由于自家生產(chǎn)的A4發(fā)動機故高低溫交變濕熱

　　自日本空中軍事力量誕生之日起，長期以來只能依賴從歐美各國進口、引進許可證進行仿制、或委托外國專家設(shè)計各型軍用作戰(zhàn)飛機的日本陸海軍在進入上世紀30年代以后好像終于意識到了建立一支獨立自主的航空作戰(zhàn)力量的重要性，其征兆很快從新一代海軍作戰(zhàn)飛機的研制中體現(xiàn)了出來。昭和6年（1931年），以山本五十六（時任少將、后來的聯(lián)合艦隊的司令長官）就任海軍航空本部技術(shù)部長為契機，繼續(xù)無止境的依賴外國技術(shù)必將導(dǎo)致國防根基動搖的觀點逐漸成為了海軍高層的共識。

　　特別是對于因先前華盛頓、倫敦限制海軍軍條約的簽署導(dǎo)致主力艦總噸位被嚴格限制，保有量僅為英美六成的日本海軍而言，這一戰(zhàn)力上的空缺不管情愿與否都只能依賴航空兵力的發(fā)展來進行彌補，而構(gòu)成航空兵力核心的飛機如果還要繼續(xù)依賴不知何時就會對日本實施技術(shù)封鎖的外國來提供的話，是無論如何也不能使人感到放心的。

　　于是，以時任海軍航空本部長安東昌喬（時任中將）、航空本部技術(shù)部長山本五十六、航空本部總務(wù)部長前原謙治（時任少將）三人為核心牽頭制定了“航空技術(shù)自立計劃”力圖研制全部由本國技術(shù)人員設(shè)計制造的新型軍用飛機。該計劃自昭和7年（1932年）起開始實施，計劃在未來3年之內(nèi)，每年各機種以招標的形式研制新機，以求達到逐次實現(xiàn)國產(chǎn)化以及自主研制的目的。不再拘泥于以往那種只顧眼前的研發(fā)方式，換而言之，就是要與過去那種“當(dāng)一天和尚撞一天鐘”式的海軍行政方式徹底訣別，是海軍初的具有前瞻性的長期航空發(fā)展計劃。

　　昭和7年（1932年）2月22日，正值次淞滬會戰(zhàn)處于潮之時，在中國大陸蘇州的上空，從日本海軍航空母艦“加賀”號上起飛的由3架3式艦上戰(zhàn)斗機和3架13式艦上攻擊機所組成的6機編隊與美國平民飛行員羅伯特肖特駕駛的波音P-12戰(zhàn)斗機之間爆發(fā)了一場突如其來的空戰(zhàn)，盡管在空戰(zhàn)中日本飛機具有壓倒性的數(shù)量優(yōu)勢，然而面對P-12戰(zhàn)斗機的高超性能依然付出了搭乘13式艦攻的編隊指揮官戰(zhàn)死、后座機槍手重傷的慘重代價，這一事件某種程度上也加快了該計劃的實施速度。

　　同年4月，參加競標的各大商代表（三菱、中島、川西、愛知時計電機）以及海軍方面的技術(shù)人員被召集到了剛剛才成立不久的海軍航空（后來的海軍航空技術(shù)），在這里，總務(wù)部長前原謙治親自向他們宣讀了依據(jù)航空技術(shù)自立計劃的精神擬定的具體的研制計劃“7試計劃”（昭和第7年度試作計劃）。該計劃研制對象包括艦上戰(zhàn)斗機，艦上攻擊機，雙發(fā)艦上攻擊機，3座水上偵察機，大型陸地攻擊機合計5個機種，其中艦上戰(zhàn)斗機項目的研制被軍方指定交由三菱和中島兩家負責(zé)，雙方立即展開了激烈的競爭。

　　而在三菱設(shè)計課派出參加此次會議的代表之中就包括了當(dāng)時資歷尚淺（入社僅5年），年僅28歲的堀越二郎。當(dāng)時三菱航空機株式會社由于在之前的海軍主力機種選型競爭中接連遭到失敗，生產(chǎn)規(guī)模不斷縮小，企業(yè)的經(jīng)營已經(jīng)處于一種相當(dāng)困頓的狀態(tài)，為此設(shè)計課長服部讓次等人決定賭上一把，在研制新機時大膽啟用年輕人，力求擺脫目前的困境。為此破格提拔了當(dāng)時完全沒有獨立研制經(jīng)驗的堀越二郎擔(dān)任7試艦上戰(zhàn)斗機的主要設(shè)計負責(zé)人。當(dāng)然了，能做出這樣的決定也是建立在發(fā)現(xiàn)堀越本身具有相當(dāng)?shù)哪芰Γ�這一基礎(chǔ)之上……。

　　雖然在當(dāng)時即使是在歐美等一些航空技術(shù)較為先進的國家，雙翼+布制蒙皮依然是飛機設(shè)計界的主流形式，然而依照堀越的觀點，要擺脫模仿的桎梏建立獨立自主的航空工業(yè)新飛機必須采用下單翼，并且要采用全金屬構(gòu)造—由于海軍方面對7試艦戰(zhàn)提出的主要設(shè)計指標極為嚴苛，要求新機平飛速度要達到180至200節(jié)（335~370千米/小時/高度3000米）、爬升至3000米高度要在4分鐘以內(nèi)，各項性能數(shù)據(jù)都大大超越了當(dāng)時海軍現(xiàn)役的中島90式艦上戰(zhàn)斗機，如果不導(dǎo)入足夠多的新技術(shù)，是不可能實現(xiàn)的。

　　發(fā)動機方面，該機預(yù)定搭載三菱發(fā)動機部門正在試制中的7試液冷600馬力發(fā)動機，機身設(shè)計方面采用了當(dāng)時頗為時髦的全金屬半硬殼構(gòu)造。主翼為純粹的下單翼布局沒有任何張線和支柱，為了獲得良好的起降性能機翼平面形狀為橢圓型以擴大機翼面積，內(nèi)部構(gòu)造采用雙桁梁設(shè)計，兩根主桁之間用Z字型輔助梁連接確保強度。不過，由于當(dāng)時日本的工業(yè)加工水平有限，無法采用擠壓成型的工藝制造主桁的上下兩個端面，因此桁梁只得采用傳統(tǒng)方式用數(shù)塊薄鋁板和鉚釘進行拼接，導(dǎo)致該機機翼過厚（翼根附近翼厚比達20%），完全違背了設(shè)計師的本意。另外打造機翼金屬蒙皮所需的，在不足1毫米厚的鋁合金薄板上進行鉚接的工藝，日本當(dāng)時也不具，無奈之下該機的機翼部分采用的還是落后的布質(zhì)蒙皮。

　　再加之，當(dāng)初預(yù)定搭載的7試液冷活塞發(fā)動機的研制工作終宣告失敗，7試艦戰(zhàn)的發(fā)動機不得不更換為直徑較大專門為陸地攻擊機設(shè)計的三菱A4（710馬力）氣冷發(fā)動機，整個研制過程不斷遭遇挫折。

　　盡管如此，在全體工作人員的共同努力之下，7試艦戰(zhàn)試作1號樣機的試制工作還是于昭和8年（1933年）2月如期完成，并且在當(dāng)年3月初成功進行了首次試飛。從著手設(shè)計到首飛僅僅花費了不足11個月的時間，這樣的研制速度對于一名年僅28歲初出茅廬的設(shè)計師而言，是令人感到驚訝的。

　　可是，面對試制完成的 1號樣機，堀越技師的心情卻很復(fù)雜。與首飛成功的喜悅之情截然相反，盡管采用了較為先進的設(shè)計理念，然而該機為提升飛行員的空中視野有意提高了駕駛艙的位置，導(dǎo)致機身背部向上高高拱起，這樣的駝背加上肥厚的機翼以及飛行阻力極大的固定式起落架，再配以遍布機身上下隨處可見的各種外露的金屬部件，連設(shè)計師堀越二郎本人都覺得自己的作品就像是一只“笨重的鴨子”。

　　盡管如此，依仗發(fā)動機強大的功率以及先進的下單翼氣動布局，堀越等人依然認為該機有望達到海軍要求的設(shè)計指標，然而在三菱組織的社內(nèi)測試中7試艦戰(zhàn)的飛行速度無論如何也達不到180節(jié)的設(shè)計要求，爬升至3000米所需的時間也大大超過了4分鐘的標準。

　　在此期間，7試艦戰(zhàn)1號樣機在7月進行的俯沖測試中由于垂直安定面強度不足出現(xiàn)了尾翼破損現(xiàn)象終導(dǎo)致飛機失控墜毀。同年秋天接收的2號樣機亦在海軍方面組織的測試中失事，至此三菱版本7試艦戰(zhàn)的研制工作以無果而告終。

　　另一方面，競爭對手中島拿出的樣機是在陸軍現(xiàn)役的91式戰(zhàn)斗機的基礎(chǔ)上改造而來的機體，采用撐桿式上單翼，雖然技術(shù)上相對比較成熟，但同樣由于性能原因終未能獲得海軍的青睞裝部隊。

　　結(jié)果，7試計劃所包含的5款作戰(zhàn)飛機中僅有川西的雙翼3座水上偵察機（94式水偵）獲準裝部隊。致力于軍民一體合作的“航空技術(shù)自立計劃”階段以失敗而告終。不過，這次失敗對于在新機型的設(shè)計中大膽嘗試了許多新技術(shù)的堀越二郎等三菱的技術(shù)人員而言，同樣也是難得的積累經(jīng)驗的過程，并且從中汲取了很多寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)，而這對接下來9試單戰(zhàn)飛躍式的進步起到了相當(dāng)關(guān)鍵的推動作用。

　　雖然7試艦戰(zhàn)的研制遭遇挫折，但為期3年的海軍“航空技術(shù)自立計劃”依然按照原定的計劃繼續(xù)穩(wěn)步向前發(fā)展。高低溫交變濕熱試驗箱依照昭和8年（1933年）開始實施的“8試計劃”發(fā)展綱要研制的愛知94式艦上爆擊機，中島95式水上偵察機，三菱8試特殊偵察機（后發(fā)展為96式陸上攻擊機）相繼取得重大進展，計劃終于取得了階段性的成功。

　　于是到了3年計劃的后一年，昭和9年2月，根據(jù)“9試計劃”發(fā)展綱要海軍再次向三菱、中島兩家下達了研制新型艦上戰(zhàn)斗機的命令。只不過，這次海軍吸取了7試計劃失敗的教訓(xùn)，性能指標方面不再強求新機擁有良好的起降性能和視野，同時項目的名稱也被簡化為了“9試單座戰(zhàn)斗機”，海軍的這一舉措被外界視為是某種觀念上的進步。盲目貪大求全什么都想要，反而后什么都得不到。不如現(xiàn)實一點先研制一款純粹的高性能戰(zhàn)斗機，研制成功之后再按照艦上戰(zhàn)斗機的要求加以改進。據(jù)說這也是時任海軍航空本部技術(shù)部長的山本五十六親自過問下做出的改變。

　　和7試艦戰(zhàn)相比，海軍對9試單戰(zhàn)提出的性能指標—時速190節(jié)/高度3000米，爬升至5000米高度所需時間要在6分30秒以內(nèi)—并不算高，尺寸要求也有所緩和，寬11米、長8米以內(nèi)即可。

　　而三菱方面除了決定繼續(xù)由堀越二郎擔(dān)任9試單戰(zhàn)的主要設(shè)計負責(zé)人之外，在此基礎(chǔ)之上又進一步充實了技術(shù)團隊的人員力量，以全力以赴的姿態(tài)開始了新機型的研制工作。經(jīng)過冷靜的分析堀越二郎認為之前的失敗主要原因主要有3個方面，即發(fā)動機的選擇不夠果斷，機體設(shè)計/制造工藝不成熟導(dǎo)致的空氣阻力問題，以及減重不夠徹底，于是9試單戰(zhàn)在研制時對以上幾點分別進行了重點的攻關(guān)。

　　其中為關(guān)鍵的發(fā)動機選型問題，在明知會對企業(yè)的經(jīng)營造成不利影響的情況下，依然選擇了競爭對手生產(chǎn)的中島“壽”5型9氣缸星型氣冷活塞發(fā)動機（600馬力）。由于自家生產(chǎn)的“A4”發(fā)動機故障較多，無法發(fā)揮出紙面上的性能，如果新機繼續(xù)拘泥于面子搭載A4發(fā)動機的線試艦戰(zhàn)失敗的覆轍，基于以上的理由堀越二郎做出了更換發(fā)動機的決定，對此三菱方面也表示支持。

　　機體方面，這回終于用上了全金屬制的下單翼，除此之外，針對鉚釘頭部外露于蒙皮表面占據(jù)導(dǎo)致空氣阻力增大的問題，堀越二郎想出了使用沉頭鉚釘?shù)姆椒�加以解決，獲得了極佳的效果。與此同時，成功解決了沉頭鉚接工藝難題的三菱機體工作課也獲得了很高的評價。

　　由于搭載了直徑較小的“壽”5型發(fā)動機，9試單戰(zhàn)的機身相比臃腫的7試艦戰(zhàn)纖細了不少，隨著期盼已久的擠壓成型工藝的導(dǎo)入，采用雙桁梁箱式結(jié)構(gòu)的橢圓形主翼厚度也得以大大降低。為了配合固定式起落架的長度，以及盡可能地提升飛行員的視野等考量，試作1號樣機的主翼中端采用了倒鷗型設(shè)計，不過，后來由于擔(dān)心在大迎角狀態(tài)下倒鷗型機翼會對飛行的安定性帶來負面影響，從2號樣機開始主翼又重新恢復(fù)成為了平直翼設(shè)計。

　　雖然當(dāng)時可收放式起落架已經(jīng)逐漸成為了歐美國家新型單翼戰(zhàn)斗機的標準配置，但堀越二郎認為，9試單戰(zhàn)這樣小型機即使采用了可收放式起落架也只能獲得空氣阻力減少10%、速度性能提高3%的利益，性能提升并不明顯，相反還會拖慢研制工作的進度，增加結(jié)構(gòu)重量，不如采用簡潔的單柱懸臂式固定起落架，只需在此基礎(chǔ)之上添加整流罩便足以抵消空氣阻力增加帶來的不利影響，于是終選擇了固定式起落架。

　　在機體的減重方面也下了很大力氣，無論多么細小的零部件也不允許留有一分一毫的多余重量，削肉剔骨直至達到設(shè)計強度的上限。

　　得益于研制7試艦戰(zhàn)時留下的寶貴經(jīng)驗，盡管運用了大量嶄新的技術(shù)和構(gòu)造，9式單戰(zhàn)的研制工作進展仍然十分順利，昭和10年（1935年）1月，從設(shè)計開始僅用了10個月時間—與7試艦戰(zhàn)的研制速度大致相同—試作1號樣機即告試制完成。

　　在當(dāng)年2月開始的試飛測試中，1號樣機飛出了時速243.5節(jié)（451千米/小時），爬升至5000米高度僅耗時5分54秒的驚人數(shù)據(jù)，大大超越了當(dāng)初軍方制定的設(shè)計指標，顯示出了極為出眾的性能。

　　面對這一連設(shè)計者本人都感到有些出乎意料的數(shù)據(jù)，也難怪海軍方面會一度認為是測試儀表出了問題，以至于需要派出海軍自己的試飛員親自試飛確認才能相信。面對這樣一架期盼已久且性能超越歐美的純國產(chǎn)戰(zhàn)斗機，航空本部的驚喜之情同樣溢于言表，以至于航空技術(shù)長前原中將親自前往各務(wù)原參加了本機的首次試飛。

　　當(dāng)時，現(xiàn)役的中島95式艦戰(zhàn)的時速為190節(jié)（350千米/小時），尚在研制之中的陸軍Ki10（后來的95式戰(zhàn)斗機）時速為205節(jié)（380千米/小時），英國格洛斯特角斗士的時速為405千米/小時，美國波音P-26戰(zhàn)斗機的時速為380千米/小時，參考以上數(shù)據(jù)進行對比，便可了解9試單戰(zhàn)的速度到底快到了什么程度。事實證明該機已經(jīng)突破了航空技術(shù)自立計劃所制定的“追趕歐美”的范疇，一舉實現(xiàn)了性能上的超越。

　　另一方面，競爭對手中島拿出的9試單戰(zhàn)樣機是在為陸軍研制的Ki11張線式半懸臂單翼戰(zhàn)斗基礎(chǔ)上改進而來的海軍版本，時速220節(jié)（407千米/小時）。由于在設(shè)計上存在著顯而易見的差距，該機從一開始便從競爭中敗下陣來。

　　三菱9試單座戰(zhàn)機所具有的高超性能，使其日后裝部隊幾乎成為了板上釘釘?shù)氖虑椋�高低溫交變濕熱試驗箱然而作為艦上�?zhàn)斗機正式服役之前，該機仍然存在很多亟待解決的技術(shù)問題，其中為關(guān)鍵一點仍然是發(fā)動機問題。

　　試作1號樣機搭載的“壽”5型發(fā)動機盡管性能出眾，但減速齒輪等部件存在明顯的設(shè)計缺陷，無法應(yīng)付實戰(zhàn)條件下惡劣的使用環(huán)境。于是從2號樣機開始換裝了同系列采用直聯(lián)螺旋槳的“壽”3型（715馬力）發(fā)動機，該型發(fā)動機雖然擁有更高的功率但與此同時重量也增長不少，因此2號樣機的平飛速度雖然依舊出眾達到了1號樣機同樣的水準，但爬升率反而有所降低。

　　為此，9試單戰(zhàn)試作3號~6號樣機又先后換裝了中島“光”1型星型氣冷9氣缸（800馬力）以及中島“壽”2型改1發(fā)動機（630馬力）進行測試，整個試飛工作呈現(xiàn)出一種仿佛不是在測試飛機而是在“測試發(fā)動機的空中性能”的狀態(tài)，昭和10年（1935年）內(nèi)開始正式裝部隊的設(shè)想徹底破滅。

　　由于設(shè)計階段的過度減重，試作1號樣機在著陸時很容易出現(xiàn)“彈跳”（飛機降落接近地面時機體上下飄擺忽高忽低難以著陸）現(xiàn)象，除此之外該機在大迎角狀態(tài)下時很容易出現(xiàn)俯仰方向上的震動。對于前一點，決定追加早在數(shù)年之前三菱的野田技師已開始著手研發(fā)的開裂式襟翼，對于后一點決定取消主翼中段的倒鷗型設(shè)計恢復(fù)為平直翼，終上述技術(shù)問題都得到了圓滿的解決。

　　到了昭和11年（1936年），9試單戰(zhàn)的發(fā)動機選型問題依然懸而未決，三菱方面的工作人員逐漸開始焦急起來。此時國內(nèi)外的諸形勢越發(fā)窘迫，特別是在中國大陸，中日兩軍的對峙已經(jīng)進入了一觸即發(fā)的狀態(tài)。

　　到了這個地步，此前一直對9試單戰(zhàn)的正式列裝一事不甚情愿的海軍終于下定決心于同年11月正式將該機以96式1號艦上戰(zhàn)斗機（A5M1）的名義投入量產(chǎn)。由于更換了性能相對較差的“壽”2型改1發(fā)動機（630馬力），量產(chǎn)機和試作1號樣機相比性能出現(xiàn)了大幅度的降低（平飛速度降至406千米/小時，爬升至5000米高度耗時8分30秒），但這也是沒有辦法的事情。另外值得一提的是96式1號艦戰(zhàn)裝了當(dāng)時尚屬世界首創(chuàng)的可拋棄式副油箱。

　　換裝了功率略有提升的“壽”3型發(fā)動機（690馬力）的改進型號，由于更換了發(fā)動機因此發(fā)動機整流罩的外形略有變化，機首長度也略有縮短，全長由1號的7.71米縮短至7.545米。螺旋槳由1號的2葉金屬槳（直徑2.69米）變更為3葉（直徑2.98米）。位于發(fā)動機整流罩后部向上伸出，高低溫交變濕熱試驗箱如同“螃蟹眼睛”狀的汽化器進氣口是2號1型機的主要識別點。

　　機體重新設(shè)計采用全封閉式座艙的改進型號，加裝全套無線電裝（之前各型搭載的是僅具有收信功能的簡易裝置）追加無線電天線支柱，追加炸彈掛架，除此之外起落架輪胎直徑和整流罩也有所加大。

　　換裝西斯帕羅蘇扎12Xcrs 12氣缸V型液冷發(fā)動機（610馬力）的試驗機，裝20mm槳轂炮1門。

　　換裝“壽”4型發(fā)動機（785馬力）的改進型號，除發(fā)動機之外沒有其他特別大改動，機體外形和2號2型基本一致（由于飛行員普遍認為封閉式座艙遮擋視野，2號2型后期又恢復(fù)為了敞開式座艙）。平飛速度233.5節(jié)（435千米/小時/3160米），爬升至3000米高度耗時3分35秒，性能有所提高，考慮到添加大量實戰(zhàn)裝的影響，已經(jīng)基本恢復(fù)到了試作1號樣機的性能水準。
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