AA82276761 2014-11-23 22:35
壯志未酬的P-75戰鬥機
起源
二戰中通用汽車成為美國重要的國防企業，其汽車工廠在不分晝夜地生產彈藥、槍砲、坦克、車輛，當然還有飛機，如FM“野貓”、TBM“復仇者”。通用汽車的現代化工廠對飛機訂單的轉產適應能力強，旗下的艾利森發動機公司在航空工業界也很有名氣。
1942年2月美國陸軍航空隊向各大飛機製造商發了一份方案徵求書，要求提交一種具有卓越性能的戰鬥/截擊機方案。在徵求書規定該機的最大速度不低於708千米/時（600米高度），實用升限11580米，航程4000千米。除了上述變態要求外，陸航還規定該機的初始爬升率不能的低於1700米/分，這些指標對任何一家製造商來說都是艱鉅的挑戰。
1942年4月領銜設計了P-36和P-40的著名飛機設計師多諾萬•柏林離開了服務多年的寇蒂斯公司，出任通用汽車費舍爾車身分部的董事。他上任後的第一項工作就是設計一個方案回應陸航的徵求書，1942年9月通用汽車提交了自己的方案。通用汽車新截擊機的主要零部件都來自正在生產中的其他飛機，可以大大節省製造成本和研製時間，這正是最吸引陸航的地方。為了滿足性能要求，柏林采用了艾利森當時功率最大的V-3420-19 24缸液冷發動機，該發動機的多數零件都可與V-1710-E/F通用，最大功率2600馬力，功率重量比為1.6千瓦/千克，是當時難得的大功率緊湊型液冷發動機，道格拉斯XB-19、波音XB-39和洛克希德XP-58也準備採用該發動機。
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多諾萬•柏林（Donovan Reese Berlin）
1942年10月10日通用汽車獲得陸航兩架原型機的合同，編號為XP-75，綽號“鷹”。XP-75這個編號說起來也很怪異，直接跳過了XP-73、74，其中原因至今仍是個謎。有航空史學家說是因為在1942年通用汽車希望陸航能為自己的新戰鬥機分配一個“好聽的編號”，以配合廣告的口號進行宣傳——“一戰的法制75炮，二戰的費舍爾P-75”（The French 75 in World War 1, the Fisher P-75 in World War 2）。法制75炮是美國陸軍在一戰中的重要裝備，是擊敗德國的象徵，該口號的寓意不言而喻。在通用汽車的騷擾下陸軍最後同意給新機賦予P-75的編號。
大號“飛蛇”
通用汽車的兩架XP-75原型機分別獲得43-46950和43-46951的序列號，該機從外形上看就像是大號的P-39“飛蛇”，發動機安裝在機身中部，通過傳動軸驅動機頭的螺旋槳，只不過採用了前三點式起落架。
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P-75A三面圖
XP-75的機身為全金屬半硬殼結構，外覆承力蒙皮，可分為前、中、後三部分。前機身容納螺旋槳減速箱、機槍、座艙以及主油箱，有四根縱梁，減速箱的安裝支架就固定在縱樑上。中機身容納艾利森V-3420發動機，發動機前有不銹鋼防火牆，上方有兩根可拆縱梁便於更換發動機，三面都有可拆卸發動機罩。後機身容納有滑油箱、放置隨機工具和繫泊繩的行李艙，尾部直接沿用具有濃郁的道格拉斯風格的SBD垂尾和平尾，升降舵和方向舵都有配平調整片。
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P-75總體佈局機身組件構成
與傳統戰鬥機相比，XP-75的座艙相當靠前，飛行員有很好的前向視野。風擋與座艙蓋是多隔框結構，尾部向後收縮形成了奇特的船尾式樣，艙蓋向後滑動打開。座艙周圍有防彈裝甲，風擋也是防彈玻璃製成，飛行員通過N-9光學反射瞄準具射擊。值得一提的是“鷹”的生產型準備安裝AN/APS-13尾部警告器，當敵機從後方進入警告器的730米60度錐形作用區域時，瞄準具旁邊的指示燈就會點亮警告飛行員尾部有飛機，該裝置實際上是護尾雷達的雛形。
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P-75A的座艙，最上方是N-9瞄準具
最初柏林打算採用倒海鷗機翼，外翼段直接沿用P-51“野馬”的機翼，但在研製的早期階段就放棄了這一方案，外翼段也改用P-40的機翼。“鷹”採用全金屬懸臂式機翼，平直的中央翼段橫貫機身中段，同時也作為發動機的安裝支架，來自P-40的外翼段有6度的上反角。中央翼段後緣兩側和外翼段後緣有液壓操縱的開裂式襟翼，最大下偏45度。外翼段還有帶配平調整片的副翼，副翼最大上偏角18.75度，下偏角10.5度，調整片可上下偏轉20度。
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P-75A的副翼及調整片細節
XP-75直接沿用了F4U的主起落架，通過液壓機構向後收入機翼的同時機輪旋轉90度平放入輪艙。尾輪可360度旋轉，向上收入機尾。
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P-75A輪距極寬，地面操縱性優秀，主起落架來自F4U
XP-75使用的V-3420-19發動機基本上就是兩台並聯的V-1710 12缸發動機，W形氣缸佈局，排量56升，內排氣缸間的夾角30度，海平面最大起飛功率和最大軍用功率都是2600馬力，可持續15分鐘。發動機配備有齒輪驅動的兩級增壓器，其中整體式輔助增壓器有一個可調節轉速的液力耦合器，可根據最大油門時的高度來自動調節轉速，以維持動力輸出。發動機增壓器壓縮比為6.82：1，輔助增壓器的壓縮比為7.38：1。V-3420的兩個發動機單元雖然共用一個曲軸箱，但有兩副獨立的旋轉方向相反的曲軸，可以消除發動機運轉時產生的扭力。V-3420的每排氣缸組由單塊式鑄鋁汽缸頭、滲碳鋼汽缸筒、液冷套組成，每個氣缸有兩個進氣門和兩個排氣門，以及兩個對置火花塞。四排氣缸組通過排氣歧管組成八組排氣管，四組伸出發動機罩兩側，另四組從發動機罩頂部伸出。
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V3420發動機基本就是兩台並聯的V1710
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P-75A機身上的發動機排氣管
V-3420通過兩根加長的傳動軸和減速箱驅動機頭的六葉對轉螺旋槳，螺旋槳由航空產品公司製造，為全金屬結構的恆速液壓變矩槳，直徑3.84米。對轉螺旋槳不僅消除了普通螺旋槳運轉時產生的扭力，還在不增加槳盤面積的情況下提高了螺旋槳的效率。共軸反轉減速箱安裝在焊接的鋼管支架上，減速比2.458：1，具有獨立的潤滑系統，並且為機槍配套了同步裝置。發動機散熱器設在機腹，有兩個並列的橢圓形進氣口和進氣道，左側進氣道安裝有直徑53厘米的圓餅形滑油散熱器（前）和發動機液冷散熱器（後），右側只安裝一個液冷散熱器，散熱器尾部有用於調節進氣流量的排氣門。
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六葉對轉螺旋槳由航空產品公司製造，為全金屬結構的恆速液壓變矩槳，直徑3.84米
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旋轉方向相反的兩根傳動軸
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驅動螺旋槳的共軸減速器
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機腹的發動機散熱器和滑油散熱器
二戰中戰鬥機的火力越來越強，美國陸航追求射速，力求提高命中率，傾向於增加高射速的勃朗寧12.7毫米氣冷機槍的安裝數量。其他國家則考慮大威力，力求一擊斃命，競相安裝20、30、37毫米大孔徑機砲。“鷹”的機翼內裝有六挺12.7毫米機槍，機鼻安裝有另外四挺，十挺機槍的火力在美國戰鬥機中是空前的。
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P-75十挺機槍的火力在美國戰鬥機中是空前的
試飛與夭折
到1943年夏，隨著對德戰略轟炸的深入，陸航最迫切需要的是遠程護航戰鬥機而不是截擊機。1943年7月6日陸航向通用汽車增加訂購了六架“鷹”原型機，以評估XP-75是否能滿足遠程護航任務的要求。這些原型機的編號為XP-75A，序列號從44-32161到44-32166，換裝艾利森V-3420-23發動機，用氣泡式座艙蓋取代了XP-75的隔框式座艙蓋。V-3420-23的海平面最大起飛功率和最大軍用功率仍是2600馬力，海平面緊急作戰功率3000馬力，並改善了可靠性。
有資料說在1943年陸航曾打算讓通用汽車再開設B-29生產線，而通用汽車利用P-75項目的高優先級成功避免了被迫生產“超級堡壘”，並且通用汽車在XP-75首飛前就通過媒體大肆宣傳該機，把P-75描述成“理想中的飛機”。
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P-75A生產工廠，成排的機翼中段
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組裝中的P-75A
1943年11月17日第一架XP-75首飛，不久後第二架XP-75也開始試飛，在試飛中出現了一些穩定性方面的問題，這是因為設計師對飛機重心的估算錯誤。並聯的艾利森發動機也無法達到最大功率，並且冷卻不足，副翼桿力非常高，尾旋特性糟糕。總體而言原型機的動力不足，反應遲鈍，性能低於預期，艾利森發動機就是罪魁禍首。到1944年春所有六架XP-75A也都投入測試，此時早期試飛暴露的問題大部分都得到了解決。
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第一架XP-75A 44-32161
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第二架XP-75A 44-32162
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試飛場上的XP-75和P-75A
1944年6月7日陸航決定至少訂購不少於2500架的生產型P-75A，但規定如果生產型無法滿足性能要求，訂單就可能被取消。P-75A放棄了道格拉斯的現成尾翼組件，重新設計了垂尾和平尾，展長大幅增加，翼尖也從圓形改為方形，後面的試飛顯示新尾翼有效增加了飛機的穩定性。為了滿足航程要求增加了額外的油箱。P-75A機身內部有五個自封閉油箱，其中座艙和發動機之間的主油箱容量1647升，驅動軸從主油箱中間穿過，機翼內部有另外四個總容量768升的機翼自封閉油箱，此外內翼段下方還可掛載兩個284升或416升的可拋副油箱，不掛載副油箱時也可掛載227千克的炸彈，預計最大航程可達3300千米。生產型P-75A的最大速度在6000米高度時為698千米/時，海平面時為626千米/時，在俄亥俄州克利夫蘭的通用汽車工廠生產，該工廠正在生產B-29轟炸機的發動機艙。
1944年9月15日第一架P-75A首飛，但此時洛克希德P-38“閃電”、共和P-47D“雷電”和北美P-51D“野馬”已能充分勝任遠程護航任務，陸航決定不再採購新的遠程護航戰鬥機，因此P-75項目面臨噩運。1944年10月7日在僅生產了六架P-75A後，陸航取消了生產合同，這六架飛機的序列號從44-44549到44-44553。
在終止合同前，第一和第二架P-75A已交付給佛羅里達州埃格林機場用於戰術適用性試驗，第三架飛機在工廠安裝實驗性的中冷器，第四第五架已接近完工。儘管陸航已不再需要P-75，通用汽車還是決定把六架P-75A用於V-3420發動機的研發工作。第六架P-75A製造完畢後就被當做“器官捐獻者”，拆卸零件維持其餘飛機的飛行。剩餘的五架P-75A重未進行過正式的性能評估，但多次試飛證明該機的飛行品質有顯著提高：
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試飛中的P-75A 44-44550，與原型機不同之處在於新的氣泡座艙蓋和梯形垂尾
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最後一架P-75A 44-44553
失速特性，拜修改後的尾翼所賜，失速特性顯著改善，平飛失速前飛機會出現抖振警告，失速時機頭下墜開始掉高度，由於螺旋槳和發動機沒有乾擾扭力，所以機翼能保持水平，副翼也能提供足夠的控制力，改出也很容易。急轉彎失速前同樣會發出抖振警告，失速時飛機不會進入尾衝狀態。襟翼和起落架放下後，近失速時並不會出現乾淨構形時的抖振現象，建議飛行員在降落時密切注意速度，失速時也不會出現一側機翼下墜的趨勢。
尾旋特性，不推薦飛行員進入故意尾旋，因為該動作沒有戰術價值。標準載荷時的尾旋通過控制副翼就能輕易改出，禁止在掛載副油箱時進入尾旋，也禁止倒飛尾旋。
特技動作，除了外筋斗外並不限制其他特技動作，飛行員注意不要長時間倒飛，因為滑油壓力會降低導致發動機磨損。
俯衝，建議俯衝前飛行員將升降舵調整片設置於大約零桿力的位置，從海平面到3000米高度俯衝時最大表速不得超過805千米/時，從6000米高度開始俯衝的最大表速不得超過685千米/時。
爬升，最大爬升速度274千米/時（海平面），266千米/時（4500米），250千米/時（9100米）。
地面操控，地面操控特性極佳，飛行員可以看到前方跑道與整個機鼻。超寬輪距，飛行員通過控制左右主起落架機輪的剎車就能靈活轉向。由於發動機的馬力太，最大功率起飛不鬆剎車的話使機尾抬離地面，所以飛行員在最大功率起飛前要記得鬆剎車。
禁止事項，只能在速度大於290千米/時做快速滾轉動作，在速度超過265英里/時不得放下襟翼，在速度超過240英里/時不得放下起落架。
但作為戰鬥機來說，P-75A體形太大而動力不足，較差的機動性使其在空戰中不能保證優勢。為此第三架飛機安裝實驗性中冷器的目的就是希望能大幅提高發動機的輸出功率。在試飛中有三架“鷹”因事故而墜毀，試飛項目結束後，多數飛機都被拆解，只有最後一架P-75A（44-44553）收藏在俄亥俄州代頓的萊特-帕特森空軍基地博物館。1999年博物館發現該機狀況不佳，出現大面積腐蝕，進行了徹底修復後煥然一新。
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最後一架P-75A（44-44553）收藏在俄亥俄州代頓的萊特-帕特森空軍基地博物館
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該機修復期間
根據製造商提供的數據，XP-75A的參數如下：
乘員：1
長度：12.32米
翼展：15.04米
高度：4.72米
翼面積：32.24米²
空重：5214千克
正常起飛重量：6262千克
最大起飛重量：8260千克
發動機：1 ×艾利森V-3420- 23液冷W形24缸，2885馬力（2150千瓦）
最大速度：697千米/時（6100米）
航程：3300千米
實用升限：11100米
爬升率：21.3米/秒
翼載：194.3千克/米²）
功率重量比：0.34千瓦/千克
武器
機翼內安裝6 x 12.7毫米機槍
機鼻安裝4 x 12.7毫米機槍
機翼可掛載2 x 227千克炸彈