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手頭上正好有本Robert Mikesh著的Zero, (ISBN 0-87938-915-X) 是我看過介紹零戰最詳盡的一本書,參考一下.
零戰是基於航程,速度與操控靈活的要求而設計出來的. 在只有約900馬力的引擎限制下(瑞星13型: 875hp, 榮12型: 950hp), 創造出令人敬畏的戰機. 終其一生, 結構脆弱一直是零戰的致命弱點. 就是為達到這些要求的犧牲品. 舉例來說, 當時設計飛機強度的經驗公式是
預定負載 x 1.8
若打算飛機能承受7g的負載,則設計強度是7x1.8=12.6g. 為減輕重量,崛越把1.8改為1.5,這樣大大減輕機體重量. 其他包括零件的挖空偷輕, 座艙與主翼大樑一體成型等革命性的工法, 也確實達到軍方的要求. 但機體太輕容易產生結構共振的缺陷在試製機開始就已發現.
1940年三月11日,原型機二號空中分解,官方報告是昇降舵平衡槌(mass-balance)斷裂導致昇降舵振動(flutter)進一步形成機體結構共振而解體.
1941年四月16日,生產型140號機在俯衝到320節(約580公里)時副翼突發劇烈振動(flutter),飛行員在最後一刻勉強控制住飛機返場迫降,卻發現兩邊副翼都已飛脫. 為瞭解副翼flutter的詳情,第二天,生產型135號機重覆相同的俯衝測試, 這次就沒能救起,飛機在副翼飛脫後直直墜入海中.
 插花一下: 飛RC剛從二行程轉飛四行程時,不曉得四行程,尤其是YS120低速震爆的威力,硬是把兩側副翼給flutter扯飛掉..... 低翼特技機只用方向舵轉彎很很很有趣滴,不騙你.......
零戰副翼的問題是所有零戰飛行員心中的痛. 當空速在300公里以下時,零戰能任意的側滾, 靈活得不得了. 但在370公里以上,尤其在俯衝的場合,副翼的反應遲鈍又沉重. 為改善這個現象, 把副翼加裝平衡片(balancing tab, 中文翻譯不定正確)以減輕飛行員的負荷.但加裝平衡片與傳動機構又改變原先副翼的質量分佈,使得flutter提早發生.因此再加裝配重來改變共振頻率. 但不管怎麼改, 零戰的副翼問題從來無法完全解決.
插花一下: 結構共振是物理及工程上常見的問題.每個固體都有固有頻率.當外界波動與固有頻率相符時會發生頻率響應. 例子不勝枚舉. 飛機在地面風洞測不準,因為固定支架等會改變剛性,改變固有頻率.與飛行時的自由物體free body條件不同.
底下一些資料想自己做架零戰可能會用到:
零戰的翼型與九六式一樣是"三菱 118"翼型. 找不到沒關係,就是NACA 23012啦!
主翼傾角(incidence angle): 翼根 +2.0度, 翼端 -0.5度. 不意外低速還能這麼靈活!
零戰的機型分類由兩碼數字來分.
前一碼是機身,後一碼是引擎.
先看引擎
一是榮12型 (875 hp)
二是榮21型 (1130 hp)
三是榮31型甲 (1130 hp)
四是金星62型 (1500 hp)
再看機身
一是量產型
二是量產型翼端50公分改為可向上折起
三切短翼端為矩形以改進高速時副翼反應沉重的問題.俯衝速度也加快,但其他性能,尤其是航程縮短最令人詬病.
四是高空增壓引擎試製機,只造了兩架,沒進入量產.
五與三相同翼展,但翼端為圓形以減低阻力.引擎改為短椿式排氣管
六是俯衝轟炸機型
現在來排列組合一下
最先的生產型是零戰一一型 (要唸一一型,不是十一.以下類推)
為搭載在航母,翼端可折起的是零戰二一型
與高速的美機交戰後發現俯衝速度不夠,副翼反應沉重,因此加大引擎馬力與縮短機翼,這是零戰三二型
三二型航程不足,又改回原機身構形,這是零戰二二型 (所以是先有32再有22型)
速度還是不夠,於是再次截短主翼,翼端做成圓形來降低阻力, 這是零戰五二型
火力不及美機,改為帶鏈給彈增加攜彈量,主翼蒙皮局部加厚以增加俯衝速度, 這是零戰五二型甲
兩梃7.7mm機槍改為7.7mm與12.7mm各一, 這是零戰五二型乙
重武裝: 機槍全改為12.7mm,可掛載炸彈. 增加裝甲板,重量增加但引擎出力不變,性能明顯下降: 零戰五二型丙
加裝甲醇噴射(短暫增加馬力,類似噴射引擎加後燃器的效果),但引擎出力遠低於預期,而且極不安定,只造了約93架: 零戰五三型丙
配合小型航母需求,改裝為俯衝轟炸機: 零戰六三型
軍部終於同意改用金星62型引擎,足夠的馬力,強大火力與堅實的防護裝備,有與野馬式相抗衡的實力: 零戰五四型丙
紐西蘭奧克蘭機場展示的零戰二二型
野馬式P-51D
其他還有陳納德零戰, 古賀零戰測試報告, 對抗零戰的戰術演進故事等, 有力氣再繼續介紹. |
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發表於 2013年2月2日 02:54 PM
