概述
P-40戰鷹式戰鬥機由寇帝斯公司(Curtiss)以該公司先前設計生產的P-36戰鬥機的機體加上艾利森公司(Allison)的V-1710-19液冷式發動機而成的新戰鬥機。第一架原型機在1938年10月展開試飛。第二次世界大戰爆發時,P-40戰鬥機是美國唯一可以量產並大量外銷的機種。
發展起源
1934年11月,寇蒂斯公司開始著手設計一種懸臂式下單翼,向後收放的起落架和全金屬應力蒙皮結構的戰鬥機,寇蒂斯稱其為鷹式(HAWK),在通過陸航隊的測試之後,便以P-36的編號投產,成為當時速度最快的美國戰鬥機,它的外銷型,霍克-75大量銷往中國、法國、英國、芬蘭,二戰初期相當活躍,其中英國空軍飛機稱這種飛機為“莫霍克”(MOHAWK)。
1937年7月,美國陸航訂購了最初的寇蒂斯XP-40原型機,實際上是把第10架P-36A(Serial No 38-10)的星型發動機換成艾利森 V-1710-19 發動機(艾利森-13)而改型來的。用後機身下的散熱器進行冷卻。
1938年10月首飛。後來對此原型機作了修改,把散熱器向前移到發動機下面,外觀才與日後的 P-40 接近。軍械包括一挺7.62毫米和一挺12.7毫米機頭機槍。
1939年4月27日,陸航訂購了生產型的P-40,綽號定為“戰鷹”(Warhawk)。首架P-40於1940年5月出現,裝一台 V-1710-33(艾利森 C-15)發動機。它與XP-40的區別是:在機頭上部有個很長的汽化器進氣口,並且徘氣管、散熱器和起落架做了一些改動。
1940-1942年期間,寇蒂斯公司生產了美國戰鬥機中的大部分。P-40飛機基於已經批量生產的、經過實戰考驗的 P-36 機體,所以價格低、交貨快。而其他型號的戰鬥機需要經過多年時間才能形成戰鬥力。所以,P-40 成為美國唯一能大量裝備的主力戰鬥機。
P-40飛機生產線於 1944 年 12 月關閉時,已經完成了13738架。陸軍航空隊P-40的數量在1944年4月達到最多2499 架。作為第二流戰鬥機、對許多部隊來說卻成為唯一選擇的P-40、曾在許多前線作戰。戰鷹飛機在整個1942年和1943年間在北非作戰;而另一些則在阿拉斯加、澳大利亞、中國、爪哇、夏威夷、紐幾內亞和新羅門等地上空同日本人交鋒。中國和俄國飛行員也飛過這種飛機,雖然史達林抱怨 P- 40 在對德作戰中不像貝爾飛機公司的飛蛇那樣有效。然而一些美國飛行員卻喜歡這種寇蒂斯飛機的低翼載荷。
改進機型
P-40B
第一款量產的P-40B機翼上裝有4挺0.30英吋機槍,發動機整流罩上方另有兩挺0.50英吋機槍,因記取了英國對早期外銷型戰斧的批評,機上已配備防護裝甲板與自封油箱。P-40B的運動性評價當時算是高水平,特別是滾轉能力出眾,在P-40家族中也算是比較靈敏的一個型號。就是引擎在高空的輸出下降太快,難當重任。但在3000m以下低空還能與軸心國的同期主力 如Bf109E一搏。美國方面有 131 架 P-40B 於 1941年2月開始裝備航空中隊。
P-40C
P-40C開始配備改良式的自封油箱和增加對地武裝掛架,因重量增長導致性能進一步惡化。這些修改雖增加了實用性和抗損性,但這也使P-40C的總合機動性能在Hawk 81系列之中處於最低點。比運動性不如先前的型號,比火力和防禦又不如之後的型號。但恰恰就是這個還算堪用的型號為AVG在華對日作戰作出了巨大的貢獻。
P-40D
P-40D型開始改稱Hawk 87系列,配合新發動機大改機鼻,取消發動機上方的武裝配置,將武裝4挺0.50機槍全集中至機翼上,機槍的口徑也統一換成0.50英吋。
從D型開始P-40的可靠性與生存性進一步提高,結構之強韌可說是過剩的程度,代價是增加的重量吃掉了成長不多的馬力,更使運動性比起先前型號相形下降。美國陸軍在 1940 年 9 月訂購了這種飛機。
P-40E
P-40E將0.50機槍進一步提升至6挺。若不考慮寇帝斯以極短時間的緊急動力壓榨出的帳面表現,依照使用者的測試和評價所言,P-40E的飛行性能較P-40C / D 都更為低劣:馬力不足的現象嚴重、阻力也偏高導致動能消耗快,很容易就陷入沒速度又沒高度、無法機動的處境。但火力、防禦和俯衝性能在同時期產物中則相對處於較高水平,在空戰中貫徹"一打就跑"戰術、或以縱向梯隊輪番攻擊的話 表現尚稱不惡,對地掃射的威力與生存性也令人信賴。P-40E 一共製造了 2,320 架,包括有 1941 年 5 月 7 日訂購的 420 架 P-40E-1 和 1941 年 6 月 30 日按照租借法案分配給英國的 1,080架。
P-40F
P-40F 改裝由美國生產的英國勞斯萊斯梅林28型發動機。原指望梅林發動機能為P-40提升高空性能,但因為此款發動機只有一級增壓器而P-40F總重又大幅增加,故高空性能提升不如預期。 即使如此,在15000呎以下高度仍能勉強抗衡Me109F這等對手。美國國內的實驗也表明 同樣以一級增壓V-1710為動力的三款戰鬥機:P-51 (NA-91)、P-39D和P-40E之中,P-51幾乎擁有全部的優勢,能主動選擇交戰與否。格鬥性能上 三者則難分軒輊。 換裝V-1650的P-40F雖無法逆轉這個結果,但長時間格鬥下P-40F則能以些微優勢成為三者之中最佳。 證明其低空運動性還算不差。 NACA的風洞實驗也顯示,安裝V-1650動力的P-40F由於去掉了機首上方的冷卻通道,稍微減低了阻力係數,以今日能量運動性的角度而言,持續維持較低的阻力也就意味著較慢的速度損失,對保留空戰能量小有助益。
1941 年 2 月 5 日,陸航訂購了一架裝帕卡德公司仿製的 V-1650-1“梅林”發動機的 P-40F飛機;一架 P-40D 也換上進口的“梅林’發動機,改型為 XP-40F 原型機,於 1941 年 11 月 25 日試飛。在北美航空公司的野馬飛機裝備以前,寇蒂斯在 1942 年製造了 1,311 架 P-40F。
P-40K
P-40K 就是換上較新的V-1710-73發動機,為提高安定性而在垂直尾翼前緣安裝弧形鰭狀套件的P-40E。因為充其量也只是空力修正小改版,性能上與P-40E沒有本質上的差異。
P-40M
P-40M 就是長胴型P-40K 換裝V-1710-81(-F20R) 的改型。引擎改善了輸出曲線但馬力峰值反而降低了,故飛行性能依然沒有明顯的長進。不過依一些海外使用者,諸如南洋的RAAF、中國戰區的AVG或西伯利亞的VVS等使用紀錄所示,P-40E/K/M有少數大幅提高進氣壓以強化出力的前線改裝機。雖受限於增壓器設計的先天限制,這種增加耗損來壓榨馬力的改裝對高空性能依然助益有限,但在低空則相當程度彌補了P-40一向不足的動力性能。寇帝斯公司在Hawk系列上費盡苦心改進,但若非改動量巨大卻進步有限、就是成績尚可但仍輸給其他公司已服役的同等定位主力機,如該公司的X / YP-60各型。
P-40N
1944 年 3 月出現的 P-40N 飛機系列採用輕重量結構、改善了視界的座艙蓋和 4 挺機翼機槍。頭 400 架(P-40N-1)為高空戰鬥而卸掉一些裝備,成為最快的生產型戰鷹飛機。自 P-40N-5 至 P-40N-15 各批共 1,577 架是正常載荷的帶 6 挺機槍的飛機,它們都裝 P-40M 所裝的艾利森 V-1710-81 發動機。從 P-40N-20 至 P-40N-35 共 3,022 架飛機,都裝 V-1710-99 發動機,而且是 P-40N 飛機系列中生產的最多的型別。陸航還訂購了 1,000 架 V-1710-115 發動機的 P-40N-40 型飛機,但在生產 220 架後就中止了該契約。
P-40N 仍使用無渦輪增壓的V-1710一級增壓發動機。不過使用了新設計的輕型結構,僅些微犧牲了強度 (因原本就強度過剩) 但大幅簡化了生產與維護工時。
N系列第一批量產型為P-40N-1-CU。 這是個具有指標意義的型號,仍使用V-1710-81作為動力來源,但提高了該引擎的輸出峰值。
XP-40Q
該機使用了翼根內散熱器,且不知何故 仍堅持保留那違逆時代潮流、後收直列式的半埋式起落架。其餘氣動布局 包含切尖的翼端、四葉螺鏇槳與淚滴式艙罩大致上類似P-51D,但垂尾與平尾仍與末期P-40相同。使用擁有注水噴射系統、功率1425hp、新的國產V-1710-121二級增壓器引擎,從根本上改進了之前所有型號缺乏的20000呎以上高空動力性能。最大速度達到679km/h、爬升至6100m高度僅需4分50秒,升限高達11900m。即使本試作機是只搭載基本裝備與4挺.50重機槍的輕裝版 (寇帝斯聲稱實戰版可加裝到6挺12.7mm重機槍或4門20mm炮),但此成績依然可說是不俗,特別是運動性與機敏性方面超越輕量型P-51H 以外 所有量產型號的P-51,可與P-63同列為1944年當時美國陸航最高運動性的戰機。
此機改良幅度之大 雖堪稱卓然有成,但高空高速性能與航程仍不如P-51與P-47,亦無P-63的重武裝 (即使航程比P-63好得多),而此時P-51與P-47不僅發展成熟、產能穩定 且後續的高性能化改良計畫進展順遂,相形之下XP-40Q 與先前P-40共通性太低、產線需要重建 而戰略性能又不如人,最後亦只能飲恨廢案作收。
戰場表現
P-40在太平洋戰爭爆發初期是美國陸軍航空隊的主力機種,雖然基礎設計的前身P-36乃同期世界各國戰機中最均衡的傑作,但P-40的設計僅是將P-36液冷化,在登場的時間點已屬陳舊,本身性能取向與設計特徵並無突出之處,加上一級增壓發動機在高空輸出驟降、本身為了安全性使結構冗餘度過高的過重問題…等,
因此缺乏高空飛行性能、爬升率惡劣的P-40 在重視高空高速性能的歐陸或北非等戰場,難以同軸心國戰機進行對等的抗衡。
而在其他戰場尚能一用的低空運動性,在充斥著普遍高運動性之日本戰機的太平洋戰場中 又難有發揮餘地,反需要多多利用俯衝性能求取一線生機。
總體來說,P-40僅能在中低空憑藉服役當時還算優勢的火力以及強橫結構、適度裝甲取得優勢;隨著新機種的服役,大多數P-40很快的退居二線或是擔任訓練的任務。其他使用的國家包括英國、法國、中華民國、蘇聯、芬蘭、澳大利亞、紐西蘭等。
P-40於1941年7月首次進駐北非戰場參加戰鬥任務,皇家空軍的No. 112 Squadron RAF是第一個在北非使用P-40的作戰中隊,P-40著名的鯊魚嘴塗裝也是從此中隊開始流傳,鯊魚嘴的來源有種說法是英國人效法德國人將漆在BF-110戰機上的鯊魚嘴漆在自己的飛機上,不論來源為何,這個傳統將被飛虎隊繼承下去,並且更加廣為人知,其中飛虎隊使用自英國轉移的100架外銷型在緬甸與中國戰區協助抵抗日本人的作戰,傳自英國人的鯊魚嘴塗裝也成為飛虎隊的歷史象徵。
中國戰場
美制P-40戰鷹是抗戰中後期對抗日機的主力,它原本是英軍不要的裝備,但來到中國後反而證明了自己的價值,中美混合團巧合地採用了與德國近似的俯衝戰術,得以多次擊落日機 造就了大批空戰英雄。
飛虎隊的P-40(American Volunteer Group AVG)機首處通常會畫上鯊魚大嘴和利眼,原意圖是令其狀似鯊魚。此創意是沿用自北非英軍P-40的塗裝。
中美空軍的P-40曾參加了常德會戰和衡陽保衛戰等戰役,和日機(例如:陸軍的一式戰鬥機隼)爭奪制空權,之後成本相差不多但性能遠超其上的P-51野馬式來華參戰,以堅實可靠作為存在價值的P-40便逐漸改作對地轟炸。
從1941年12月20日首戰告捷到1942年7月解散為止,短短半年多時間,給日軍以重創,一共擊落286架日本飛機,而自己僅損失12名飛行員。可能是因為統計方法不同,有的資料說“飛虎隊”擊落日機193架,擊毀地面上的日機75架,而自己在空戰和地面共損失68架,陣亡飛行員11人,失蹤4人。不管哪一種統計,上述戰績都是十分輝煌的,是美國人民為支援中國抗擊日本法西斯作出的重大貢獻。
性能參數(P-40E)
全長:9.66米
翼展:11.38米
機高:3.76米
翼面積:21.92平方米
空重:2880公斤
作戰荷重:3760公斤
最大起飛重:4000公斤
發動機馬力:1150匹
最大速度:547km/h (RAF與RAAF早期驗收成績)
570km/h ± 10km/h (太平洋戰區各部隊驗收與實戰表現的平均值。依照現場天候、機況與地勤設定而有波動)
580km/h (使用56吋汞柱進氣壓壓榨出1470匹瞬間馬力達成。早期此等輸出只有一分鐘時限 否則過熱,實際意義不大。之後時限延長至五分鐘)
巡航速率:435公里/小時
航程:1100公里
實用升限:8840米
絕對升限:9327米
海平面瞬間爬升率:11米/秒
標準翼負荷:171.5公斤/平方米
俯衝限制:廠商安全限制下的錶速極限 (IAS) 760km/h (超過此限則控制面鎖死而有救不回飛機之虞。本數值套用Hawk 81係數據,後經實驗修正提高至780km/h)
結構與氣動極限的真實空速 (TAS) 964km/h (599mph。寇帝斯廠方試算的理論值,實戰中未曾達到過)
武裝:早期Hawk 81係為機頭兩挺白朗寧M2重機槍(12.7mm),再加左右機翼各1~2挺白朗寧M1919機槍(7.62mm)
後期Hawk 87系多改為左右機翼各三挺、總計六挺白朗寧M2重機槍。但也有拆除部份機槍以求提升性能的改裝型。
最大外部酬載:兩翼下各一枚500磅炸彈 機身下一枚1000磅炸彈,總計2000磅=907公斤