之前我翻譯了一篇尾崎紀男的回憶錄《這就是電光的全貌》，里面涉及到了大量的專業(yè)知識。由于筆者也是專門研究“電光”夜間戰(zhàn)斗機的研究學徒+對本機狂熱的愛好者，在這里筆者將著重梳理一些”電光“設計中理解較為困難的點，并討論一些關于電光設計的小知識。本文參考了電光的總設計師尾崎技師留下的《電光性能計算書》以及《電光計劃說明書》等大量珍貴的一手設計內部資料，然而由于這兩本書在日本依然處于軍事保密的狀態(tài)，所以本人只能作為參考，不能放出直接截圖或者文字（除了在網上公開的部分）。

電光的“丙戰(zhàn)”之分類

我之前在日本海軍機的分類與命名專題中講述過。日本海軍為了清晰戰(zhàn)斗機的職責，將所有的戰(zhàn)斗機都分為了三類。第一類是甲戰(zhàn)，也就是和敵方戰(zhàn)斗機進行空戰(zhàn)搶奪制空權的戰(zhàn)斗機。第二類是乙戰(zhàn)，是注重防御，速度，爬升以及火力而將機動性放在次要的陸上戰(zhàn)斗機，所有乙戰(zhàn)均為局地戰(zhàn)斗機也就是攔截機，因此雖然作為海軍的飛機但是大多數乙戰(zhàn)是不能上航母作戰(zhàn)的。第三種就是丙戰(zhàn)，丙戰(zhàn)可以不嚴謹的直接翻譯為夜間戰(zhàn)斗機。丙戰(zhàn)和乙戰(zhàn)的部分職能是重合的，但是丙戰(zhàn)有著夜航的能力而未經改造的乙戰(zhàn)沒有。丙戰(zhàn)和歐美的夜間戰(zhàn)斗機最大的區(qū)別就是歐美的夜間戰(zhàn)斗機是有對戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)的能力的（除了部分例外比如P61），但是日本的丙戰(zhàn)是純粹對敵方轟炸機進行突襲的特殊戰(zhàn)斗機。日本海軍丙戰(zhàn)的例子有“月光”，“極光”，“白光”以及“電光”四種。

風洞試驗小知識

尾崎技師在回憶錄中提到了對電光進行風洞試驗的事情。風洞試驗你可以不嚴謹的理解為用恒定，快速，可控方向的風對將要設計的飛機的模型進行吹風試驗。通過風洞試驗可以獲得包括局部抵抗系數，全體抵抗系數，升力系數，升阻比等重要的信息并以此決定飛機的空氣動力學設計是否合理，是否需要優(yōu)化等決策。

電光有著一比一比例的木質模型

很多飛機，不論是二戰(zhàn)還是現在，在進行飛機實機的建造之前，都會造一些相關的模型進行審核。這些模型有的是局部模型比如駕駛艙內部模型，有的是全機大小的一比一模型，有的是比例大小的模型。這些模型可以在制造實機之前就觀察飛機的設計是否合理并提供了在建造實機前就對錯誤進行修改的機會。

機身設計篇

電光機體的分為的五個部分

相信大家都看到了尾崎技師提到了電光在生產時為了方便生產，于是將機體分為了五個區(qū)域。但是很多人都不理解這五個區(qū)域到底是哪五個區(qū)域，所以今天我們就來用可視圖一起看一看。（我的畫圖技術很差，大家看個樂呵就好）

電光的機體的材質既有木頭，又有金屬

電光的設計師為了方便在資源匱乏，專業(yè)人力匱乏的戰(zhàn)爭末期得以繼續(xù)量產，為電光設計了部分木制的零件，這些零件的位置如圖所示（所有涂色部分均為筆者手涂，圖紙部分則來源于已公開的部分《電光計劃說明書》）。

電光有著四邊形的機身

為了能讓電光機身上的遙控炮塔360度旋轉，設計師為電光設計了部分方形的機身。這一部分機身主要集中于主翼之后尾翼之前的機身部分，而機頭以及尾翼則為了方便收納武器和尾輪而采用傳統(tǒng)的圓形切面。

圖中給出了五個切面以及每個切面所對應的橫切圖?？梢钥吹綇臋C頭到機身到機尾的橫截面形狀依次是：橢圓形，方形，長方形以及橢圓形。

電光是日本海軍最大的戰(zhàn)斗機

不管是網絡上，還是尾崎紀男的回憶錄中，都有提到過電光是超級巨大的戰(zhàn)斗機。根據機密文件《電光計劃說明書》中的內容，電光全長15.10米（從機頭到方向舵最后端），全寬17.5米（兩個主翼翼端之間的距離），全高4.610米。電光的自重已經達到了6.820噸（排氣渦輪版本則為6.940噸），其中發(fā)動機，主翼，螺旋槳，發(fā)動機艙，起落架和機身占了很大比重。除了出廠自重外，加上各種雜七雜八的燃料，潤滑油以及消耗品等裝置，電光的體重輕松破了10噸大關，滿載更是達到了10.9噸。她的自重甚至已經超過了作為雙發(fā)陸上攻擊機的一式陸攻一一型。雖然和連山深山等真正的巨物相比電光依然只是小個子，但是當你把她和零戰(zhàn)，烈風甚至月光等戰(zhàn)斗機同行相比時，那就是真正的龐然大物了。在戰(zhàn)斗機中，只有同樣作為夜間戰(zhàn)斗機，且還是從作為陸上轟炸機”銀河“改裝而來的”極光“才能和電光比比大小。

電光的機身結構是半硬殼式結構

一般來說，航空器的機身結構都可以根據機身承重的部位分為三種。完全由蒙皮（也就是外殼）承重的結構叫做硬殼式結構，完全由縱橫交錯的桁架承重的結構叫桁架結構，由幾根主梁和蒙皮一同承重的結構就叫做半硬殼式結構。

而電光采用的就是這種半硬殼式結構，況且電光配有四根貫穿整個主翼機體部往后的大梁，分別位于四邊形機體的四個角的位置。

電光的機體圖紙，如果你仔細的看側視圖就會發(fā)現，在緊貼著遙控炮塔和偵察席的正下方有兩根平行的虛線，那就是電光的大梁，一共2x2=4根。

電光有著非常小的橫向轉動慣量和轉動半徑

為了能讓電光在進行斜樂曲射擊時及時保持平穩(wěn)，設計師為電光做了大量的措施以最大可能的減少轉動慣量（說直白點，就是讓這架飛機的滾轉性能變好）。比方說電光攜帶三個防彈油箱，其中最大的1070升油箱承正方體位于操作席和偵查席之間的機身中，而另外兩個515升的油箱也位于發(fā)動機艙和機體之間的主翼中。這樣一來電光所有的重物就都位于靠近整機重心的部分，從而減輕了轉動慣量。

電光機身全數據（只使用已公開部分）

材料：木制，金屬混合

全長：14.6米（最終案為15.1米）

全寬，全高（不包括水平尾翼）：1.25米

結構：半硬殼式機身

重心：27%M.A.C

機翼篇

電光的主翼有著新奇而巧妙的設計

電光的主翼采用了全金屬材質，內部的兩條翼梁更是優(yōu)秀的ESD材質。電光的主翼是她的一大特點，尾崎技師在電光的主翼身上使用了大量新式的設計，雖然導致她的生產難度提高了一個檔次，但是也為她帶來了數不盡的優(yōu)秀性能，這里逐一進行講解。

a. 電光的主翼的一部分采用了層流翼

層流翼是一種主翼橫切面的形狀，一般來說普通的主翼的橫切面都是上半部分有弧度，下半部分水平。而層流翼則上下兩半部分都有弧度。電光在設計初期的時候檢討過這種翼型，大約占了從翼尖開始的百分之四十。但是因為針對層流翼的實驗還沒有完成，并且為了考慮生產需要，電光在最大翼厚的36.6%的位置依然采用了傳統(tǒng)的He100翼型（然而He100翼型本身就有點類似于層流翼了，差不多也能達到計劃的效果）。

b. 為了追上B29，電光的翼面荷重是很驚人的

電光有著高達206kg/m^2的翼面荷重，保證了她有著非常優(yōu)秀的高速性能以便追上B29，至于為什么這個翼面荷重如此重要，我們先來做一個簡單的推理。

但問題是，高速性能好這沒啥問題，但是在起降的時候還這樣那問題就大了。一般來說，高翼載的飛機起降性能都很拉垮，最著名的失敗例就是“彗星”艦上轟炸機。相當一部分新手因為她過差的起降性能而直接摔死在訓練中，后來也促成了神風特攻隊。

而參與過彗星的設計的尾崎紀男當然不會重蹈覆轍，他為電光引入了大量的新設計，解決了高翼載的電光在夜間起降的安定性問題。

c. 新設計之一：子母翼

作為愛知航空機，就如尾崎技師提到的一樣，子母翼那可是標配。而這個子母翼是個啥東西，我放個圖你們就知道了。

紅圈圈出的地方就是電光的襟翼，仔細看的話會發(fā)現襟翼中間有條縫。這是因為電光的襟翼其實是由兩片可以單獨活動的襟翼組成的。連接主翼的那片襟翼叫母翼，而連接母翼的襟翼叫子翼。電光所有的襟翼，以及內側的輔助翼，全部都是子母翼構造。

為了更方便理解，我在機翼圖紙上標出了哪里是子母翼，哪里是普通翼。圖中紅色框內的部分即為襟翼，是子母翼構造，藍色框內為內側輔助翼（同時兼并襟翼的功能），也是子母翼，而黃色框內為外側輔助翼，是普通翼。

然后我們來看看斷面圖

其中的A—A切面就是上文中的襟翼，B—B切面則是內側輔助翼，而C—C切面則是外側輔助翼?？梢钥吹阶鳛閮葌容o助翼的B—B切面和同樣是子母翼結構的襟翼也就是A—A斷面是有些許不同的。

雖然二者子母翼的母翼部分都只能向下張開25°或者向上收起，但是作為輔助翼的B—B切面的子翼部分不僅可以向下張開20°，也可以向上張開24°，而作為襟翼的A—A切面的子翼是不能向上張開的。這是因為輔助翼本身需要可以上下張合來調節(jié)飛機的滾轉。

d. 新設計之二：主翼上反角的位置

尾崎技師在回憶錄中提到了為了優(yōu)化駕駛艙的視野，主翼的上反角僅與發(fā)動機艙連接。這里我來解釋一下主翼上反角的這個概念。

這個概念稍微有些復雜，我簡單說明一下。當大家觀察一架飛機的時候，可能會注意到當你從正面看飛機時，飛機的機翼和飛機的機身之間的夾角并非是垂直的，而是一個向上的銳角。這個叫就是上反角。

上反角有著十分重要的作用—他可以幫助飛機在遭遇橫向亂流后迅速改回到水平位置，原理如下。

當飛機一側遇到氣流或者手動將機體傾斜時，飛機的升力點就會從垂直上方轉移到斜上方，隨后飛機就會因此開始側滑。當飛機側滑的時候就會遇到相對風（相對風就是，舉個例子，你在無風的情況下快速跑步時就能感覺到有風往自己身上吹，這就是相對風），而這個相對風的風向是和側滑的方向平行的。不過這時候如果有上反角的話，機翼較低的那一端就會獲得更大的攻角而機翼較高的那一端攻角則比較小。這時候機翼較低的那一端就會產生相比機翼較高的那一端更大的升力，從而將飛機飛行姿勢更正。關于上反角的原理可以參考這個視頻：【Dihedral 上反角-嗶哩嗶哩】?https://b23.tv/Jek70kS。

而對于一架夜間戰(zhàn)斗機來說，不論是應付起降時的突風，還是對抗斜樂曲向上射擊產生的后坐力，上反角都是至關重要的東西。電光因此有著高達六度的上反角，而這個上反角的位置也是非常有意思的。

如圖所示，籃框部分為發(fā)動機艙與機身之間的機翼，這一部分只有2°3‘的上反角，黃色為發(fā)動機艙部分，和藍色部分的上反角相同，而紅色框內的部分為發(fā)動機艙外面的主翼，這一部分有著6°30’的上反角。因此電光的高上反角部分和低上反角部分部分只靠發(fā)動機艙連接，這樣發(fā)動機艙就可以遮住高上反角部分，極大地提升了飛行員的視野。

可是尾崎技師依然覺得這點上反角遠遠不夠，為了更加提升降落時的穩(wěn)定性，他給電光設計了一個可向上抬升30°的翼尖來給上反角來個超級加倍。

圖中紅色框內的這部分機翼也就是翼尖是可以向上抬升30°的。具體操作圖如下。

可以看見，這個可抬起式的翼尖和襟翼還是聯動的。在襟翼放下的時候這個翼尖也會自動抬起，這樣一來電光的有效上反角在襟翼放下的那一刻一下子原地翻了五倍。算是一個極其獨特的設計。

e. 發(fā)動機艙末端的鬼畜

和大部分雙發(fā)機發(fā)動機艙末端在整個襟翼前面不同，電光發(fā)動機艙的末端其實是直接連著整個襟翼的，就像這樣。

藍色為襟翼，紅色為發(fā)動機末端襟翼下方的可動部分。當要放下襟翼時，發(fā)動機艙的末端會先下放收起，然后襟翼再向下展開。

f. 尾翼部分

電光的水平尾翼采用了RAF-30結構，這種翼型和He100型類似，也一樣是層流翼構造，可以繼續(xù)提升一定的速度。

總之尾崎技師用了以上各種各樣的手段，傾盡全公司的智慧和多年以來設計艦載機的經驗，讓一個翼載達到驚人的206的電光也可以在夜間平穩(wěn)的起降，在那個時代來說，是相當了不起的事情。

電光機翼全數據（僅使用已公開資料）

主翼面積：47.0平方米

主翼形式：He100型

主翼全寬：17.5米

主翼取付角：2°72’（取付角就是機翼橫切面的中軸線與飛機水平面的角度）

上反角：內部（發(fā)動機與機體連接的主翼）2°10’（后改為2°30‘），外部6°30’（后改為5°30‘）

主翼材質：主翼大梁ESD制，主翼蒙皮金屬制

副翼襟翼材質：副翼全體及襟翼子翼為Ro號002鋼板（含馬口鐵），襟翼母翼為木制膠合板

襟翼副翼展開角度：襟翼母翼0°至-25°，子翼0°至-25°，內側副翼母翼0°至-15°，子翼24°至-20°（內側副翼在作為副翼作用時只露出子翼部分，母翼收納于主翼之下），外側副翼24°至-20°。

機身下側抵抗板展開角度：作為襟翼使用-30°，作為抵抗板使用-60°。材料為木質并使用油壓系統(tǒng)通過操縱席的按鈕操作。

機翼端部抬起角度：30°至0°

水平尾翼形式：RAF-30

水平尾翼面積：11.6平方米

水平尾翼全寬：6.7米

水平尾翼取付角：1°30‘

升降舵可用角度：向上35°，向下25°

水平尾翼材質：ESD主梁，金屬蒙皮

升降舵材質：Ro號002鋼板

垂直尾翼形式：He119型（也用在彗星上）

垂直尾翼面積：6平方米

垂直尾翼高度：2.525米

方向舵可用角度：左右各35°

垂直尾翼材質：木制單梁與膠合板蒙皮

升降舵材質：銅板

電光全體圖（注：本土來源自網絡，可能會有不準確的地方，電光的藍圖位于計劃說明書的附錄中，沒有公開?。?/h1>

下篇預告：電閃雷鳴——全網最全的愛知S1A1”電光“夜間戰(zhàn)斗機刨析（發(fā)動機，武器篇）

標簽：