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主题:【原创】喷火魔龙—空中炮艇的航迹一 -- 南山贼

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家园 【原创】喷火魔龙—空中炮艇的航迹一

飞机诞生以后就是一个奥林匹克精神的标准代表,更高、更快、更强、更远始终是飞机制造者和使用者追求的目标,为了达到更强的目标人们一直以来都在尝试在飞机上安装重型火炮,期待制造出能像战列舰那样强大的破坏者,但大口径航炮的运用始终受制于一些技术瓶颈,事实上37毫米以上口径的航炮从来没有作为机载武器大范围的流行过,小范围的得意并不意味着它的性能真的符合要求了,例如米格-15系列的37炮就被认为是不合适的空中格斗武器。大口径航炮根本性的优势在于其对重型轰炸机,小型舰船和坦克的一击必杀的威力,这点在导弹和制导炸弹出现以前的年代对人们有着致命的吸引力。但大口径航炮的缺点也和它的优势一样突出,首先它重量太大,对飞机载荷有着比较高的要求;其次大口径航炮发射时产生的巨大后坐力对载机的结构强度是一个严峻的考验;再次,大口径航炮相对较少的弹药携带量和相对较低的射速也是个棘手的问题。虽然从理论上来讲无后坐力炮是一种前途光明的解决方案,但事实上我们看到在飞机上应用无后坐力炮几乎就从来没有成功过。

  尽管大口径航炮没有成为机载武器的主流,但空中炮艇的梦想却始终没有消失,我们向上追溯它最早的发端是在法国—浪漫的世界航空发源地。最早能被称为空中炮艇的是Tellier T.7,这种主要被用作反潜的大型水上飞机拥有4名机组成员,最大留空时间可达8小时,机上装备2挺机枪,120公斤炸弹和一门75毫米航炮(携弹量30发)。但是该型飞机最终停留在原型机阶段,并未服役,后来在1920-1922年间,它仍然作为75毫米航炮的测试平台进行了一系列实验。法国人喜欢在飞机上装大口径火炮的喜好由来已久,单发的布雷盖-5和瓦赞-5装备了哈奇开斯37毫米/47毫米火炮。这种脱胎于海军型37毫米炮的武器生产数量十分巨大,从陆军到海军都使用这种东西,瓦赞-5型是一种比较成熟的双翼单发轻型轰炸机,于1915年开始服役,除了安装1门37毫米航炮外,还可携带60公斤炸弹。这种哈奇开斯37毫米航炮与他的原型一样需要采用手动装填,因此射速极低,法国人主要将其用于对地攻击。

  另一种早期炮艇机是英国海军1000型(TYPE 1000),通常被称为AD-1型。这种巨型水上飞机1916年首飞,当时英国人的设计思路是用这种攻击机对付德国的小型舰艇,为它配套的武器可非同寻常,当时的英国人偏爱技术革新,克里兰德•戴维斯设计了以他的名字命名的戴维斯大口径航炮,其炮身简单到几乎就是一段前后开口的钢管。火炮发射时产生的后坐力被向后喷射的部分火药气体抵消,从而实现无后坐力。戴维斯航炮共有3个型号量产,分别是2磅、6磅和12磅炮,作为攻击德国巨大的齐柏林飞艇的机载武器服役,但不久就被英国皇家空军从装备序列表里除名,因为它巨大的后射焰对当时机体结构脆弱的飞机来说是难以承受的。本来计划安装在AD-1上的戴维斯12磅炮也被换成了传统型的12磅海军炮,大炮被安装在AD-1的机鼻上,射角为+49到-38度。最终一战的结束使一切工作都停止了。

虽然如此,无后坐力炮仍然被当时的设计师频频搬上飞机,因为大口径的诱惑实在太大了,尤其是使用DPR可以达到不可思议的100mm,苏联的B•S•斯特奇金和L•V•库尔奇耶夫斯基试图和图博列夫一起向机载火炮口径纪录挑战,要不是图博列夫和库尔奇耶夫斯基都被大清洗给人家蒸发了,他们两个不知道会弄出什么怪物来,不过就这几年的工夫他们还是做出了几个非常有想象力的东西,例如ANT-23,它有两台发动机,一推一拉,被分别安装在机身前后的发动机舱内,这就使得飞机必须采用双尾梁设计来给螺旋桨让地方,一个天才的设想诞生了,APK-4型炮长长的炮身被做成了飞机的双尾梁!在气动布局上该机是成功的,但是安全性则非常糟糕,因为无论是炮管膛炸还是被击中,损害都是致命的,飞机的整个尾翼都会不翼而飞。因此ANT-23方案最终被放弃也就可以理解了。改进后的ANT-29是一架传统的双发飞机,机身上装备1门102毫米DRP炮。接下来就是肃反了,当然这些研究都被搁置了。

 等到图波列夫重获自由二战已经开始了,这时的他已经没那么富于创造精神了,他只是在图-2的第二架原型机图-2Sh上装备了一门75毫米炮,它的第三架原型机本来可以成为世界上正面火力最强大的飞机,它装备了两门ShVAk20毫米机炮,两门37毫米NS-37机炮和两门45毫米NS-45机炮。可惜这时候已经进入喷气时代了。苏联人的空中炮艇梦结束了,而美国人的魔龙还是未孵化的龙蛋。但是就是这最后出生的两只龙宝宝实现了喷火魔龙的赫赫威名。

元宝推荐:一直在看,
家园 一战时期,有过一个“空中战列舰”的时代

不仅法国,英国/美国/澳大利亚和意大利也都参与其中。造的火炮一个比一个大。真不敢相信,那种木质结构的飞机上能装下这么大口径的火炮~

家园 【原创】喷火魔龙—空中炮艇的航迹二

第一种有空中炮艇称谓的是号称北美空中炮艇的B-25G米切尔中型轰炸机。这种不太成功的陆航飞机后来被大量用于反潜和海上巡逻,B-25G装备有1门75毫米M-4航炮,B-25H则换成T-13E1 型75毫米炮。M-4是一种轻巧紧凑的陆军火炮,刚好能被装在B-25的机鼻里。T-13E1则是在M-4基础上专门为飞机设计的轻型化版本。这种火炮在对付小型舰船和地面目标时非常有效,但是这种飞机出现的时间太晚了,当时的太平洋上已经没什么东西值得他打了。

和他同为难兄难弟的是蚊式FB.MK XVIII型,它装备了莫林斯6磅炮,口径达到57毫米,炮长3.78米。这种火炮的自动化程度比起美国人使用的需要一发一发手动装填的M-4高得多。全自动的发射方式和容弹量22发炮弹的旋转弹仓为它提供了强大的火力密度,可惜的是43年7月以后在北大西洋上它也是英雄无用武之地。

美国人后来搞了个A-38灰熊(Grizzly)攻击机,它最大的设计缺陷是使用了和B-29一样的发动机,结果这种机鼻处安装着威力强大的T-15E1 75毫米航炮(备弹20发)的优秀攻击机因为要给B-29让路而下马。如果不是这样,我们在朝鲜和越南都会见到这只凶悍的熊。如果有他在,喷火魔龙AC-47可能就不会出现了,我的题目有可能也要改成空中飞熊了。

轴心国也不是没有考虑过使用大口径航炮来屠杀地面目标,Hs-129上曾经安装过威力惊人的75毫米口径BK-7.5航炮,但是这种临时拼凑的飞机动力不足,是典型的小马拉大车,德国人最常用的Ju-88P同样也不能承受75毫米口径的KwK-39和PAK-40的重量和发射冲击。

而更加野心勃勃的计划是出自意大利人之手,它的名字是Piaggo P.108A。这是一种类似B-17的四发大型现代化轰炸机,但由于意大利实力有限,Piaggo P.108A只建造了很少数量, Piaggo P.108A在机鼻安装了一门102毫米海军炮,射角向下。这种火炮是著名武器制造商奥托.美莱拉设计的精品,火炮加上反后座系统全重任然不超过1500公斤,火炮备弹50发,加上其它的武器可载弹药总重为1吨,根据使用反馈,这种攻击机的性能不错,但是从意大利人糟糕的战绩来看,他们的使用不是很得法。

日本的屠龙二式和Ki.102双发战斗机装备过57毫米口径的Ho-401。甚至曾将88型75毫米空降兵用防空炮安装在Ki.67轰炸机上,编号为Ki-109。这种火炮被装在机背上,向上发射,这样做是为什么大家都知道吧?

家园 太过分了~~居然一朵花也没有~~
家园 多谢

其实这个在当年的航空知识上都介绍过,我只是捡重点串一下

多谢
家园 继续继续呀~~

宫崎骏老爷子也是空中炮舰的扇子呢~~~《风之谷》里的飞机/飞艇之间的炮战堪称经典^-^

家园 【贴图】反对意见:炮艇机是采用侧射武器系统而非炮上飞机

这些和AC47、AC130工作模式完全不一样啊,实战中炮艇机是采用侧射武器系统的。

比起“大炮上飞机”,炮艇机更加像是一种新的战术理论的运用。

这些等于炮上飞机,但是工作模式依然是直线型的:

对准目标-俯冲-开火-掠过目标-转弯掉头-对准目标

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A130的工作模式是圆形的盘旋:

靠近目标-围绕目标盘旋-火力准备-标定目标-歼灭目标

侧射武器系统概念的变迁

  炮艇机的概念源自于侧射武器系统概念,而后者早在一战时期就出现了。当时就有安装了旋转枪架(机枪可以在枪架上旋转向侧面开火)的战斗机在各国空军中服役。1926-1927年,美国空军得克萨斯州圣安东尼奥空军基地初级飞行训练教官,弗雷德·内尔森就曾向陆军司令部兜售过他的侧射武器系统,当时他将1挺可侧射的7.62毫米机枪安装在他的DH-4双翼机的机翼上。测试非常成功,内尔森驾驶DH-4做“灯塔盘旋”(Pylon Turn),通过安装在机翼支撑柱上的瞄准装置射击,地面上用石灰画出的目标区域被机枪命中数次。

  真正比较完整的提出炮艇机(Gunship)这个富于想象力的概念的人应当是爱荷华州的吉尔莫·C·麦克唐纳,1942年4月27日,时任第95海岸炮兵团(高炮)上尉的麦克唐纳提出将侧射武器系统用于反潜作战。他在建议中比较明确的指出了侧射武器系统在反潜上的优势:安装常规轴向射击武器的飞机在一次攻击完成后必须通过一系列机动动作,才能再次进入攻击航路,在这段时间里,潜艇甚至不在飞行员的视野内。它完全可以在两次攻击间的间隔时间里做些事(紧急下潜或者还击)。而安装侧射武器的飞机则能一直在潜艇上空盘旋,进行连续的火力压制,这甚至使潜艇兵根本无法靠近他们的高射炮。当年5月2日,麦克唐纳又写信给多佛陆军航空队基地的发展与研究办公室,建议将T-59超级巴祖卡火箭筒装上联络用轻型飞机,在盘旋攻击航路中,以侧射的巴祖卡攻击敌军的坦克和步兵部队。但他的建议没有引起陆军的兴趣。尽管美国陆军没有正式采纳侧射武器系统这个概念,但在实战中却有类似的运用,比如著名的B-29飞行堡垒和B-25解放者轰炸机都依赖于机身腰部的机炮或机枪对抗轴心国的拦截战斗机。而在亚洲战场,美国第443运输机团的C-47运输机为了支援英军在缅甸战区的作战,也曾在机身两侧都安装了12.76毫米机枪。但随着战争的结束,这个即兴创作很快被遗忘了。

炮艇机概念重生

  16年后的1961年9月14日,已经成为空军中校的麦克唐纳再次向战术空军司令部提交了一份名为《侧射火箭弹和航炮》(Transverse Firing Rocket And Guns)的报告。在报告中他重申了侧射武器系统在战术上的优点,并且强调了其在成本上的优势——这样的武器系统无须为其设计专门的载机,只要对联络用轻型飞机稍做改装即可。9月19日他在提案附件中明确提出解决导航、火控和弹道问题大约仅需10万美元,时间大约半年,定型后需要数百小时的飞行测试,因此需要用到佛罗里达州艾格林空军基地(Eglin AFB)的水上和陆上实验场。但他的建议再一次石沉大海。

  1961年底,拉尔夫·E·弗里克斯曼博士,贝尔空间系统公司的助理总工程师在空军基地遇到了麦克唐纳中校。在交谈中,他得知了后者向战术空军有限战争委员会(Limited War Committee)提出的建议并听到了后来流传甚广的南美传教士的故事(关于一位被称为圣徒内特的南美传教士的故事,他长期驾驶轻型飞机向边远山区和村落运送邮件和物资。由于没有机场,邮件和物资只能空投,为了使这些东西准确落到预定地点,内特想出了一个奇怪的办法。他驾驶飞机做超低空飞行并用一根长绳子将飞机和地面连接起来,飞机所做的机动实际上就是“灯塔盘旋”。结果,邮件和其他货物极其精确的扔在预定空投地点)。没人知道圣徒内特的故事是真是假,但与麦克唐纳的交流使弗里克斯曼几乎立刻就迷上了炮艇机概念。弗里克斯曼又回想起他做飞行教官时的经历,当时他驾驶飞机绕一根栅栏柱盘旋时,可以做到始终保持柱子在视野内机翼的尖端。因此,他相信,可以通过使用一个小型瞄准具,将子弹从飞机侧面沿瞄准线射到目标上。回到贝尔航空后,1962年底,弗里克斯曼在公司内部的自由交流会上将侧射武器系统/“灯塔盘旋”的概念提出来,得到了同事们的热烈响应。1962年12月27日,弗里克斯曼将贝尔公司在炮艇机方面的几点研究意见交给了美国俄亥俄州怀特-帕特森空军基地行为科学实验室的戈登·A·埃克斯坦德博士。他在信中写到:“我们相信,飞机进行‘灯塔盘旋’时使用侧射火力,可以有效压制地面防空炮火。至少在理论上,它在执行侦察和破坏任务时的效力三倍于传统飞机。”1963年4月16日,弗里克斯曼认为关于侧射武器系统的问题可以得出结论了,他向空军提交了报告,在报告中详细阐述了侧射武器概念在游击战和平暴作战中的优势。

  弗里克斯曼的提案中描述的侧射武器系统相比传统的轴向射击武器系统而言有几个优势:首先,装备轴向射击武器系统的飞机可能在最初发现目标和开火之间那段时间失去目标。失去目标更可能发生在第一次攻击完成后,飞机拉起,转弯,重新进入攻击航路进行二次攻击时。而装备侧射武器系统的飞机,飞行员只有一个任务,那就是做“灯塔盘旋”机动,在此过程中,武器会自然而然的指向目标并进行不间断的火力压制。弗里克斯曼的建议是“在慢速、低空飞行的飞机上装侧射武器系统可以覆盖很大的地面区域,并以高角度的火力压制敌军”。第二个优势是成本优势,开发安装侧射武器系统的飞机成本很低,可用运输机和轻型飞机(教练机和其他军用轻型飞机)改装,侧射武器系统本身也就是改进后的机枪或机炮,都无须高昂的研制费用,更何况美国空军当时有大量过时的运输机在预备役部队服役。将它们改装成为炮艇机可谓一举两得。

  炮艇机从概念进入实用领域有3个必须确认的因素,它们决定了炮艇机的作战效能,这三个问题无法解决,炮艇机就只能作为一种概念存在。这三个要素是:侧射火力系统射弹的弹道和射弹散布;飞行员捕捉目标并操纵侧射火力系统的能力;将飞机从直线水平飞行状态改入进攻所必需的“灯塔盘旋”机动状态需要的时间。

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实战的记录也说明这个模式。左图为AC-119G夜间攻击时的壮观场景。右图为北越士兵操纵的高射机枪很难对炮艇机产生威胁。

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家园 山贼写的那是真正的炮艇机-装备大口径火炮的飞机

你所谓的那些, 除了现存的AC-130的几个型号, 有哪个装备大口径火炮了? 而且都是后辈, 也只在越南伊拉克等等小地方露面而已, 能用这个名字就不错了,

家园 山贼写的好, 等待下文

不知道你选择的标准如何? 是不是大炮鸟都算?

要是按照37mm及以上都算的话, 还有不少呢, Yak-7/9, 夭折了的Su-6, 飓风, 司徒卡...

要是按照每分钟弹药倾泻量来算, 那些武装运输机是不是打算一个一个都过一遍?

最后一个小问题, 为什么你认为B-25算是不太成功的陆航飞机, 美国陆航中型轰炸机里面成功的算是哪种, 难道是B-26

家园 AC-130类型的炮艇机是一种特列……

灯塔式盘旋能够使侧射火力长时间得到发挥,但反过来也延长了自己暴露在敌人火力威胁中的时间。

它能够有效使用的前提,是己方拥有绝对的制空权,同时战区没有较大的对空威胁,否则即使是便携式地对空导弹也有可能对它产生威胁。

我觉得其实像X/YB-40 这类的护航轰炸机,也应该算在炮艇机的行列里。虽然它的武器口径并不大,但炮塔数量多,作战方式可是不折不扣的“空中战舰”呢~ ^-^

X/YB-40 是使用 B-17 改装的护航轰炸机。由于当时还没有远程护航战斗机,B-17 在白天深入德境的轰炸中遭受了骇人的损失,为此 USAAF 设想出“护航轰炸机”概念,就是将轰炸机改装成为成为具有强大防御火力的武器载机,为编队中的其他轰炸机火力支援。

  1942 年 11 月洛克希德的威加分部将一架波音生产的标准型 B-17F(序列号 41-24341)改装成了 XB-40 验证机。在机背的无线电员舱上方安装了一座炮塔,内置两挺 12.7 毫米机枪,另外在机鼻下增加了颚部炮塔,内置两挺 12.7 毫米机枪,腰部机枪增加到每侧两挺。保留了驾驶舱顶部、腹部和尾部炮塔,这样全部的自卫武器增加到十四挺 12.7 毫米机枪。此外还增强了乘员防护装甲,炸弹舱被取消,空间被用于存放机枪弹药,通常可携带 11,135 发子弹,如果减少载油量可以增加到 17,265 发。

这些 YB-40 还尝试了多种不同的武器布置,一些安装了具有 4 挺机枪的前炮塔和尾炮塔;一些配备了 40 毫米炮,还有一些 YB-40 大小口径的机枪加起来有 30 挺,简直是飞行刺猬。

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家园 献花,等下集
家园 光辉的多炮塔理论在空军部的体现, 虽然不算完美, 呵呵
家园 献花,后面的呢?

战后,大口径火箭取代了大口径航炮的地位,导弹的出现更使大口径航炮成为昨日黄花。AC-130上的105炮是一个特例,到底有没有必要?会不会有后继者?我看,悬。

家园 这个其实是无炮塔吧……

多铆蒸钢是现代武器的必然发展趋势,政委的大能万岁!

家园 要说那些武装运输机是无炮塔国际的还说得过去

上面提到的刺猬一样的护航轰炸机, 那可是标准的多炮塔, 除了腰部那几挺之外, 其他的可都是旋转炮塔. 尽管蒙皮不是青铜的, 传动不是麻线的, 也不是扑翼机, 不过已经符合多炮塔理论了.

还有啊, 是多铆蒸"刚", 不是钢.

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