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航空魚雷極簡史3-更高更快-二戰期間航空魚雷的發展

作者:DDG的老船塢

更高,更快——二戰期間航空魚雷的發展

二戰爆發後,加裝了“安定器”的九一式改2型魚雷,在偷襲珍珠港的作戰中大獲成功,此後,日本海軍對九一式魚雷的改進相對有限,主要是提升強度和威力,1944年,面積更大的十字形四式“框闆”被投入使用。

在美國方面,由于海軍軍械局的老爺們拒絕來自艦隊的批判,于是MK 13糟糕的可靠性,和TBD同樣糟糕的飛行性能,直接導緻了中途島海戰中美國三個魚雷機中隊遭到屠殺的同時未能命中一雷,盡管美國海軍在中途島戰役中獲勝,但是MK 13的表現仍然讓太平洋艦隊怒火萬丈,此時軍械局才扭扭捏捏的開始着手解決美國航空魚雷的可靠性問題, 1943年中,美國海軍組織了一次對MK 13 Mod 1魚雷的評估,魚雷轟炸機在150節(約278千米/小時)航速下投射了105枚魚雷,結果隻有大約31%的魚雷正常航行,20%的魚雷直接沉底,36%的魚雷出現了“冷跑”現象也就是發動機未能正常啟動,魚雷僅靠壓縮空氣啟動器航行了一小段距離,18%出現定深錯誤問題,20%出現了方向跑偏,還有2%竄出了水面——這其中還有不少魚雷出現了不止一種故障現象,實際上,除去正常航行和直接沉底的魚雷,剩下49%的魚雷,平均故障現象超過1.5種,這個實驗結果,結結實實在軍械局和海軍魚雷站的官僚老爺們臉上抽了一個大嘴巴。

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TBD加Mark13mod1魚雷,堪稱美國海軍航空兵的噩夢

1942年底,軍械局向國防技術委員會送出了研發新式航空魚雷,同時改進MK 13魚雷的申請,新式航空魚雷的研發項目被交給了哥倫比亞大學,而改進MK 13魚雷的項目則交給了加州理工學院。接受項目後,加州理工一方面使用比例模型進行室内水槽實驗,另一方面則着手在以水質清澈著稱的莫裡斯水庫建設了一條300英尺(約91米)長的空氣彈射滑道,用于向水中彈射全尺寸的魚雷模型,模拟不同角度和速度下魚雷入水的狀态,并用高速錄影機從不同角度記錄相關的影像資料以備分析。加州理工的第一個成果,是推翻了過去“低空低速”投擲有利于提高魚雷可靠性的結論,研究發現,低空低速投射容易造成魚雷入水時與水面夾角過小,這樣容易造成魚雷尾部“砰擊”水面,導緻機械和儀表故障。研究表明,魚雷的入水角範圍在22-32度之間最為适宜,這個成果指導美國海軍設計了一系列的魚雷投射高度和速度組合,以達到理想的入水角——但實際上這是日本海軍在戰前已經做過的工作了。

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Mark13魚雷水槽實驗報告

除了入水角問題之外,加州理工還陸續研發了一系列MK 13的改裝套件,安裝這些改造套件的魚雷會被送到羅德島的試驗場進行實雷投射測試,試投結果再回報給加州理工的研究小組進行進一步的改進,在整個戰争期間,一共進行了超過4300次實投測試。較早投入應用的改造套件是一套木質的附加裝置,其中一個元件是類似日本九一式改2型魚雷“框闆”的箱型可脫落木質尾部安定面,實際上這個箱型安定面是直接受到九一式魚雷的啟發,在珊瑚海海戰中,“列克星敦”号遭到雷擊時,艦上乘員中有人發現日軍空投魚雷尾部有奇怪的木質箱型構件,加州理工根據這個發現進行了實驗,并開發出了類似的箱型安定面。除尾部安定面之外,另外一個元件,是一個安裝在魚雷頭部的木質減速器,這個減速器被稱為“阻力環”,綽号 “泡菜桶”,最初,研究人員試圖用減速傘達到減速的目的,但是因為缺乏相應的空中姿态控制系統,使用減速傘的投射效果并不理想。這個其貌不揚的“泡菜桶”由三塊弧形闆材拼接成一個圓筒,套在雷頭部位,可以有效的降低魚雷的入水速度,同時這個減速器會在魚雷入水時崩散,進一步吸收能量,減輕入水沖擊。到戰争末期,加州理工研發小組又涉及了可以取代可脫落安定面的固定式環形防護/導流罩,這個環形護罩被稱為“環尾”,不但可以在空中穩定姿态,在入水時起到保護作用,而且在水下也可以起到穩定魚雷姿态的作用。經過一系列類似的改進,到1944年下半年,MK13在使用時規定的投射速度已經放寬到560千米/小時,高度達到240米,1945年初,美國海軍進行了一次近乎極限的投雷測試,6枚MK 13魚雷從1500-2100米高空進行投射,隻有一枚出現故障。從1944年中開始,美國海軍陸續開始裝備改進型的MK 13魚雷,為了加快裝備速度,海軍軍械局直接将改裝套件打包發送到前線,在前線對現有庫存的魚雷進行改裝,到1944年秋季,美國海軍前線魚雷機部隊已經基本完成了新型魚雷的換裝和改裝工作,美國海軍魚雷機部隊終于有了趁手的武器,可以一顯身手,在1944年6月的馬裡亞納海戰中,“複仇者”魚雷機在攻擊日本海軍機動部隊時還隻有少數挂載魚雷,并且隻命中“飛鷹”号一雷,但是到了10月底的萊特灣大海戰,“複仇者”魚雷機開始大量使用改進型MK 13魚雷,在萊特灣海戰中取得了包括超級戰列艦“武藏”号在内的赫赫戰果。

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帶有木質尾翼和阻力環的mark13魚雷,這是1944年秋之後美國海軍标配,筆者攝于阿拉巴馬号戰列艦公園

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帶尾翼和阻力環的mark13

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MK13尾部導流環測試報告

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帶導流環的Mark13

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帶導流環的Mark13

英國皇家海軍從戰争中期開始,随着“劍魚”這種雙翼的飛行網兜逐漸退出一線,飛的更快的“梭魚”魚雷轟炸機開始走上前台,這個時候MK XII的性能就顯得不合時宜了,為了适應魚雷機性能發展,英國先後在1942年和1944年将18英寸MK XV和18英寸 MK XVII兩種新型航空魚雷投入使用,這兩種魚雷安裝了MK IV型大型穩定尾翼,不同于美日技術路線的是,這個尾翼并不是固定式的,而是可以由陀螺儀操控以保持魚雷在空中的姿态穩定,并在魚雷入水時脫落。MK XV是英國航空兵在二戰後期主要的航空魚雷裝備,而MK XVII因為服役較晚,隻在戰争末期少量投入使用。

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MKXV魚雷,可見脫落式尾翼

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未裝尾翼的MKXV魚雷,筆者攝于艦隊航空兵博物館

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劍魚和MKXV魚雷,實際上MKXV服役時劍魚已經退出一線了,筆者攝于艦隊航空兵博物館

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英國MKXVII魚雷

德國在1941年将自行研制的F5b航空魚雷投入使用,逐漸取代從意大利因為的F5w航空魚雷,F5b航空魚雷安裝了大型的K3型可脫落木質尾翼,這可能與戰前德日軍事技術交流有關,1942年8月,日本潛艇“伊-30”号給德國人送去了91式改2型航空魚雷的全套圖紙,德國的仿制版本被定名為Lt-850型,91式航空魚雷的技術,可能也被用于對F5b魚雷進行改進,1944年F5b魚雷換裝帶陀螺儀控制副翼的L2型尾翼,可能就來自91式魚雷的技術。

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德國F5b魚雷

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挂載F5b的魚雷轟炸型Fw190