B29轟炸機是美國波音公司二戰時研製的一種四引擎大型轟炸機,它的起飛重量超過了60噸,全長30.18米,翼展達43.05米,堪稱當時最大的作戰飛機。不僅如此,B29的還應用了眾多超前技術,除炸彈艙之外,它的所有艙段都採用了密封加壓設計,機組人員再也不用揹負笨重的供氧裝置了。B29還裝備了X波段轟炸雷達,能夠在夜間或以雲層上方執行投彈任務。此外B29還設有5個可由計算機自動測算距離的遙控炮塔。
若論B29最大的優勢,還要數強勁的動力,它裝備了四臺R3350雙旋風18缸星型空氣冷卻活塞發動機,功率高達2200馬力,因設計有兩個渦輪增壓器,R3350發動機在空氣稀薄的高空仍然效能優異,這使得B29的實用升限高達10200米。日本當時100毫米以下口徑的高射炮都無法命中在這個高度飛行的B-29,只有自動裝彈的三式120毫米高射炮和五式150毫米高射炮例外,但是它們的數量只有122門,可以說杯水車薪,無濟於事。正因為如此,威力強大,集眾多黑科技於一身的B29被稱為“超級空中堡壘”。
但正因為應用了過多新技術,也讓B29暴露出了很多問題,其中最嚴重的莫過於R3350發動機糟糕的可靠性了。
它在工作時很容易出現漏油、超溫的現象,再加上為追求功重比大量應用了易燃的鎂合金,這就導致R3350發動機很容易“自燃”。但更賴手的是它的壽命非常短,初期型號工作25小時就要更換氣缸,75小時就得更換整個發動機,也就是說裝備R3350發動機的B29執行6次轟炸任務就要更換全部四臺發動機。
如果按照和平時期的標準,這種狀態的R3350發動機就應該繼續試飛,但當時亞洲和太平洋激戰正酣,情況緊急,也就顧不了那麼多了。於是1943年9月21日剛剛完成首飛的B29轟炸機當年就服役了,且整個二戰時期的總產量達2513架,還承擔了向日本投擲原子彈的重任。
但如何將發動機壽命過短的影響降到最低呢?等待技術上的改進是來不及了,本著一切服務於戰爭的理念,美軍採用了最笨、最簡單直接的辦法,那就是生產足夠可供更換的發動機,需要多少就準備多少。當時成都和馬里亞納群島機場部署了幾百架B29,按為每架飛機貯存好幾倍發動機的計劃,基地倉庫裡的發動機堆積如山,達數千臺,好在R3350的更換工作比較容易,只需6個小時就可完成換髮,拆下來的發動機被運回美國本土大修,修好之後可再次重新使用。這種以發動機數量保證作戰效果的作法,堪稱“機海戰術”。
美軍的這種作法與蘇聯武器裝備的消耗性設計思想比較類似,但二者在實質上卻完全不同,美軍的作法看似簡單粗暴,技術含量可不低。因為只有發動機的機械公差足夠小,才能實現高度的通用性和互換性,確保每一臺發動機都能方便的更換到任一同型轟炸機上,實現自由組合。這種模式與蘇聯武器的消耗性研製思想完全不同,需要雄厚的工業基礎和精密的製造工藝為前提。相對而言,日本就完全沒有可比性了,它的飛機制造還要靠大量的人工,不但費時費力,且很難保證產品的精度和一致性,別說發動機了,就算是飛機的各種部件都是無法通用互換。從這個意義上說,即使日本有足夠的人力,物力、財力,也無法運用R3350發動機的這種“機海戰術”。
雖然已經採用了這種行之有效的“機海戰術”,但波音公司和萊特公司的技術部門對R3350的改進工作卻一刻也沒有停止,經過拼命努力,它的壽命很快從最初的75小時提高到200小時,最後延長到3500小時,提高了46倍!在這個過程中,美國航空發動機的研製水平也獲得了革命性提高。
綜上所述,在大規模戰爭中,武器裝備的可壽性和壽命非常重要,儘管這在和平時期表現得不是很明顯,這個結論在當代仍然適用。我國戰鬥機至今仍然面對動力系統拖後腿的局面,如果在太行發動機大面積故障階段發生戰爭,殲10、殲11乃至殲20也會面臨跟B29一樣的境狀。這時,航空發動機的製造工藝和模組化設計就顯得非常重要了。
即使現在太行改進版發動機的壽命有了很大提高,但比起英美動不動就與飛機同壽的發動機相比,差距仍然不小,依然面對戰時大規模應急更換髮動機的問題。而當代渦扇發動機在成本和製造難度方面又是二戰活塞發動機無法相比的。因此,太行發動機的通用性和互換性對我國的意義更為重大。從長遠看,不僅要做到發動機和飛機任意互換,還要追求不同發動機的零部件,如轉子的葉片葉盤、機匣、燃燒室和尾噴管之間的互換,這樣才能將我國的戰爭潛力最大限度的發揮出來。
但也要看到,美國經歷了數十年乃至上百年的磨礪才達到現在的航空發動機水平,而在B29發動機採用“機海戰術”時,中國還是一個飽經戰火的農業國,建國後才從零開始發展航空工業,且因技術的快速進步,根本沒有經歷R3350代表的活塞發動機階段,直接進入了渦噴發動機時代,不可避免存在積澱不足的問題,這就需要我們做出更大的努力和投入更多的資源才行。