Boeing B-29 Superfortress

Lịch sử

Vào khoảng năm 1938, tướng Henry H. ‘Hap’ Arnold, chỉ huy Không lực Lục quân Hoa Kỳ, ngày càng lo ngại về khả năng xảy ra chiến tranh tại châu Âu và Thái Bình Dương. Với hy vọng sẽ được chuẩn bị dài hạn những nhu cầu của Không lực, Arnold thành lập một ủy ban đặc biệt do Chuẩn tướng W. G. Kilner đứng đầu; và một trong các thành viên của ủy ban là phi công kỳ cựu Charles Lindbergh. Sau một chuyến đi thăm các căn cứ của Không quân Đức, Lindbergh bị thuyết phục rằng không quân của Đức quốc xã đã vượt trội hơn tất cả các nước châu Âu khác. Trong một báo cáo năm 1939, ủy ban này đã đưa ra một số đề nghị, bao gồm việc phát triển một kiểu máy bay ném bom hạng nặng mới.
Khi chiến tranh bùng nổ tại châu Âu, Arnold yêu cầu những nghiên cứu thiết kế được tiến hành tại nhiều công ty khác nhau về một kiểu máy bay ném bom tầm rất xa có khả năng bay 5.000 dặm (8.000 km). Những động lực thúc đẩy Arnold tiến hành các nghiên cứu này một phần là do sự lo ngại rằng Anh sẽ thất thủ trước Đức quốc xã. Như vậy, Không lực sẽ không có một chiếc máy bay ném bom nào có thể bay khứ hồi từ Bờ Đông nước Mỹ đến châu Âu để tấn công các mục tiêu trên lục địa châu Âu. Đề nghị trên được đưa ra ngày 2 tháng 12 năm 1939, dưới tên gọi, R-40B, và nó khá phù hợp với những nghiên cứu mà Boeing đang thực hiện lúc đó.
Vào tháng 1 năm 1940, chiếc máy bay ném bom B-17 vừa mới được đưa vào sử dụng, còn chiếc máy bay hơi nhỉnh hơn Consolidated B-24 còn phải mất hơn một năm nữa. Vào lúc này, Không Lực đưa ra yêu cầu về một kiểm máy bay ném bom lớn hơn nhiều, có tầm bay có thể hoạt động được trên Thái Bình Dương sẽ phục vụ trong cuộc chiến không thể tránh khỏi với Đế quốc Nhật Bản. Bốn công ty đưa ra các nghiên cứu thiết kế là Boeing XB-29, Lockheed XB-30, Douglas XB-31, và Consolidated XB-32. Douglas và Lockheed nhanh chóng rút lui, một phần vì Boeing đã bỏ họ khá xa trong quá trình thiết kế. Đến tháng 9 năm 1940, Boeing và Consolidated nhận được các hợp đồng phát triển cho các kiểu XB-29 và XB-32.
Đầu năm 1940, Không lực Hoa Kỳ phân tích tính năng của các kiểu máy bay ném bom sử dụng tại Mặt trận châu Âu của Thế Chiến II chống lại Không quân Đức, và đưa ra kết luận rằng để cho chiếc B-29 có thể thành công, nó cần được nâng cấp các trang bị tự vệ. Không lực đã yêu cầu bổ sung thùng nhiên liệu tự hàn kín, thêm nhiều súng máy và nâng cấp lên cỡ nòng lớn hơn. Boeing đã tích hợp mọi thứ này trong phiên bản thiết kế lại Kiểu 341, và đưa ra cho Không lực Mỹ dưới tên Kiểu 345, mà sau này sẽ là XB-29.
Sự phối hợp của những công việc lớn lao về thiết kế và kinh nghiệm đối với những kiểu máy bay ném bom cỡ lớn rất có ích cho Boeing. Ngay trước khi chiếc nguyên mẫu bay lần đầu tiên vào tháng 9 năm 1942, Không lực đã đặt một đơn hàng lớn 1500 chiếc B-29 do bị ấn tượng bởi mô hình kích thước thật hoàn tất vào đầu năm 1941. Một chiếc máy bay ném bom tầm xa đang là một nhu cầu cấp thiết, nên việc thử nghiệm hoạt động thực tế được thực hiện rộng rãi tiếp nối việc sản xuất. Chiếc B-29 đầu tiên lăn bánh ra khỏi dây chuyền lắp ráp chỉ hai tháng sau cuộc thử nghiệm hoạt động đầu tiên. Trong vòng chưa đầy một năm, chiếc B-29 được sản xuất hằng loạt số lượng lớn.
Vào lúc nó được chế tạo, B-29 là chiếc máy bay to lớn, gần gấp đôi kiểu máy bay ném bom nặng nhất đang hoạt động. Tầm hoạt động rất xa đạt được là do sử dụng cánh gắn giữa với tỉ lệ dài-rộng cao. Để làm giảm tốc độ hạ cánh cao nguy hiểm, B-29 được gắn cánh tà kiểu Fowler khá lớn. Nó có ba khoang dành cho đội bay được điều áp riêng biệt: trước mũi, gần đuôi dành cho các xạ thủ, và một ngăn riêng biệt cho xạ thủ súng đuôi.
Thay vì gắn tháp súng cồng kềnh vận hành theo kiểu truyền thống, Boeing sử dụng các tháp súng kiểu điều khiển từ xa nhỏ hơn được nối mạng với nhau với một máy tính kỹ thuật tương tự để bù trừ các yếu tố như nhiệt độ gió và đầu đạn tiêu hao. Hệ thống này rất khó phát triển, nhưng nó được chứng minh là rất có hiệu quả.

Thiết kế và phát triển

Sản xuất chiếc B-29 là một công việc phức tạp; bao gồm 4 dây chuyền lắp ráp chính: hai của Boeing tại Renton, Washington và Wichita, Kansas, một xưởng của Bell tại Marietta, Georgia ("Bell-Atlanta"), và xưởng của Martin tại Omaha, Nebraska ("Martin-Omaha"). Hằng ngàn nhà thầu phụ tham gia vào kế hoạch. Vì thiết kế rất tiên tiến, những yêu cầu mang tính thách đố, áp lực sản xuất nặng nề, việc phát triển chịu nhiều sự cố. Ngày 18 tháng 2 năm 1943 chiếc nguyên mẫu thứ hai bị rơi trong khi thử nghiệm do cháy động cơ lan rộng ra cánh, khiến 10 nhân viên phi hành thiệt mạng cộng thêm 20 người trên mặt đất của nhà máy đồ hộp Frye nằm ở phía bắc sân bay Boeing. Những thay đổi trong sản xuất nhiều đến mức vào đầu năm 1944, B-29 ra khỏi dây chuyền sản xuất sẽ bay trực tiếp đến kho cải tiến nơi nó sẽ được tích hợp những thay đổi mới nhất. Kiểu 'trận chiến Kansas' này (một chương trình cải tiến loại trừ lỗi nhằm có đủ máy bay trang bị cho 4 phi đoàn vào ngày 1 tháng 1 năm 1944) suýt nhận chìm cả chương trình, nếu như không có sự can thiệp trực tiếp của tướng Hap Arnold. Mất thêm gần cả năm trước khi chiếc máy bay có thể hoạt động được với đủ độ tin cậy.
Nguyên nhân thường gặp nhất của những tai nạn thê thảm và vấn đề bảo trì nhức đầu là của động cơ. Cho dù sau này động cơ Wright R-3350 trở thành cỗ máy tin cậy của những máy bay cánh quạt lớn, những kiểu mẫu đầu tiên của nó đầy dẫy những vấn đề nguy hiểm về độ tin cậy, phần lớn là do áp lực phải đưa B-29 vào hoạt động càng sớm càng tốt. Nó có một tỉ lệ động lực/khối lượng rất tốt, nhưng phải trả giá bằng độ tin cậy kém. Tệ hơn, vỏ nắp động cơ do Boeing thiết kế lại quá hẹp (với mong muốn cải thiện tính năng khí động học), và nắp thường xuyên bị rung động trong gần suốt chuyến bay. 18 xy lanh bố trí thành vòng tròn hai hàng trước và sau rất sít sao, trở nên quá nóng do không đủ không khí làm mát, khiến các van xả trở nên vô hiệu.
Những điểm yếu này phối hợp lại làm động cơ thường xuyên quá nóng ở tải trọng chiến đấu, nhất là khi lấy độ cao sau khi cất cánh. Van xả không đóng kín làm thất thoát hỗn hợp khí nhiên liệu khi đốt cháy, hoạt động như đèn hàn đốt các trục van, dẫn đến cháy động cơ nếu không được dập lửa kịp lúc. Vỏ sau của động cơ được chế tạo từ hợp kim magnesium thường dễ bắt lửa, bốc cháy và lan sang toàn bộ cánh trong vòng 90 giây, là nguyên nhân của các tai nạn thê thảm.
Vấn đề này không được giải quyết triệt để cho đến lúc máy bay được gắn động cơ hoàn toàn mới Pratt & Whitney R-4360 'Wasp Major' trên phiên bản cải tiến B-29D (B-50), vốn quá trễ để phục vụ trong Thế Chiến II. Các biện pháp tạm thời bao gồm gắn những bọc nhỏ trên cánh quạt nhằm tăng luồng khí mát thổi qua động cơ và những vách ngăn hướng luồng khí trực tiếp đến các van xả. Lượng dầu máy bơm đến các van cũng được gia tăng, và chống rò rỉ dầu động cơ. Việc bảo trì được tăng cường, kiểm soát trước bay nhằm phát hiện van hỏng, thay 5 xy lanh đầu tiên sau 25 giờ bay và thay cho toàn bộ động cơ sau 75 giờ.
Các phi công kinh nghiệm thường mô tả chuyến bay sau khi cất cánh là nỗ lực tối đa nhằm đạt tốc độ, trong khi thông thường là ưu tiên lấy độ cao. Động cơ bố trí thành vòng tròn cần có luồng không khí làm mát, và việc không tăng nhanh được tốc độ càng sớm càng tốt sẽ làm hỏng động cơ và nguy cơ cháy.
Trong chiến tranh, B-29 có khả năng bay cao đến 40.000 ft ở tốc độ bay thực đến 350 mph. Đây là biện pháp phòng thủ tốt nhất, vì máy bay tiêm kích thời ấy hiếm khi bay cao đến đó, và ít chiếc có thể theo kịp nếu nó ở sẵn đó và chờ đợi. Chỉ có những pháo phòng không hạng nặng mới bắn tới và vì Phe Trục không có những ngòi nổ tiếp cận, việc bắn trúng máy bay gần như là không thể. Đội bay được hưởng ưu điểm của khoang lái điều áp toàn bộ, lần đầu tiên áp dụng cho máy bay ném bom. Khoang lái và mũi máy bay được điều áp, nhưng những nhà thiết kế phải đối mặt quyết định có nên điều áp khoang chứa bom, sẽ phải làm giảm áp khi ném bom. Giải pháp là giữ khoang bom không điều áp, và thiết kế một đường hầm ngang qua 2 khoang chứa bom. Đường hầm nối 2 khu vực được điều áp trước và sau máy bay, và cũng được điều áp, giúp đội bay di chuyển giữa 2 khu vực.

Điều khiển bay

Khi bay, phi công ra các lệnh về thông số của động cơ và góc cánh (gần giống như thuyền trưởng ra các lệnh đến buồng máy tàu), thay vì trực tiếp đẩy cần ga và bật các điều khiển cánh. Một cải tiến khác nữa là các tính toán đội bay phải thực hiện trước và trong chuyến bay. Trước B-29, các quy trình bay chỉ đưa ra ước lượng gần đúng các thông số, và phi công phải dựa trên bản năng và kinh nghiệm để thao tác. Quy trình bay của B-29 cung cấp các bảng biểu để tính toán tốc độ cất cánh và hạ cánh dựa trên trọng lượng, cao độ và nhiệt độ. Tìm ra được các thông số động cơ tối ưu khi bay đường trường cần tham khảo cao độ, nhiệt độ bên ngoài, trọng lượng máy bay và tốc độ bay thực. Thông số động cơ phải được tính lại sau mỗi 2 giờ hay mỗi khi thay đổi độ cao. Kiểu tính toán này trở nên thông thường đối với hàng không dân dụng và quân sự ngày nay, nhưng là một sáng tạo rất đột phá vào thời kỳ 1944. Lợi ích nó mang lại cho việc tăng tầm bay và tính năng bay hoàn toàn không thể chối cãi được.
Đa số phi công thấy kiểu máy bay B-29 này khá dễ chịu, tuy nhiên những cần điều khiển của nó không được trợ lực nên rất nặng, đòi hỏi người khá khỏe để vận hành (Higham 1975). Cho dù nó có thể bay chỉ với 2 động cơ khi ở trên không, máy bay bị ảnh hưởng do động cơ bị quá nóng khi bay cách đó; nhiều chiếc B-29 bị rơi tại Saipan sau khi hỏng 1 động cơ lúc cất cánh với tối đa tải trọng.

Thế chiến II

Kế hoạch ban đầu, áp dụng dưới sự chỉ đạo của Tổng thống Franklin D. Roosevelt như là một lời hứa đối với Trung Quốc và gọi là Chiến dịch Matterhorn, dùng B-29 tấn công Nhật Bản từ 4 căn cứ tiền phương ở Quảng Tây, Nam Trung Hoa, và 5 căn cứ chính ở Ấn Độ, và để tấn công các mục tiêu khác trong khu vực Trung Hoa - Ấn Độ khi cần thiết. Vùng Chengdu được chọn sau đó hơn là vùng Guilin để loại bớt việc cần phải tập trung, trang bị và huấn luyện cho 50 sư đoàn Trung Hoa để bảo vệ các căn cứ tiền phương khỏi sự tấn công trên bộ từ phía Nhật. Ban đầu dự định có 2 không đoàn, được rút xuống còn 1 không đoàn với 4 nhóm do thiếu máy bay, đã giới hạn hiệu quả các cuộc tấn công từ Trung Hoa.
Đây là một kế hoạch cực kỳ tốn kém, vì không có liên lạc đường bộ giữa Ấn Độ và Trung Hoa, nên mọi tiếp liệu phải được không vận qua dãy núi Himalayas. B-29 bắt đầu đến Ấn Độ từ đầu tháng 4-1944. Chuyến bay B-29 đầu tiên đến đến các sân bay Trung Quốc (qua dãy Himalayas, hay "The Hump") diễn ra ngày 24 tháng 4 năm 1944. Phi vụ chiến đấu B-29 đầu tiên bay vào ngày 5 tháng 6 năm 1944, với 77 trong số 98 máy bay cất cánh từ Ấn Độ ném bom xưởng đường sắt tại Bangkok (5 chiếc B-29 bị mất do những lý do kỹ thuật).
Ngày 15 tháng 6 năm 1944, 47 chiếc B-29 cất cánh từ Chengdu, Trung Hoa, ném bom Nhà máy Sắt Thép Hoàng gia tại Yawata. Đây là trận tấn công đảo chính quốc Nhật đầu tiên kể từ trận không kích Doolittle vào tháng 4 năm 1942. Trong trận này, chiếc B-29 đầu tiên bị mất trong chiến đấu khi phải hạ cánh khẩn cấp và bị máy bay tiêm kích Nhật phá hủy trên mặt đất.
Vì những chiến dịch này có chi phí rất đắt, việc tấn công Nhật từ các sân bay Trung Hoa tiếp tục với mật độ tương đối thấp. Nhật Bản bị ném bom vào: 7 tháng 7 năm 1944 (14 B-29s), 29 tháng 7 (70+), 10 tháng 8 (24), 20 tháng 8 (61), 8 tháng 9 (90), 26 tháng 9 (83), 25 tháng 10 (59), 12 tháng 11 (29), 21 tháng 11 (61), 19 tháng 12 (36) và cuối cùng vào 6 tháng 1 năm 1945 (49). B-29 được rút khỏi các sân bay Trung Hoa vào cuối tháng 1-1945. Trong suốt thời kỳ này B-29 từ Ấn Độ và Trung Hoa cũng tấn công vào nhiều mục tiêu khác khắp Đông Nam Á. Tuy nhiên, toàn bộ các nỗ lực của B-29 được chuyển dần sang các căn cứ mới ở quần đảo Mariana, và phi vụ B-29 cuối cùng từ Ấn Độ thực hiện ngày 29 tháng 3 năm 1945.
Nhu cầu sử dụng những căn cứ không thuận tiện ở Trung Hoa để tấn công Nhật Bản chấm dứt sau khi Mỹ chiếm được quần đảo Mariana vào năm 1944. Trên các đảo Tinian, Saipan và Guam, 5 sân bay chính được xây dựng, mỗi sân bay làm căn cứ cho một không đoàn (4 phi đội) B-29, trở thành điểm cất cánh của những cuộc không kích B-29 lớn vào Nhật Bản vào năm cuối cùng của cuộc chiến. Các đảo này được tiếp liệu dễ dàng bằng tàu. Chiếc B-29 đầu tiên đến Saipan ngày 12 tháng 10 năm 1944, và phi vụ chiến đấu đầu tiên bay vào ngày 28 tháng 10 với 14 chiếc B-29 tấn công đảo san hô Truk. Phi vụ đầu tiên thực hiện trên chính quốc Nhật từ Marianas bay ngày 24 tháng 11 năm 1944, với 111 chiếc B-29 tấn công Tokyo. Từ lúc ấy, các cuộc không kích căng thẳng hơn được thực hiện đều đặn cho đến hết chiến tranh. Nó thành công trong việc hủy diệt tất cả các thành phố lớn của Nhật (ngoại trừ Kyoto) và gây thiệt hại nặng cho công nghiệp chiến tranh Nhật Bản. Mặc dù ít được ngưỡng mộ, chương trình thả mìn bằng máy bay do B-29 thực hiện nhằm phong tỏa các tuyến đường thủy và lối ra vào hải cảng Nhật Bản làm suy giảm nghiêm trọng khả năng cung cấp cho thường dân và tiến hành chiến tranh.
Có lẽ chiếc B-29 nổi tiếng nhất là chiếc Enola Gay, đã thả trái bom nguyên tử 'Little Boy' xuống Hiroshima ngày 6 tháng 8 năm 1945. Bockscar, một chiếc B-29 khác, thả 'Fat Man' xuống Nagasaki ba ngày sau. Cả hai được chọn để cải tiến ngay trên dây chuyền sản xuất ở xưởng Omaha mà sau này trở thành căn cứ không quân Offutt.
B-29 chỉ được sử dụng trong Thế Chiến II tại Mặt trận Thái Bình Dương.

Xung đột Triều Tiên

B-29 tham gia Chiến tranh Triều Tiên, ban đầu trong các phi vụ ném bom chiến lược ban ngày, và một số ít các mục tiêu chiến lược và xí nghiệp tại Bắc Triều Tiên nhanh chóng bị san bằng. Quan trọng hơn, từ năm 1950 một số máy bay tiêm kích phản lực Xô Viết MiG-15 'Fagot' xuất hiện trên bầu trời Triều Tiên (một kiểu máy bay được thiết kế đặc biệt để bắn hạ B-29), và sau một số thiệt hại, các phi vụ của B-29 sau đó được giới hạn chỉ bay đêm, hầu hết nhằm mục đích can thiệp. Trong suốt cuộc chiến, B-29 bay 20.000 phi vụ, thả 200.000 tấn bom, còn các xạ thủ trên B-29 bắn rơi được 27 máy bay địch.

Phục vụ sau chiến tranh

B-29 nhanh chóng trở nên lạc hậu sau sự phát minh ra động cơ phản lực. Với sự ra đời của chiếc Convair B-36 khổng lồ, B-29 được phân loại lại thành máy bay ném bom tầm trung trong Không quân Hoa Kỳ mới thành lập. Tuy nhiên, biến thể B-50 sau đó (có tên ban đầu là B-29D) thực hiện khá tốt những vai trò tìm kiếm cứu nạn trên biển, trinh sát điện tử, và ngay cả tiếp nhiên liệu trên không. Những vai trò căn bản của B-50D được thay thế vào đầu thập kỷ 1950 bởi chiếc Boeing B-47 Stratojet, rồi chiếc này cũng được thay bằng Boeing B-52 Stratofortress. Tổng cộng có 3.970 chiếc B-29 đã được chế tạo trước khi nó nghỉ hưu vào năm 1960.

Các biến thể

Không giống nhiều máy bay khác được thiết kế cho một vai trò duy nhất, các biến thể của B-29 gần như giống hệt nhau. Các cải tiến được thực hiện giữa chiếc nguyên mẫu đầu tiên XB-29 đến 3 phiên bản dùng trong chiến đấu chỉ là những tiểu tiết, ngoại trừ những chiếc kiểu Silverplate được chế tạo cho Kế hoạch Manhattan. Những khác biệt lớn nhất là giữa những kiểu dùng trong những phi vụ không ném bom, như vận tải, tìm kiếm cứu nạn, quan sát thời tiết, huấn luyện, cũng như những vai trò hết sức đặc biệt như trạm tiếp sóng truyền hình trên không dưới tên Stratovision.
Một số B-29 cũng được cải tiến để là khung thử nghiệm cho các hệ thống mới hay các hoàn cảnh đặc biệt, bao gồm các hệ thống chữa cháy, hoạt động trong thời tiết lạnh, và trang bị nhiều cấu hình vũ khí khác nhau. Nhiều chiếc B-29 được cải tiến như KB-29 để thí nghiệm tiếp nhiên liệu trên không. Có lẽ thí nghiệm quan trọng nhất là do chiếc XB-29G thực hiện; nó mang những kiểu nguyên mẫu của động cơ phản lực trong khoang chứa bom, và hạ nó xuống giữa dòng không khí để thực hiện các đo đạc.

Đặc điểm kỹ thuật

Tham khảo: Quest for Performance