P-51 野馬,二戰中盟軍最優秀的全能活塞動力戰鬥機,也是盟軍空權的象徵,擊落了 4,950 架敵機,占 USAAF(美國陸軍航空軍)在歐洲上空擊落總數的 48.9%,並擊毀了 4,131 個地面目標,另外還擊落了超過 230 枚V-1飛彈,甚至還擊落了德國空軍最精銳的噴氣式戰鬥機。戰爭中美國總計生產了 15,575 架的野馬,僅次於 P-47 雷電,另外澳大利亞按許可證生產了 100 架。由於生產數量的龐大以及卓越的設計,野馬戰後在一些國家一直服役到 1980 年代,並且民間至今還保有 150 余架能飛的野馬,使我們能時時看到這種二戰名機的身影。本文試圖從全方位描述野馬戰鬥機,以年代及型號為線索,由於篇幅所限,F-82 雙野馬將不在本文範圍。
前傳
提到北美航空公司(North American Aviation, Inc)就不能不說一下創始人克萊門特.M.基斯(Clement M.Keys 1876-1952)。基斯是一個金融家和實業家,甚至可以說是一個投機者,但是他卻在一戰後的 10 年促進了美國航空業的發展。基斯出生於加拿大,1897 年畢業於多倫多大學,1901 年到美國謀生。基斯一開始為《華爾街日報》工作,1911 年創辦 C.M.基斯投資諮詢與證券公司,1916 年該公司幫助陷入財政混亂的寇蒂斯飛機與發動機公司(Curtiss Aeroplane and Motor Co.),基斯擔任不支薪水的副總裁。基斯在 1919 年隨同美國航空代表團訪問歐洲,在看到航空業的前景後,回來之後於 1920 年購買了寇蒂斯公司的大部分股票,成為寇蒂斯的董事長。1929 年基斯一手促成了寇蒂斯與賴特航空工業公司(Wright Aeronautical Co.)的合併,要知道這兩個公司以前可是冤家對頭。新公司命名為寇蒂斯-賴特公司,基斯成為新公司的董事長,在他擔任寇蒂斯董事長(1920-1929)和寇蒂斯-賴特董事長(1929-1933)期間,基斯使公司從破產的邊緣發展到世界飛機製造業的領先公司,寇蒂斯也成為一系列銷售和使用寇蒂斯飛機的關係企業的核心。同時,基斯繼續擴張自己的航空業帝國,旗下有 26 家公司,包括兩家控股公司——北美航空和國家航空公司(National Aviation Co.)。1932 年 1 月,基斯由於健康原因從他的航空帝國隱退,但還與 C.M.基斯公司保持聯繫,將精力集中在金融和房地產上。1942 年基斯從 C.M.基斯公司退休後,他又創辦了一家新的公司——C.M.基斯飛機服務(C.M.Keys Aircraft Service),二戰後幫助組織了秘魯國際航空公司,後者在 1947 年起在南美洲運營。
北美航空公司成立於 1928 年 12 月 6 日,控股一長串著名飛機製造與航運公司,包括寇蒂斯飛機和發動機公司,寇蒂斯-羅伯遜(Robertson)飛機製造公司,寇蒂斯-卡普羅尼(Caproni)公司,賴特航空工業公司,旅行(Travel)航運,北方飛機公司和吉斯通(Keystone)飛機公司。後來趁經濟大蕭條時期的低股價又購進了斯佩里(Sperry)陀螺儀公司,皮特克恩(Pitcairn)航運公司(1930 年更名為東方空運),伯林納-喬伊斯(Berliner-Joyce)飛機公司,福特(Ford)儀器,環球航運公司,洲際(Intercontinent)航運公司,甚至持有道格拉斯飛機公司的大把股票。
1933 年通用汽車(General Motors)購買了頗為可觀的北美航空股票,另外還購併了通用航空(General Aviation)公司和代頓-賴特(Dayton-Wright)公司。通用汽車的歐內斯特 R.布里奇(Ernest R. breech)出任北美航空董事長,北美旗下的公司組重組成兩個集團公司:通用航空製造公司(General Aviation Manufacturing Co.),下轄伯林納-喬伊斯,通用航空和寇蒂斯-卡普羅尼公司;以及斯佩里公司,下轄斯佩里陀螺儀公司,福特儀器,寇蒂斯-賴特公司和洲際航運。
但好景不長,基斯一手創建的龐大帝國終要解體。先是通用汽車在幾個月後出售了斯佩里公司,另外 1934 年實行了航空郵政法案,宣布飛機製造企業控股航運公司是違法行為,所以北美航空被剝奪了對東方航運和環球航運的控股。經歷一系列混亂的合併分割後,北美航空的規模大大縮小,在前景堪憂的情形下布里奇將公司移交給詹姆斯.H.“德國佬”金德柏格(James H. "Dutch" Kindelberger ),此人具有航空製造業的深厚背景,曾擔任過飛行員和航空工程師。金德柏格接受了這份工作,但提出條件允許他的好友兼同事約翰.利蘭“李”艾伍德(John Leland "Lee" Atwood)擔任副總裁。在金德柏格的領導下,北美航空完成了由控股公司向真正的飛機製造公司的轉變,並在馬里蘭州丹托克(Dundalk)和加利福尼亞州英格伍德(Inglewood)建成了兩座新廠。金德柏格不僅是優秀的商人,也是富有才華的航空工程師。1938 年初為了尋找商業機會,金德柏格進行了數次歐洲之旅,這也使他有機會能夠接近觀察一些將要在二戰中使用的作戰飛機。二戰爆發後,金德柏格急切蒐集來自雙方的作戰報告,並逐漸形成了自己的一些想法……
儘管金德柏格沒有設計戰鬥機的經驗,但他與艾伍德合作描繪出了一種戰鬥機的大致輪廓。北美為此成立了一個項目小組,由以下一些人組成:雷蒙德.H.賴斯(Raymond H. Rice)、埃德加.舒默德(Edgar Schmued),拉里. 韋特(Larry Waite)和 E.H.霍基(E. H. Horkey)。埃德加.舒默德曾經為威利.梅賽施密特(Willy messerschmitt)工作,這也成為日後謠傳野馬受 Bf 109 影響的原因。
也許是命運的安排,蹣跚學步的北美此時遇到了一個千載難逢的機遇。歐洲戰事爆發後,亨利.舍爾夫(Henry Self)爵士率領英國採購委員會匆忙趕赴紐約為皇家空軍(RAF)尋找堪用的美國作戰飛機。儘管性能比不上噴火和 Me 109,英國人還是訂購了大量的貝爾 P-39 飛蛇和寇蒂斯 P-40 戰鷹。
舍爾夫也接觸過北美,向其訂購了一批北美 NA-16 教練機,命名為“哈佛”(Harvard)。1940 年 4 月,英國採購委員會再次召見金德柏格,要求北美為 RAF 按許可證生產寇蒂斯 HAWK 87(P-40D)。金德柏格回答很巧妙,他表示如果的確必須這樣做,北美航空會接受,為生產 P-40 需要進行準備,所花費的時間足以設計出一種比 P-40 更好的戰鬥機,英國委員會覺得可以接受金德柏格的建議,1940 年 4 月 10 日正式批准,附加條件是在 120 天內準備好原型機。北美公司將該項目稱為 NA-73。
接下來北美還要過軍方這一關。當時的美國陸軍航空隊(USAAC)具有無條件禁止任何飛機外銷的權力,無論是否涉及陸軍利益。1940 年 5 月 4 日,陸軍勉強同意北美對英國出口新型戰鬥機,條件是要北美免費提供兩架 NA-73 樣機給 USAAC 測試。
1940 年 5 月 23 日英國與北美正式簽署了 NA-73X 原型機契約,5 月 29 日,北美獲得了英國 320 架的意向採購,能否成為現實則要視原型機試飛結果了。北美航空對此胸有成竹,他們實際上在 1939 年夏就已經開始了 NA-73 的設計,現在已快完成細節設計了,北美航空承諾可以自 1941 年 1 月起交付生產型飛機,RAF 稱之為野馬 I。
面對這個新興公司的大膽舉動,美國航空業界頗為驚訝,於是出現了謠言,說野馬剽竊了寇蒂斯XP-46的設計。而事實是當時英國方面堅持認為北美航空沒有戰鬥機設計的經驗,應該借鑑寇蒂斯 P-40 和 XP-46 的現有數據進行輔助設計。為此北美航空向寇蒂斯支付了 56,000 美元來共享 XP-46 的氣動數據。除了採用了與寇蒂斯飛機類似的散熱器/油冷器布局外,XP-46 和 NA-73X 之間的相同之處很少,且寇蒂斯飛機沒有採用先進的層流翼。事實上 XP-46 的研製進度落後於 NA-73X,直到 1941 年 2 月才準備好原型機。北美航空得到寇蒂斯的資料之前,NA-73X 的總體設計就已經完成了,可以這樣說,XP-46 的數據對於北美航空最有用的之處就是指引他們少走了彎路,NA-73X 沒有抄襲或剽竊任何飛機的設計。儘管有來自埃德加.舒默德和空氣動力學家霍基令人信服的辯解,但關於野馬是否剽竊寇蒂斯設計的爭論一直持續到今天。
NA-73 為全金屬承力蒙皮式結構,機翼內橫貫工字主翼梁,並有一個幾乎同樣粗壯的後翼梁與之平行,後翼梁還承擔副翼和襟翼的負荷。兩個翼梁之間有足夠的距離容納 12.7mm 機槍,槍管從主翼梁中伸出。早期北美航空的飛機的左右機翼使用螺栓固定在機身兩側,而野馬的左右機翼作為一個整體安裝在機身下,從機腹中線開始就有上反角,機翼前後緣都保持儘可能長的直線,以上特點使飛機易於生產並且造價便宜。
野馬採用了一種特殊的 NACA 層流翼型,最大厚度位置比普通翼型靠後,通常在弦長的 50% 而不是通常的 20%。翼剖面曲度很小,上下幾乎對稱。這種翼型更加“光滑”,高速時比傳統機翼的氣動阻力更小,但在低速時升力也更小,所以 NA-73X 必須安裝大而強力的襟翼保持較低的著陸速度。
主要起落架輪距幾乎有 3.66m,著陸比噴火(spitfire)和 Bf 109 容易得多。主起落架向內收入機翼下方的起落架艙中,由於主輪艙設定在機身下,能夠提供足夠的空間容納較厚的輪胎。起落架完全放下後,打開的輪艙蓋會自動關閉,保持機腹的光滑平順,減少升力損失。尾輪完全收入後機身,並與方向舵聯動。
英國方面也規定了必須使用液冷直列發動機,而美國生產的艾利森(Allison)V-1710 12 缸 V 型發動機是唯一的選擇。艾利森 V-1710 比噴火使用的梅林(Merlin)發動機稍大,稍輕,低空馬力相仿,但高空馬力迅速下降。北美航空暫時曾考慮安裝渦輪增壓器來改善高空性能,但由於時間太緊而放棄。
艾利森發動機化油器為下吸式,NA-73X 發動機罩上方設定了衝壓進氣口。油冷器和水冷(乙二醇溶液)散熱器合二為一,安裝在後機身下方。由於熱交換器可以加熱進入的空氣,空氣膨脹後以更快的速度向後排出,所以機腹散熱器實際上可以獲得一些推力。這種布局的缺點是增加了重量,並存在著長長的通往發動機的油路和冷卻管道,加大了作戰易損性。
燃料存放在機翼翼梁間的自封油箱中,每側一個,機身總燃料容量 681.30 升,幾乎是噴火的兩倍。
由於英國的堅持,軍械配備大大高於當時的美國標準。兩挺 12.7mm M2 白朗寧機槍安裝在發動機曲軸箱下方,與螺旋槳協同射擊,左右機槍呈交錯排列狀,左側在前,以便安置彈藥箱。另外在起落架外側的機翼內安裝了兩挺 12.7mm 白朗寧機槍和 4 挺 7.62mm 白朗寧機槍,12.7mm 機槍在最內側,兩對內側的 7.62mm 機槍位置低一些,槍口低於機翼前緣。所有的機翼機槍通過沿翼展方向彈藥傳送帶供彈。
1940 年 9 月 9 日,在英國人訂單下達後的 102 天,北美在英格伍德完成了最後的組裝工作,大大提前於 120 天的最後期限。但這並不是一架完整的飛機,由於艾利森的延誤沒有安裝發動機,並且由於缺少新的碟剎,暫時安裝了 AT-6 教練機的輪子。原型機沒有塗裝,也沒有安裝機槍。
發動機交付延遲的原因是這屬於“政府特供設備”,NA-73X 是一項私人投資沒有獲得比 P-40 更高的優先權。最後安裝的發動機是沒有渦輪增壓的艾利森 V-1710-F3R,額定功率 1100 hp。
在 1940 年 9 月 20 日與美國陸軍簽署的契約中,北美同意將第 4 和第 10 架 NA-73 移交給美國陸軍,這兩架飛機獲得了 XP-51 的型號。
退伍軍人試飛員萬斯.布里斯(Vance Breese)在 1940 年 10 月 26 日駕駛 NA-73X 首飛。NA-73X 空重 2847.82kg,正常重量 3613.07kg。試飛結果表明比使用相同的發動機 P-40 快 40.23km/h。
經過試飛後,北美對腹部散熱器進氣口和放氣門進行了幾項外形上的改動,散熱器進氣口下移,上唇低於機翼下表面,避免吸入附面層的紊流。1940 年 10 月 20 日,在 NA-73X 的第五次試飛時,試飛員保羅.巴爾弗(Paul Balfour)忘記切換油箱,導致燃料用盡發動機停轉後迫降在一個農場中,飛機翻覆。這次事故導致原型機維修了好幾個月,但沒有過度拖延整個野馬項目。NA-73X 於 1941 年 1 月 11 日復飛並繼續效力於初期的發展計畫,1941 年 7 月 15 日退役。