保卫超级轰炸机：B

波音 B-29 超级堡垒被设想为最先进的高空战略轰炸机。1938 年，随着第二次世界大战的临近，美国陆军航空队看到了对一种能够在太平洋上远距离携带重型炸弹的轰炸机的需求。然而，正是纳粹德国的威胁刺激了新型“超级轰炸机”的开发。1940 年，波音公司提交了一架带有加压机身的四引擎轰炸机的先进设计，空军选择将其作为 B-29 进行生产。B-29 计划将成为战争中最昂贵的计划，比原子弹的开发速度超过 10 亿美元。新型轰炸机的开发延迟使其无法在欧洲战区飞行，但它将及时投入使用，在太平洋地区产生影响，在那里它成为空战的标志，并将永远与它在投掷世界上第一颗——也是唯一一枚——用于战斗的原子弹中的作用联系在一起。

波音 B-29 是二战中最先进的重型轰炸机。

先进的轰炸机概念包括当时的几个尖端功能。除了旨在缓解机组人员在远程任务中疲劳的加压机身外，B-29 还有另一个旨在增强人类机组人员能力的元件——计算机化的中央火控系统。对于今天的现代电传操纵战机，中央控制、计算机校正、遥控的炮塔听起来可能并不令人印象深刻，但在第二次世界大战中，它是革命性的。

在柯蒂斯·勒梅 （Curtis LeMay） 少将的指挥下，XX 轰炸机司令部发布的战斗机组手册包括这幅 B-29 炮手按下按钮击落日本飞机的漫画，强调了中央火控的未来主义性质。

1939 年，空军司令 Henry H. “Hap” Arnold 中将担心欧洲发生战争，推动开发超远程超级轰炸机，陆军于 1940 年 1 月发布了这一要求。四家公司提交了设计，但洛克希德和道格拉斯很快就退出了，8 月，空军订购了波音 XB-29 超级堡垒的两架原型机。Consolidated 的参赛产品 XB-32 终结者（后来命名为 Dominator）被选为备用，以防 B-29 计划遇到困难。事实证明，Dominator 比 Superfortress 遭受了更多的延误，直到 1945 年中期才投入战斗。

以前重型轰炸机的早期型号，如 B-17 和 B-24，其炮手位置暴露在空气中，高海拔温度可达 -40 华氏度。即使是封闭的炮塔也没有加热，使炮手暴露在极冷和危险的条件下。超级轰炸机的规格要求加压舱，以便为机组人员提供更舒适的环境。炮塔不是试图用炮手为旋转的炮塔加压，而是变得更小、更流线型，炮手从加压舱内瞄准和射击。然而，将炮手定位在远离炮塔的位置，使击中移动目标的问题更加复杂。为了与其他最先进的轰炸机保持一致，很明显需要一个计算机制导系统。

装甲兵检查前部上部炮塔中四门 .50 cal. 火炮的运行情况。与许多 B-29 一样，这个炮塔增加了两门额外的火炮，以防止正面攻击

在 1940 年代初期，电子数字计算机的广泛使用仍处于未来阶段。当时的大多数计算机都是模拟设备，它们使用物理输入的变化来对正在解决的问题进行建模（而数字计算机使用符号来表示值）。大约从 1910 年开始，军队就使用模拟计算机作为军舰的火控导向器，到第二次世界大战时，它们还被用于地面高射炮以及 Sperry 和 Norden 炸弹瞄准具的火控。但 B-29 是第一架使用它们远程瞄准和发射机枪炮塔的量产飞机。B-29 中的系统采用模拟机电计算机，该计算机使用称为继电器的小型电动机械开关，而不是杠杆和齿轮。这些设备比严格的机械计算机快得多。

B-29 中央火控系统中的计算机在三个主要区域进行了校正，以准确瞄准飞机的火炮：弹道、铅和视差。

• 弹道学是弹丸离开枪口后的行为。计算弹道学时的两个主要考虑因素是重力的拉力和可能将子弹推回的气压阻力，这在不同的条件下可能会发生很大变化
• 铅是指对目标在子弹到达目标所需的时间内移动多少的补偿。要击中快速移动的目标，枪支可能必须瞄准敌人前方 200 码。
• 出现视差误差是因为炮手瞄准到目标的角度与几码外的炮塔到目标的角度不同。计算机计算视差并确保枪支向炮手瞄准的目标开火。计算机进行了这三次修正，以便炮手可以简单地将瞄准器对准他想要击中的目标。

1940 年 3 月，Bendix、General Electric、Sperry 和 Westinghouse 响应了空军对 B-29 中央火控系统的招标请求。4 月，Sperry 赢得了开发该系统的合同。Sperry 在模拟火控和轰炸系统方面拥有丰富的经验。空军一直小心翼翼地对冲赌注，选择通用电气 （GE） 来开发自己的火控系统，以防出现问题延迟 Sperry 系统。GE 还拥有模拟计算机方面的经验，1928 年至 1931 年间，在麻省理工学院根据 Vannevar Bush 的差分分析仪设计建造了第一台通用机电计算机。

斯佩里的中央站计算机系统使用潜望镜，潜望镜从炮手的位置上下投射，以瞄准敌机并操作液压操作且可伸缩的炮塔。Sperry 不具备设计潜望镜光学元件的专业知识，因此与伊士曼柯达分包了这些组件。由于 B-29 刚刚进入开发阶段，因此在改装的 B-17 飞机上对 Sperry 系统进行了测试。然而，潜望镜瞄准和液压炮塔的问题困扰着该系统，1942 年 4 月，现在众所周知的美国陆军航空队决定不在 B-29 上使用斯佩里系统。随着 Sperry 系统的失败，GE 的成功火控成为 B-29 的标准安装。GE 将继续制造近 4,000 套消防系统。

《工业航空》杂志，第 2 卷，第 3 期，1945 年 3 月

GE 的中央火控比 Sperry 复杂的潜望镜系统更简单。借助 GE 系统，B-29 炮手直接用瞄准具观察和跟踪攻击飞机。飞机上有五个观察站，每个站都有自己的计算机。

前站位于机头，投弹手在炸弹飞行中不忙时充当前炮手。机翼后面有三个站点，一个在飞机顶部，一个在飞机两侧。Plexiglas “水泡” 为这三名炮手提供了更大的视野，以便发现来袭的战斗机。第五站在尾部，尾部炮手在那里观察来自后方的攻击。每个炮塔都包含两挺 .50 口径勃朗宁机枪。尾部最初装有两门 .50 和一门 20 毫米加农炮，但加农炮经常被拆除，有时被第三挺机枪取代。前部上部炮塔经常增加两挺机枪，以帮助抵御正面攻击。

B-29 上部机枪手坐在一个升高的位置，称为“理发椅”。从这个位置，他用上方的观察圆顶操作瞄准器，并协调其他机枪手的射击。

每个炮手都使用瞄准具和控制系统来输入信息以计算到目标的距离。瞄准站上的两个陀螺仪提供了目标的相对速度。其他输入来自导航员的手机。使用导航仪设置的指示空速、气压高度和温度，计算机计算出真实空气速度和密度高度，以对弹道、铅和视差进行校正。

B-29 导航员将气压高度、指示空气速度和室外空气温度输入该手机，该手机将此信息提供给每个瞄准站的专用计算机，以正确瞄准火炮。

远程射击系统的优点之一是，由于瞄准具以电子方式控制炮塔，因此单个瞄准具可用于对目标训练多个炮塔，因此每个炮手都能够通过安装在每个站点的一系列开关控制多个炮塔。如果攻击来自前方，投弹手可以操作上下前炮塔。他也负责升高和降低可伸缩的下部前炮塔。如果攻击来自侧面的高处，上部炮手可以控制前后上部炮塔。侧炮手可以操作下部炮塔，甚至可以在受到来自下方的攻击时操作尾部炮塔。每个炮手都有自己的主炮塔，可以控制另一个炮塔（见下图）。上位炮手负责充当“四分卫”，协调所有炮手的行动。良好的沟通是必不可少的，因为每个炮手都知道他们目前控制的是什么炮塔。该系统内置了两个重要的保护措施。这些计算机被编程为防止炮手意外地向自己的飞机部件开火，每个瞄准具都包含一个“死人开关”。如果炮手未能握住开关，他的炮塔控制权会自动移交给其他炮手，即使他们没有手动切换，因此失去炮手并不意味着炮塔停止工作。

集成的火控系统使炮手能够控制适当的炮塔。此外，如果炮手丧失能力，另一名机组人员可以操作他的炮塔。此图显示了每个炮手可以控制的炮塔。

GE 火控系统为超级轰炸机提供了宝贵的保护。它的有效射程为 900 码，射程比非计算机瞄准枪支高 50%，射程是大多数敌方战斗机枪支射程的两倍以上。战后的官方报告称，在 1944 年 8 月至 1945 年 8 月的 13 个月内，B-29 在超过 31,000 架次的飞行中取得了 914 次胜利，72 次失败。

尽管为开发 B-29 的中央火控及其运营成功付出了努力，但它并不总是被视为一个必不可少的系统。具有讽刺意味的是，参与飞机最具破坏性任务的 B-29 的中央火控装置被移除了。为携带原子弹而改装的 Silverplate B-29 被剥夺了所有枪支，除了尾部的枪支，以适应炸弹增加的重量。正确的推理是，日本人不会浪费资源攻击一组三架飞机，因此防御系统只是多余的重量。同样，由于日本夜间战斗机力量的威胁有所减轻，因此在 1945 年 3 月对日本城市的夜间燃烧轰炸袭击中，枪支及其相关的火控系统被拆除。拆除枪支使飞机可以携带更多的燃料和炸弹。

投下第一颗原子弹的 B-29 Enola Gay 后尾炮手位置的瞄准控制视图。改装为携带原子弹的飞机上的所有其他枪支都被拆除。

B-29 在第二次世界大战结束后一直服役，并与新的美国空军一起参加了冷战和朝鲜战争。在所有这些冲突中，中央火控仍然是 B-29 成功的关键特征。然而，米格战斗机出现在韩国天空中，标志着老化系统的结束。尽管超级堡垒炮手在朝鲜战争期间击落了 27 架飞机，包括一架 MiG 15，但 B-29 难以跟上新飞机的速度。虽然很快就过时了，但曾经最先进的 B-29 火控系统已成为第一架超级轰炸机的革命性部件之一，并将成为未来轰炸机防御武器系统的模型。