弹射起飞!两代海上霸主的玩具二战美军飞机弹射器的升级之路

如果我们说战列舰的霸主时代是从1898年的美西战争到1941年太平洋战争爆发为止的话,战列舰的霸主地位也仅仅只有半个世纪。而现存大多数战列舰和巡洋舰的照片都来自于二战时期或者一战二战战间期,如果仔细关注的话,不难发现在这项照片中,绝大多数都会有水上飞机弹射器和水上飞机的身影出现。而到了战后,我们又不难发现,曾经遍布于战列舰和巡洋舰的水上机弹射器又消失的无影无踪。那么,水上飞机的使用时间就更短了,仅仅20-30年左右,但我们不可否认,正是由于他们的存在,最终发展出了航空母舰使用的甲板弹射器,最终让航母代替了战列舰成新一代的海洋霸主。而本文将会选取美国海军的弹射器系统的发展进行介绍。

水上飞机不如舰载机那样让人熟知,但如果说把它们类比为现代海军使用的直升机,可能就很容易理解了。现代海军的舰载直升机,无非是执行侦察,反潜,巡逻,搜救等任务,很巧的是,那时候的水上飞机能做的,差不多也是这些。但是介于战列舰执行炮击战的本质,水上飞机还多了观测炮弹着弹点的任务。自1920年代真正的军用水上飞机投入使用后,世界上各国海军都想方设法的将其安装在军舰上,但是水上飞机不像现代的直升机那样,直接在起降甲板上起降就可以,而是需要先组装,然后再用吊臂将其放入水中,再慢腾腾的起飞,十分耽误时间。为了消除这种不便,各国便开始了飞机弹射器的研究。到了二战时间,绝大多数的战列舰和巡洋舰,甚至是武装商船都携带了水上机弹射器。

如前文所述1920年代各国都在开发水上飞机弹射器,自然美国也不会例外。1921年,美国海军设计了第一款弹射器,命名为A-MK.1,它在费城海军基地使用柯蒂斯N-9水上飞机进行了测试,效果还算成功,1922年开始在美国海军战列舰上装备。当然了,从名称就可以看出,MK.1型弹射器很直接,直接使用压缩空气作为动力,但是要想让气体压缩到能够产生足够的动力,容器和加压设备都是问题。而且凭借那个年代的科技,很难让MK.1型产生足够大的推力,因此只能够发射N-9这种总重才为1吨多的迷你飞机。还有个缺点是,压缩空气在使用后必须重新加压灌装,因此存在较长的时间间隔。

1920年代的BB-38宾夕法尼亚号,注意舰尾 安装MK.1型弹射器,使用UO-1水上飞机

1922年,田纳西号,科罗拉多号,内华达号,新墨西哥号和宾夕法尼亚号均安装了此类弹射器。因为这类战舰甲板面积不足,只有舰尾才有部分空间,所以弹射器也被安装于此。纵观同时期的其他国家,在水上机弹射器和水上飞机发展上或多或少都和美国有着差距:美国海军的潜在对手日本海军,则直到1925年才为长门号安装了第一种发射器,1930年代初才大规模配发。而英国海军则将弹射器直接固定在甲板中部,由于海象侦察机太重了(4吨),只得将体积较大的发射器安装于此,后来由于炮塔顶部的改进,才将其转移到炮塔上方。苏联海军就更落后了,甘古特级战列舰由于奇特的布局,根本无法安装任何一种弹射器,而唯一能安装水上飞机弹射器的舰船只剩下基洛夫级巡洋舰。

1923年,美国海军开发了使用火药的P型MK.3弹射器。使用火药的弹射器性能更加强大,可以在18.2米的距离将3吨重的飞机加速到101千米每小时。使用火药的弹射器可以说算是一大进步,让水上飞机初步具有了实战能力。此后也逐步证明,火药弹射器更适合军用舰船。

既然可以搭载水上飞机和弹射器来增强战列舰的航空能力,那为什么不让他们变得更多一些?在这种思想下,美军也开始学习英国,将第二台弹射器放置在炮塔顶部。但是将弹射器安装在炮塔上部的布局,但是这样虽然不影响火炮发射,但是实际操作起来十分麻烦,相比于使用单个弹射器,效率反而更低了。因此到了二战时期除了BB-33阿肯色号,BB-34德克萨斯号,BB-35纽约号这些老爷战舰,其余均取消了该种设计。

随着弹射器的普及,巡洋舰也开始搭载水上飞机弹射器。奥马哈级则是美国海军第一艘从设计时就考虑了使用弹射器的舰船。1929年,火药动力弹射器获得了进一步发展,P型MK.6被开发出来,相比于MK.3它可以将3.25吨的舰载机在相同的距离内加速到112.97千米每小时。随即MK.6型弹射器被逐步推广到全部的巡洋舰与战列舰。而第一艘从设计时就开始安装水上飞机弹射器的战列舰,是北卡罗莱纳级战列舰。MK.6型弹射器的成功,也让其成为二战时期美国海军巡洋舰,战列舰使用的唯一一种弹射器。

BB-63密苏里号战列舰的MK.6弹射器发射翠鸟水上侦察机的瞬间,由于是火药发射的缘故,图片右侧的军官捂住了耳朵。

如上文所述,MK.6型水上机弹射器是美国海军在二战时期的主力弹射器型号。由Koppers公司生产,其中美国海军购买了165套。MK.6型弹射器之所以能够成功,不仅在于其弹射性能强大,更关键的是其使用的火药系统,和美国海军127毫米舰炮的装药筒通用,在提高了后勤效率的同时,无形中还增加了弹射效率,前一次弹射完毕后,只需要将弹射器复位,吊装上下一架飞机,再填入火药筒即可。MK.6型弹射器也因此受到了前线部队的一致好评。

在MK.6型弹射器的设计上,除了弹射滑车是由火药驱动的外,它下部的回转系统则是和甲板上的电动机相连。滑车底部安装了由合成树脂制造的滑块,滑块下部和轴承相接触,减少了弹射力度的摩擦损耗;在水上飞机发射前,则是通过一对销钉来固定滑车。在滑轨的前端,有一对制动系统,以防止滑车飞出滑道。但是如果是在甲板上,该如何移动水上飞机呢?为了解决此问题,还有一种不具备发射功能,但是却和水上飞机弹射器上的滑车一样的假滑车,专门用于在地面或者甲板上固定水上飞机,并且方便其移动。

MK.6型最突出的设计就是使用127毫米舰炮装药筒的发射装置。为了方便使用,发射器的装填系统几乎和127毫米舰炮的炮闩是一模一样的,装填装药筒时就和装填弹药一样,免去了重新训练水兵的时间。

不像其他国家的水上飞机弹射器那样,只需要将飞机弹射起飞,而美国海军的水上飞机弹射器除了负责发射,还肩负有顺利回收降落的水上机的职责。弹射水上飞机充满了风险,稍不留神就可能失速,掉到水里成倒栽葱;而回收水上飞机同样危险,稍不注意就会撞到自己的母舰,轻则飞机受损,重则机毁人亡。

二战期间德国海军就没有起落垫,需要飞行员一直以低速跟随母舰航行,直到飞行员爬出机舱挂上起重机挂钩,十分危险。

A. 仅限母舰处于下锚后的停泊状态,水上飞机只要降落到附近的海域中,再由母舰的交通艇拖拽回母舰起重机下方,

B. 母舰在近海缓慢航行时,其余降落方法与A类似,但是要求飞行员自己将飞机缓慢开到母舰下方,这也是没有回收垫技术的其他国家所采取的方法。

C和D. 这两种方法都是为了应对海况较差的时候的方法,同时也是二战时期美军最常用的回收方法。他们使用起落垫进行回收。其中C方案是先让母舰进行两次45度角转向,以用尾流熨平海域,战场条件允许的情况下,母舰可能还会在舰尾喷火,以让飞行员判断风向,最终飞行员根据风向,降落在母舰两侧的背风侧。D方案更加危险,要求飞行员降落在母舰尾侧。

C和D方案使用的起落垫,算是美军独创的一种回收方式,其实也就类似于航空母舰使用的阻拦索。起落垫是由木头和铝混合制成的一块挡板,表面由防水帆布覆盖,最表层还有绳网。垫子本身略微弯曲,类似于雪橇,水下部分有一个舵,以保持航向。美军水上飞机的中央大浮筒上有类似于舰载机着舰钩的挂钩,降落时缓慢冲上起落垫,挂钩便会挂住起落垫上的绳网,以捕捉飞机。最后飞行员在确认挂住后,关闭发动机,再给自己的飞机挂上起重机的挂钩即可。

水上飞机和弹射器在二战后的十多年内被快速淘汰,其中重要的一点就是直升机的出现。西科斯基R-4直升机的世界上最早量产的军用直升机,它从1944年起就开始执行搜救飞行员等任务,被美国海军,海岸警卫队以及皇家海军购买使用。

但是鉴于R-4直升机在二战后期产量并没有太多,他们也就没能被海军作战舰艇所采用。可R-4直升机的性能被美军看在眼里,二战一结束,美国海军就立刻为它们安装反潜设备。而且MK.6型弹射器虽然性能优良,但是由于是使用127毫米火炮的装药筒,在战时就存在着安全隐患,据分析亚利桑那号战列舰弹药库爆炸的原因就是因为日本海军扔下的800千克穿甲航空炸弹炸毁了储存水上飞机弹射器使用的127毫米装药筒的弹药库,进而引爆了主炮弹药库。引进直升机后,既可以消除这个隐患,又能省去维护MK.6型弹射器的费用。随即开始逐步拆除当时现役舰船上的MK.6型弹射器。其中在二战结束后建造的伍斯特级巡洋舰,早期设计时考虑了水上机弹射器,但是开工后便取消了水上飞机设施,保留了起重机,将机库改成了一个容纳交通艇的储存库。

同时代的其他国家海军,也开始逐步撤换水上飞机。法国海军的黎塞留甚至在二战结束前就拆除了弹射器,姐妹舰让.巴尔号根本没有安装。英国皇家海军最后的前卫号战列舰,为了削减成本,建造时也没有安装弹射器。苏联海军则于1948年将弹射器拆除。

1952年的CL-144伍斯特号巡洋舰,可以看见其后甲板根本没有MK.6型弹射器

水上飞机和水上飞机弹射器的衰落,不仅代表着航空母舰和直升机等新兴装备的崛起,也代表着前一代海上霸主战列舰的衰落。但是水上飞机弹射器的技术,则极大的为后来诞生的航空母舰用舰载机弹射器提供了设计灵感和思路,可以说是海军航空史上承前启后的一项设计。

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