• 2022年9月24日

688 “瘦子”和“金鱼”——二战日本海军潜艇部队的艇载机(上)

全文共4942字,配图12幅,阅读需要14分钟,2021年12月17日首发。

1914年11月,德国海军和海军航空兵分别在比利时的泽布吕赫港建立了潜艇基地和航空兵基地,航空兵的任务是探索使用装载12公斤炸弹的FF.29a水上飞机攻击敌方水面舰艇。由于飞机的航程有限,起初的尝试都失败了。

此时,驻扎在这里的“U-12”号潜艇艇长沃而特.弗斯特曼(Walter Forstmann)提出了一个简单而新颖的设想,即使用潜艇装载飞机,并在离攻击目标尽可能近的海域发动攻击。

图1. 搭载FF.29a型双翼水上飞机的德国潜艇,此时潜艇仅能简单搭载飞机,不能提供起降平台

1915年1月6日,一艘搭载了一架FF.29a型飞机的德国潜艇离开码头,在距离英国海岸不到15英里的海面将飞机放入海面。飞机从海面起飞后,直扑英国肯特郡的海军港口,突袭行动取得了成功,潜艇和飞机均各自安全返回了泽布吕赫港。就此,德国人率先开创了“潜水航母”的概念并付诸实践,综合各种军事科技和战略战术上的创新,日耳曼人才是真正的“战斗民族”。

由于吨位限制,潜艇上的飞机主要用来执行特种作战任务和空中侦察。1916年开始,英国、德国、美国、意大利和法国相继开展了载机潜艇方面的研究和试验,德国人更是设计了多款用于潜艇搭载的水上飞机,并在一战中有多次出击记录。

一九一九年,曾在汉莎·勃兰登堡飞机制造厂任职的恩斯特·亨克尔博士转到特拉夫蒙德的卡斯帕飞机制造厂,在那里设计出卡斯帕“U-1”和“U-2”,两款飞机可以拆开装进约7米长、1.8米直径的筒状容器中。飞机采用木夹板制造,结构很紧凑。拆卸时,先用甲板上的小型吊臂将飞机吊起,卸下浮筒,打开尾部的一块小舱盖,扳动里面把手,机翼的锁定装置会脱开;然后把机翼和浮筒贴着机身放到推车上,滑进容器中密封盖紧,整个过程不用任何工具。

图2. 专门用于在潜艇上搭载的U-1型飞机,下面是拆解后的状态,便于在潜艇内装载运输

“U-1”使用西门子公司的星型Halske Sh 4 发动机, 功率62马力,共生产三架;“U-2”采用80马力的Oberursel U0 发动机,但从未生产。当时的工厂主卡尔·卡斯帕在一战中是海军飞行员,故这两种型号都以他的名字命名。

值得一提的是发动机的摇动曲柄设在驾舱中,驾驶员可以自己发动,而不用爬到摇摇晃晃的浮筒上去扳螺旋桨。但在试验和使用的过程中,发现艇载飞机必须在水面施放,丧失了潜艇隐蔽性的最大特点,而且受到海况影响极大。一战结束后的德国百废待兴,军队大幅缩减人员和军费,连维持原来的规模和装备都有困难,更无力装备新型装备。因此,德国军方并未对此表示兴趣,生产的三架“U-1”型艇载机中,有两架卖给美海军,一架被卖给日本海军。不得不说,这是国家国力衰弱的悲哀。

对德国军事力量非常关注和注重山寨的日本人,并未放过潜艇载机这个新鲜事物。虽然在一战中,日本人参加了协约国的一方,但在战后,立即对劫掠的德国军事技术加以抄袭和仿制。

大正十四年(1926年),通过买入的“U-1”型艇载机,日本人仿制出自己的初代艇载机“横式一号”水上侦察机(Yokosho 1-Go),1927年进行了首飞,随后搭载在同样仿自德国的机潜型潜艇“伊-21”号上(1927年3月建成),进行了为期18个月的试验,这是日本海军对“潜水航母”概念的早期实践。

图3. 日本仿制的“横式一号”小艇潜艇用水上侦察机,可见与德国原型非常相似

接下来进一步改进后,又发展出“横式二号”水上侦察机(Yokosho 2-Go)。按实际尺寸制作的木制试验机,由海大-1型潜艇“伊-51”号(1924年6月竣工)携带进行了试验。

1929年,“伊-51”号首次携带小型水上侦察机参加了舰队演习。同年,舰队在给大本营的一份报告中提及:“潜艇进入敌人控制的海域遂行监视任务,要冒很大的危险,且要得到岸基航空兵的支援。然而岸基飞机的作战半径较小,难以完成任务。潜艇即使冒险潜入,也难以单凭潜望镜完成监视任务。因此,除了使用潜艇携带侦察机之外,别无其他办法。”

至此,使用潜艇进行监视、跟踪和保持接触的几种主要样式业已形成,既然海军的大佬们普遍认为这招管用,对艇载机的持续优化改进就提上了日程。1932年1月,“九一式”小型水上侦察机被海军正式采用,1934年,“九六式”小型双座双翼水上侦察机研制成功,该机曾装备在“伊-7”、“伊-8”上参加了侵华战争和太平洋战争中的实战。

关于使用潜艇载机的问题,虽然存在着诸多风险,但在对人命没那么重视的东瀛海军内,多数人的意见认为是适用的,尤其在1939年海军小演习后,认为:“艇载飞机可适时地从大海上起飞,或者利用岛岸隐蔽起飞,使用得巧妙,就可弥补潜艇监视能力之不足。并且,艇载飞机应尽量利用月夜活动。”

通过1941年的远航特别行动,更是取得了以下经验:“仅以潜艇进行隐蔽的监视活动是极为困难的,难以圆满完成任务,故需广泛运用艇载飞机,以提高监视能力。 ”从此,日本海军就确定了以潜艇携带艇载机实施远距离侦察,尤其是航空侦察的潜艇使用方法。这种结论,垫定了在二战期间,日本海军对艇载机与众不同的使用策略和建军思路。

但是,由于艇载飞机可能在波浪汹涌的远洋起降,起降平台又是排水量较小、摇摆剧烈的潜艇,因此起飞和降落时的风险很大。在茫茫大洋中,双座的零式小水侦是否能够顺利找到潜艇的方位,并且顺利被潜艇回收,也是令人头疼的问题。对任何一名飞行员来说,潜艇起降都很可能有去无回。

图4. 德国海军潜艇部队的Ar231型小型潜艇用水上侦察机,最下图为折叠后的状态

正是由于艇载机的危险性较高,欧美各海军强国陆续终止了类似研究计划。直到二战开始后,德国海军才重新开始考虑潜载侦察机的应用可能。1940年,阿拉多飞机制造厂接到合同,生产六架“U-Bootsaugen”,字面上翻译成“潜艇之眼”。这款飞机就是上单翼的单座水上侦察机Ar231,使用气冷六缸直列式赫斯HN501发动机,功率160马力。

Ar231的机翼折叠方式比较特殊,可以将一侧机翼叠放到另一侧机翼上面,然后收于机身上方,机库的直径也控制在1.8米左右。试飞后发现,当水面风速大于20节时,Ar231就无法安全起飞。此外,德国人还从未尝试过使用弹射器来起飞艇载机。

图5. 1928年,英国在M级潜水艇二号艇上进行了载机试验,但随后便放弃

对艇载机最为着迷的还是日本人。1934年1月,针对新开工建造的巡潜-3型大型远洋潜艇的需求,日本海军提出要设计一种双座小型水上飞机,最终由渡边制铁所承担,1935年2月,首批原型机试飞。 渡边方案满足了海军的要求: 单发、双座、双浮筒、双翼,可以折叠装载入潜艇狭小的机库中,可以在2分30秒内装配成飞行状态,在1分30秒内折叠为存储状态。 机载武器仅有一挺7.7毫米后向航空机枪,由后座观察员负责操作,作用也只仅限给自己壮壮胆。 原型机在伊-5号潜艇试飞成功后,日本海军下达了32架的订单。

1938年,量产机被赋予“海军九六式小型水上侦察机”( Watanabe E9W1 )的正式名称,生产一直持续到1940年。尴尬的是,就在“九六式小水侦”生产和入役的同时,他的竞争对手——空技厂研制的单引擎下单翼双座双浮筒的小型水上侦察机也已问世。所以,两款潜艇用小型水侦几乎是同时在海军潜艇部队服役。

九六式小水侦之所以产量很低,显然是受到了那个时代双翼机正在迅速被单翼机取代的影响,类似的情况也出现在海军的舰战(双翼的九五舰战到单翼的九六舰战)、舰攻(双翼的九二舰攻到单翼的九七舰攻)、舰爆(双翼的九五舰爆到单翼的九九舰爆)、舰侦(双翼的九五水侦到单翼的零式水侦)等机型上。

不过,九六式小水侦仍在一线年,九六式小水侦参加了侵华战争早期,日本潜艇在华南的行动,以及日本潜艇对珍珠港的航空侦察。 1942年,盟军给予这种小型双翼水上侦察机一个比较贴切的绰号“斯利姆”(意为“瘦子”)。

图6. 九六式小型水上侦察机,双座双浮筒设计,该机的尺寸已经明显大于德国同行

1936年底,按照“〇三舰艇补充计划”,日本海军开工建造甲型和乙型远洋潜艇,两者都是3000吨级的大型潜艇,可携带一架艇载机。此时,日本海军已经不再满足于九六式小型水侦,他们需要更加先进的艇载水上飞机。新式艇载机的设计要求于1937年发给三家开发商——海军航空技术厂(简称空技厂,kugisho),横石厂(Yokoshi)和渡边造铁所(Watanabe)——后面两架都曾经在艇载机上有点基础。

1939年,空技厂和渡边造铁所拿出了各自的原型机,经过军方的比较,空技厂的方案胜出,可怜的渡边所在整个二战期间都没能得到什么像样的订单,但是该公司改名九州后,拿出了让人耳目一新的“震电”局地战斗机方案。

图7. 1939年,试飞中的空技厂的下单翼小型水上侦察机E14Y1,此时仍为半封闭式的座舱,另外值得一提的是该机的垂直尾翼采用了拉长降高的设计,同样是为了存储方便

空技厂方案为单引擎双浮筒,动力系统为一台340马力的日立公司九缸星型风冷发动机,木制双叶片恒定螺距螺旋桨。机身采用金属管制成的动力框架,机身上装有硬铝薄膜,尾部装有薄片。机翼和尾翼组件采用混合结构和亚麻外壳。用于放置在椭圆形航空机库潜艇中,整机的长度仅8.5米,宽2.4米,高度在折叠后仅1.4米。格纳状态时,尾部水平机翼也可向下折叠。全金属的浮筒在格纳状态时也是被拆除,并存放在机身下方的空间内。

图8. 存放在潜艇机库中的格纳状态,注意机翼被向后折叠,水平尾翼向下折叠,浮筒被拆除并存放在机身下方的空间

图9. 空技厂E14Y1小型水上侦察机,注意在机翼下挂载有两枚30千克炸弹

图10. 模型彩绘,一架蓝绿色涂装的零式小型水侦,从巡潜乙型潜艇伊-29号上起飞后绕艇飞行。零式小水侦的机翼下有两个炸弹挂架,通过当减少携带的燃料量、拆除自卫武器,并在减少搭乘人员的极端情况下,也可以挂载两枚76公斤炸弹,相当于将90公斤的荷载留给了炸弹

跟开放式座舱的九六式小水侦相比,空技厂的方案最初采用了半封闭的玻璃座舱设计。 舱内可容纳二人——前座飞行员和后座的观察员兼机枪手。 为了与潜艇进行通信,观察员位置设置有无线电台,并有一挺自卫用九二式7.7毫米航空机枪。

武器方面,机翼下方设计了两个炸弹挂架,标准挂载为两枚30公斤炸弹。极端情况下,通过减少燃料库存、拆除机枪、甚至减掉后座观察员,只搭载飞行员一人时,可以挂载两枚76公斤炸弹。

试飞时,空技厂原型机的最大飞行速度达到每小时239公里,但在海拔1000米的巡航速度仅为每小时157公里,而且原型机也存在超重,航程达不到设计指标的问题。此外,在飞行过程中,出现了令人不满意的旅行稳定性。

在量产型中,燃油容量被增加到340升,机身也做了改进,提交了稳定性,为了降低风阻,玻璃驾驶舱改为全封闭式。水平飞行的最大速度增加到每小时246公里,并能以每小时167公里的速度巡航。正常飞行距离增加到822公里,最大航程为1074公里,实用升限5420米。

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