手后面,周围有防弹钢板和防弹玻璃的保护;机械师、无线电报员和领航员紧挨着驾驶舱后。
后段的增压舱是四个炮手和雷达操作员的位置,都有装甲隔板保护;尾炮手坐在尾部单独的增压舱中,只有在非增压飞行时才能进出尾部小舱。XB-29机腹有前后两个炸弹舱,每个弹舱有独立的舱门,可装载907千克炸弹。投弹时有一个定时器控制投放顺序,使炸弹在两个弹舱中交替释放以保持飞机重心。
B-29设计中的碰到的主要问题之一是如何设计完美的机翼。现有的翼型设计都不适合这个史无前例的怪物,能在规定尺寸内产生足够升力的翼型,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满足要求的翼型在起飞时却无法产生足够的升力,一旦采用,世界上将没有一处机场可以满足它超常的起飞滑跑距离。
于是波音推翻现有方案,为B-29设计了波音117型机翼,全长43.15米,翼面积161.25平方米。为了解决起降升力问题,117 型机翼后缘设置了一组富勒襟翼,当襟翼全部展开时,全部翼面积可增大20%,有着很好的低速操控性,襟翼收起后,机翼阻力很低,可以达到较高的巡航速度。随后波音将四分之一尺寸的B-29机翼安装在一架仙童PT-19教练机(序列号41-20531)上进行试飞,结果令人满意。
波音还修改了Model 345的设计,将机翼内侧发动机舱后段延长伸出机翼后缘,增加了襟翼效率。波音117型机翼的两个翼梁是用整块铝冷挤压成型,成为是当时世界最大和最重的整体翼梁,在进行结构破坏测试时,压力增加到136吨时机翼才断裂。
另外对Model 345的气动改进就是将前机身从28.35米延长到29.9米,并将机头外形改为球形,垂尾根部向前延伸以增进安定性。
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