航空技术的飞速发展

一、航空技术的飞速发展

第二次世界大战前，各发达国家设计的战斗机已经取得了很大进步，如：由笨重的木质结构双(多)翼机改变为具有更快速度的金属结构单翼机;由固定式起落架改为收放式起落架;由开敞式座舱变为封闭式座舱;由角度固定的定距螺旋桨，改变为可适合于在不同高度和气压中工作的变距螺旋桨。机载武器、机上的仪表、通讯电台、导航设备等，亦日益改进和完善。技术的进步，促进了性能的改善，飞机的速度、航程、升限等世界纪录不断被打破。

二战中空中的激烈交锋，促进了军事航空工业的发展，不但交战各国军用飞机的生产量急剧增加，为了夺取空中优势，列强们也在拼命地发展新技术、新装备和新武器。其中，最值得一提的是新式机载武器、雷达和机载雷达、早期喷气式飞机的出现。

（一）机载武器的飞速发展

一是航空机炮日趋完善。在第二次世界大战中，由于歼击机速度增大、飞机装甲加强和油箱加装防护设备，使得以往的小口径航空机枪对飞机杀伤的效果大大地降低。因此，研制大口径机枪和高射速机关炮成为大势所趋，新式航空机炮成了歼击机和强击机射击军械中的主要兵器，而在许多情况下，也成了轰炸机的主要兵器。20世纪四十年代后，又出现了射速高、威力大的转膛炮和多管炮。航空机炮的口径从20毫米、23毫米到37毫米不等，二战末期苏联甚至还研制了45毫米和57毫米的机炮。应用比较普遍的型号有苏联的20毫米“史瓦克”（ШВКА）机炮、HC－37航炮，美国的37毫米M－4炮等。其中，HC－37航炮外形尺寸长3400毫米、宽215毫米、高415毫米，一门炮和炮弹重237千克，射速240发－260发／分。这种航空机炮安装在了拉格－3歼击机、雅克－9Т飞机、伊尔－2攻击机等多种机型上，二战期间共生产了8090门，为取得空战胜利做出了巨大贡献。

二是航空弹药种类增多。第二次世界大战期间，航空弹药得到迅速的发展，出现了集束炸弹、子母炸弹、穿甲炸弹和凝固汽油燃烧弹等新型航弹，航弹的重量也越来越大。英国曾制造过重达10吨的“大满贯”（亦称“巨响”）炸弹，1945年3月，英国用兰开斯特重型轰炸机将它投向了德国的比勒菲尔德铁路大桥，虽然偏离目标20多米，但却炸出一个30多米深的弹坑，产生的“地震”效果使大桥的几个横跨梁坍塌，而此前盟军曾耗费3000余吨常规炸弹都未能将大桥炸毁。

重达10吨的大满贯航空炸弹

二次大战期间，德国和美国还相继研制出制导炸弹。20世纪三十年代末至四十年代初，德国最先研制成功并使用采用无线电制导方式的炸弹HS－293和FX－1400。HS－293有V2和V3两种型号，分别于1940年5月和7月研制成功，它们是在SC－500型普通航空炸弹上加装弹翼、尾翼和制导装置制成的飞机型无动力滑翔炸弹，重约800公斤。FX－1400是一种轴对称制导炸弹，全弹重1800公斤，无推进系统。1944年德国在空袭意大利舰队时曾多次使用这两种炸弹，击沉了4．25吨的“罗马”号战列舰。在第二次世界大战后期，美国也研制出了制导炸弹。

三是空空制导导弹的初现萌芽。1944年4月，德国在世界上率先开发成功一种新式的空战武器——机载空对空导弹，其代号为X－4该型导弹，全长1．98米，弹翼翼展0．76米，在其尾部设有四个对称的X型安定面，动力装置为一台液体火箭发动机，发射后的最大飞行速度可接近1000千米／小时，最大射程约2400米，使用高度6400米。X－4型空对空导弹采用的是有线制导的方式，导线长度约为5．5公里,导弹离开载机后，可在飞行员的操纵下，机动追踪空中目标。德国研制这种导弹的目的主要是为了对付盟军的轰炸机群，希望它能使战斗机在盟军轰炸机的自卫火力范围外有效地将其击落。由于该型导弹研制得比较晚，生产导弹发动机的军工厂遭到空袭，因此这种导弹尚未来得及投入使用，第二次世界大战即告结束。虽然X－4未能在战争中派上用场，但它的出现，代表了一种全新的空战样式的诞生，为战后航空装备的演进和空战战术的变革，打下了基础。

(二)雷达和机载雷达的发明

雷达是一种用于搜索、监视与识别空中目标，并确定其坐标和运动参数的“无线电探测和测距”装置。1935年6月，英国科学家罗伯特·沃森·瓦特设计出第一部实验型脉冲雷达，该雷达的频率为12兆赫，探测距离可达64千米。1936年，英国人开始在其东南沿海地区部署由瓦特等人研制的“本土链”对空警戒雷达系统。这些雷达虽然存在着体积庞大、探测精度较差等弱点，但它们能够发现一二百千米外的轰炸机等大型空中目标，可向英军和盟军提供早期预警，为防空作战行动争取到宝贵的时间。在不列颠空战中，地面警戒雷达发挥了非常重要的作用。

鉴于雷达所具有的受天候的影响小、观测距离较远等优点，英国人决定将其搬到飞机上，用于对付敌方的潜艇等海上目标。1937年7月，英国的有关部门研制出了世界上最早的机载雷达，并进行了首次空中实验，有效作用距离达到十几千米。1938－1939年，英国设计成功ASV型机载对海搜索雷达和AI型机载截击雷达。这些无线电定位系统采用的是米波波段。尽管早期的机载雷达体积和重量均很大，探测距离较短，且可靠性也很差，但它们总算是使飞机具备了全天候能力，可以在夜间和复杂气象条件下作战，这就比对手技高一筹。

在“不列颠战役”中，德国空军的轰炸机经常在夜间对英国的城市和工业目标进行轰炸。防卫伦敦等地区的“飓风”、“喷火”型战斗机，在白天干得很好，每每将德军飞机拦截和击落于城区和工业区之外。可是到了晚上，这些战斗机就成了“睁眼瞎”，在黑暗中到处摸索，只有当探照灯的光束偶然照到敌机时，才能获得攻击的机会。为了对付敌军夜袭的飞机，英国人又专门研制了一种夜间战斗机，他们在该机上安装一台雷达，增加一名雷达操纵员。这样的截击机，在速度和爬升率等方面显然不能与单座战斗机相比。为了保证截击机的飞行性能超过轰炸机，经过分析研究，英国人决定用布莱汉姆公司生产的一种双发轰炸机进行改型设计，并将其定名为布里斯托尔“英俊战士”。

1939年7月，“英俊战士”进行了首次试飞，成为世界上第一架夜间截击机。该机装两台功率为1065马力的布里斯托尔“大力士”星型活塞式发动机，配备有4门20毫米机炮和6挺7．62毫米机枪，火力强大，驾驶员坐在视界良好的前舱里，而雷达操纵员则位于后舱内。1940年11月“英俊战士”投入使用，并第一次在深夜击落德国的轰炸机，首开利用机载雷达拦截并击落敌机的先河。此后，一直到二战结束，它都是英国皇家空军最重要的、“令人生畏”的夜间战斗机。

为了与英国人抗衡，1943年10月，德国人开始在飞机上试装“利喜顿斯泰恩”机载雷达。尽管其作用距离近，截获概率也不够高，但试用结果表明，这是一种很有前途的新型机载设备。1944年3月30日夜晚，英国空军出动了近800架轰炸机对德国的纽伦堡实施大规模空袭，结果，被安装了“利喜顿斯泰恩”机载雷达的德国战斗机击落了94架。受当时技术水平的限制，开始时，机载雷达的天线大都装在机头的外面，很像分岔的鹿角。因此，此类天线被人们称之为“鹿角天线”。二战期间，一些著名的夜间战斗机，如英国的哈维兰“蚊”式MK、德国的亨克尔He．219A－2／R1、容克斯Ju－88G－7、道尼尔Do．217N－2等飞机均采用的是这种雷达天线。

安装有机载雷达的世界首架夜间截击机——英国的英俊战士

二战名机——英国蚊式

1940年2月，英国人研制成功多腔磁控管，为机载雷达跨入微波波段创造了重要的条件。1942至1943年，英国和美国合作，相继开发出了H2S,H2X,SCR－520,SCR－720,AN／APQ－7等型号的轰炸和截击雷达，并投入使用。二战后期，这些机载雷达在完成轰炸、截击、反潜等任务中发挥了一定的作用。某些夜间战斗机，如美国诺斯罗普公司于1943年开始生产的P－61“黑寡妇”、道格拉斯公司研制的P－70、英国的“英俊战士”的改进型等，其配备的截击雷达的天线已安装在机头的雷达罩内了。

二战名机——美国黑寡妇

P－61是美国为夜间作战而专门设计的第一种飞机，它的尺寸相当于一架中型轰炸机。该机有多种改型，其中P－61C的翼展为20．2米，机长15．1米，机高4．47米，机上装有两台2800马力的活塞式发动机，最大起飞重量18．3吨，最大飞行速度692千米／小时。P－61飞机上设有驾驶员、雷达操纵员和射击员，配备有4门20毫米机炮、4挺7．62毫米机枪，还可挂4枚725千克的炸弹。由于它们主要在夜间作战，因此，全身都涂敷着黑漆，因此人们将其命名为“黑寡妇”。1944年7月，P－61飞机在南太平洋上空执行了首次作战任务。该机以其优异的夜战性能，受到了美军的青睐，很快便取代了技术不够成熟的P－70等型飞机，而成为美国陆军航空队的标准夜间战斗机。

随着岁月的流逝，目前，“黑寡妇”这种二战期间的名机，在世界上仅存几架。北京航空航天大学飞机陈列场保留有一架。该机已成为稀世珍品。

“P-61”机载雷达

（三）早期喷气式飞机的诞生

飞机发明成功后不久，便有人提出了喷气推进的设想。二次大战前，英、德、意、美、苏等国都在积极探索喷气式发动机的原理和设计。在这场竞赛中，英国人和德国人处于遥遥领先的地位。1930年1月，英国空军军官F．惠特尔获得了涡轮喷气式发动机的专利。1937年4月12日，由他领导研制的世界上第一台离心式涡轮喷气发动机开始进行台架试车，其推力为200多公斤(2千牛)。然而，他还是比德国人晚了一步。这一年的3月，由J．P．冯·奥亨等人设计的第一种涡喷发动机HeS－3B已在德国运转成功。HeS－3B为轴流式喷气发动机，最大推力约500公斤。

1939年8月27日，德国人试制的世界上第一架涡轮喷气式飞机——“亨克尔”He．178，进行了一次划时代的试飞。该机采用硬壳式铝机身和全木质机翼，动力装置为一台HeS－3B发动机的改进型。它的最大速度可达700千米／小时。1941年5月15日，英国的第一架涡轮喷气式飞机——“格洛斯特”E28／39，也飞上了蓝天。该机的动力装置为一台F惠特尔设计的W－1发动机，其最大推力达6．5千牛。同年12月，意大利的CC－1,CC－2涡轮喷气式飞机，亦完成了从米兰到罗马的飞行。

世界第一架喷气式飞机——德国亨克尔

1942年7月，亨克尔的竞争对手，梅赛施密特终于研制出了世界上第一种实用的喷气式战斗机——Me．262。该机连续创造了世界飞行速度纪录，最大平飞速度达到了惊人的850千米／小时。与同期的活塞式战斗机相比，Me．262A－1a的某些性能是超一流的，在飞行速度、高度和低空性能等方面，占有一定的优势，是个令人生畏的对手。在一次空战中，6架Me．262曾创造了在数分钟内连续击落15架B－17轰炸机的纪录。

二战中，盟军装备使用的唯一的喷气式战斗机，是由英国格洛斯特公司于1943年开发成功，1944年投入批量生产的“流星”MK．I及其改进型“流星”MK．DI。该型飞机在世界空战史上首创了用喷气式飞机成功拦截德国V－1飞航式导弹的战例。

不过，诞生于的二战后期的早期喷气式战斗机，由于技术尚未成熟，其可靠性以及飞行品质，则还存在着一些缺陷，而且早期的涡喷发动机的推重比小，耗油率高，飞机的航程和作战半径并没有多大提高，甚至还不如最先进的活塞式战斗机，因此其生产量不大，战绩也不显著，没能改变活塞式战斗机一统天下的局面。

早期喷气战斗机

早期空空导弹