波音B-29轰炸机的改型（01）：研制与原型机|b-29轰炸机|原型机|战斗机|战略轰炸机|波音|飞机

战略轰炸机的研发

正如在关于B-17轰炸机的文章中所说的那样，20世纪30年代美国的防御理念建立在这样一种认识之上：由于美国位于独立的大洲上，当时其他国家的航空兵力难以威胁到美国本土。因此，美国在航空发展上重点押注于远程重型轰炸机的研发。

一旦战争爆发，若敌人试图在美国海岸登陆，这类飞机便能够尽可能远离美国海岸，对潜在敌国的舰队实施先发制人的打击。而要做到这一点，飞机就必须具备将大量炸弹远距离投送的能力。

正是在这一理念基础上，美国于1939—1940年开始批量生产远程轰炸机B-17和B-24——关于它们，我此前已经发表过系列文章。

但随着第二次世界大战爆发以及美日关系恶化，美国陆军航空队指挥部得出结论：美国飞机很可能需要在辽阔的太平洋地区对目标实施轰炸。为此，就必须研制一种战略级、更重型的轰炸机，其航程要更远，载弹量也要大幅提高。

因此，1940年，美国战争部向波音公司、道格拉斯公司、洛克希德公司以及联合飞机公司（Consolidated）发布了新型轰炸机的研发规格要求：该机速度需达到650公里/小时，并能够将900公斤炸弹投送至8600公里外的目标。

在这些公司提交的多个方案中，战争部最终从波音公司提出的五种设计方案里，选中了其中一种——“345型”（Model 345）。

之所以作出这一选择，很大程度上是因为该公司此前的型号——B-17“空中堡垒”轰炸机——已经成功完成试验并被美国陆军正式装备。

新的“345型”是一种四发动机中单翼飞机，采用中置机翼布局以及前三点式起落架，其中前起落架位于机头下方，这种设计有利于地面滑行和机动。主起落架收纳于发动机短舱内，而不像其他方案那样收入机翼之中（所有起落架均采用双轮结构）。

该机计划安装四台Wright R-3350发动机，每台功率2200马力；机翼载荷设计为318公斤/平方米。武器装备包括：10挺12.7毫米机枪和1门20毫米机关炮，分别安装于4座可收放进机身的炮塔以及尾部炮塔之中。

此外，飞机还设计了增压座舱，以保证机组人员能够在高空执行任务——既能飞越恶劣天气，也能避开高射炮火力。机组编制预计为12人。

设计计算中的飞机总重为51000公斤；在航程中途投放908公斤炸弹的情况下，航程可达9600公里，最大速度为620公里/小时。

项目审查委员会在研究方案后，根据当时已经进行中的第二次世界大战作战经验，要求为飞机配备自封油箱，并加强机组装甲防护。

这些改进使飞机重量增加了2510公斤，而为了维持原定航程，又不得不额外增加1630升燃油。因此，“345型”的总载油量最终达到20500升。

在完成修改后，军方对该项目表示满意，并签署合同制造3架原型机，赋予其编号XB-29。

1941年4月，波音公司向美国陆军航空队（USAAF）展示了XB-29的全尺寸模型，并开始建造原型机。

而随着美国在日本偷袭Attack on Pearl Harbor后正式加入第二次世界大战，战略轰炸机的服役被赋予了最高优先级。

因此，1942年1月，在新飞机尚未首飞之前，军方就已经下达了超过500架B-29的生产订单。

XB-29 原型机

第一架实验原型机 XB-29（机号 41-002） 的首飞发生于 1942 年 9 月 21 日。当时，这款战略轰炸机的订单数量已经增加到了 1,664 架。首架完工的 XB-29 尚未安装武器，配备了四台 Wright R-3350-13 发动机，以及直径 5.8 米的三叶螺旋桨。与后来的量产型机型不同，这架 XB-29 的特征是垂直尾翼顶部安装了两根皮托管，且在驾驶舱前风挡正后方的机身顶部设有一个水滴形的“指挥官圆顶”。该机采用了美国陆军航空队标准的“暗橄榄褐/中性灰”迷彩涂装。

在试验过程中，必须对 XB-29 的动力装置进行改进——为该机紧急研制的发动机，其可靠性实在令人不敢恭维。事实上，发动机问题（频繁故障、漏油甚至常起火）贯穿始终，导致 B-29 的完善过程变得漫长且痛苦。在改进发动机的同时，为了纠正试验中发现的缺陷，还对机体和设备进行了必要的调整：安装了炮塔（暂未配备机枪）和氧气系统，并将三叶螺旋桨更换为四叶螺旋桨。由于动力装置故障频繁，试验不得不屡次中断。1942 年 12 月底，第二架 XB-29（机号 41-003） 加入试验；但在 1943 年 2 月的一次着陆进场中，该机发动机起火，未能飞抵机场便坠毁在一家肉类罐头厂上。这场灾难造成 XB-29 机组 11 人遇难，工厂内另有 18 人丧生。

1943 年 6 月，第三架实验机 XB-29（机号 41-18335） 起飞，该机同样未装备武器。在各种飞行模式的测试中，41-18335 号机因副翼拉杆效率低下多次遭遇事故。尽管如此，正是通过这第三架飞机，才使发动机达到了相对稳定的运行状态（尽管动力装置直到二战结束仍是 B-29 身上最令人头疼的部分）。直到对日作战结束，第一架 XB-29 原型机（最终装备了新型武器）仍被用于各种测试和试验。即使在 1943 年美国陆军航空队放弃飞机迷彩涂装后，这架 41-002 号机依然保留了它过时的迷彩。在安装了新武器并将“空速管”从垂尾移至机头后，这架被试飞员称为 “飞行豚鼠”（The Flying Guinea Pig） 的 XB-29，成为了所有测试机和预生产型 B-29 中唯一拥有个性化机头绘图（即那只“飞行猪”的图案）的飞机。

预产型 YB-29

早在 1941 年 6 月，军方就下达了制造 14 架预产型机的订单，这些飞机被命名为 YB-29，每架单价为 1,403,624 美元，装备了 Wright R-3350-21 发动机。“预产型”原本旨在用于部队测试和人员培训；但随着太平洋战争的爆发，日本的威胁促使量产筹备工作被迫提速。航空指挥部甚至在预产批次尚未进行部队测试、乃至首批实验机（XB-29）还未开始试飞的情况下，就签署了首份 500 架 B-29 的生产合同。到 1942 年秋，这款战略轰炸机的订货量已增加了两倍。

技术改进与武器系统

根据实验机 XB-29 的测试结果，预产型 YB-29 的设计进行了约百项修改。

螺旋桨： 决定舍弃“汉密尔顿-标准”（Hamilton-Standard）的三叶螺旋桨，改用该公司研制的四叶螺旋桨。
自卫系统： 原计划采用带潜望镜瞄准具的“斯佩里”（Sperry）机枪塔，后被更换为全新的“通用电气”（General Electric）机枪塔系统。该系统通过分布在机身上的独立观测窗进行远程控制。
联动控制： 这种远程电力操作系统允许除尾部射击员外的任何一名射击员控制多个机枪塔。这使得目标（敌方战斗机）可以在不同射击员的视野间切换追踪，并能针对敌人集中最大火力。
生存性与自动化： 即使一个或多个射击位受损，系统仍能保持战斗力。该系统的“大脑”是一台计算机，它能自动执行所有射击修正操作（除了由射击员通过光学瞄准具输入的距离参数）。
革命性设计： 通用电气研发的这套远程遥控炮塔系统是航空武器领域的一场革命。它缩小了炮塔体积并改善了射击员的工作环境；此时只有尾部射击员是直接操作装有两挺 12.7 毫米机枪和一门 20 毫米机炮的炮塔。这套强大且高效的武装使 YB-29 及其后继的量产型 B-29 具备了在无战斗机护航下飞行的能力。

重心与弹舱问题

另一个拖延了原型机进度和预产型下线的难题是炸弹投掷序列。由于飞机拥有两个纵向分开的弹舱，为了防止投弹瞬间飞机重心发生剧烈偏移，必须开发一种专门的自动控制装置来严格控制投弹顺序。

测试与涂装

第一架预产型 YB-29（机号 41-36954）于 1943 年 6 月升空，同年 7 月，军方又接收了 7 架完工的 YB-29。到秋季，军方已收齐全部 14 架武装完毕的预产型机。

用途： 这些飞机加入美国陆军航空队后被用作各种实验的“飞行实验室”，用于测试新设备，并为量产型 B-29 培训战斗机组。
涂装与标志： 所有 YB-29 均采用了与 XB-29 相同的标准“暗橄榄褐/中性灰”迷彩。然而，由于这批飞机产于美国军用机识别标志频繁变动的时期，因此出现了不同的标识：
首批 YB-29 使用蓝底圆圈加白星标志。
随后的批次使用了白星蓝底圆圈、带白条和红色外框的标志。
最后一批次改用了蓝色外框。

B-29 的系列量产

在快速向订货方交付全部 YB-29 后，波音公司从 1943 年夏末开始生产首批系列量产机。每架飞机都由工厂机组进行三到四次飞行，以检查和发现制造缺陷，随后由军方接收并飞往堪萨斯州的机场。在那里，陆军飞行机组被分配到各架飞机上，开始掌握所接收的装备。

这些量产型轰炸机与预产型 YB-29 几乎没有区别，唯一的不同是它们换装了功率相同（2,200 马力）但版本略微改进的 R-3350-23 和 -23A 型发动机（而非预产型的 -21 型）。其他的改动则是在随后的战斗服役过程中，根据实战对飞机性能的要求而陆续进行的。量产型号的 B-29 被正式命名为 “超级空中堡垒”（Superfortress）。这个名字具有一种“继承性”——因为波音公司之前研制的重型轰炸机 B-17 就被称为“空中堡垒”（Flying Fortress）。