机动不够“炮塔”来凑!盘点英美苏的“炮塔”战斗机设计
炮塔即是荣光!炮塔即是正义!
对于传统的战舰和坦克而言,有炮塔不过是件再寻常不过的事。但对于战斗机而言则恰恰相反,没有炮塔才是常态,有炮塔才是些异类。那么如果战斗机装上炮塔呢?
从起源到二战
作为后世战机“炮塔”的雏形,早在一战时的英国布里斯托尔F-2双翼战斗机,就在驾驶员后方设有一个机枪手,可以使用刘易斯机枪灵活的向四周射击。尽管速度低,但是机动灵活而且攻击受战机姿态的影响较小的优点也使这种老式的双翼战机一直被用到30年代。
布里斯托尔F-2双翼战斗机
到二战之前,英国还专门以此理论设计了普顿保罗P-82“无畏”战斗机。这种战斗机的炮塔同样设计在驾驶员座舱后方,但档次明显比F-2高出许多。火力方面也有所提升,装备有一组4联装的7.7mm勃朗宁M1919机枪。
可以说没有前向火力是“无畏”最大的败笔
英国人并没给“无畏”装备前向火力,因为按照他们的设想,P-82“无畏”是能够再现“布里斯托尔”的光辉的!起初也确实如此,当德军飞行员初见这种“笨重”的战机时,习惯性的采取了常规的咬尾战术,结果不料却被打成了筛子。仅在敦刻尔克撤退当日,英军264中队便宣称击落了65架德军飞机。
战机上的炮塔多数是存在于大型轰炸机上,为战斗机装备炮塔P-82“无畏”是为数不多的例子
但时间一长,德军飞行员也就了解了英军的把戏。于是他们利用自身的机动性,躲在“无畏”战斗机的死角中射击,结果“无畏”战机又开始落于下风。虽然264中队后来又开发了针对性战术,来防止这一现象的出现。但终究逃不过时代的大潮,免不了被淘汰的命运。
英军“无畏”战斗机
喷气时代的遥控设计
尽管二战中的“无畏”惨遭淘汰,但仍阻止不了人们在战斗机上安装炮塔的念头,很快一种新炮塔——“遥控炮塔”就开始出现。当时正处于喷气战斗机的井喷期,各国战斗机正快速步入喷气时代。但由于当时导弹还未诞生,所以战法还相对“老套”,结果就容易出现一不小心飞过头。
此前B-29和B-17上也有过“遥控炮塔”,但仅比过去强了一点,仍需人手动操作
但同样进步的还有电传技术和雷达技术,以及日益成熟的遥控技术。由此,美国航空武器制造商“艾默生”公司专门设计了一种X17A遥控机炮系统。这种机炮被装备在机鼻中,通过电驱/液压传动的方式驱动,两侧各装备一组双联装机枪(12.7mm)。射击方位从正前方到后向20度,机鼻则可以360度旋转。
艾默生航空设计的X-17A型遥控机炮系统(模型)
这种大大拓宽射击范围的设计,比20年前英国人只能向后不能向前的“无畏”战斗机不高到哪里去。所以概念一出就被美国海军看中,然后双方在1950年签署了一份协议,在海军的格鲁曼F9F喷气式战斗机上进行改装,加装这种遥控机炮系统进行一系列的测试。
安装在F9F战斗机上的“炮塔”
不同于之前的手动“遥控炮塔”,艾默生的X-17A遥控机炮由专门的火控雷达进行锁定瞄准,再由电传/液力传动系统驱动,并进行攻击。尽管设想很美好,但设计者明显高估了当时雷达的技术水平。
可见F9F-3理论上的攻击范围还是很广的
一方面,当时的雷达主要还是其侦测作用,很难做到想象中的一键锁定、自动跟踪,所以瞄准射击也就无从谈起。而对于F9F而言,装配这套系统后,如果把工作全丢给飞行员,显然过于繁琐。但若再配备一名武器操作员,又会显的装备了计算机的自动“遥控炮塔”无意义。
F9F的飞行员开了可能会想打人
另一方面:早期的雷达功率不足、体积巨大,放在F9F战斗机中需要占据相当大的一部分体积。而且这不俗的重量也极大的限制了战斗机的机动能力,到头来容易此消彼长、得不偿失。
X-17A用的雷达计算机:对于早期喷气机的小身板而言,这样的结构显然过于复杂了
土豪美帝的两手准备
如果说艾默生公司的方案,因为太过超前而不切实际。那么同一时期F-89战斗机上装备的马丁D-1型20mm遥控炮塔就简单的多。尽管原理相似,但马丁D-1并未超前的将瞄准和锁定工作交给不成熟的雷达系统负责,而仍由传统的武器操作员武器负责。
F89A的49-2434号验证机,机鼻采用了可旋转的马丁D-1型20mm航炮
马丁D-1型遥控炮塔的射击范围,可从正前方一直延伸到向后15度,虽然比起艾默生X-17A的设计略有差距,但20mm机炮的威力却远比12.7mm机枪来的强悍。结果1950年-1951年间,两种设计都接受了一些列的测试。结论是X-17A的自动瞄准不靠谱;马丁D-1的人工瞄准太麻烦,最终都不了了之。
马丁D-1型20mm遥控机炮
来自苏维埃的设计
所谓冷战的准则就是:对手没有的要有,对手有了的更要有!于是在美国人偃旗息鼓后,苏联人也开始挑战战斗机遥控炮塔设计。1953年,米格设计局按要求对米格-17进行了魔改。与美帝相同,米格-17的遥控机炮也是安装在机鼻初,而进气道则被移到了机身两侧。这款魔改的米格-17正是米格-17SN。
米格-17SN:已经改的完全不像米格-17了
与美帝不同的是,米格-17SN的武器配置采用了一种“逼死强迫症”的设计。3门AM-23航炮不对称的分布在两侧:右侧一门,左侧两门。而且只能通过电传的方式在+27°26′到-9°28′之间进行竖直方向活动,机鼻本身也不能进行任何方向的转动,看起来比美帝的水平还是差了点。
米格-17SN正面特写,隐约可见机体左侧有两根机炮
AM-23航炮是当时图拉兵工厂专门设计的,口径为更大的23mm,射速可达每分钟1250发,几乎是后期攻击机航炮的性能。此外,米格-17SN战斗机还专门在机鼻当中加装了雷达、无线电测距仪,并安装了辅助射击的ASP-4NM光学瞄准镜,既可以由火控雷达锁定,也可以由飞行员自行控制。
为了安装这个469公斤的遥控机鼻,米格-17战斗机不得不进行了一系列的改进:机身加长1.07米,取消了机头进气道,改为两侧进气。也正因如此,这种魔改设计反而造就了米格设计局的非机头进气道喷气式战斗机,实在难得。
能在早年间米格设计局的作品中看到非“机头进气道”,真是十分罕见
然而,在接下来130多次的飞行测试中,米格-17SN却暴露出大量的问题。比如机动性上,对比原版米格-17,米格-17SN最大速度降低了60公里/时,万米爬升时间增加了1.5分,万米高度转弯时间增加了15秒。而且米格的双侧进气道还暴露出高迎角喘振问题,以及23mm航炮后坐力影响飞行的问题。最终,苏联的“炮塔”战斗机项目也不了了之。
尽管看似美好,但战斗机装炮塔的尝试确实被证实为点歪了科技树。随着雷达技术和机载导弹技术的发展,当初在遥控机炮上投入的诸多努力,最终都以失败的形式进了博物馆。但他们在航空史上依旧留下了浓墨重彩的一笔,亦值得我们纪念。