P-75戰鬥機:發展沿革,研製背景,研製招標,建造沿革,試飛夭折,技術特點,機體結

P-75戰鬥機（英文：P-75 Fighter），是美國通用汽車公司於1942年為美國陸軍航空隊研製的一型戰鬥機。

該機為單座常規氣動布局，全金屬半硬殼結構，外覆承力蒙皮，採用活塞發動機、高速螺旋槳，前三點起落架。

P-75原型機XP-75於1943年首次試飛，生產型P-75A於1944年首飛。該機僅僅生產了6架生產型，便因美國陸軍航空隊取消契約而下馬。

基本介紹

中文名稱：P-75戰鬥機
英文名稱：P-75 Fighter
前型/級：P-73戰鬥機
次型/級：P-76戰鬥機
研製時間：1942～1944年
國家：美國
首飛時間：1943年11月17日
研製單位：通用汽車公司
飛機類型：活塞發動機螺旋槳戰鬥機

發展沿革,研製背景,研製招標,建造沿革,試飛夭折,技術特點,機體結構,動力裝置,操作要點,性能數據,總體評價,

發展沿革

研製背景

在第二次世界大戰較長的一段時期內，高空轟炸機面對敵機攔截並不處於明顯被動，無論速度還是高度轟炸機都並不遜色多少。防禦方獲得及時警報到爬升到有效攔截高度是需要一定時間的，更何況對方還有同等性能的戰鬥機護航。而僅有的辦法就是守株待兔，在某些重要空域始終保持飛機警戒巡邏。不過這樣做需要投入大量飛機和飛行員輪值，成本過大，一般國家根本承受不起。太平洋戰爭爆發之初，美國人突然發現，承擔本土和海外基地防空的美國陸軍航空隊既缺少地面雷達，也沒有高性能戰鬥機來對抗日本空襲，事實上處於被動的狀態。

到1942年，美國陸軍航空隊的主力仍是大批老舊的P-40戰鬥機和P-39戰鬥機。而當時第56戰鬥機大隊的P-47B還存在諸多設計問題暫時難以使用。洛克希德公司的P-38E戰鬥機和XP-51B“野馬”戰鬥機性能不錯，但這兩種戰鬥機的成本偏高，也不適用。因此美國國防部發出了研製新戰鬥機相關的招標檔案，要求開發出一種能應對突然襲的的高性能戰鬥機。

研製招標

1942年2月美國陸軍航空隊向各大飛機製造商發了一份方案徵求書，要求提交一種具有良好性能的戰鬥/截擊機方案，具體技戰術指標為：最大速度不低於708千米/時（600米高度），實用升限11580米，航程4000千米。此外，陸航還規定該機的初始爬升率不能的低於1700米/分，這些指標對任何一家製造商來說都是艱巨的挑戰。

1942年4月領銜設計了P-36和P-40的著名飛機設計師多諾萬·柏林離開了服務多年的寇蒂斯公司，出任通用汽車費舍爾車身分部的董事。他上任後的第一項工作就是設計一個方案回應陸航的徵求書，1942年9月通用汽車提交了自己的方案。通用汽車新截擊機的主要零部件都來自正在生產中的其他飛機，可以大大節省製造成本和研製時間，這正是最吸引陸航的地方。為了滿足性能要求，柏林採用了艾利森當時功率最大的V-3420-19 24缸液冷發動機，該發動機的多數零件都可與V-1710-E/F通用，最大功率2600馬力，功率重量比為1.6千瓦/千克，是當時難得的大功率緊湊型液冷發動機，道格拉斯XB-19、波音XB-39和洛克希德XP-58也準備採用該發動機。方案設計者多諾萬·柏林自信的認為採用這種發動機的飛機可以滿足美國陸軍航空隊的爬升率要求。其實柏林在美國航空界的名氣不低，其首個成名作就是P-40的前身P-36戰鬥機。

1942年10月10日通用汽車獲得陸航兩架原型機的契約，編號為XP-75，綽號“鷹”。XP-75這個編號說起來也很怪異，實際上P-73已經預定了出去，不出意外的話會用在休斯D-2上，只不過D-2方案後來淘汰落馬。真正讓人覺得奇怪的是P-74的編號空了出來。有航空史學家說是因為在1942年通用汽車希望陸航能為自己的新戰鬥機分配一個“好聽的編號”，以配合廣告的口號進行宣傳——“一戰的法制75炮，二戰的費舍爾P-75”（The French 75 in World War I, the Fisher P-75 in World War II）。法制75炮是美國陸軍在第一次世界大戰中的重要裝備，是擊敗德國的象徵，該口號的寓意不言而喻。在通用汽車公司的反覆要求下美國陸軍最後同意給新機賦予P-75的編號。

建造沿革

根據1942年10月21日繆爾·費爾柴爾德公布的對XP-75戰機的設計規範，該機技術指標很高：6096米高度航速不低於708千米/時，海平面爬升率1707米/分，6096米高度爬升率1091米/分，爬升至9144米高空耗時不超過7.5分鐘，最大升限11582米。飛機最大起飛重量在5443千克左右，動力採用單台艾利遜V-3420活塞發動機。武器方面最基本是要裝有4~6挺12.7mm機槍，同時考慮增加37mm航炮。飛機的爬升性能是華盛頓軍方特別看重的，尤其是美國陸軍航空隊物資指揮部負責人奧利弗·埃爾克斯少將，這也就是選擇V-3420這種當時大功率發動機的重要理由。

通用汽車公司贏得契約之後費舍爾立即放手大幹，迅速展開了風洞試驗、全尺寸模型建造和細節設計。

飛機氣動設計中，費舍爾很快拋棄了採用P-51外翼段的想法，代之以風險更低的P-40E的翼型（中段平直結構加上5根大梁的外翼段），只是翼尖稍加改良修圓。另外副翼比P-40E略有增加，起落架間距接近6.1米。全尺寸模型評估從1943年3月起歷時兩個多月，這期間軍方技術代表不斷提出修改意見，大多集中在飛機的通訊和操作性上，模型各方面都有不足之處機身結構控制系統動力裝置、燃油儲存武器瞄準、裝甲防護這些都得改進。發動機布置和當時的P-39一樣位於機身中部而非前端，這種24缸液冷V-3420-19活塞發動機可以說是費舍爾贏得美國陸軍航空隊的重要籌碼。

V-3420型發動機全重1441千克，實際上由兩台V-1710發動機拼裝而成（可以和標準V-1710互換），共用一個曲軸箱兩者的內側斜夾角為30度，兩根平衡式曲軸為6衝程7軸設計，轉向相反，通過兩根反轉軸將功率傳輸到機頭的減速箱從而驅動兩付航工品廠（也是通用汽車下屬企業）的可液壓變矩三葉恆速螺旋槳。首架原型機螺旋槳為3.96米直徑，後續飛機減小到3.83米。

試飛員對於發動機的印象並不好，因為噪聲過大。另外發動機最大功率也不理想，設計值預測可以達到3000馬力（2206千瓦），但實際輸出僅有2600馬力（1912千瓦，3000轉/分）。高空飛行時需要一個兩級齒輪驅動增壓器，發動機排氣從分叉式導管各走一邊機翼上表面各有一個排氣口，另外機身背部還有四個。中部機身下方還有一個大型的導管用於發動機散熱，導管內部帶有散熱器和中藏冷卻器。XP-75飛機外觀和P-51飛機很相似只是較大。

研製項目遇困難進度推遲，到1943年3月29日空軍總參副部長巴爾內言勒斷開始對該設計方案產生質疑，認為飛機實際上相當於全新設計，而且發動機風險更大，質疑XP-75是否應該繼續研發。卡羅爾將軍也承認進度有些過慢，不過還是希望到1943年9月首架XP-75可以實現交付，而2號機應該不遲於11月底。但他不主張放棄P-75，因為項目下馬意味著至少過去的半年努力付之東流。決策層同意對P-75保持觀察但要求交付日期儘量提前。因為V-3420型發動機的生產進度也不容樂觀。

1943年11月6日，XP-75第1架原型機從克利夫蘭2號工廠的總裝線上推出，比原計畫晚了將近7個月。1943年11月17日著名的航空競速飛行員魯塞爾·肖（ Russel thaw）跨入該機座艙，完成了一段30分鐘的首飛。他的初期評價還算不錯，只是對於偏航狀態下的穩定性提出了一些警告，表明需要增大垂尾面積。飛機武器實際上是清一色的機槍，總共10挺：機頭4挺，加上每側機翼下方各3挺。

試飛夭折

1943年夏季，隨著對德戰略轟炸的深入，美國陸航最迫切需要的是遠程護航戰鬥機而不是截擊機。1943年7月6日陸航向通用汽車增加訂購了六架“鷹”XP-75原型機，以評估XP-75是否能滿足遠程護航任務的要求。這些原型機換裝艾利森V-3420-23型發動機，用氣泡式座艙蓋取代了XP-75的隔框式座艙蓋。V-3420-23的海平面最大起飛功率和最大軍用功率仍是2600馬力，海平面緊急作戰功率3000馬力，並改善了可靠性。

1943年陸航曾打算讓通用汽車再開設B-29生產線，而通用汽車利用P-75項目的高優先權成功避免了被迫生產B-29“超級堡壘”轟炸機，並且通用汽車在XP-75首飛前就通過媒體大肆宣傳該機，把P-75描述成“理想中的飛機”。

1943年11月17日第一架XP-75A首飛，不久後第二架也開始試飛，在試飛中出現了一些穩定性方面的問題，這是因為設計師對飛機重心的估算錯誤。並聯的艾利森發動機也無法達到最大功率，並且冷卻不足，副翼桿力非常高，尾旋特性糟糕。總體而言原型機的動力不足，反應遲鈍，性能低於預期，艾利森發動機就是罪魁禍首。到1944年春季所有六架XP-75A也都投入測試，此時早期試飛暴露的問題大部分都得到了解決。

不幸的是1944年4月8日當天，剛剛出廠兩天的XP-75A三號機（編號：44-32163）發生了墜毀事故。當時正在做低空特技，因失控墜毀，飛行員當場喪生。後來的調查顯示，XP-75A飛機飛行中尾部產生結構性破損，導致飛機陡然下降失去控制，其實尾部結構沒有問題，只不過由於飛機縱向穩定性不佳，造成尾部荷載過大引起破損。

無獨有偶，1944年8月5日首架XP-75A原型機（編號：32161）在5000米高空試飛中發生爆炸，飛機凌空解體。萬幸的是飛行員及時跳傘。事故分析可能是回火造成的發動機艙燃燒，火勢加大造成飛機事故。

1943年7月16日美國陸軍航空兵與通用汽車公司簽訂契約，訂購不少於2500架的生產型P-75A（編號：944549～47048），契約總價3.25億美元，後來縮減到2.58億。但契約規定如果生產型無法滿足性能要求，訂單就可能被取消。P-75A放棄了道格拉斯的現成尾翼組件，重新設計了垂尾和平尾，翼展大幅增加，翼尖也從圓形改為方形。隨後的試飛顯示新尾翼有效增加了飛機的穩定性。為了滿足航程要求還增加了額外的油箱。P-75A機身內部有五個自封閉油箱，其中座艙和發動機之間的主油箱容量1647升，驅動軸從主油箱中間穿過，機翼內部也有四個總容量768升的機翼自封閉油箱，此外內翼段下方還可掛載兩個284升或416升的可拋副油箱，不掛載副油箱時也可掛載227千克的炸彈，預計最大航程6200公里（基本武裝為 10挺機槍、各備彈235發，1738千克油箱加646.5千克副油箱。）生產型P-75A改用V-3420-23型，包裹常規的24ST鋁合金蒙皮，機頭帶有4挺12.7mm機槍（每挺備彈300發）活塞發動機，機翼下6挺12.7mm機槍（各備彈235發），最大速度為698千米/時（飛行高度6000米），海平面時為626千米/時。P-75A戰鬥機由俄亥俄州克利夫蘭市的通用汽車工廠生產，該工廠同時正生產B-29轟炸機的發動機機艙。

1944年9月15日第一架P-75A首飛，但此時洛克希德P-38“閃電”、共和P-47D“雷電”和北美P-51D“野馬”已能充分勝任遠程護航任務，陸航決定不再採購新的遠程護航戰鬥機，因此P-75項目面臨困境。1944年10月7日在僅生產了六架P-75A後，美國陸航最終取消了生產契約，已生產出來的六架飛機的序列號從44-44549到44-44553。

在終止契約前，第一和第二架P-75A已交付給佛羅里達州埃格林機場用於戰術適用性試驗，1號機後於1944年10月墜毀。第三架飛機在工廠安裝實驗性的中冷器，第四、第五架已接近完工。儘管陸航已不再需要P-75，通用汽車公司還是決定把六架P-75A用於V-3420發動機的研發工作。第六架P-75A製造完畢後就被當做“器官捐獻者”，拆卸零件維持其餘飛機的飛行。剩餘的五架P-75A從未進行過正式的性能評估，但多次試飛證明該機的飛行品質有顯著提高：失速特性，因修改後的尾翼起到作用，失速特性顯著改善。

最終，美國陸軍航空隊為了試驗花費了將近910萬美元，生產契約總共耗資4093萬，卻沒有得到應有的成功的飛機。而14架P-75、XP-75飛機中，竟然有3架損毀，可見從一開始這個項目就有問題。

技術特點

機體結構

通用汽車公司的兩架XP-75原型機分別獲得43-46950和43-46951的序列號，該機從外形上看就像是大號的P-39“飛蛇”，發動機安裝在機身中部，通過傳動軸驅動機頭的螺旋槳，只不過採用了前三點式起落架。

XP-75的機身為全金屬半硬殼結構，外覆承力蒙皮，可分為前、中、後三部分。前機身容納螺旋槳減速箱、機槍、座艙以及主油箱，有四根縱梁，減速箱的安裝支架就固定在縱樑上。中機身容納艾利森V-3420型發動機，發動機前有不鏽鋼防火牆，上方有兩根可拆縱梁便於更換髮動機，三面都有可拆卸發動機罩。後機身容納有滑油箱、放置隨機工具和系泊繩的行李艙，尾部直接沿用具有濃郁的道格拉斯風格的SBD垂尾和平尾，升降舵和方向舵都有配平調整片。

與傳統戰鬥機相比，XP-75的座艙相當靠前，飛行員有很好的前向視野。風擋與座艙蓋是多隔框結構，尾部向後收縮形成了奇特的船尾式樣，艙蓋向後滑動打開。座艙周圍有防彈裝甲，風擋也是防彈玻璃製成，飛行員通過N-9光學反射瞄準具射擊。值得一提的是“鷹”XP-75飛機的生產型，準備安裝AN/APS-13尾部警告器，當敵機從後方進入警告器的730米60度錐形作用區域時，瞄準具旁邊的指示燈就會點亮，警告飛行員尾部有飛機，該裝置實際上是護尾雷達的雛形。

動力裝置

XP-75使用的V-3420-19型發動機基本上就是兩台並聯的V-1710型12缸發動機，W形氣缸布局，排量56升，內排氣缸間的夾角30度，海平面最大起飛功率和最大軍用功率都是2600馬力，可持續15分鐘。發動機配備有齒輪驅動的兩級增壓器，其中整體式輔助增壓器有一個可調節轉速的液力耦合器，可根據最大油門時的高度來自動調節轉速，以維持動力輸出。發動機增壓器壓縮比為6.82：1，輔助增壓器的壓縮比為7.38：1。V-3420型的兩個發動機單元雖然共用一個曲軸箱，但有兩副獨立的旋轉方向相反的曲軸，可以消除發動機運轉時產生的扭力。V-3420型的每排氣缸組由單塊式鑄鋁汽缸頭、滲碳鋼汽缸筒、液冷套組成，每個氣缸有兩個進氣門和兩個排氣門，以及兩個對置火花塞。四排氣缸組通過排氣歧管組成八組排氣管，四組伸出發動機罩兩側，另四組從發動機罩頂部伸出。

V-3420型發動機通過兩根加長的傳動軸和減速箱驅動機頭的六葉對轉螺旋槳，螺旋槳由航空產品公司製造，為全金屬結構的恆速液壓變矩槳，直徑3.84米。對轉螺旋槳不僅消除了普通螺旋槳運轉時產生的扭力，還在不增加槳盤面積的情況下提高了螺旋槳的效率。共軸反轉減速箱安裝在焊接的鋼管支架上，減速比2.458：1，具有獨立的潤滑系統，並且為機槍配套了同步裝置。發動機散熱器設在機腹，有兩個並列的橢圓形進氣口和進氣道，左側進氣道安裝有直徑53厘米的圓餅形滑油散熱器（前）和發動機液冷散熱器（後），右側只安裝一個液冷散熱器，散熱器尾部有用於調節進氣流量的排氣門。

XP-75起飛總重6174千克，速度可達673千米/時，平均爬升率915米/分。作戰半徑1610千米。

操作要點

P-75戰鬥機的駕駛操作，應當注意如下要點：

1、平飛失速前飛機會出現抖振警告，失速時機頭下墜開始掉高度，由於螺旋槳和發動機沒有干擾扭力，所以機翼能保持水平，副翼也能提供足夠的控制力，改出也很容易。急轉彎失速前同樣會發出抖振警告，失速時飛機不會進入尾沖狀態。襟翼和起落架放下後，近失速時並不會出現乾淨構形時的抖振現象，建議飛行員在降落時密切注意速度，失速時也不會出現一側機翼下墜的趨勢。

2、尾旋特性，不推薦飛行員進入故意尾旋，因為該動作沒有戰術價值。標準載荷時的尾旋通過控制副翼就能輕易改出，禁止在掛載副油箱時進入尾旋，也禁止倒飛尾旋。

3、特技動作，除了外筋斗外並不限制其他特技動作，飛行員注意不要長時間倒飛，因為滑油壓力會降低導致發動機磨損。

4、俯衝，建議俯衝前飛行員將升降舵調整片設定於大約零桿力的位置，從海平面到3000米高度俯衝時最大錶速不得超過805千米/時，從6000米高度開始俯衝的最大錶速不得超過685千米/時。

5、爬升，最大爬升速度274千米/時（海平面），266千米/時（4500米），250千米/時（9100米）。

6、地面操控，地面操控特性極佳，飛行員可以看到前方跑道與整個機鼻。超寬輪距，飛行員通過控制左右主起落架機輪的剎車就能靈活轉向。由於發動機的馬力太，最大功率起飛不松剎車的話使機尾抬離地面，所以飛行員在最大功率起飛前要記得松剎車。

7、禁止事項，只能在速度大於290千米/時做快速滾轉動作，在速度超過265英里/時不得放下襟翼，在速度超過240英里/時不得放下起落架

性能數據

XP-75A戰鬥機參考數據：

基本數據
乘員	1
長度	12.32米
翼展	15.04米
高度	4.72米
翼面積	32.24米²
空重	5214千克
正常起飛重量	6262千克
最大起飛重量	8260千克
發動機	1 ×艾利森V-3420-23液冷W形24缸，2885馬力（2150千瓦）
飛行性能
最大速度	697千米/時（6100米）
航程	6200千米
實用升限	11100米
爬升率	21.3米/秒
翼載	194.3千克/米²）
功率重量比	0.34千瓦/千克
武器掛載
機翼	內安裝6 x 12.7毫米機槍
機鼻	安裝4 x 12.7毫米機槍
機翼	可掛載2 x 227千克炸彈或2x454千克炸彈

總體評價

P-75A作為戰鬥機因機體太大而動力不足，較差的機動性使其在空戰中不能保證優勢。為此通用汽車公司在第三架飛機上，安裝實驗性中冷器，希望能大幅提高發動機的輸出功率。但在試飛中有三架P-75A因各種事故而墜毀。試飛項目結束後，多數飛機都被拆解，只有最後一架P-75A（編號44-44553）收藏在俄亥俄州代頓的萊特·帕特森空軍基地博物館。

美國飛機採購委員會在1944年10月3日召開會議，一致認為P-75A的測試並不理想，飛機速度偏低，加以完善至少還需要半年時間，而且即便能夠達到設計方所保證的性能，作為護航戰鬥機也明顯落後於P-47H戰鬥機和P-51B戰鬥機。至於遠程轟炸，現有型號飛機掛上副油箱達也能滿足要求，而且價格更便宜，所以P-75A戰鬥機，實際上已經被淘汰。

P-75戰鬥機