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1165. 遠去的晴雲—十二試二座水偵(E12A1)傳奇

2024-01-29 09:48:09

本文是“燃燒的島群”第1165篇原創文章,作者:電光飛翔。

作者簡介:電光飛翔,北京人,就讀於東京大學,星海聯盟社成員,作品有【電閃雷鳴—日本海軍電光夜間戰鬥機小傳】系列。愛好研究愛知航空機的電光夜間戰鬥機,曾從原總設計師尾崎紀男那裡拿到珍貴的一手資料,目前還在著手整理九九艦爆以及晴嵐攻擊機的資料。

全文共5085字,配圖17幅,閱讀需要15分鐘,原文曾於2024年1月13日在知乎-佐久間飛曹專欄發表,經作者授權於2024年1月29日在本號轉發,內容略有增刪改。

本文收錄於作者“電光飛翔”專輯,歡迎持續關注。

大家好,這裡是Sakuta Satoshi,今天為大家帶來的是大名鼎鼎的E13A1“零式水上偵察機”......的妹妹,基本無人問津的E12A1十二試二座水上偵察機的故事。本機的資料來源,版權所述於愛知機械工業株式會社社員,愛知航空機研究家渡邊哲國先生,請在使用時新增©渡邊哲國字樣。如果有需要原件資料的讀者,請私信筆者本人或在評論區留言。

昭和12年(1937年)6月,舊日本帝國海軍海航本部為了更換掉日漸老舊的九四式水上偵察機和九五式水上偵察機,向愛知,川西,中島三個公司提交了“十二試二座及三座水上偵察機”的開發命令並撥款建造原型機。其中川西在專案剛開始就主動退出了開發陣(大機率是為了騰出開發人員去開發十三試飛行艇,也就是後來鼎鼎大名的二式大艇),僅留下愛知和中島兩家公司進行競爭。其中愛知側由尾崎紀男和松尾喜四郎兩人牽頭,設計陣容初步成立。

這裡要首先說明一下,舊日本海軍的水上偵察機通常是兩種飛機為一組進行開發,一組中通常包含一種雙座水偵和一種三座水偵。其中三座水偵負責長距離偵察,哨戒,以及佈置偵察戰列,而雙座水偵負責短距離偵察,彈著觀測射擊,俯衝轟炸以及對空戰鬥。這之前的九四式和九五式水偵,之後的紫雲和瑞雲水偵,都是這樣的幾組例子。

十二試水偵這一代同樣是這個邏輯,因此愛知一次性接到了兩種水偵的訂單。其中包含了十二試三座水偵E13A1(也就是後來的零式水偵)和十二試二座水偵E12A1兩種,這兩種飛機同時進行開發。

海航本部首先向愛知下發了十二試二座水偵計劃要求書,其內容如下:

《十二試二座水偵計劃要求書》 1. 目的

要求開發一款可以艦載的高效能水上偵察兼俯衝轟炸機。

2. 尺寸

全寬13米以內

全長10.5米以內

全高4米左右

摺疊最大寬6.5米以內

摺疊最大高4米左右

重量3噸以內

3. 發動機

請在光二型,金星三型,壽三型以及正在開發中的東西(瑞星)之中選擇其一

4. 武器和舾裝

250kg炸彈一枚(需包含俯衝轟炸投射器),九五式射擊轟炸瞄準器,毗式7.7mm固定機槍二型改一1挺(含彈藥400發),九五式協調射擊裝置1個,留式7.7mm旋迴機槍1挺(含彈藥包四個)。

舾裝為:九六式空二號無線電,無線歸還裝置,偏流測定儀,航法圖板1型,偵察用具框,航法目標燈,航法用目標彈,照明彈二型改一,落水照明棒,落水高度警報器二型,八九式降落傘三型兩個,救命箱,攜帶電器訊號燈,訊號槍一型與訊號彈,七倍放大望遠鏡,手語旗,報告球,無線用預備品,應急要具,應急用糧食,應急醫療箱乙型,二氧化碳瓶,發電機二型,二次電池二二型。

5. 裝備儀表

精密高度儀二型,一號速度計二一型及五型,航空羅盤一型改及二型改,水平儀,定針儀,旋迴計二型,前後傾斜計二型,升降度二型,航空時針,載荷計二型,1號迴轉計1型及蛇管,油壓計三型,溫度計1型,加速計二型,真空泵,吸氣筒一型。

6. 搭乘員

2名

7. 效能

a. 續航效能:高度2000米,偵察時,150節速度連續飛行6小時以上,轟炸狀態時4小時以上。

b. 最高速:高度2000米時190節以上

c. 爬升力:3000米時3分以內

d. 落水速度:53節以內

e. 彈射效能:合成風速32m/s時落下量2米以內

f. 強度及剛性:七型

g. 其他

操縱席和偵察席視野要良好,正規狀態俯衝轟炸要容易,射出歸艦都要容易,旋迴機槍在高速時也能操縱良好,夜間飛行要容易,機翼摺疊展開要容易,成員席要設定視野和通風都良好的窗戶,水上回轉要容易,起降效能中降落效能的考慮優先順序高於起飛效能,輕載狀態可以著水後復飛,設定燃料應急排放裝置,主翼端部破損時可以隨時更換。

(終)

好傢伙,乍一看海軍本部直接發揮了各種不要臉的本性,尤其是對彈射效能,起降效能和巡航效能有著過於嚴格的要求。尤其是巡航效能和彈射效能更是傳說中的物理量衝突。這種“我就要要五彩斑斕的黑”的甲方要求在IJN海航開發歷史上屢見不鮮,令人哭笑不得。

不過愛知依然接手了這個玩意的射擊,並於1937年5月30日和空技廠召開了十二試雙座及三座水偵官民合作大會,愛知側的五明得一郎技師(九九艦爆設計師),松尾喜四郎技師(後來的瑞雲設計師)以及尾崎紀男技師(後來的晴嵐設計師)等大咖紛紛亮相,陣容可謂是相當豪華。本次會議基本確定了十二試雙座水偵的開發目的和開發計劃,同時空技廠的技師也指出了開發難點和一些要考慮的新技術。

在經歷了各種各樣的開發後,愛知航空機於1937年9月提出了E12A1木型說明書(在本機的開發中等同於其他飛機的計劃說明書),這裡我將和往常一樣為大家帶來翻譯節選和圖片分享。想看全文的讀者記得私信筆者或者評論區留言。

《E12A1木型說明書》 1. 機體形式和發動機選定

本機根據計劃要求書中所說,超載重要3噸以下,可是考慮到要求搭載量和強度類別等種種原因,此重量是不可能達到的。因此我們退而求其次選擇正規重量2.7噸,超載重量3噸左右的方案。因此為了減重,發動機要選擇儘可能重量小的同時馬力盡可能的大的東西,因此我們選擇了三菱A14(後來的瑞星)發動機,其全開高度正好為2000米。

本發動機對於雙翼機而言並不能滿足要求效能,因此我們選擇了下單翼的結構。同時因為要求要帶著250kg的炸彈進行俯衝轟炸,我們採用了雙浮筒的結構。

為了限制本機的彈射落下量,同時也考慮到自重對於航程的影響,我們將本機的構造儘可能的簡單化,同時將阻力減到最低。

4. 機身構造

機身為全金屬半硬殼式結構,從防火板到偵查席後方有四根U型加強棧以及數個L型2輔助棧貫通之,在這之後則全部為L型貫通棧。

用於連線主翼的3號及8號隔框位於距離機身中心的180毫米處,形成從地板下表面到機身底部的各個安裝部分。25番炸彈的投彈器則位於主翼連線處的底部,和機身主翼連線處一樣有很強的剛性。

在這之間,機身底部被分為兩部分以安裝炸彈投下裝置,並在左右隔框之間安裝SDCH板以增加機身底部的強度並防止海水侵入機身。

搭乘席上方設定了開閉容易的窗戶。

機身骨架圖

5. 主翼

主翼為全金屬製雙梁形式主翼並分為了一個貫穿機身的內部翼和兩個連線的外翼共三部分組成。其中內部翼透過數個螺絲和機身組裝並可以在汽車運輸的時候從機身上拆下。

外翼和內翼透過前後桁上的各上下兩個螺絲相連。其中上部的螺絲具有旋轉軸的作用,可以使得外翼向上摺疊,其原理根據3圖所示,在地面上也可以透過人力轉動。

關於翼梁,內翼的兩根大梁為方形結構,上下兩面為45千克的杜拉鋁押出型棧,根據壓縮試驗得出壓縮破壞強度為35kg/平方毫米。外翼的兩根大梁則為兩個長方形並排設定,上下部分為45kg的杜拉鋁押出型棧以及SDCR混用,強度同樣決定為35kg/平方米。為了使得載荷變高,加強材從大梁根部到翼尖逐漸減少,且在外翼中上下部件的衝壓材也被削掉。

骨架和縱通材使用各種L型棧和U型棧並使用SDCH的蒙皮覆蓋。在內翼的兩根長梁間設定有左右各兩個燃料箱並在下表面設定有可以隨時取出燃料箱的部分。

關於翼型,本機採用NACA23012型翼型,從翼根到翼尖的弧度始終保持為2%,而最大翼厚位置則為翼根處全弦15.5%處,翼尖處全弦7%處。安裝角為翼根及摺疊部2°,翼尖處1°15。

摺疊翼(內翼)的前後桁上方的螺栓可以作為軸承向上旋轉150°並透過支撐棒與機身固定,摺疊方法如三檢視所示。摺疊翼側有固定的內齒輪A。

在安裝與該齒輪咬合的齒輪B同軸上安裝蝸輪C,並在蝸桿D的軸端安裝鏈輪E,然後用鏈條F將整個東西向上抬升150°23即可摺疊主翼。大梁底部安裝的栓為傾斜栓,並安裝差動齒輪的手柄和安全裝置以防止操作時發出嘎嘎聲音。

副翼固定在外翼上且在杜拉鋁管桁上安裝杜拉鋁隔框並用布覆蓋。副翼前端安裝了質量配重使其操縱容易且防止震動。在內翼上裝有類似結構的襟翼以降低著水速度。襟翼的操作為手動式。另外,外翼翼尖30釐米處為木製並採用螺絲固定以便在受損時可以隨時更換。

主翼骨架圖

主翼摺疊裝置

6. 發動機艙,發動機架

發動機架由Ro13號和Ro111號鋼管透過焊接組成,其和發動機本體透過包含防震用橡膠圈的7個螺絲相結合。

發動機架透過4個螺栓和機身加強棧相結合。發動機架和機身安裝處的螺栓孔有I12號鋼製的套筒,在意外變形的時候可以簡單的更換。同時發動機架也有支撐炸彈投下誘導栓的支柱。

發動機艙由環形蓋和內部蓋(發動機架艙)組成,環形蓋採用內嵌形式。其後端有為發動機氣筒冷卻用的冷卻襟翼。前方則形成一個環狀,其入口直徑為發動機直徑的80%,其安裝部位於環形蓋和發動機連線處附近的一圈。

中央部為了使得發動機安裝容易分為了三個部分,安裝處使用了緊韌體。冷卻襟翼共13個並透過螺絲嵌合與環形艙骨架結合。其透過位於操縱席操縱把手上的按鈕經過齒輪和聯動裝置開閉,最大開啟角度為30°。

後方蓋(發動機架艙)由前後共四個部分組成,其透過緊韌體緊密相連且與機身防火板相連。在點檢發動機的時候後方蓋可以很容易被取下。

發動機艙,發動機架以及排氣管

7. 尾翼

垂直尾翼和水平尾翼都是雙桁結構,所有的尾翼桁都是I字型結構且強度均為25kg/平方毫米。

對於和機身的固定,如果是垂直尾翼,則固定在機身肋骨上裝設的安裝支架上,如果是水平尾翼則透過傾斜螺栓固定在與機身一體的已固定之垂直尾翼上。

升降舵和方向舵均為羽布結構並設有修正舵起到平衡的作用。

尾翼用表

隨後是一些精選圖片。

操縱裝置

浮筒

燃料系統和油箱

在這之後,愛知連續生產了1號機和2號機,隨後1號機由難波操縱員進行了多達18次試飛,儘管經常進行改裝,但是其操縱效能一直是個大問題。十二試水偵的機身和主尾翼等固定裝置設計的非常合理,可是其副翼,升降舵和方向舵等操縱裝置以及操縱鋼索等裝置一直都有技術問題。如果說升降舵和方向舵只是單純的效果不理想,那麼其副翼就是相當的危險。在2號機的最後一次試飛中,操縱員齊藤兵曹長操縱本機進行俯衝轟炸,結果2號機發生了劇烈的顫動後共振解體,齊藤兵曹長順利脫出後回到地面向愛航技師解釋瞭解體的經過。後經過事故調查後發現本機的問題出在副翼本體和其修正舵上,調查發現十二試水偵2號機的副翼和其修正舵不僅左右質量不平衡,其連線處也有很多小問題(再加上質量不達標),可就是這種種的粗心毛病最後導致了副翼的劇烈顫振,因而解體。事故後2號機被送往修理並針對副翼和其他操縱系統進行大量的改造。

然而,雖然本機很有潛力,其出現的問題也不是多麼難以解決的事情。可是在二號機的問題得以解決準備再次試飛的時候,海航本部下令終止本機的後續開發並將所有開發資源都放在後來的零式水偵上。十二試水偵有很多成功的經驗以及相當多的新技術,這些技術被迅速傳承至後來的零式水偵上,使其成為整個舊日本海軍中最成功的水上偵察機。而且不僅如此,十二試雙座水偵的血脈也沒有就此斷絕,其專案組與兩年後的1939年將專案繼續轉化為新一代的雙座水偵。經過了上一次的失敗,十二試水偵設計組痛定思痛,結合了十二試水偵的優點和最新的技術,最後成功設計出了名震天下的瑞雲水偵。可以說不論是零式水偵和後來的瑞雲水偵,這些最成功的水上機都流著十二試水偵的血脈。十二試水偵雖然本身失敗了,但是正是她引領著日本海軍的水上飛機第一次登上了世界同行當之無愧的第一併引領了水上飛機時代最後的輝煌(完)。

十二試雙座水偵1號機照片

- 全文完,敬請期待下一篇!-

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