波音B-29轟炸機(jī)的改型（01）：研制與原型機(jī)

戰(zhàn)略轟炸機(jī)的研發(fā)

正如在關(guān)于B-17轟炸機(jī)的文章中所說的那樣，20世紀(jì)30年代美國的防御理念建立在這樣一種認(rèn)識(shí)之上：由于美國位于獨(dú)立的大洲上，當(dāng)時(shí)其他國家的航空兵力難以威脅到美國本土。因此，美國在航空發(fā)展上重點(diǎn)押注于遠(yuǎn)程重型轟炸機(jī)的研發(fā)。

一旦戰(zhàn)爭爆發(fā)，若敵人試圖在美國海岸登陸，這類飛機(jī)便能夠盡可能遠(yuǎn)離美國海岸，對(duì)潛在敵國的艦隊(duì)實(shí)施先發(fā)制人的打擊。而要做到這一點(diǎn)，飛機(jī)就必須具備將大量炸彈遠(yuǎn)距離投送的能力。

正是在這一理念基礎(chǔ)上，美國于1939—1940年開始批量生產(chǎn)遠(yuǎn)程轟炸機(jī)B-17和B-24——關(guān)于它們，我此前已經(jīng)發(fā)表過系列文章。

但隨著第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)以及美日關(guān)系惡化，美國陸軍航空隊(duì)指揮部得出結(jié)論：美國飛機(jī)很可能需要在遼闊的太平洋地區(qū)對(duì)目標(biāo)實(shí)施轟炸。為此，就必須研制一種戰(zhàn)略級(jí)、更重型的轟炸機(jī)，其航程要更遠(yuǎn)，載彈量也要大幅提高。

因此，1940年，美國戰(zhàn)爭部向波音公司、道格拉斯公司、洛克希德公司以及聯(lián)合飛機(jī)公司（Consolidated）發(fā)布了新型轟炸機(jī)的研發(fā)規(guī)格要求：該機(jī)速度需達(dá)到650公里/小時(shí)，并能夠?qū)?00公斤炸彈投送至8600公里外的目標(biāo)。

在這些公司提交的多個(gè)方案中，戰(zhàn)爭部最終從波音公司提出的五種設(shè)計(jì)方案里，選中了其中一種——“345型”（Model 345）。

之所以作出這一選擇，很大程度上是因?yàn)樵摴敬饲暗男吞?hào)——B-17“空中堡壘”轟炸機(jī)——已經(jīng)成功完成試驗(yàn)并被美國陸軍正式裝備。

新的“345型”是一種四發(fā)動(dòng)機(jī)中單翼飛機(jī)，采用中置機(jī)翼布局以及前三點(diǎn)式起落架，其中前起落架位于機(jī)頭下方，這種設(shè)計(jì)有利于地面滑行和機(jī)動(dòng)。主起落架收納于發(fā)動(dòng)機(jī)短艙內(nèi)，而不像其他方案那樣收入機(jī)翼之中（所有起落架均采用雙輪結(jié)構(gòu)）。

該機(jī)計(jì)劃安裝四臺(tái)Wright R-3350發(fā)動(dòng)機(jī)，每臺(tái)功率2200馬力；機(jī)翼載荷設(shè)計(jì)為318公斤/平方米。武器裝備包括：10挺12.7毫米機(jī)槍和1門20毫米機(jī)關(guān)炮，分別安裝于4座可收放進(jìn)機(jī)身的炮塔以及尾部炮塔之中。

此外，飛機(jī)還設(shè)計(jì)了增壓座艙，以保證機(jī)組人員能夠在高空?qǐng)?zhí)行任務(wù)——既能飛越惡劣天氣，也能避開高射炮火力。機(jī)組編制預(yù)計(jì)為12人。

設(shè)計(jì)計(jì)算中的飛機(jī)總重為51000公斤；在航程中途投放908公斤炸彈的情況下，航程可達(dá)9600公里，最大速度為620公里/小時(shí)。

項(xiàng)目審查委員會(huì)在研究方案后，根據(jù)當(dāng)時(shí)已經(jīng)進(jìn)行中的第二次世界大戰(zhàn)作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，要求為飛機(jī)配備自封油箱，并加強(qiáng)機(jī)組裝甲防護(hù)。

這些改進(jìn)使飛機(jī)重量增加了2510公斤，而為了維持原定航程，又不得不額外增加1630升燃油。因此，“345型”的總載油量最終達(dá)到20500升。

在完成修改后，軍方對(duì)該項(xiàng)目表示滿意，并簽署合同制造3架原型機(jī)，賦予其編號(hào)XB-29。

1941年4月，波音公司向美國陸軍航空隊(duì)（USAAF）展示了XB-29的全尺寸模型，并開始建造原型機(jī)。

而隨著美國在日本偷襲Attack on Pearl Harbor后正式加入第二次世界大戰(zhàn)，戰(zhàn)略轟炸機(jī)的服役被賦予了最高優(yōu)先級(jí)。

因此，1942年1月，在新飛機(jī)尚未首飛之前，軍方就已經(jīng)下達(dá)了超過500架B-29的生產(chǎn)訂單。

XB-29 原型機(jī)

第一架實(shí)驗(yàn)原型機(jī) XB-29（機(jī)號(hào) 41-002） 的首飛發(fā)生于 1942 年 9 月 21 日。當(dāng)時(shí)，這款戰(zhàn)略轟炸機(jī)的訂單數(shù)量已經(jīng)增加到了 1,664 架。首架完工的 XB-29 尚未安裝武器，配備了四臺(tái) Wright R-3350-13 發(fā)動(dòng)機(jī)，以及直徑 5.8 米的三葉螺旋槳。與后來的量產(chǎn)型機(jī)型不同，這架 XB-29 的特征是垂直尾翼頂部安裝了兩根皮托管，且在駕駛艙前風(fēng)擋正后方的機(jī)身頂部設(shè)有一個(gè)水滴形的“指揮官圓頂”。該機(jī)采用了美國陸軍航空隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)的“暗橄欖褐/中性灰”迷彩涂裝。

在試驗(yàn)過程中，必須對(duì) XB-29 的動(dòng)力裝置進(jìn)行改進(jìn)——為該機(jī)緊急研制的發(fā)動(dòng)機(jī)，其可靠性實(shí)在令人不敢恭維。事實(shí)上，發(fā)動(dòng)機(jī)問題（頻繁故障、漏油甚至常起火）貫穿始終，導(dǎo)致 B-29 的完善過程變得漫長且痛苦。在改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的同時(shí)，為了糾正試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的缺陷，還對(duì)機(jī)體和設(shè)備進(jìn)行了必要的調(diào)整：安裝了炮塔（暫未配備機(jī)槍）和氧氣系統(tǒng)，并將三葉螺旋槳更換為四葉螺旋槳。由于動(dòng)力裝置故障頻繁，試驗(yàn)不得不屢次中斷。1942 年 12 月底，第二架 XB-29（機(jī)號(hào) 41-003） 加入試驗(yàn)；但在 1943 年 2 月的一次著陸進(jìn)場中，該機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)起火，未能飛抵機(jī)場便墜毀在一家肉類罐頭廠上。這場災(zāi)難造成 XB-29 機(jī)組 11 人遇難，工廠內(nèi)另有 18 人喪生。

1943 年 6 月，第三架實(shí)驗(yàn)機(jī) XB-29（機(jī)號(hào) 41-18335） 起飛，該機(jī)同樣未裝備武器。在各種飛行模式的測(cè)試中，41-18335 號(hào)機(jī)因副翼拉桿效率低下多次遭遇事故。盡管如此，正是通過這第三架飛機(jī)，才使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了相對(duì)穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)（盡管動(dòng)力裝置直到二戰(zhàn)結(jié)束仍是 B-29 身上最令人頭疼的部分）。直到對(duì)日作戰(zhàn)結(jié)束，第一架 XB-29 原型機(jī)（最終裝備了新型武器）仍被用于各種測(cè)試和試驗(yàn)。即使在 1943 年美國陸軍航空隊(duì)放棄飛機(jī)迷彩涂裝后，這架 41-002 號(hào)機(jī)依然保留了它過時(shí)的迷彩。在安裝了新武器并將“空速管”從垂尾移至機(jī)頭后，這架被試飛員稱為 “飛行豚鼠”（The Flying Guinea Pig） 的 XB-29，成為了所有測(cè)試機(jī)和預(yù)生產(chǎn)型 B-29 中唯一擁有個(gè)性化機(jī)頭繪圖（即那只“飛行豬”的圖案）的飛機(jī)。

預(yù)產(chǎn)型 YB-29

早在 1941 年 6 月，軍方就下達(dá)了制造 14 架預(yù)產(chǎn)型機(jī)的訂單，這些飛機(jī)被命名為 YB-29，每架單價(jià)為 1,403,624 美元，裝備了 Wright R-3350-21 發(fā)動(dòng)機(jī)。“預(yù)產(chǎn)型”原本旨在用于部隊(duì)測(cè)試和人員培訓(xùn)；但隨著太平洋戰(zhàn)爭的爆發(fā)，日本的威脅促使量產(chǎn)籌備工作被迫提速。航空指揮部甚至在預(yù)產(chǎn)批次尚未進(jìn)行部隊(duì)測(cè)試、乃至首批實(shí)驗(yàn)機(jī)（XB-29）還未開始試飛的情況下，就簽署了首份 500 架 B-29 的生產(chǎn)合同。到 1942 年秋，這款戰(zhàn)略轟炸機(jī)的訂貨量已增加了兩倍。

技術(shù)改進(jìn)與武器系統(tǒng)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)機(jī) XB-29 的測(cè)試結(jié)果，預(yù)產(chǎn)型 YB-29 的設(shè)計(jì)進(jìn)行了約百項(xiàng)修改。

• 螺旋槳： 決定舍棄“漢密爾頓-標(biāo)準(zhǔn)”（Hamilton-Standard）的三葉螺旋槳，改用該公司研制的四葉螺旋槳。
• 自衛(wèi)系統(tǒng)： 原計(jì)劃采用帶潛望鏡瞄準(zhǔn)具的“斯佩里”（Sperry）機(jī)槍塔，后被更換為全新的“通用電氣”（General Electric）機(jī)槍塔系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過分布在機(jī)身上的獨(dú)立觀測(cè)窗進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。
• 聯(lián)動(dòng)控制： 這種遠(yuǎn)程電力操作系統(tǒng)允許除尾部射擊員外的任何一名射擊員控制多個(gè)機(jī)槍塔。這使得目標(biāo)（敵方戰(zhàn)斗機(jī)）可以在不同射擊員的視野間切換追蹤，并能針對(duì)敵人集中最大火力。
• 生存性與自動(dòng)化： 即使一個(gè)或多個(gè)射擊位受損，系統(tǒng)仍能保持戰(zhàn)斗力。該系統(tǒng)的“大腦”是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它能自動(dòng)執(zhí)行所有射擊修正操作（除了由射擊員通過光學(xué)瞄準(zhǔn)具輸入的距離參數(shù)）。
• 革命性設(shè)計(jì)： 通用電氣研發(fā)的這套遠(yuǎn)程遙控炮塔系統(tǒng)是航空武器領(lǐng)域的一場革命。它縮小了炮塔體積并改善了射擊員的工作環(huán)境；此時(shí)只有尾部射擊員是直接操作裝有兩挺 12.7 毫米機(jī)槍和一門 20 毫米機(jī)炮的炮塔。這套強(qiáng)大且高效的武裝使 YB-29 及其后繼的量產(chǎn)型 B-29 具備了在無戰(zhàn)斗機(jī)護(hù)航下飛行的能力。

重心與彈艙問題

另一個(gè)拖延了原型機(jī)進(jìn)度和預(yù)產(chǎn)型下線的難題是炸彈投擲序列。由于飛機(jī)擁有兩個(gè)縱向分開的彈艙，為了防止投彈瞬間飛機(jī)重心發(fā)生劇烈偏移，必須開發(fā)一種專門的自動(dòng)控制裝置來嚴(yán)格控制投彈順序。

測(cè)試與涂裝

第一架預(yù)產(chǎn)型 YB-29（機(jī)號(hào) 41-36954）于 1943 年 6 月升空，同年 7 月，軍方又接收了 7 架完工的 YB-29。到秋季，軍方已收齊全部 14 架武裝完畢的預(yù)產(chǎn)型機(jī)。

• 用途： 這些飛機(jī)加入美國陸軍航空隊(duì)后被用作各種實(shí)驗(yàn)的“飛行實(shí)驗(yàn)室”，用于測(cè)試新設(shè)備，并為量產(chǎn)型 B-29 培訓(xùn)戰(zhàn)斗機(jī)組。
• 涂裝與標(biāo)志： 所有 YB-29 均采用了與 XB-29 相同的標(biāo)準(zhǔn)“暗橄欖褐/中性灰”迷彩。然而，由于這批飛機(jī)產(chǎn)于美國軍用機(jī)識(shí)別標(biāo)志頻繁變動(dòng)的時(shí)期，因此出現(xiàn)了不同的標(biāo)識(shí)：
• 首批 YB-29 使用藍(lán)底圓圈加白星標(biāo)志。
• 隨后的批次使用了白星藍(lán)底圓圈、帶白條和紅色外框的標(biāo)志。
• 最后一批次改用了藍(lán)色外框。

B-29 的系列量產(chǎn)

在快速向訂貨方交付全部 YB-29 后，波音公司從 1943 年夏末開始生產(chǎn)首批系列量產(chǎn)機(jī)。每架飛機(jī)都由工廠機(jī)組進(jìn)行三到四次飛行，以檢查和發(fā)現(xiàn)制造缺陷，隨后由軍方接收并飛往堪薩斯州的機(jī)場。在那里，陸軍飛行機(jī)組被分配到各架飛機(jī)上，開始掌握所接收的裝備。

這些量產(chǎn)型轟炸機(jī)與預(yù)產(chǎn)型 YB-29 幾乎沒有區(qū)別，唯一的不同是它們換裝了功率相同（2,200 馬力）但版本略微改進(jìn)的 R-3350-23 和 -23A 型發(fā)動(dòng)機(jī)（而非預(yù)產(chǎn)型的 -21 型）。其他的改動(dòng)則是在隨后的戰(zhàn)斗服役過程中，根據(jù)實(shí)戰(zhàn)對(duì)飛機(jī)性能的要求而陸續(xù)進(jìn)行的。量產(chǎn)型號(hào)的 B-29 被正式命名為 “超級(jí)空中堡壘”（Superfortress）。這個(gè)名字具有一種“繼承性”——因?yàn)椴ㄒ艄局把兄频闹匦娃Z炸機(jī) B-17 就被稱為“空中堡壘”（Flying Fortress）。

生產(chǎn)規(guī)模與制造基地

到 1944 年初，波音位于威奇托（Wichita）的工廠已生產(chǎn)了約一百架量產(chǎn)型 B-29。而在整個(gè) 1944 年期間，共有四家航空工廠投入到 B-29 的生產(chǎn)中：

• 波音公司： 威奇托工廠和倫頓（Renton）工廠；
• 貝爾公司（Bell）： 馬麗埃塔（Marietta）工廠；
• 馬丁公司（Martin）： 奧馬哈（Omaha）工廠。

多家企業(yè)的參與使美國陸軍到 1944 年底獲得了超過 1,000 架三種改型的“超級(jí)空中堡壘”（這些改型在外觀上幾乎沒有差別）。1945 年，又生產(chǎn)了 2,500 多架戰(zhàn)略轟炸機(jī)。美國陸軍接收的 B-29 總數(shù)不少于 3,600 架（不同資料來源的最終數(shù)據(jù)略有出入）。

戰(zhàn)時(shí)工業(yè)的奇跡

B-29 的生產(chǎn)項(xiàng)目成為了整個(gè)戰(zhàn)爭期間規(guī)模最大的單一機(jī)型制造計(jì)劃。它不僅促成了一個(gè)由眾多工廠和數(shù)千家分包商組成的龐大生產(chǎn)綜合體的誕生，還建立了一個(gè)改裝中心網(wǎng)絡(luò)。在這些中心，可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)戰(zhàn)需求進(jìn)行改裝和升級(jí)，而不會(huì)降低總廠的生產(chǎn)速度。

1944 年 4 月，在機(jī)組完成機(jī)型熟練訓(xùn)練后，首批被陸軍接收的一百架 B-29 被調(diào)往印度和中國機(jī)場參加戰(zhàn)斗。隨著部隊(duì)中這種戰(zhàn)略轟炸機(jī)數(shù)量的增加，B-29 航空部隊(duì)將其作戰(zhàn)范圍擴(kuò)大到了太平洋諸島及相關(guān)海域。

關(guān)于“超級(jí)空中堡壘”的不同改型及其戰(zhàn)斗應(yīng)用，將在本系列隨后的文章中詳細(xì)說明……

后續(xù)內(nèi)容：波音 B-29 轟炸機(jī)改型 (02)：技術(shù)說明

與前任（前輩）對(duì)比……

與前代機(jī)型（B-17）的對(duì)比……