末日挣扎：二战日本喷气式战机研发始末（上）
【军事家军史专栏】“二战中燃烧的天空系列”
二战时期，活塞式发动机驱动螺旋桨推动飞机前进的传统方式已经隐隐碰到了瓶颈，航空工业如果要追求更快、更高的产品必须要采取一种全新的动力。当1939年德国亨克尔He-176喷气动力试验机呼啸升空之时，宣告了一个新时代的来临，初代喷气机出现的意义不亚于莱特兄弟“飞行者1号”在蓝天中蹒跚的翱翔。1944年，Me-262喷气式战斗机投入实战，展现了凌驾于活塞战斗机之上的强悍速度优势，驾驶它的飞行员形容为“如同天使般翱翔”。紧随其后，第一种喷气式轰炸机Ar-234也出现在了战场的天空。一般而言，提到二战后期的喷气式战斗机，人们最多想到的就是德军在末日来临之际各种“黑科技”的垂死挣扎。
喷气式战斗机的出现具有划时代意义
不过，二战中不少国家都展开了喷气式战机的研发。如英国的“流星”式喷气战斗机就在本土防空战中凭借高速拦截德军的V-1巡航导弹；美军的喷气式战斗机在战时也进入了测试阶段，只不过没来得及走上战场。值得一提的是，航空技术相对落后的日本在当时也进行了喷气式战机的探索，还制造出了部分样机。面对铺天盖地、降下毁灭之火的美军B-29轰炸机群——日文很形象的把这种银色空中怪兽称为“超重爆”，新式战机成为了日本“救命稻草”般的期待，当然了，这只不过是末日来临之际的无力挣扎而已。但从航空史的角度来看，冷门的日本喷气式战机计划也的确值得探究一番。
二战日本也有多款喷气战机计划，如图中的“火龙”式
一. 航空技术
从整体来看，日本战争时期的航空技术积累远远弱于德、美、英等国的第一梯队，甚至比起苏、意等国的第二梯队也存在差距。这也可以很好解释为何太平洋战争初期的“零战神话”只是昙花一现，几年后就变成了“马里亚纳猎火鸡”了。
“零战神话”只是昙花一现
太平洋战争爆发前夕和初期，日本的主力活塞动力战斗机——海军航空兵的零式21型战斗机（简称零战）和陆军航空兵的隼式一型战斗机，从纸面数据看都处于世界先进水平。但这样表面上的先进已经隐隐约约透露出日本航空工业的瓶颈所在了。如零式21型采用的荣12发动机功率仅为950马力。同时期美国F4F-3“野猫”式战斗机的R-1830发动机功率就达到1200马力，德国BF-109F的DB601E发动机为1300马力，苏联雅克-1的克里莫夫发动机也达到1025马力（改进型号达到1200马力）。发动机上短板让日本设计师不得不抛弃战机的防护性能和机体强度减重来保证机动性和火力。这样的做法短期能的确能在脆弱的基础上打造出一款一流战机，但却缺乏改进潜力。
德国BF-109战斗机的DB-601发动机
太平洋战争中后期，日本航空工业则被对手彻底超越。虽然零战选择较小功率发动机也有迎合军方需要、追求极致机动能力的考量在（小功率发动机尺寸较小、迎风阻力小），但无可否认大功率航发就是日本航空工业的死穴！日本海航二战后期的主力战机仍是零战，改进型零战52的发动机功率仅为1100马力，甚至连其他大国战争初期的水平都比不上。日本陆航通过引进德国技术为三式战斗机“飞燕”装备了1500马力发动机，但因为低劣的制作工艺可靠性极低。
四式战斗机“疾风”曾被日军寄予厚望
四式战斗机“疾风”吹嘘称发动机功率达到2000马力，但实际根本发挥不出这个功率。而与之相对，美国海航的主力战机F6F“地狱猫”的R2800发动机功率已经超过2000马力，这是产量上万的成熟机型。P51D为1850马力，德军BF109的后期型号功率为1800—2000马力，英军的喷火14达到2300马力，技术稍逊色的苏联雅克9U的克里莫夫M-107达到1500马力，拉7战斗机的的M-82FN则达到1800马力。可以认为，二战日本的航发水平已经相当落后。而缺乏强大的“心脏”，优秀战斗机不过是无源之水、空中楼阁。
F6F的机体设计十分粗糙，但有一台强悍的发动机，很轻松就取得了优势
而从其他技术来看，二战日本的军用航空同样问题多多。如美军P-51野马的层流翼形就让日本设计师们望尘莫及，而诸如发动机增压器技术、高辛烷值航油等等，也是日本的短板。实际上，日本在20世纪30年代航空技术的“大爆发”主要是受益于欧美强国技术转移的结果，而一旦这样的“外援”不复存在，那么其脆弱工业基础就会完全暴露出来。日本战时航空工业的窘境，实际上不过是弱小国力揠苗助长、妄图用军事冒险以小博大的必然。而在这样的基础上搞喷气动力飞机，结果也可想而知了。日本在二战中无一型喷气机计划投入实战或者具备实战能力，仅仅是造出样机甚至只是停留在纸面上。日本喷气战机技术积累薄弱、起步晚、投入也相对较少。在资源有限的情况下，战争爆发后的日本军工制造完全倾向于前线急需的成熟型号制造，新一代战机研发滞缓——日本高层的短视也是其喷气机计划受挫的一大原因。
二．萱场Katsuodori飞翼截击机
萱场是日本的老牌重工。在20世纪前半叶，尤其是“动荡的昭和时期”，萱场还在军事航空领域投入了不少本钱，与日本陆军航空兵合作甚密。
萱场为日本陆军设计的轻型直升机样品
航空概念是一直领先于航空技术的。许多在现代才逐步成熟投入使用的技术，实际上概念可能在半个多世纪甚至一个世纪以前就被提了出来。如飞翼结构飞行器，早在1910年德国人就造出了一个具备飞翼气动外形的小型无尾滑翔机，不过直到20世纪80年代，美国的B-2“幽灵”轰炸机才算真正的实现了飞翼外形的实用化。飞翼的主要优点是省掉了传统飞机的垂直和水平尾翼，可以大幅降低阻力，不过其难点则是在取消尾翼后产生的控制和稳定性问题。20世纪30年代，各航空大国都对这种新颖构型表示过兴趣，进行了不少探索。二战末期，德国霍顿兄弟的GO-229喷气式飞机战斗机不仅走下了绘图板，还进行了首飞，不过性能很不稳定。二战后，美国诺斯罗普公司钟情于飞翼结构的飞行器，虽然屡遭挫败，但最终为B-2的问世积累了技术基础。
翱翔空中的GO-229，飞翼外形哪怕今天看来也是十分“科幻”的
20世纪30年代中期，萱场开始研发自己的飞翼项目，并邀请东京帝国大学（今天的东京大学，实际上东帝大在二战时与日本军方、军工企业的合作十分密切）的专家提供技术支持。后来，日本陆军航空兵也对这个新颖的想法表示了兴趣，投入资金支持萱场的飞翼研发，并要求其考虑新式机的军事用途——实际上无需军方多言，萱场的本意除了“机械爱好”以外，一开始就瞄准了军方订单。
保存至今的GO-229残存机体
1938年，萱场的最初产品——HK-1式飞翼滑翔机完成。HK-1主要起着技术验证样机的作用，木质结构，体积不大，也没有动力，试飞需要其他飞机牵引完成。军方对其测试结果表示满意，要求萱场继续后续飞翼机的研发，并为安装发动机做好准备。萱场随后在立川公司（当时主要为日本陆军航空兵制造教练机）的技术支持下搞出了KU-2。KU-2对HK-1的缺点进行了修改，比如通过在主翼两端加装垂直方向舵的方式增强稳定性和控制性。从我们今天的角度看，飞翼构型与生俱来的稳定性、控制性缺陷，只有等到20世纪80年代传感器和计算机技术发展后才能解决，在二战时期是无解的，德国人的“黑科技”都无法超越时代，GO-229用尽全力也没有进入实用化，日本人更是不可能越过这个坎。当时的萱场当然无从知晓飞翼项目的真正死穴所在，但已经隐隐感触到自己的技术积累搞不定这个新玩意了，采取的折中手段就是在主翼上加装额外的垂直舵面，起码能在一定程度上提高飞机的操纵性能。
萱场的技术人员与飞翼滑翔机在一起
HK-1和KU-2一开始的试飞还是比较顺利的，但在1940年却发生了坠毁事故，日本陆军对这种暂时看不见成效的“长线投入”也在逐步失去兴趣。萱场随后犯了一个“低情商”错误：他们宣称飞翼样机的坠毁主要是因为陆军派来的试飞员不会开。这可惹恼了作为“甲方”的陆航，随后宣布中止与萱场的合作，甚至连应该付的研发费都赖掉了一半。萱场众人算是吃了哑巴亏。
不过萱场还是决定凭借自己的力量把飞翼项目继续下去。后来几年时间中，KU-3和KU-4也进行了测试，效果总体而言还算满意。1943年以后，日本开始面临国土防空的压力。在太平洋战场上日本已经与美军B-17、B-24等重型轰炸机打过照面，这些大家伙机体坚固、自卫火力强悍、飞得还特别高，一众日军战斗机在拦截战斗中都显得力不从心。而通过一些渠道，日方已经隐约知晓了美国人更厉害的“超重爆”正在测试当中。1944年6月，从中国起飞的美军B-29首次对北九州的钢铁厂进行了远程战略轰炸——达摩克利斯之剑终于砸在了日本人的头上。
B-29轰炸机
B-29的飞行速度、飞行高度和载弹量都超过了之前的美军重型轰炸机，日本海航和陆航面对这种大家伙显得更加无力，于是开始病急乱投医般地上马各种截击机项目。陆军似乎想起了几年前萱场的飞翼机是个可用之才，于是重新与萱场建立合作关系。只要你能搞出打B-29的武器，要钱有钱要人有人。
日本战机面对B-29表现乏力，甚至经常用冲撞的方式进行拦截
陆军给萱场的支持一方面是钱，一方面是机载武器和发动机技术——后者有不少是来自“德国盟友”的“黑科技”。当然了，在很长一段时间内，德日两国不过是“表面兄弟”，背底下是互相看不上而且缺乏战略合作。在20世纪30年代，德国众多飞机制造公司热衷于拿军方竞标中失败的产品当先进货卖给日本人挣回研发费，不明所以的日军不仅照单全收，而且因为海军与陆军之间的矛盾，买德国技术经常以军种的名义单干，德国人是卖了海军又卖陆军，挣两份钱。
不过在苏德战争和太平洋战争爆发后，二战规模达到顶点，德日两国意识到必须要加强合作才能应对强敌了，技术交流也升温很快。小到反坦克空心装药榴弹，大到雷达、航空发动机甚至是飞机整机，德国人都用大型潜艇给日本人漂洋过海运去。如1942年德军就给日本运去了BF-109和FW-190战斗机各一架，日军组装完成后进行了详细测试，学到了不少东西。三式战斗机“飞燕”的大马力液冷发动机也是德国DB601的仿制品。1944年，德国潜艇又装上了Me-262/163喷气式战斗机、多款新式发动机的图纸航向东方。
德国V-1导弹装备一台脉冲发动机
萱场公司对KU-4计划进行了修改，拿出了所谓Katsuodori（一种鸟类的名称）计划。Katsuodori的核心除了飞翼外形，还有仿制德国的冲压发动机和火箭助推发动机。这些“黑科技”的出现一下让这架小飞机“高端”了起来。
Katsuodori依靠火箭助推冲向美军轰炸机群的设想图
冲压发动机其实也是一个历史悠久的概念。20世纪的第二个十年就有法国工程师提了出来。二战中，德国人将冲压发动机的技术实用化。V-1导弹的所谓“脉冲发动机”，实际上就是冲压发动机的一款变体。当然了，当年的冲压发动机和今天代表高端技术的超燃冲压发动机不可同日而语，是一款结构相对简单、制造比较容易的喷气发动机选择。不过冲压发动机的一个缺陷就是必须在一定速度下才能正常启动，所以德国和日本想到的方法就是用火箭助推器与其配合使用。
后世还原的Katsuodori战机彩绘图
Katsuodori的定位是一款小型截击机，比Me-163之类的大不了多少，全长4.5米，翼展9米，本体空重900千克，整个系统的战斗全重3吨。其采用单发单座结构，飞行员坐在机体最前端，而座舱之下就是冲压发动机。受到体积的限制，Katsuodori不装备起落架，起飞依靠可脱离的滑车或者轨道。飞机机身和机翼下方各挂装两个可以抛弃的火箭助推器。在起飞的最初阶段，火箭助推器将采用两个一组的方式依次启动，总计提供10秒的助推，将飞机推到400公里的时速，随后启动冲压发动机继续爬升，飞机的最大速度将超过900公里每小时，并将在3分钟之内冲上1万米的高空！
HO-301大口径航炮
飞机预计滞空时间30分钟，比单纯依赖火箭动力的Me-163、“秋水”等截击机要强很多，完全可以应付在有预警情况下的要地防空需要。为了对B-29达成“一击必杀”的威力，Katsuodori将搭载两门40毫米HO-301式机炮！
这种堪称超大口径的航炮理论射速每分钟300发，曾在二式战斗机“钟馗”上进行了试验搭载，因为弹药尺寸太大，单炮的载弹量只有10—20发。这种武器的射击模式不同于普通航炮，更类似于一个榴弹发射器，采用的弹药干脆就是掷弹筒弹药的改装品。
少数“钟馗”战机曾装备过HO-301
战斗结束或者燃油耗尽后，飞机采用滑翔的方式，以迫降或者滑撬降落。为了降低成本，Katsuodori将尽量采用木质结构。冲压发动机和火箭助推器的成本也不高，如果能走下绘图板，的确是一款比较适合战争末期日本窘迫现状的武器。但最大的问题就是无法实用化。
Katsuodori战机作战设想图
首先，虽然Katsuodori的设计很快完成了，萱场通过之前的诸多滑翔机也积累了足够的飞翼机经验，但发动机的问题却迟迟无法解决。德国人虽然给了冲压发动机技术，但日本无法顺利的仿制，连测试用的样机都没搞出来。技术门槛更低的火箭助推发动机也无法攻克——“秋水”火箭动力拦截机的试飞遭遇了多次失败。发动机没有，那么一切都是空谈。
Katsuodori的服役，因为发动机问题，只停留在想象中
另一方面，HO-301火炮被证明也是一个空有威力无法实用的东西。40毫米榴弹威力虽大，但射程很近，发射后弹道弯曲，命中率极低。HO-301的后坐力又相当之大，“钟馗”战斗机在进行了几次测试后全机铆钉松动，必须要停飞修复，要是换上Katsuodori这种小家伙恐怕开几炮就空中散架了。
既然动力和火力问题都无法解决，那么设计Katsuodori就成为了一种无聊的绘图游戏。随着日本战败，飞翼截击机计划也无疾而终。其成果被盟军缴获，成为二战航空史中的一朵小小浪花。（未完待续）