美國P-40戰鬥機

美國P-40戰鬥機

美國P-40戰鬥機,(Warhawk),是從P-36發展來的,原型機於1938年10月首次試飛,是該公司自20年代開始研製的“鷹”系列中的最後一種,也是第二次世界大戰中最先擊落日本飛機的美國戰鬥機和產量居第三位的主力戰鬥機,在盟軍28個國家的航空部隊服役。

概述

美國P-40戰鬥機美國P-40戰鬥機

P-40戰鷹式戰鬥機由寇帝斯公司(Curtiss)以該公司先前設計生產的P-36戰鬥機的機體加上艾利森公司(Allison)的V-1710-19液冷式發動機而成的新戰鬥機。第一架原型機在1938年10月展開試飛。第二次世界大戰爆發時,P-40戰鬥機是美國唯一可以量產並大量外銷的機種。

發展起源

1934年11月,寇蒂斯公司開始著手設計一種懸臂式下單翼,向後收放的起落架和全金屬應力蒙皮結構的戰鬥機,寇蒂斯稱其為鷹式(HAWK),在通過陸航隊的測試之後,便以P-36的編號投產,成為當時速度最快的美國戰鬥機,它的外銷型,霍克-75大量銷往中國、法國、英國、芬蘭,二戰初期相當活躍,其中英國空軍飛機稱這種飛機為“莫霍克”(MOHAWK)。

1937年7月,美國陸航訂購了最初的寇蒂斯XP-40原型機,實際上是把第10架P-36A(SerialNo38-10)的星型發動機換成艾利森V-1710-19發動機(艾利森-13)而改型來的。用後機身下的散熱器進行冷卻。

1938年10月首飛。後來對此原型機作了修改,把散熱器向前移到發動機下面,外觀才與日後的P-40接近。軍械包括一挺7.62毫米和一挺12.7毫米機頭機槍。

修改過的 XP-40,擴大了機頭散熱器,並取消了腹部散熱器修改過的 XP-40

1939年4月27日,陸航訂購了生產型的P-40,綽號定為“戰鷹”(Warhawk)。首架P-40於1940年5月出現,裝一台V-1710-33(艾利森C-15)發動機。它與XP-40的區別是:在機頭上部有個很長的汽化器進氣口,並且徘氣管、散熱器和起落架做了一些改動。

1940-1942年期間,寇蒂斯公司生產了美國戰鬥機中的大部分。P-40飛機基於已經批量生產的、經過實戰考驗的P-36機體,所以價格低、交貨快。而其他型號的戰鬥機需要經過多年時間才能形成戰鬥力。所以,P-40成為美國唯一能大量裝備的主力戰鬥機。

P-40飛機生產線於1944年12月關閉時,已經完成了13738架。陸軍航空隊P-40的數量在1944年4月達到最多2499架。作為第二流戰鬥機、對許多部隊來說卻成為唯一選擇的P-40、曾在許多前線作戰。戰鷹飛機在整個1942年和1943年間在北非作戰;而另一些則在阿拉斯加、澳大利亞、中國、爪哇、夏威夷、紐幾內亞和新羅門等地上空同日本人交鋒。中國和俄國飛行員也飛過這種飛機,雖然史達林抱怨P-40在對德作戰中不像貝爾飛機公司的飛蛇那樣有效。然而一些美國飛行員卻喜歡這種寇蒂斯飛機的低翼載荷。

改進機型

P-40B

20 驅逐機團的 P-40B20 驅逐機團的 P-40B

第一款量產的P-40B機翼上裝有4挺0.30英吋機槍,發動機整流罩上方另有兩挺0.50英吋機槍,因記取了英國對早期外銷型戰斧的批評,機上已配備防護裝甲板與自封油箱。P-40B的運動性評價當時算是高水平,特別是滾轉能力出眾,在P-40家族中也算是比較靈敏的一個型號。就是引擎在高空的輸出下降太快,難當重任。但在3000m以下低空還能與軸心國的同期主力如Bf109E一搏。美國方面有131架P-40B於1941年2月開始裝備航空中隊。

P-40C

P-40C開始配備改良式的自封油箱和增加對地武裝掛架,因重量增長導致性能進一步惡化。這些修改雖增加了實用性和抗損性,但這也使P-40C的總合機動性能在Hawk81系列之中處於最低點。比運動性不如先前的型號,比火力和防禦又不如之後的型號。但恰恰就是這個還算堪用的型號為AVG在華對日作戰作出了巨大的貢獻。

P-40D

P-40D型開始改稱Hawk87系列,配合新發動機大改機鼻,取消發動機上方的武裝配置,將武裝4挺0.50機槍全集中至機翼上,機槍的口徑也統一換成0.50英吋。
從D型開始P-40的可靠性與生存性進一步提高,結構之強韌可說是過剩的程度,代價是增加的重量吃掉了成長不多的馬力,更使運動性比起先前型號相形下降。美國陸軍在1940年9月訂購了這種飛機。

P-40E

P-40E將0.50機槍進一步提升至6挺。若不考慮寇帝斯以極短時間的緊急動力壓榨出的帳面表現,依照使用者的測試和評價所言,P-40E的飛行性能較P-40C/D都更為低劣:馬力不足的現象嚴重、阻力也偏高導致動能消耗快,很容易就陷入沒速度又沒高度、無法機動的處境。但火力、防禦和俯衝性能在同時期產物中則相對處於較高水平,在空戰中貫徹"一打就跑"戰術、或以縱向梯隊輪番攻擊的話表現尚稱不惡,對地掃射的威力與生存性也令人信賴。P-40E一共製造了2,320架,包括有1941年5月7日訂購的420架P-40E-1和1941年6月30日按照租借法案分配給英國的1,080架。

P-40F

法國自由空軍的 P-40F,由於沒有上部進氣口,機頭顯得很乾淨法國自由空軍的 P-40F,

P-40F改裝由美國生產的英國勞斯萊斯梅林28型發動機。原指望梅林發動機能為P-40提升高空性能,但因為此款發動機只有一級增壓器而P-40F總重又大幅增加,故高空性能提升不如預期。即使如此,在15000呎以下高度仍能勉強抗衡Me109F這等對手。美國國內的實驗也表明同樣以一級增壓V-1710為動力的三款戰鬥機:P-51(NA-91)、P-39D和P-40E之中,P-51幾乎擁有全部的優勢,能主動選擇交戰與否。格鬥性能上三者則難分軒輊。換裝V-1650的P-40F雖無法逆轉這個結果,但長時間格鬥下P-40F則能以些微優勢成為三者之中最佳。證明其低空運動性還算不差。NACA的風洞實驗也顯示,安裝V-1650動力的P-40F由於去掉了機首上方的冷卻通道,稍微減低了阻力係數,以今日能量運動性的角度而言,持續維持較低的阻力也就意味著較慢的速度損失,對保留空戰能量小有助益。

1941年2月5日,陸航訂購了一架裝帕卡德公司仿製的V-1650-1“梅林”發動機的P-40F飛機;一架P-40D也換上進口的“梅林’發動機,改型為XP-40F原型機,於1941年11月25日試飛。在北美航空公司的野馬飛機裝備以前,寇蒂斯在1942年製造了1,311架P-40F。

P-40K

英國的 Kittyhawk Mk.III(P-40K)英國的 Kittyhawk Mk.III(P-40K)

P-40K就是換上較新的V-1710-73發動機,為提高安定性而在垂直尾翼前緣安裝弧形鰭狀套件的P-40E。因為充其量也只是空力修正小改版,性能上與P-40E沒有本質上的差異。

P-40M

P-40M就是長胴型P-40K換裝V-1710-81(-F20R)的改型。引擎改善了輸出曲線但馬力峰值反而降低了,故飛行性能依然沒有明顯的長進。不過依一些海外使用者,諸如南洋的RAAF、中國戰區的AVG或西伯利亞的VVS等使用紀錄所示,P-40E/K/M有少數大幅提高進氣壓以強化出力的前線改裝機。雖受限於增壓器設計的先天限制,這種增加耗損來壓榨馬力的改裝對高空性能依然助益有限,但在低空則相當程度彌補了P-40一向不足的動力性能。寇帝斯公司在Hawk系列上費盡苦心改進,但若非改動量巨大卻進步有限、就是成績尚可但仍輸給其他公司已服役的同等定位主力機,如該公司的X/YP-60各型。

P-40N

P-40N,特別改善了後方視界P-40N,特別改善了後方視界

1944年3月出現的P-40N飛機系列採用輕重量結構、改善了視界的座艙蓋和4挺機翼機槍。頭400架(P-40N-1)為高空戰鬥而卸掉一些裝備,成為最快的生產型戰鷹飛機。自P-40N-5至P-40N-15各批共1,577架是正常載荷的帶6挺機槍的飛機,它們都裝P-40M所裝的艾利森V-1710-81發動機。從P-40N-20至P-40N-35共3,022架飛機,都裝V-1710-99發動機,而且是P-40N飛機系列中生產的最多的型別。陸航還訂購了1,000架V-1710-115發動機的P-40N-40型飛機,但在生產220架後就中止了該契約。

P-40N仍使用無渦輪增壓的V-1710一級增壓發動機。不過使用了新設計的輕型結構,僅些微犧牲了強度(因原本就強度過剩)但大幅簡化了生產與維護工時。
N系列第一批量產型為P-40N-1-CU。這是個具有指標意義的型號,仍使用V-1710-81作為動力來源,但提高了該引擎的輸出峰值。

XP-40Q

XP-40QXP-40Q

該機使用了翼根內散熱器,且不知何故仍堅持保留那違逆時代潮流、後收直列式的半埋式起落架。其餘氣動布局包含切尖的翼端、四葉螺旋槳與淚滴式艙罩大致上類似P-51D,但垂尾與平尾仍與末期P-40相同。使用擁有注水噴射系統、功率1425hp、新的國產V-1710-121二級增壓器引擎,從根本上改進了之前所有型號缺乏的20000呎以上高空動力性能。最大速度達到679km/h、爬升至6100m高度僅需4分50秒,升限高達11900m。即使本試作機是只搭載基本裝備與4挺.50重機槍的輕裝版(寇帝斯聲稱實戰版可加裝到6挺12.7mm重機槍或4門20mm炮),但此成績依然可說是不俗,特別是運動性與機敏性方面超越輕量型P-51H以外所有量產型號的P-51,可與P-63同列為1944年當時美國陸航最高運動性的戰機。

此機改良幅度之大雖堪稱卓然有成,但高空高速性能與航程仍不如P-51與P-47,亦無P-63的重武裝(即使航程比P-63好得多),而此時P-51與P-47不僅發展成熟、產能穩定且後續的高性能化改良計畫進展順遂,相形之下XP-40Q與先前P-40共通性太低、產線需要重建而戰略性能又不如人,最後亦只能飲恨廢案作收。

戰場表現

P-40在太平洋戰爭爆發初期是美國陸軍航空隊的主力機種,雖然基礎設計的前身P-36乃同期世界各國戰機中最均衡的傑作,但P-40的設計僅是將P-36液冷化,在登場的時間點已屬陳舊,本身性能取向與設計特徵並無突出之處,加上一級增壓發動機在高空輸出驟降、本身為了安全性使結構冗餘度過高的過重問題…等,
因此缺乏高空飛行性能、爬升率惡劣的P-40在重視高空高速性能的歐陸或北非等戰場,難以同軸心國戰機進行對等的抗衡。

而在其他戰場尚能一用的低空運動性,在充斥著普遍高運動性之日本戰機的太平洋戰場中又難有發揮餘地,反需要多多利用俯衝性能求取一線生機。
總體來說,P-40僅能在中低空憑藉服役當時還算優勢的火力以及強橫結構、適度裝甲取得優勢;隨著新機種的服役,大多數P-40很快的退居二線或是擔任訓練的任務。其他使用的國家包括英國、法國、中華民國、蘇聯、芬蘭、澳大利亞、紐西蘭等。

P-40於1941年7月首次進駐北非戰場參加戰鬥任務,皇家空軍的No.112SquadronRAF是第一個在北非使用P-40的作戰中隊,P-40著名的鯊魚嘴塗裝也是從此中隊開始流傳,鯊魚嘴的來源有種說法是英國人效法德國人將漆在BF-110戰機上的鯊魚嘴漆在自己的飛機上,不論來源為何,這個傳統將被飛虎隊繼承下去,並且更加廣為人知,其中飛虎隊使用自英國轉移的100架外銷型在緬甸與中國戰區協助抵抗日本人的作戰,傳自英國人的鯊魚嘴塗裝也成為飛虎隊的歷史象徵。

中國戰場

飛虎隊塗裝的 P-40E飛虎隊塗裝的 P-40E

美制P-40戰鷹是抗戰中後期對抗日機的主力,它原本是英軍不要的裝備,但來到中國後反而證明了自己的價值,中美混合團巧合地採用了與德國近似的俯衝戰術,得以多次擊落日機造就了大批空戰英雄

飛虎隊的P-40(AmericanVolunteerGroupAVG)機首處通常會畫上鯊魚大嘴和利眼,原意圖是令其狀似鯊魚。此創意是沿用自北非英軍P-40的塗裝。
中美空軍的P-40曾參加了常德會戰衡陽保衛戰等戰役,和日機(例如:陸軍的一式戰鬥機隼)爭奪制空權,之後成本相差不多但性能遠超其上的P-51野馬式來華參戰,以堅實可靠作為存在價值的P-40便逐漸改作對地轟炸。

從1941年12月20日首戰告捷到1942年7月解散為止,短短半年多時間,給日軍以重創,一共擊落286架日本飛機,而自己僅損失12名飛行員。可能是因為統計方法不同,有的資料說“飛虎隊”擊落日機193架,擊毀地面上的日機75架,而自己在空戰和地面共損失68架,陣亡飛行員11人,失蹤4人。不管哪一種統計,上述戰績都是十分輝煌的,是美國人民為支援中國抗擊日本法西斯作出的重大貢獻。

性能參數(P-40E)

飛虎隊P-40戰鬥機飛虎隊P-40戰鬥機

全長:9.66米
翼展:11.38米
機高:3.76米
翼面積:21.92平方米
空重:2880公斤
作戰荷重:3760公斤
最大起飛重:4000公斤
發動機馬力:1150匹
最大速度:547km/h (RAF與RAAF早期驗收成績)
570km/h±10km/h (太平洋戰區各部隊驗收與實戰表現的平均值。依照現場天候、機況與地勤設定而有波動)
580km/h (使用56吋汞柱進氣壓壓榨出1470匹瞬間馬力達成。早期此等輸出只有一分鐘時限否則過熱,實際意義不大。之後時限延長至五分鐘)
巡航速率:435公里/小時
航程:1100公里
實用升限:8840米
絕對升限:9327米
海平面瞬間爬升率:11米/秒
標準翼負荷:171.5公斤/平方米
俯衝限制:廠商安全限制下的錶速極限(IAS)760km/h(超過此限則控制面鎖死而有救不回飛機之虞。本數值套用Hawk81係數據,後經實驗修正提高至780km/h)
結構與氣動極限的真實空速(TAS)964km/h(599mph。寇帝斯廠方試算的理論值,實戰中未曾達到過)
武裝:早期Hawk81係為機頭兩挺白朗寧M2重機槍(12.7mm),再加左右機翼各1~2挺白朗寧M1919機槍(7.62mm)
後期Hawk87系多改為左右機翼各三挺、總計六挺白朗寧M2重機槍。但也有拆除部份機槍以求提升性能的改裝型。
最大外部酬載:兩翼下各一枚500磅炸彈 機身下一枚1000磅炸彈,總計2000磅=907公斤

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