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主题:【原创】闪电的“二”传统之一:战略性犯“二” -- 空中吴钩

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    • 家园 【原创】闪电的“二”传统之三:双身恶魔

      这是我在我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”上的一个文章系列。

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      F-35叫“闪电II”,那么有没有“闪电I”?不但有,还不止一个,而是有二个;而且这两个一个比一个“二”。今天说说第一个——P-38“闪电”。

      日本偷袭珍珠港成功之后,整个第二次世界大战初期的太平洋上空,美军主力陆基战斗机P-40“战斧”和主力舰载战斗机F4F“野猫”在空战性能上都不如日军的零式战斗机。

      三菱重工由四眼瘦子堀越二郎设计的零式战斗机技术并不先进,但是却灵活异常,更可贵的是续航能力绵长,尤其适合在广袤的太平洋作战。

      三菱重工能开发出这么一款在飞行性能上压倒绝大多数同时期美国飞机的战斗机,关键原因是日本鬼子极为残忍,连自己人的性命也不当回事。零式不但没有战斗机标配的装甲,而且结构单薄,更有甚者,连自封闭油箱都没有。自封闭油箱即使被击中,也可以自动封闭被击穿的漏洞防止泄漏燃油,是防止战斗机被击中后起火的关键。零式就是靠去掉这些必须的东西省去很多重量,使得飞机非常轻巧。

      下图是一张瞄准镜照片,是一架日本零式在击落一架美国B-24轰炸机后,又残忍地连续射杀了两名跳伞逃生的美国飞行员。此时一名叫欧文?约翰?柏格特(Owen John Baggett)的跳伞飞行员拔出手枪还击,并击落了这架零式。其实零式如果结构坚固并有装甲和自封闭油箱,几乎不可能被手枪击落,而零式恰恰没有这些:

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      面对被偷袭的珍珠港,残忍无比的日本鬼子,和灵活异常的三菱重工零式战斗机,美军在二战初期的太平洋上空力挽狂澜的是一种让日本人觉得很邪门的战斗机——洛克希德P-38“闪电”。

      日本人为什么觉得邪门呢?看看P-38“闪电”的照片就知道了:

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      这个飞机居然有两个机身!

      P-38“闪电”相对零式最大的特点就是一个字——快。仰仗双机身上两台发动机提供的强劲动力,闪电比零式速度更快、加速更快、爬升更快。在空战中闪电不会和零式缠斗,而是利用自己的速度、加速、爬升优势高速接近零式,一顿射击后就脱离,然后返回来重复这个模式,直到零式被击落。零式虽然筋斗翻得溜,转闪腾挪犹如鬼魅,奈何想追却追不上闪电,想跑却又会被闪电赶上,简直是被闪电当猴儿耍。日本鬼子在领教了这个邪门飞机的邪门本事之后,给它起了一个名字:双身恶魔。

      双身恶魔最出名的战绩就是击毙日本海军军魂人物——山本五十六。

      下图是偷袭珍珠港的策划和指挥者,日本联合舰队司令,日本海军大将山本五十六:

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      1943年4月18日,布干维尔岛上空,虽有六架零式战斗机保护,山本五十六乘坐的三菱重工一式陆攻机仍然被一只由16架双身恶魔组成的伏击机群击落,山本五十六毙命。此战双身恶魔共击落两架一式陆攻机和三架零式,自己损失一架。

      P-38“闪电”还造就了大量的美国王牌,其中美国第二次世界大战排名第一和第二的两大王牌都是飞P-38的。

      理查德?邦格(Richard Bong)驾驶P-38共击落了40架日本飞机,成为美国二战王牌之首。除了代表战绩的几十面日本军旗,邦格还把自己妻子玛姬(Marge)的头像画在自己的P-38上,并把自己的飞机命名为玛姬(Marge)。下图就是美国二战第一王牌邦格和他的玛姬号P-38“闪电”:

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      托马斯?麦奎尔(Thomas McGuire)驾驶P-38击落了38架日本飞机,是美国二战排名第二的王牌飞行员。麦奎尔把自己的P-38叫做胖墩儿(Pudgy)。二战中美国飞行员更新飞机的频率是很高的,一是因为频繁血战导致飞机战损,二是因为美国强大的研发与制造能力使美军得以频繁接收性能更强的新改型飞机。下图是麦奎尔和他的第五架P-38,是二战后期性能已经大幅度提升的P-38L型,麦奎尔把它命名为胖墩儿五号:

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      P-38“闪电”特立独行的双身构型使得它在性能上超越了同时代的所有美国战斗机:P-40“战斧”、F4F“野猫”、P-39“空中眼镜蛇”。不但如此,后来出现的更先进的战斗机虽然性能比P-38好,却好得并不多,并不足以完全替代P-38“闪电”。这些新一代的战斗机是P-47“雷电”、P-51“野马”、F6F“地狱猫”、和F4U“海盗”。这就导致了P-38“闪电”成为二战中唯一的一种从战争开始一直生产到战争结束的美国战斗机。从P-38贯穿整个二战“常青树”般的表现看,这个独特的双身设计非常成功。

      设计出P-38“闪电”这个双身构型的,就是后来创建臭鼬工程队的凯利?约翰逊。下图是二战时的凯利?约翰逊:

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      凯利为什么用这个双身构型的呢?一个原因是单台发动机功率不足而不得不用双发动机。P-38的设计是在二战开始前进行的,那时候美国没有一种发动机能仅仅用一台就驱动战斗机达到P-38需要达到的高速,所以P-38不得不采用两台发动机。另一个原因是动力系统的体积问题。P-38选中的发动机是艾利逊公司的V-1710液冷发动机。V-1710采用了机械-涡轮增压器来增强高空性能,而其中的涡轮增压部分有巨大的体积。

      下图是凯利在考虑如何在P-38上布置两台发动机时画的一张草图:

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      上面草图中第一号方案就是常规方案,发动机舱必须长长地延伸到机翼后很远的地方以容纳涡轮增压装置。这个方案规规矩矩,但两个巨大的发动机舱外加后机身会导致飞机重量较大;

      第二号和第三号方案把两台发动机一前一后地安装在机身中,然后用长长的传动轴驱动或在机翼后缘(第二号方案)或在机翼前缘(第三号方案)的螺旋桨。这两个方案都需要长长的而且要转弯的传动机构,不但复杂沉重,而且很容易有共振之类的头疼事儿;

      第四号方案发动机舱向后延伸以容纳涡轮增压装置,而被延长的发动机舱同时作为安装尾翼的后机身,省去了第一号方案的中央后机身从而节省了重量;

      第五号方案则去掉了第四号方案的中央驾驶舱,让飞行员在左侧的机身中操纵飞机。这个方案导致左侧机身不太容易装下巨大的涡轮增压装置,而且左右不易平衡,因为左边多了个驾驶舱;

      第六号方案采用前拉后推的布局。这个方案会导致跳伞逃生的飞行员被后面的螺旋桨搅成肉馅,因为那时候还没有弹射座椅。

      综合比较各个方案,凯利选中了第四号方案。

      下图是P-38“闪电”的结构图:

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      P-38“闪电”的这个布局还有一个其他美国主力战斗机都没有的巨大的优点,就是火力凶猛并且无论近距离还是远距离都有高的射击精度。火力凶猛是因为巨大的机鼻可以容纳下20毫米口径机炮;远距离和近距离射击精度俱佳是因为所有的机炮、机枪都集中安装在驾驶舱前的机鼻中,非常接近飞行员瞄准线并符合惯常的射击习惯。相比之下,美国其他主力战斗机的武器都是分散布置在机翼上并且只有12.7毫米口径机枪,虽然近距离射击精度很高,但远距离射击效果欠佳。

      瑕不掩瑜,P-38“闪电”也有一些缺点,主要是平尾易受干扰和驾驶舱加热能力不足。

      平尾因为和主翼以及驾驶舱基本处于同一个平面上,导致被主翼和驾驶舱扰乱的气流流过平尾,是平尾易受干扰的主要原因。

      驾驶舱太冷是因为驾驶舱远离发动机而P-38的基本设计没有充分利用发动机的高温给驾驶舱加热。这在太平洋战场不是个问题,因为战斗不但在热带地区而且发生空战的高度通常不高。但在欧洲战场却是一个挺头疼的问题,因为欧洲冬天很冷而且空战通常发生在更加寒冷的高空。这也是为什么P-38“闪电”最出彩的地方是太平洋战场。

      不过P-38优异的性能证明了这个双身设计的总体优势。后来仍有飞机采纳类似的双身布局,并吸取了P-38的教训。

      下图是二战后期北美公司设计的A-51“种马”,请注意为了避开主翼和驾驶舱的气动干扰,A-51采用了高高布置在垂尾顶端的平尾:

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      下图是上世纪六十年代罗克韦尔公司研制的战场观察机/轻型攻击机OV-10“野马”,曾在越战中广泛使用,也是采用高平尾:

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      凯利?约翰逊开始设计P-38“闪电”时只有二十多岁。这架外形奇特、性能优异的战斗机不但在空战中压倒了日本鬼子,也标志着一位杰出飞机设计师的诞生。“自古英雄出少年”,此言不虚也!

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      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之一:战略性犯“二”

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之二:鬼手臭鼬

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之三:双身恶魔

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之四:与熊共舞

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之五:鬼怪

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    • 家园 我的贴图方法

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    • 家园 看不到图,这样的。

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      发张截图,我看到的是这样的。

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      • 家园 楼主用的是微软云盘的外链

        不知道是外链不支持请求还是图片地址引用出错~潮哥 你看这张图片你能加载不?

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        如果不能试着在地址栏里打开这个图片链接,如果不能打开,说明你的浏览器在解析地址这块不支持远程解析。那么最好的解决方式是换个浏览器,比方说火狐或者chrome 或者升级下原生IE浏览器版本。

        https://zpnpha.bn1303.livefilestore.com/y4pUcSn3Z2wr_CAsz_qx9dtfmnISlAsR4_NrLmzA62rUS_a1TP-hibrWVQ3qgITYcq_MLe5AvronurZPgdRmOFCjphvsvC1d-0J5UMf1-3EaWKO7Kxe5_MivFFMnigjvx0UxCEtN2nm_gbwVgad65ocUMPK0NsroD4SvOc_sIDwCEQHBeql6YC4T5ilWzvH-BPSULuEn3atfP97aTRbh_C97Q/TOPGUN%20F-35C%20A59.JPG?psid=1

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    • 家园 无图

      无图还是我看不到?

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    • 家园 【原创】闪电的“二”传统之二:鬼手臭鼬

      闪电的“二”传统之二:敢想敢干敢KISS的鬼手臭鼬和凯利十四条

      这是我在我的微信订阅号 AWUGOU “空中吴钩”上的一个文章系列。

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      上文说到美国军方让洛克希德成为美国空军、海军、海军陆战队所有第五代隐身战斗机的总承包商,是战略性犯“二”。然而美国空中力量从两次世界大战、朝鲜战争、越战、海湾战争等血战中一路杀将过来,岂是能轻易被糊弄的?原来这个被美军如此信任的洛克希德公司更是超级的“二”,一直是在航空技术的最前沿劈山开路、冲锋陷阵的急先锋。

      隐身时代就是由洛克希德的核心研发部门——臭鼬工程队开启的。

      下图是臭鼬工程队,这个西方最有开创性的航空技术开发团队的标记:

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      上世纪六十年代,臭鼬工程队为美军开发了SR-71“黑鸟”战略侦察机。直到半个多世纪后的今天,黑鸟仍然是官方速度记录的保持者。黑鸟的巡航速度是音速的3.2倍,比步枪子弹还快。

      下图就是比步枪子弹还快的SR-71“黑鸟”:

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      黑鸟在服役的几十年中曾在全世界执行侦察任务,有的行动非常凶险,却从未被击落过。这一是因为黑鸟飞得非常快非常高,对手还没反应过来,黑鸟已经飞走了;而另一个原因,是臭鼬工程队在黑鸟上采用了一些削弱雷达反射的设计,从而降低了对手发现黑鸟的距离、减小了对手能够做出反应的时间窗口。

      之后,臭鼬工程队把这种削弱雷达反射的技术与电传操纵和放宽静稳定技术结合,搞出了世界第一架实用的隐身飞机F-117。从此航空进入隐身时代。那时候是上世纪八十年代初,隐身技术还很“原始”,只能采用平面来拼凑出飞机的外形,所以F-117看起来恍如来自非人世界。

      下图是第一种实用隐身飞机F-117:

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      F-117虽然飞不高、飞不快,而且动作笨拙,但凭借隐身绝技成为美军上世纪八、九十年代专啃硬骨头的攻击机。

      这个由臭鼬工程队开创隐身时代,从而引导美国军方的航空军备发展方向,并一举改变战争方式的过程,充分体现了臭鼬工程队敢想敢干的作风。这也是美国军方对洛克希德信任与依赖的来源。

      臭鼬工程队能有此成就,关键是秉承了其创始人凯利?约翰逊的航空科技理念和管理方式。这种理念和管理方式可以归纳为以下三点:

      第一是KISS。

      KISS作为英语单词,是亲吻的意思。但是在工程界,KISS是Keep It Simple, Stupid的缩写。虽然这个KISS的核心意思就是要保持简单,但不同的人对这个带一个逗号的短语有不同的解释。而臭鼬工程队创始人凯利?约翰逊则直接把那个逗号去掉,所以臭鼬版KISS是:KeepIt Simple Stupid,我的翻译是:简单到愚蠢。

      中华文明中,有“大道至简”、“大智若愚”的说法,高深而难以体会。而“简单到愚蠢”的KISS则是基于每天都在作的那种一砖一瓦、一螺一钉的事情,和每天每时的起心动念。二者都很值得细细思考和体会,但KISS似乎在日常行为上更具指导性。

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      脸书创始人扎克伯格就是个很KISS的家伙。除了诸如结婚、见教皇之类重要场合,他基本上永远穿一件灰不溜秋的和尚领T恤衫。因为他天天穿得一样,所以还要给质疑他不讲卫生的人解释,他买了很多一模一样的T恤,是经常换洗的。

      下图是脸书(FaceBook)创始人扎克伯格(Mark Zuckerberg)和他的衣橱:

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      第二是敢想敢干。

      从世界第一架两倍音速飞机F-104“星”,到世界第一架三倍音速飞机SR-71“黑鸟”,到世界第一架隐身飞机F-117,臭鼬工程队最大的特点就是可以在短时间内造出并飞出实实在在的、创造性的实体实物。

      所以虽然敢想非常宝贵,但没有敢干的敢想基本没什么用。要以最快的速度做出实体实物并实用化,然后再一步一步地完善。比如第一代隐身飞机F-117除了隐身其他方面都不如当时的非隐身战斗机,但是F-117仅仅凭借隐身就能啃动其他飞机啃不动的硬骨头。之后,随着隐身技术的进化,下一代隐身飞机才在其他方面赶上来。

      第三是打破成见、打破束缚。

      事实上F-35“闪电II”本身就打破了凯利?约翰逊那条著名的“第十五条原则”。这个原则大概是凯利?约翰逊在受了海军的刺激后情绪激动地制定的,可以翻译成:“饿死也不要和该死的海军打交道。那帮家伙根本不知道自己想要什么并且会先让你撞墙然后要么伤了你的心要么把你身上其他突出的部位断掉。” 凯利的英文原文是:“Starvebefore doing business with the damned Navy. They don't know what the hell theywant and will drive you up a wall before they break either your heart or a moreexposed part of your anatomy.”

      而臭鼬工程队显然没把自己创始人的这条禁令当作不可逾越的障碍,因为F-35“闪电II”家族中的F-35C恰恰就是海军型,是在航空母舰上使用的。

      下图是正准备从航母上弹射起飞的F-35C:

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      既然说到了凯利?约翰逊的原则,我在这里列出他著名的“凯利十四条“原文和我的翻译。这是创造了SR-71“黑鸟”等一系列工程奇迹并开辟了隐身时代的十四条,所以是非常有价值的高科技研发管理原则。但是只有敢于打破束缚、不拘泥于各种条条框框的人和团队,才能真正驾驭这十四条:

      凯利十四条

      空中吴钩译

      1. The Skunk Works manager must be delegatedpractically complete control of his program in all aspects. He should report toa division president or higher.

      臭鼬工程队的经理必须被赋予能够切实地、完全地控制他的项目的所有方面的权力。他应该向一个部门主管或更高职位的主管述职和汇报。

      2. Strong but small project offices must beprovided both by the military and industry.

      军方和工业界双方必须都提供规模虽小却是强有力的项目办公室。

      3. The number of people having any connection withthe project must be restricted in an almost vicious manner. Use a small numberof good people (10% to 25% compared to the so-called normal systems).

      必须以接近恶毒变态的手段控制任何能够接触项目的人员的数量。仅仅用数量很少但很优秀的人员(仅仅用所谓正常项目所需人员数量的10%到25%)。

      4. A very simple drawing and drawing release systemwith great flexibility for making changes must be provided.

      必须有一个能够灵活更改工程图纸的、而且非常简洁有效的制图和发图体系。

      5. There must be a minimum number of reports required,but important work must be recorded thoroughly.

      报告的数量必须限制到最少,但是重要的工作必须彻底记录。

      6. There must be a monthly cost review covering notonly what has been spent and committed but also projected costs to theconclusion of the program.

      每月必须有成本核算而且不但要包括已经使用已经兑现的,还要包括对直到计划完成时的成本的预计。

      7. The contractor must be delegated and must assumemore than normal responsibility to get good vendor bids for subcontract on theproject. Commercial bid procedures are very often better than military ones.

      供应商必须被赋予、并且必须承当超出常规的责任以通过竞争找到好的分包商。商业竞标程序通常比军方的更好。

      8. The inspection system as currently used by theSkunk Works, which has been approved by both the Air Force and Navy, meets theintent of existing military requirements and should be used on new projects.Push more basic inspection responsibility back to subcontractors and vendors.Don't duplicate so much inspection.

      臭鼬工程队现行的质量检验体系已经被空军和海军认可,适合现行军事要求的意图,所以应该用在新项目上。让分包商担负起更多的基本检查责任。不要过多重复这种检查。

      9. The contractor must be delegated the authorityto test his final product in flight. He can and must test it in the initialstages. If he doesn't, he rapidly loses his competency to design othervehicles.

      供应商必须被赋予在飞行中测试他们最终产品的权限。供应商要能够而且必须在项目早期就进行测试。如果一个供应商不这样做,它就很快失去设计其他运载器的竞争力。

      10. The specifications applying to the hardware mustbe agreed to well in advance of contracting. The Skunk Works practice of havinga specification section stating clearly which important military specificationitems will not knowingly be complied with and reasons therefore is highlyrecommended.

      在签订合同之前很早就必须就硬件的具体要求达成共识。臭鼬工程队会强烈建议在合同中有一个专门关于要求的部分,清晰地写明因为什么原因,哪些重要的军事要求不会被特意遵从。

      11. Funding a program must be timely so that thecontractor doesn't have to keep running to the bank to support governmentprojects.

      对一个计划的拨款必须及时到位,这样供应商就不必总是跑银行去让政府项目继续下去。

      12. There must be mutual trust between the militaryproject organization and the contractor, the very close cooperation and liaisonon a day-to-day basis. This cuts down misunderstanding and correspondence to anabsolute minimum.

      供应商与管理项目的军方组织之间必须建立互信,要达到每天都紧密合作并密切交流的地步。这会把误解和因误解而产生的问题减到最少。

      13. Access by outsiders to the project and itspersonnel must be strictly controlled by appropriate security measures.

      必须用合适的安全手段严格控制外部人员与项目和项目人员的联系。

      14. Because only a few people will be used inengineering and most other areas, ways must be provided to reward goodperformance by pay not based on the number of personnel supervised.

      因为项目的工程方面以及绝大多数其他方面都仅仅用数量很少的人员,这些人员的薪酬必须依据他们的表现而定,不能依据每个人管理多少人而定。

      以凯利?约翰逊和他设计的SR-71“黑鸟”的合影作为这段文字的结尾:

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      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之一:战略性犯“二”

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之二:鬼手臭鼬

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之三:双身恶魔

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之四:与熊共舞

      空中吴钩:【原创】闪电的“二”传统之五:鬼怪

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