沉头铆钉的挤压面积(披着特侦皮的中攻，日本海军九六式陆上攻击机的诞生)

Posted 2023-05-31

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沉头铆钉的挤压面积(披着特侦皮的中攻，日本海军九六式陆上攻击机的诞生)

1933年，日本海军向三菱公司提出了设计一种陆基双发远程侦察机的要求，这种飞机被称为八试特殊侦察机。

在外界看来，日本海军在上一年开始研制九五式陆攻，第二年即顺理成章开始研制配合陆攻作战的“陆侦”。但实际上由于对九五式陆攻续航距离和载弹能力要求过于苛刻，结果成品笨重而缓慢，所以八试特侦只是打着侦察机的名号，其实是测试双发中型飞机极限能力的研究机。

当时除了此前的九三式陆攻之外，三菱建造过的双发大型海军飞机就只有一架引进德国罗尔巴克（Rohrbach，该公司后来和其他航空企业合并，著名设计师库尔特·谭克大学毕业后就在这家公司干了4年试飞员）的水上飞机。但相应的陆军飞机则包括引进德国容克斯设计的九二式巨型四发轰炸机、九三式双发轻轰炸机以及自家设计的九三式重轰炸机。在此过程中，三菱引进了罗尔巴克、容克斯、布莱克本三家的金属结构设计技术和大量技术文件，可博采众家之长。特别是容克斯公司向三菱提供了技术样本、设计规程、标准化技术乃至企业运营方法，使三菱的软实力大上了一个台阶。日本海军也命令广工厂将九五式陆攻的结构资料发给三菱参考。

海军对八试特侦的设计指标要求比较简单，包括三名乘员在内，巡航速度达到222千米/小时以上，续航距离3330千米以上，要配备简单的自动驾驶装置。很显然，这架飞机最主要的指标就是航程。

为此三菱启用了时年32岁的本庄季郎为设计主管。此人已入职八年，此前曾参加陆军九三式重爆和九三式双发轻爆的设计，这是他的第一个独立项目，也是第一次为海军设计飞机。

本庄的手下也大多是年轻设计师，其中的久保富夫就是后来日本陆军百式司侦的设计者，战后此人任三菱汽车社长，又把三菱汽车作成了日本第三大汽车品牌。这些年轻设计师思想活跃，接受新知识很快。本庄季郎战后回忆当时的设计思路就是摒弃因袭下来的设计传统和惯例，一切忠于理论计算。最终完成的八试特侦也一改此前日本飞机古旧钝重的中古风格，显得匀称而又现代，不过也有人说小话这是因为本庄是东京人，偏好摩登而已。

八试特殊侦察机在三菱内部被称为“力9”，于1933年春季开始正式设计。为达到高性能，该机采用了全金属硬壳结构，使用可收放起落架和沉头铆钉，这在当时都是最新技术。

八试特侦实机

该机的主翼设计是重点所在，采用了面积75平方米，高宽比为8.33的梯形翼，翼端有3度扭转。据说本庄季郎当时将高宽比设为7、8、9、10进行计算，结果表明高宽比为10最佳。但这样的机翼过于细长，即使是他手下的年轻设计师都觉得无法接受，本庄也觉得心里没底，最后将其改为比较保守的8.33。但即使如此，此后还是不断有人批评陆攻机的机翼过长。

该机的翼型没有采用当时流行的NACA四字编码翼型，而是在风洞试验后使用了布莱克本的佩蒂设计师设计的B9翼型。此后八试特侦主翼的平面形状、高宽比、翼型在九六式陆攻和其后的一式陆攻上一直沿用，成为陆攻机的标准设计。

该机的机翼设计还有一处值得一提的就是其机翼油箱不是常见的安装在机翼内部的固定油箱，其油箱壁采用和机翼外板一样的铝合金材料，并且直接暴露在外成为机翼面板的一部分，然后用特殊的包装材料密封以免渗漏。这个设计据说是从九五式陆攻直接继承下来的，虽然看似新颖但在实战中却更加容易被击穿起火，日本陆攻战场生存性差的命运在其初始设计中就已露出端倪。

此外该机乃至以后的九六式陆攻和一式陆攻的水平尾翼与之前的飞机相比面积更大，这个不起眼的特征完全是理论计算的结果。本庄氏在战后访谈中对八试特侦的设计经常说的就是某处按年轻设计师的理论计算应当如何，我没有遵从，而是按设计惯例和马马虎虎的态度来判断，因此对不忠实理论的态度感到羞耻……自谦之下是满满的傲娇之意。

与之相对，是整个陆攻系列的操纵面面积都很小。当时的飞机副翼和升降舵往往沿机翼和水平尾翼全长设置以获取更高的操纵效率，但是实际上在操纵面活动时，翼根处和翼稍处的截面形状和扭转程度是不同的。这实际上是一种靠经验设计的方法，不能进行准确计算。而本庄季郎在八试特侦和以后的陆攻设计中都是采用操纵面占机翼或平尾全长固定比例的方式，虽然面积小，但由于能够精确计算受力，操纵性能反而相当好。

该机在两侧水平尾翼中央位置各设一片垂尾，大致沿用此前九三式重爆的垂尾设计。对应的两台引擎稍微有个向外侧的安装角度，略呈V字型，这是为了使每个引擎螺旋桨产生的气流都直接经过对应侧的垂尾。这样如果在远程飞行中一台发动机失灵，飞机会由于力矩的原因向无动力一侧转向，而此时尚在工作的发动机螺旋桨尾流会在对应的垂尾上产生额外的反向力矩，驾驶员要纠正偏航就省力多了。这个设计后来也在九六式陆攻上沿用，虽然并非本庄的独创，但作为初出茅庐的新任主管设计师，确实也算考虑得足够周全了。

九六式陆攻发动机略向外倾斜安装

1934年4月18日，八试特殊侦察机一号机完工，然而在首次飞行前的检查中发现了重大问题。

第一个问题是飞机超重和重心后退。原计划自重为3820千克，实测达到4230千克；重心原定为主翼弦长的25.9%处，实测是37.8%。其原因一是机体的全金属硬壳式结构重量超过预想，其次设计时根本没有考虑安装设备的问题，结果装上电台和其他机载设备后重心大幅度向后移动。

另一个问题是操纵机构刚性非常不足。当时的飞机是靠连杆和钢索把驾驶员的操纵动作传到各操纵面上，如果这套系统设计不佳或者冗余重叠的话，加上作用在舵面的风压，即使驾驶员用尽全力，舵面的动作幅度也达不到设定的一半。

这其实是新手设计师容易犯的错误。为了解决这些问题，除了强化操纵机构外，还在机头加装了二百三十千克铅块配重，全机进一步超重，自重达到4500千克。

本庄季郎后来回忆为了这事三菱公司的试飞员笑坏了，但他自己反而放下心来：在没有加装配重平衡的情况下，这架飞机居然也勉强能飞，大面积的水平尾翼果然发挥了作用；由于自重超标，携带的燃料量必然降低，但飞机的续航距离仍能达到要求，所以这个设计成了。

八试特侦涂装

5月16日，空技厂飞行实验部的曾我义志少佐和近藤勝治少佐对修改过的飞机进行了验收试飞，给出的评价是“操纵性极其出色，无可挑剔。”

曾我少佐在回忆中提到飞机尚在地面滑行时，就有种傻瓜式的好飞机的预感。舵效无可挑剔，操纵性非常出色，虽然是使用驾驶盘，但操纵感不像双发飞机，反而像战斗机，完全感觉不到舵的作用过大或者延迟，有生以来从没飞过这么顺手的飞机。在空中单发也能很容易地飞行，收起起落架时速度立刻窜了10海里，这都是从未有过的体验。

试飞完毕后，两位试飞员主动向三菱的技术人员道贺，在以苛刻闻名的海军试飞员中这是很少见的事，当晚相关人员一起饮酒作贺。

实际上当时试飞时飞机处于轻载状态，该机自重大，发动机功率不足的缺点完全没有表现出来，倒是挣足了印象分。

八试特侦在各务原机场结束验收试飞后，于6月向横须贺转场。航空本部技术部长山本五十六亲自乘坐该机转场，对其性能表示满意。

八试特侦性能既然如此让人满意，那么日本海军航空本部和空技厂顺理成章要求将其进一步发展成新式陆上攻击机，并命名为九试中型陆上攻击机。

实际上如果以侦察机的标准看，八试特侦本身的性能绝对说不上成功。该机自重达到4775千克，超重一吨，而搭载量（含乘员、油料、设备、武器）只有2228千克。两台500马力广厂九一式液冷引擎明显功率不足，爬升到3000米高度需要十六分五十四秒，实用升限只有4600米。而以笨重闻名的九五式大攻爬到3000米高度用时九分三十秒，实用升限则是5130米。

该机的特点是续航距离大，虽然功率不足加上超重，但由于气动外形好，巡航时消耗燃料很少。以203千米/小时的巡航速度飞行时，正常状态下的航程是2346千米，而超载时能达到4408千米。这是日本海军此前从未有过的长航程，正是这点加上前述良好的操纵性能使它被日本海军看中。

在一般情况下，这样设计飞机是没法通过验收的。但设计师本庄季郎看破了日本海军的真实意图根本不是要什么侦察机，所以才敢无视重量指标，只是死保续航距离和操纵性两点。最后事实证明他是对的，这也是设计师的能力所在。

前面说到特侦就这么顺理成章发展成了陆攻，但是战后的日本航空史研究者就提出个问题：为什么特侦没有顺理成章发展成为陆侦？要知道一直到太平洋战争后期，日本海军都没有一种合用的高速远程侦察机。在实战中类似于高空隐蔽侦察或者轰炸后的战果确认之类的任务，靠普通的陆攻或者大艇（大型船身式水上飞机）是没法完成的。所以日本海军一直在借用陆军的司令部侦察机，先是九七式，后来是百式。既然海军和陆军之间如此泾渭分明，那么为何宁可在此事上觍颜低首，也不在大有前途的特侦基础上继续发展一型真正的高速陆侦呢？这个问题确实没有合理的解释，只能归结为日本海军战略观念混乱短视。不过当时无论是日本海军还是设计师，都没有提出过继续发展侦察机的构想，只能说他们最初想要的确实就是一架陆上攻击机吧。

八试特侦的唯一一架原型机被赋予编号G1M1，用于联络任务，后来因发动机故障海上迫降沉没。

开发九试中攻的时候，军方负责项目的曾我少佐特意强调：一定不能丧失八试特侦优良的操纵性，这不但有利于战时快速培养大量飞行员，也是防止训练事故的需要。

当时九试中攻被三菱内部命名为“力15”，其主翼几乎全盘照搬八试特侦，翼面积、翼型和操纵面面积完全一样，但机体重新设计以彻底减重。因此虽然九试中攻比八试特侦长了0.62米，横截面也更粗，设备更是增加了不少，但空机重量只有4400千克，比八试陆侦反而减轻了375千克。

因为机体加粗加长的缘故，其水平尾翼和垂直尾翼面积都增加了30%，而升降舵和方向舵面积相对于尾翼面积之比进一步降低。日本海军为提高九试中攻机动能力，曾盲目命令三号原型机水平尾翼面积增大一平方米，结果性能反而下降，在第四架原型机上不得不改回来，成为设计人员的笑谈。

原装备的液冷发动机功率不足，也逐步替换为气冷的金星发动机。这种发动机最初用于九三式陆攻，以故障频发而闻名，但经数年修改已趋于完善。由于该型号开发延迟，因此部分原型机仍然是用的改造过的液冷发动机。

此外八试特侦的可收放起落架非常简单原始，此次也全部重新设计，据说参照了高档的德国宝马摩托车后轮悬架的设计。

九试中攻没有设置机内弹仓，在机体下的挂架上可吊挂一条800千克鱼雷或一枚500千克炸弹或者两枚两枚250千克炸弹。

1935年6月末，九试中攻一号原型机完成，工厂试飞中在1500米高度上达到315千米/小时速度，远超过八试特侦。

当年八月由空技厂的近藤中佐（升官了）和曾我少佐进行了验收试飞。曾我少佐在手记中认为该机与八试特侦那种绝妙的操纵性相比略有下降，似乎处理上相当随意，有点辜负期待。但最高速度甚至达到162节，使他不禁怀疑眼睛或者仪表出了问题。

九试中攻生产了六架原型机，主要区别是采用的发动机和螺旋桨型号不同。其中一、二、五、六号机使用液冷引擎，三、四号使用气冷金星引擎，三号原型机更飞出了327.8千米/小时的速度。

试飞中也出现了一些问题，比如副翼在高速下振动，后来通过增加平衡配重解决。此外还有诸如尾轮在高速滑行时一旦出现振动就无法停止，以及刹车片过热之类的毛病，但都被一一化解，总的来说制式化工作还算顺利。

谁也想不到的是拖延该机定型的最大问题竟是机上乘员的位置安排，从1935年秋天起，日本海军内部围绕这个问题争吵了半年之久。

轰炸机的机头一般采用镶嵌玻璃的透明轰炸导航舱，而九六式陆攻却是全封闭式的机头，看上去和客机一样，就是这次争执的结果。

九六式陆攻生产型采用的封闭机头

轰炸机头的透明舱除了给领航/轰炸员提供良好的视野外，还有一个重要作用就是布置机枪。当时的轰炸机自卫火力配置一般是在机头、机身上部、机身下部设置三处，以避免出现射击死角。

而这一点日本海航表示不能接受，他们认为这样设计的话会把侦察员席设在机头，而“作为侦察员或机长，在乘务员的联络、指挥的立场上，将驾驶席移到前方，将侦察员、电信员的座位放在宽广的躯体中央是最好的。为此，牺牲机首方向的射界也是不得已的。”

何以宁可牺牲射界也不能让侦察员到前面去呢？原因是当时日本海航的传统是用侦察军官当机长和编队指挥。俗话说居高才能临下，机长就要在驾驶员后面高坐才有权威。设想如果机长席在机头，位置比驾驶员之类的还低，再加上他还要经常在大家面前趴下去，似乎确实没法让乘员们对脚底下那位产生敬畏之心。

日本海军对此一时无法解决，于是搞了两个方案。六架原型机采用封闭式机头，称为甲案；又生产了一种采用透明机头的，称为丙案（乙案未投产，不知具体情况），据说生产了14架。

九试中攻机头布置方案

当时日本海航军官大都支持甲案，与战术性能相比很显然官位更重要一些，所以最终九六式陆攻的生产型采用了封闭式机头。

负责该项目的曾我少佐一直支持丙案，他认为在平时的训练中，不考虑战斗机的威胁，方便侦察员和操纵者之间的联系，特别是侦察员是机长或编队指挥官的情况下，甲案当然更有利，不过这和该不该设置机首机枪座根本是两个问题。此外按甲案方式布置，驾驶员离飞机重心相当远，在操纵上较为不便，这也是支持丙案的理由。

九试中攻丙案型

甲案型与丙案型实机

确实如曾我少佐所言，侦察员位置和谁来当机长根本是两个问题。所以后来设计一式陆攻的时候在驾驶员后面设置了专门的机长席，但仍设置了机头透明舱和机枪。当官的要坐官位没问题，可前面也必须有个人趴着。

1936年3月，九试中型陆上攻击机正式获得九六式陆上攻击机的制式名称，编号为G3M1。

飞行中的G3M1

虽然外观看上去现代而美观，但与稍后出现的带透明机头、内部弹仓和防漏油箱的日本陆军九七式重爆相比，九六式陆攻虽然在一些性能上有优势，但仍然只能算作“前现代化”的轰炸机。

九六式陆攻下发部队后还出现了一些意想不到的问题。此前日本海航接触的大都是蒙布结构的老式飞机，所以很快就有部队指挥官提出“以前都是木头或者金属骨架蒙雨布的飞机，这次的九六式陆攻却是像铁皮一样的东西，说明书里没有说清洗这个铁皮表面的方法，那么可以像以前一样用肥皂水吗？”于是又赶快在说明书里添加了护理铝合金板的方法。

要是只考虑飞行性能的话，飞机的铝合金表面什么都不涂，完全裸露是最好的。但实用中要考虑海水盐雾腐蚀的问题，另外实战中出于隐蔽的需要也必须涂上面漆。据空技厂工作的野间口兼良技术少佐记载，当时雨布上用的是醋酸纤维涂料，而铝合金上用的是防水和耐蚀性能好的苯基纤维涂料。这些涂料最初都是从外国进口，后来日本花了很大力气国产化。而九六式陆攻油箱所用的防渗漏封带和涂料据本庄季郎回忆都是从美国Thiokol公司进口的合成材料。这些涂料和填料如果随便用肥皂水或者油类洗涤可能会出现老化，所以是个严重问题。

那么当时日本前线部队是用什么擦洗飞机的呢？战后对地勤兵的访谈发现他们用的是汽油。虽然当时日本燃油供应困难，汽油被比作鲜血，但还是得拿汽油擦。因为“日本的军用飞机上，几乎就没有不流汗的引擎”，每次飞行之后机体就被发动机喷出的油污覆盖并且沾满沙尘，所以还非擦不可。这些访谈最后几乎都以对美国飞机清洁的机体和发动机的羡慕以及对日本航空工业的吐槽告终。

另一个问题就是长途飞行产生的生理问题。此前日本海军是没有续航如此之久的飞机的，而九六式陆攻飞行时间能达到八到十个小时。在早期的陆攻飞行记录里常有飞机一降落乘员就在跑道边就地解决的事情。其实从八试陆侦开始九六式系列就设置了小便器，后期型号就在机身两侧枪座稍后。但这个小便器是内外连通的，一用就是一裤子尿，所以没人去用。这是伯努利原理决定的，你坐在高速前进的车上，往窗外倒杯水，最后一定也是溅自己一身。所以后来给乘员发了一种马粪纸内衬玻璃纸的小便袋，长度大约10厘米，用完后扎紧伸手扔出去。

到设计一式陆攻的时候，改成封闭式厕所，将排泄物收集起来到基地再卸掉。因为机身内部空间有限，便器只能做得很小，因此常被弄得很恶心，没多久就被海军要求全部拆除了。所以一式陆攻的乘员也是使用这种小便袋的。

现在日本海军终于拥有了他们理想中的陆上攻击机，最先是横须贺，接着是馆山、木更津、鹿屋，一支支陆攻队相继建立。随着实力的增强，日本海军的野心也在节节高涨，接下来九六式陆攻将作为侵略战争的急先锋越海扑向大陆，投入激烈的航空作战之中。