P-51战斗机绰号“野马” p 51野马

P-51战斗机,绰号“野马”(Mustang,美洲野马),是美国陆军航空队在二次世界大战期间最有名的战斗机之一,也是美国海陆两军所使用的单引擎战斗机当中航程最长,对于欧洲与太平洋战区战略轰炸护航最重要的机种,并且一直使用到韩战为止。

Discovery节目《军武科技排行榜-十大战机》将P-51选为历史上十大战斗机第一名

设计特点

P-51的D型

本机在后世评价上被认为是二战主力战斗机中综合性能最出色的机型,有别于美军当时主力战斗机以大型气冷发动机与涡轮增压器强化各空层性能的方式,P-51由于非美军内定机种因此设计初期无法取得涡轮增压器;因此采用与P-40相同的液冷发动机,但修改进气方式降低空气阻力,并纳入了层流翼设计强化高速性能,为了保障长时间在高空作战,本机亦是在单发战斗机中首先把增压座舱成为标准配备。而且起落架的轮距较大,所以在整理不良的地上降落时,较以前的同级战斗机稳定,所以得到常在战地机场上的起降的飞行员好评。

机身结构

P-51的机身设计简洁精悍,搭配着层流翼剖面型、标准翼厚比的主翼与五段式襟翼(后期还改进了控制面,使低速到高速都有良好且均质的操控品质),使得P-51拥有绝佳的飞行性能。而滑油和冷却水的冷却器顺势由机尾向前延伸至机翼下方,由于不像喷火式等战机将冷却器装置在机翼上,因此P-51拥有较一般战机更大的燃油筹载。早期的P-51由于政策与配额问题,没有涡轮增压器可用,因此是配备美制的艾利森V-1710一级增压发动机。V-1710虽然较扎实抗损,且妥善率高,辅以野马的机身设计,使早期的艾利森野马拥有相当突出的低空性能。但缺乏两级机械增压器让P-51在高空时必须面临马力不足的问题,连带使得初期机型的高空表现不尽理想,早期的艾利森动力野马虽一度是当时欧陆的低空速度王者,却无法适应当时欧洲主流的高空高速空战生态,只能屈居低空高速侦查与扫射的次要角色。直到1942年开始换上英制梅林发动机后,P-51的性能始突飞猛进、为其赢得大量的订单,并在1943~1944年之间赶上盟军最重要的长程护航需求,继承P-38和P-47的战果并将之扩大,快速扭转了欧陆上空的战力天平,终于赢得“史上最伟大战机”的美名。

动力

早期野马(P-51A、A-36A)采用艾利森V-1710发动机,这一系列的发动机仅有一级一速机械增压器,当飞行高度超过12000英呎之后,输出功率下降很快,使得高空性能不佳,之后的型式改装由英国劳斯莱斯公司授权美国派卡德公司生产的的梅林发动机(V-1650),装有两级两速的机械增压器,充分改善15000英呎以上的功率输出,这就是后来最著名的P-51B/C/D。

武装

野马在不同型号中采用过不同的武器装备:

图为著名的"塔斯基‧飞人队"整备一景。地勤人员正为P-51B/C的四挺勃朗宁重机枪上子弹。注意此图中M2倾斜的安装角度,此设计正是中前期P-51在高G运动时经常卡弹的元凶。

  根据地勤纪录,1949年后美国空中国民兵部队(Air National Guard)中的某些P-51H接受了近代化的改装,其中包括武装改成6挺勃朗宁M3重机枪的组态。

P-51D的12.7mm勃朗宁重机枪。注意机枪的安装角度,因为这个设计变更终于使P-51D之后型号的野马在高G运动下也能顺畅的持续射击。

  另可在中线挂架下加挂一具内藏8挺12.7mm重机枪的吊舱。如此重装下的P-82将拥有14条火线。

  从火线数与单位时间内打击力评估,与同期 (二战末期诞生、二战后服役) 的海军战斗机型F7F拥有的12.7mm ×4+ 20mm×4同属双发机中最顶级的射击火力。

生产型号

NA-73野马Mk.I型

英国皇家空军订购的第一批,一共320架,使用V-1710-F3R发动机,武装为4挺12.7mm重机枪与4挺7.62mm机枪。

NA-83野马Mk.I型

英国皇家空军订购的第二批,与第一批仅有少数的差异。总共递交300架。

NA-91野马Mk.IA型

英国皇家空军第三批,一共150架,其中93架改用4门希斯潘诺20mm机炮。
根据英方的使用者经验,射击安定性良好,较同为四炮装备、英国自产的喷火Mk.Vc或飓风Mk.IIc更能充分发扬该炮的射程和瞬间打击力优势。
但因重量增加,飞行性能较装配机枪的标准型略有下降。

NA-99 P-51A

NA-99构型始名为P-51A(也就是说之前的P-51编号后都是没有英文字母以供区别的),P-51最初作为战斗机采用的型号,由对地攻击型的A-36改良而来。
仍使用美制艾利森引擎,但低空与高空的性能较先前型号稍有强化。 取消了A-36 独特的俯冲减速板与机鼻下方的枪位。

P-51A

P-51B

P-51B

原本的亚利森发动机厂商由于当时设计部门编制仅有25人,面对业务量已穷于应付,难以依照使用者的期望及时设计出二级增压器的V-1710发动机。且V-1710的构造若要追加二级增压器则必须明显变长变重,重心与尺寸的制约使北美公司不得不面临搭载新引擎后野马必须修改机鼻、延长机身、重新飞测的巨大工作量,到能够列装服役最快也要一年多至两年的时间,在当时紧张的战局变化下,这种大规模的改进工程显得难以被接受。幸运的是,英方在1942年提供了当时喷火Mk.9所搭载的二级二速梅林60系列发动机供野马改装,以此引擎进行改装工程的话对机身布局仅需很小的改动量就能达到巨大且根本性的高空性能提升。经多种方案修改后,P-51B正式登场,其优秀的性能足以和当时德国的主力战机Bf109和Fw190等名战机对抗甚至占优。虽然在使用V-16 50-3时期的P-51B/C型尚有诸多问题,对轴心国的一线级战机并非全面性的优势,但已展现各方面优秀的潜能、并为盟军及时提供战略需求上理想的护航机,而且设计上也已经为后续的机型奠下良好的基础。

P-51C

因为一部份C型将B型机的座舱罩改用类似喷火式战斗机的"马科姆"气泡式座舱,其余跟B型机相同,因此部份人误解P-51C就是气泡舱罩的P-51B。
事实上也有改装气泡舱罩的P-51B。
C型和B型的分别主要是制造厂商不同,B型是加州厂生产而C型是德州厂生产,仅有细节不同,性能完全相同。

P-51C-10NT。涂装为名闻遐迩的"塔斯基飞人队",也就是以纯黑人组成而闻名的"红尾队"阵中唯一王牌Lee AndrewArcher Jr.的座机样式。


- 逸话 -

1945年初,一架在中国战场的美军P-51C被日军掳获,随即运往日本做测试。日方对此是相当重视,甚至出动了当时在日本本土因稀有而被限制运用的油罐车,将自开战前库存、原本仅被允许用于国产新锐测试机、当时已经相当稀缺的100号汽油运至飞行场,供掳获的野马作性能测试,并在之后与该国各款新锐机作了多场模拟战。

当时包含留德返日的佐贯亦男等各方航空学者对此机做了相当程度的分析。

地勤对其精良的组装品质大为惊骇,飞行员也对其座舱仪表布置和防弹设施的完备感到赞叹。

专精桨叶研究的佐贯氏与其他设计海军紫电改螺旋桨的学者,对使用高级橡胶固定桨座、连桨叶剖面都采用层流翼型的野马深表拜服:“竟层流化至此地步…!”并在日后手记中表达了当时的敬佩与挫败感。(事实上,日本二战中号称采用或局部采用层流翼设计的机种,在风洞和试飞报告中都仅仅得到"成果不明显"的失望结论,因此各厂人员对成功运用层流效应达成高性能的野马式有敌对意识或挫败感的证言,在战后并不少见)

此机在漆上日军红太阳标记后,由日军之中自使用二式战钟馗以来 最熟谙能量战法的黑江保彦大尉驾驶,在报告中得到了以下结果:

由于黑江本身已是日本屈指、能在回旋和能量战法之间变换自如的空战高手,又试飞过日本大部分的战斗机和试作机,对于性能上敌我优劣的体会异于常人,因此接下来他驾P-51C所扮演的"入侵者"在各飞行团之间的模拟战之中几乎是场场获得压倒性胜利:

而在模拟战中获得的体感加上自身试飞过多种国产战机的经验,黑江自己的结论是:

P-51D

P-51D

1944年,采用泪滴型座舱罩且机身更加洗练的D型机加入服役,除了换装了拥有两段式增压器的派卡德梅林发动机,并强化机身武装至6门12.7公厘机关枪与8枚空射火箭挂载硬点,P-51D的航程足以一路掩护轰炸机队至柏林上空,因此担任日间四引擎轰炸机编队的护卫机,使得日间轰炸战术的战损减少到可容忍的阶段。

挂上副油箱的P-51D野马机可以令美国轰炸机安全进出德日领空

在P-51D出现之前,战斗机的航程实在过短,而重量级的P-47及P-38在护卫任务上不尽理想,因此轰炸机最后的1/3航程必须在没有任何护卫机下,顶着德军地面部队的枪林弹雨和德国空军战斗机的追杀维持队型进行轰炸,这样虽然有时能炸毁目标,不过轰炸机的损失也很可观,在所谓的"黑色星期四"中,出击的330架轰炸机甚至有高达100架被击落,另外有多机重创而在回到英国后直接报废。有了P-51的护卫,轰炸机可以减少来自德国空军战斗机的威胁而专心对目标进行轰炸,进而给德国带来毁灭性的打击。赫尔曼·戈林在战后接受访问时曾说:“当我看到P-51在柏林上空时,我知道大势已去!

仅使用机内油箱时,P-51D的续航力为950英哩,在携带可抛式油箱时才具备1300英哩的续航力,而P-51D的绝对续航距离为2080英哩。

太平洋战区方面,自从美国海军陆战队在1945年初攻下硫磺岛后,P-51D就以此做基地陪同B-29超级堡垒轰炸机轰炸日本各主要城市。

P-51E

P-51E的编号原本是要给德州达拉斯厂生产的P-51使用,但是稍后这些生产的P-51编号改为P-51D-NT。P-51则完全没有使用。

P-51H

野马式最后一种有投入生产的改良型。由于美国在设计野马时机身抗荷结构标准采用美国的7.33G底限,远远超过英国标准的5.33G(事实上,根据北美公司的设计文件,野马的机身结构冗余度按照军方需求乘以国际安全规范的1.6倍,超过12G),在空重上比同级动力的英国喷火重了将近一吨,英国认为P-51的结构仍有大幅轻量化的空间,英美双方总结后希望新机种能拥有近似喷火的回旋性、Fw190的滚转率、更高的速度和更低的后勤需求…等全面性的优化,因此北美航空进行名为NA-105的开发案,以P-51D设计作机身结构轻量化并换装三种引擎进行测试,分别是:

XP-51F(与P-51D相同的V-1650)
XP-51G(梅林14SM发动机)
XP-51J(艾利森V-1710-119)

这三项较D型减去将近一吨空重、且大量优化细节处理的改造案获致了惊人的性能提升,其中以XP-51G最为成熟,不过部分试飞员反应对大幅减重的结构不放心,因此最后都未进入量产。但测试时轻量型野马展示的优异性能让野马的改良计划得以继续推进,北美在与军方协调妥协、再次修改结构与操控行程后,推出较上述三款轻量化试验机更为结实的NA-126机型开发案,也就是日后的P-51H。
P-51H使用了装设无段变速机械增压器的派卡德-梅林V-1650-9发动机(初期紧急最大出力2080匹马力,最后增强到2270匹马力)。
在7620m高度时可达到784km/h的高速(根据针对低空或高空强化的各种增压器 / 作战重量组态设定,量产型P-51H的最大速度在760~796km/h之间)。

发动机散热器和中冷器承袭轻量试作机的设计,机腹的散热进气口距机身下表面更远,滑油散热器从散热器组中移出,使得散热器组体积减小并消除了通往发动机那长而易损的滑油管。这正是先前应急改装梅林动力的P-51B / C / D / K等型号因下方罩门面积过大,导致得到对地攻击时生存性不佳的要因。
P-51H 终于消除了这痼疾,且保留了与先前野马同级的所有防护装备,因此针对轻量化P-51H指称其抗损性更低的指控是不确实的
为解决滑油散热问题,在滑油箱前方与中冷器之间安装了热交换器,靠通往后散热器的乙二醇溶液带走滑油的热量。
由于先前P-51D曾遭遇后油箱设计过大而差点造成先天性不稳定的设计缺失,P-51H也在此点上作出修正,将该处油箱容量减少至50加仑。减小后方油箱体积取回适当的纵向安定性,也缓解了后机身内部的空间紧张,在不影响驾驶座椅后方无线电与敌我识别等电子机组安装空间的同时,加大后的冷却器组亦得以更加深埋,间接提高了机腹冷却器组的抗损性。
关于减少内油容积导致航程缩减之疑虑,北美公司以P-51H更低的阻力系数和经济巡航设定回应,仅靠内油的航程确实减短但仍在可接受范围,但在携挂副油箱时仍拥有与先前型号相若的航程,而运动性与战斗巡航速度更高。而使用某些低速或高空巡航飞送的经济巡航定义下,打击半径或转场航程可比P-51D更长。

由于北美公司的设计与陆航自相矛盾的需求之间经过了多次拉扯与妥协,关于上述的回旋性与滚转率要求并未达标,但总合机动性也已较先前型号接近设定目标。

P-51H 在试飞报告中逐次修正、解决了先前型号的大部分问题,整体性能大幅提升,且改善了维护性。
最终该机几乎在所有评鉴项目中都获得陆航"满意""优良"的极高评价,也得到了在该型号开发初期有技术合作的英方肯定,这在美制机之中算是相当罕见的。

原本美军预定量产取代P-47N,并发下了2000架订单交由英格坞生产,不过因为德国和日本接连投降,只生产了第一批555架后便取消后续订单。

P-51H

由于生产时间太迟,因此P-51H在二战期间并无实战纪录。

虽然此型就性能而言位于野马系列中的顶尖地位,但部分美军飞行员仍不习惯降低机体结构强度的方式换取性能的设计:
二次大战中美军战机普遍采取较高 (或者说过剩) 冗余度的结构设计,机体多较同期的各国对手沉重但结实。
这导致美机飞行员在作战中较倾向无视机体限制,习惯以最大输出和最大杆量将飞机性能施展到最大限度的粗暴操作。

结构强度以各国标准而言仍在平均以上、但相较先前一线美制战机脆弱的P-51H,便成了与美国主流相异的异端。

受NA-105 阶段XP-51F / G / J轻量过头使人不安的流言影响,部分驾驶对于在最大动力状况下仍要分神关注机体结构限制的P-51H产生排斥感。事实上这种顾虑是完全多余的,P-51H 在NA-105 → NA-117→ NA-126的演进阶段中已逐次将结构补强回来。这也是量产版P-51H 空重远比三款轻量实验型要重的原因。另外还有改良过的操控行程限制,P-51H在以往野马系列为人诟病的中低速运动性上增益10%以上,但在640km/h 以上时速的舵效上则稍有减损,时速达800km/h前后则各控制面将完全锁死,控制极限较先前型号提前50km/h到达,这也是北美公司为了不让驾驶员拉出超过机体荷载的动作所下的苦心。

但由于缺乏实战机会以玆验证,P-51H便无从展示北美公司在其上所做的各项设计巧思,终其一生无法摆脱"轻量过头使人不安"的流言。
加上战机喷射化世代的来临,活塞螺旋桨机多转往其余二线任务,重视的是更低的成本、更佳的抗损、更久的滞空时间、更大的打击半径、更长的寿限、与更大的武装携载量。而P-51H 仅能勉强满足前四者。 甚至因为战争结束、订单被砍的关系,无法以量压价 导致其连低价的成本优势也无法满足。
这结果导致轻量化且气动优化、完全往空优性能发展的P-51H与类似概念的海航同期机种F8F遭逢了相似的命运:失去舞台

在战后大规模裁军风潮中,从美国陆航改制而来的美国空军将原属旗下的所有P-51H 都转署到美国空中国民兵部队去。
P-51战斗机(绰号“野马”) p 51野马
其中一架P-51H 送给英国作为测试平台,编号44-64192的P-51H 交给美国海军改名为BuNo09064作为穿音速翼形测试用,1952年归还给空中国民兵。

由于P-51D在部署、后勤和运用经验上较P-51H 更加成熟,尽管P-51H 的性能更加优秀、设计更加洗练,但韩战爆发时该型数量过少导致征调时程和成本不划算、对地性能与大量既有的P-51D相比亦无成本效益上的明显优势,因此并未参加韩战。

P-51K

虽然有些文章指出,K型机则是D型机的长程版,拥有更佳的航程,但这只是误解。

事实上P-51K只是达拉斯工厂出品、装设AP公司新螺旋桨的P-51D,而且由于桨叶与机身匹配不良,事实上领到K型的飞行员多半比较失望,因为性能较D型差。

末期的 H型则是D型的轻量强化版,除了有更佳洗练的机身外,发动机的马力也有所提升,同时与AP公司的新螺旋桨匹配良好,对于马力的利用率与安定性更佳。

同时转战太平洋战场上的P-51也成功护卫B-29轰炸机群进行轰炸日本的任务,在太平洋参战虽晚且参战次数较少,但猎杀率却相当高。

野马式在战时被大量生产以提供各盟国使用。

其他非战斗机型

A-36A

P-51A的对地攻击机型,绰号“阿帕契”,加装了阻力减速板的俯冲轰炸机。
根据飞行员的描述,A-36除了是一架称职的俯冲轰炸机之外,同时也是一架性能良好的中低空战斗机。

P-51最独特的衍生型:A-36A俯冲轰炸机

F-6A

以下F开头的野马均为各型野马改装的战术侦察机。

F-6B

F-6C

F-6D

F-6K

作战经历

在中国战区方面,1943年首批早期型的P-51B野马进驻中国昆明交给美国驻华空军(AVG,也就是俗称的"飞虎队")。
之后在1944年中美混合团第十四航空军开始也使用P-51B,在1945年大批P-51C、D和K交付到中国空军手上。

随着野马式的到来,中美空军渐取得中国战场的制空权,因为日机之中几乎可说无一机种是野马的对手,日军为此派出他们最新锐的四式战斗机"疾风"来华参战。

疾风虽够格和野马式对等较量 但毕竟机数有限,即使曾短暂的取得均势,但最后仍在压倒性的数量劣势下被野马机队打退。

野马和日机最后一次空战发生在1945年5月31日的南京上空。
中国空军的16架野马对上30架日军的三式战斗机飞燕,野马占尽速度优势从高空俯冲攻击,演变成了单方面的空中屠杀,最后中国空军以少胜多。

中美空军的野马更主动出击,对驻湘北和武汉以至远至台湾的日军作出空袭,护送轰炸机轰炸日军目标后,野马都会在低空以机枪扫射漏网的日军。
1945年日本战败投降,野马负责押解日方代表乘坐的飞机到芷江投降,中国抗战获得最后胜利。

抗战胜利后,国民党把P-51用于国共内战,1948年9月23日一架第4大队的P-51由北平起飞到吉林四平机场由解放军接收,之后又有两架,1948年解放军又在锦州找到几架,同年11月解放军成立了第五修理厂,先后修理了36架,令解放军可用的P-51达到39架,当中大部份是P-51D,其余是P-51K。
1949年10月1日中华人民共和国成立时总共有9架P-51参与开国大典,其机枪还上了子弹。

生产总数

参考资料:美国军方飞机生产资料(自1909起)

总生产数量: 15,875架(二战美国战斗机总生产量第二名,仅次于P-47战斗机)

[编辑]使用国家



  

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