强风水上战斗机
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| 强风水上战斗机 | |
|---|---|
 横须贺海军航空队所属强风，拍摄时间不明，可从引擎排气管设计确知为后期量产版 | |
| 概观 | |
| 类型 | 水上飞机 |
| 代号 | Rex |
| 乘员 | 1 |
| 首飞 | 1942年5月4日 |
| 服役 | 1943年12月 |
| 退役 | 1945年8月15日 |
| 设计 | 川西飞机 |
| 生产 | 1942年-1944年3月 |
| 产量 | 97 |
| 现况 | 退役 |
| 主要用户 |  日本 |
| 衍生机型 | 紫电战斗机 |
| 技术数据 | |
| 长度 | 10.58米 |
| 翼展 | 12米 |
| 旋翼直径 | 3.2米 |
| 高度 | 4.740米 |
| 翼面积 | 23.5平方米 |
| 空重 | 2,752公斤 |
| 正常起飞重量 | 3,500公斤 |
| 最大起飞重量 | 3,712公斤 |
| 发动机 | 三菱火星十三型（MK4D） 空冷14汽缸活塞发动机 |
| 功率 | 1,460匹马力 |
| 最大燃油量 | 820升 |
| 性能数据 | |
| 最大速度 | 时速492公里／4,000米 时速488.9公里／5,700米 469公里（量产型） |
| 巡航速度 | 时速352公里 |
| 爬升率 | 15米／秒 4000米4分11秒 |
| 最大升限 | 10,560米 |
| 最大航程 | 1,060公里 |
| 翼负荷 | 149公斤／平方米 |
| 武器装备 | |
| 机枪 | 2挺九七式三型改二7.7毫米机枪（每挺备弹500发） |
| 机炮 | 2挺九九式二号三型机炮（每挺备弹60发） |
| 炸弹 | 30公斤2枚 |
强风水上战斗机是日本帝国海军在第二次世界大战期间委托川西飞机研发的水上战斗机，日军代号N1K1、盟军代号Rex。
本机型为日本帝国海军在1930年代以降挖掘水上飞机潜力的方案之一，本型飞机性能并不成功，且错过了开战初日军南进黄金时段，因此几无发挥空间，且因时程拖延致使日军以零式战斗机为基础研改二式水上战斗机填补战力空窗；但是川西飞机为了这架战机研发的气动构型设计、控制机件等技术成果却替日本帝国海军在二战末期三菱新型战机一直研发失败时提供可用替代方案，并在战争末期改造为陆基战机构型后大放异彩。
研发背景
[编辑]日本帝国海军对水上飞机念兹在兹的缘由，除了在1937年之后投入中国沿海战场战果仍有可取之处，且1939年北进尝试失败，日军参谋在实际策划南向作战时了解东南亚缺乏基础设施的难处，促使日军继续在水上飞机构型中挖掘更多潜能，这成为日军开发以空战运用机型为导向的滥觞。
昭和15年（1940年）9月，日本帝国海军航空本部向水上飞机开发经验丰富的川西飞机提出十五试水上战斗机研制计划委托，计划书内要求的主要规格有：
- 极速：5,000米高度时时速须超过310节（574公里）
- 武备：2挺20毫米机炮与2挺7.7毫米机枪；或2挺13毫米机枪与2挺7.7毫米机枪；或4挺7.7毫米机枪。可搭载2枚30公斤炸弹
在规格书上提出的要求虽然简略，但1940年已服役的海军战斗机当中，即便是最优秀的零战一一型；规格书要求极速仍比现役战机高出30节（56公里）、且武装须维持同等标准，飞行阻力较一般单翼战机多出许多的水上飞机来说实际上要求技术水准极为严苛，且史实纪录中该规格书所提的极速标准从未达标。但在当时川西仍接下了这项计划，并任并旗下经验最丰富的工程师菊原静男担任总工程师，研发团队尽力满足开发需求。
十五试水战沿袭了一部分紫云水上侦察机的技术试图提高飞机性能，但却没有因此加快研发进度，原型机到昭和17年（1942年）4月完成，5月出厂首飞；而诸多不成熟科技运用导致空技厂测试期程一再延宕，首架原型机在测试过程中因结构强度不足毁损，虽然川西后续增造多架原型机，且取消部分科技降低复杂度，但仍得到1943年12月21日强风才正式获得帝国海军采用，但此时南太平洋战线却已大势底定，强风面临的是甫出场便已落伍并缺少最佳运用战场的窘困态势。
因此实际量产时间不长，1944年3月即停产。
设计
[编辑]
- 机体设计
- 水上飞机为了先天设备较多、重量不可能有效控制，故不像日本海军舰载战机对尺寸斤斤计较，而是在满足动力的条件下设计机体；川西当时选择了直径大但能确保合理功率输出的火星引擎，为了抑制大直径空冷引擎附带的正面面积阻力，强风和同期开发的雷电战斗机接受日本海军工厂相同的风洞实验方案解决问题，该方案的特色是机体中央部最宽、机首尾较窄，呈纺锤形状的机体，配合拉长螺旋桨驱动轴的设计。
- 相较极速要求更加严苛，对空气阻力更加计较的雷电，强风的纺锤型机体机首整流罩开口较大，且发动机功率较小，没出现类似雷电的发动机共振及散热问题。
- 主翼空气动力设计
- 为了避免水面起飞时因螺旋桨高转速气流激起的飞沬影响飞机空气动力状态，强风采用中单翼构型。
- 强风的主翼设计为了高速考虑，采纳了东京帝国大学流体力学教授谷一郎研发的层流翼（LB型翼）；传统主翼构型主要目的是为飞机提供足够的升力，但飞机研究逐渐朝更快速度时，为解决传统主翼的乱流生成抑止问题，减少空气阻力，NACA提出了一些气动构型解决方案，日本依相关论文研发层流翼。
- 虽然东京帝国大学的层流翼设计见解在后见之明检验有严重的设计缺陷，但因强风的实际飞行极速从未达标，故实际留下参数并未对飞行表现有显著影响。
- 在主翼以外的设计上，为符合日军空战所需之低翼负荷需求，强风配备了由川西开发的蝶型自动空战襟翼；自动空战襟翼原理是运用水银柱压力量测器连结襟翼，襟翼会因量测器反馈的压力大小伸缩，增加飞机主翼面积提高升力、降低翼负荷。受惠于自动空战襟翼，强风在回转表现上仍优于重量远轻于她的前辈二式水上战斗机。
- 起落装备设计
- 强风的浮筒为机腹一个大型主要浮桶、机翼左右外侧各一小型辅助浮筒的设计，浮筒主要材质除了触水部分以金属包覆，内部结构仍为木质。
- 主浮筒与机体连结为前部V型支柱与后部I支柱共同支撑，无须张线辅助结构强度；机翼辅助浮筒在原型机时使用伸缩式构造，连接结构为橡胶充气，起飞后可放气收向机翼降低阻力，但这结构无法满足强度需求，量产型仍使用常见的固定式支柱。
- 推进机构
- 现存的强风原型机照片中最具识别性的特征为它的动力装置，强风配备了二叶同轴反转螺旋桨的三菱火星十四型活塞发动机（三菱MK4D），自研发紫云侦察机时川西在寻找可以降低大功率发动机力矩偏移问题影响飞机操作安全的解决方案，同轴反转除了提高螺旋桨效率，也可有效抵销力矩；然而川西自始至终没解决变速箱设计，且日本的工业生产品质无法满足产品精度标准，因此变速箱有严重的润滑油渗漏问题，导致使用同轴反转螺旋桨的机型不仅妥善率差，且变速箱重量较传统飞机要更重，两相抵销后，飞机动力表现并不如川西工程师所想的可以较过去机种大加精进。
- 由于螺旋桨问题无法解决，川西从二号原型机后使用技术较成熟，配备普通三叶可变螺距螺旋桨之三菱火星十三型，与十四型相比输出马力相同。然而大型螺旋桨及较强出力所导致力矩问题在失去同轴反转设计后变成飞机控制上的一大棘手困境，尤其在起飞与降落时，因引擎全速运转又面临接触介质转换，飞机会出现短暂但严重的横摇现象，强风量产机一直没有根本解决这问题。
- 由于强风极速表现一直没有满足海军的技术规格要求，在量产机引擎排气口选用了零战五二型等运用之推力式单排气管。
- 武备
- 规格书上的武装配备比照零战标准，配置上也与零战雷同将机枪设置在机首、机炮配备在机翼，由于实际量产时间已于1943年，故机炮换发配备长炮管的九九式二号；但内装弹药上仍维持1943年左右的零战标准，在持续战力上仍较为不足。
量产配发
[编辑]1942年4月首架强风原型机实验起，日军了解虽然她的性能在水上飞机的领域来说已极为出众，但问题仍很多待解决，且性能无法达成规格需求。
但相较起问题更大且完全无解的紫云侦察机，相对来说勉强可用的强风成为她的替代方案，帝国海军决定让强风以大淀号轻巡洋舰配备的前进侦察机名义增产先导量产机进行更多任务，从1942年8月起，日本帝国海军开始接收强风的先导量产机，以原型测试与先导量产等名义增产的强风到1943年计有15架。 这些飞机一部分作为测试用，有6架甚至在正式定型量产前便已配发至帕劳运用，但1942-1943年测试布署的强风没有实际战果，且在前线的经验显示如果不在空战时抛弃主要浮筒接战，缺乏速度的强风根本对抗不了美军战斗机。
虽然强风仍难当大任，日本帝国海军在1943年12月21日仍决定通过验收让强风制式化正式量产，量产型号为强风一一型，1944年生产了82架后即停产。
为了解决强风生产不成后的公司生计，川西日后以强风构型研改为紫电战斗机向日本帝国海军推销，几经改良后成为帝国海军末期唯一可战机种则为后话。
1944年的新几内亚战场日军已败，开始吹捧绝对国防圈的日军将少量的强风布署在印尼安汶、马来西亚槟榔屿，作为东南亚东西两端的最前线拦截部队，用以驱离美国海军PB4Y巡逻机对当时东南亚日军威胁与日俱增的海上猎杀作战；在日本国内的则是拨交给佐世保海军航空队、大津航空队，大津航空队的强风则布署在琵琶湖。
1945年2月26日，强风在千叶县馆山市海域击落一架正与零战缠斗中的F6F战斗机，是本型机目前唯一受检验可证实之空战胜利纪录。
日本战败时，在日本国内的强风战斗机仍残存31架，美军最后索讨了4架运回国内研究，目前仍保存了3架展示。
现存保存机
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目前所有的强风均在美国搜藏
- 川西514号机:由美国国家航空航天博物馆管辖，位于马里兰州的保罗·E·盖博保存、修复及储存设施实施修缮。
- 川西562号机:在德克萨斯州的太平洋战争国家博物馆展示，本机所属为佐世保海军航空队。
- 川西535号机:佛罗里达州彭萨科拉的美国国立海军航空博物馆待修复中。