Thực đơn
North_American_P-51_Mustang
Vào năm 1939, ít lâu sau khi Thế Chiến II bùng nổ, chính phủ Anh Quốc thành lập một ủy ban mua sắm tại Hoa Kỳ, do Sir Henry Self dẫn đầu. Cùng với Sir Wilfrid Freeman, "Thành viên Hàng không về Phát triển và Sản xuất", được trao toàn bộ trách nhiệm về sản xuất, nghiên cứu và phát triển cho Không quân Hoàng gia vào năm 1938. Self phụ trách Tiểu Ủy ban Cung ứng thuộc Hội đồng Hàng không (Anh Quốc) (hay "Ủy ban Cung ứng"), và một trong nhiều nhiệm vụ của Self là tổ chức việc sản xuất máy bay chiến đấu Mỹ cho Không quân Hoàng gia Anh. Vào lúc đó sự lựa chọn rất bị giới hạn: không có chiếc máy bay Mỹ nào đáp ứng được những tiêu chuẩn của châu Âu; chỉ có chiếc Curtiss P-40 Tomahawk là gần đạt. Nhà máy của Curtiss đang chạy hết công suất, nên kiểu máy bay này cũng đang thiếu hụt để cung cấp.
North American Aviation lúc ấy đã cung cấp chiếc máy bay huấn luyện Harvard của họ cho Không quân Hoàng gia, nhưng ít được sử dụng. Chủ tịch của North American là James H. Kindelberger đã tìm đến Self để chào bán chiếc máy bay ném bom hạng trung mới của họ, chiếc B-25 Mitchell. Thay vào đó, Self đã hỏi North American xem họ có thể sản xuất chiếc Tomahawk theo giấy phép nhượng quyền từ Curtiss hay không.
Kindelberger đã trả lời rằng North American có thể có một máy bay tốt hơn với cùng kiểu động cơ trong một khoảng thời gian ngắn hơn thời gian cần thiết xây dựng một dây chuyền để sản xuất P-40. Ủy ban Anh Quốc đặt ra các điều kiện là chiếc máy bay tiêm kích mới phải được trang bị bốn súng máy Anh quốc Kiểu.303, gắn động cơ Allison V-1710 làm mát bằng dung dịch, giá thành không vượt quá 40.000 Đô la mỗi chiếc, và chiếc máy bay đầu tiên phải được giao hàng vào tháng 1 năm 1941.[4] Từ lúc bắt đầu chính thức đặt hàng ngày 24 tháng 4, chiếc nguyên mẫu lăn bánh ra khỏi xưởng lắp ráp vào cuối tháng 8 và thực hiện chuyến bay đầu tiên vào ngày 26 tháng 10 năm 1940, đây quả là một thời gian thai nghén thiết kế ngắn đáng kể.[5]
Với tư cách là lãnh đạo cao nhất của Bộ Công nghiệp Hàng không Anh Quốc (MAP), Freeman đặt hàng 320 chiếc máy bay vào tháng 3 năm 1940; và đến tháng 9, MAP gia tăng số lượng đặt hàng thêm 300 chiếc.[4] Vào ngày 26 tháng 6 năm 1940, MAP hợp đồng với Packard cho phép chế tạo những phiên bản cải tiến của kiểu động cơ Rolls-Royce Merlin theo giấy phép nhượng quyền.
Sơ đồ NA-73X và XP-51 (Mustang I)Kết quả của việc đặt hàng từ MAP là kế hoạch NA-73X (bắt đầu từ tháng 3 năm 1940). Việc thiết kế tuân theo quy trình thực hành tốt nhất thường áp dụng trong lĩnh vực này, nhưng bao gồm hai tính năng mới. Một là kiểu cánh mỏng (laminar flow) mới do NACA thiết kế, vốn có độ cản rất thấp ở tốc độ cao.[6][7] Hai là việc sử dụng kiểu thiết kế tản nhiệt mới (một việc mà Curtiss đã không thành công) tận dụng luồng khí thải nóng thoát ra từ động cơ dưới dạng lực đẩy phản lực được biết đến như là "hiệu ứng Meredith". Vì North American không có được một hầm gió phù hợp, họ đã sử dụng hầm gió GALCIT dài 3 m (10 ft) tại Caltech. Điều này đã dẫn đến những tranh luận rằng liệu hệ thống tản nhiệt khí động học của chiếc Mustang được phát triển bởi kỹ sư Edgar Schmued của hãng North American hay do Curtiss, cho dù các sử gia và các nhà nghiên cứu phủ nhận những luận điệu về việc đánh cắp kỹ thuật; vì North American đã từng mua của Curtiss trọn bộ số liệu kết quả thử nghiệm trong hầm gió của những chiếc P-40 và XP-46 cũng như kết quả các cuộc bay thử nghiệm với giá 56.000 Đô la Mỹ.[8]
Trong khi Không lực Lục quân Hoa Kỳ có thể ngăn chặn mọi sự mua bán những thiết bị mà họ có thể quan tâm, trường hợp của chiếc NA-73 được xem là đặc biệt. Để cho sự giao hàng không bị gián đoạn, một sự dàn xếp với Ủy ban Cung ứng Anh-Pháp đã được Oliver P. Echols, lúc đó còn là một Đại tá, thực hiện để Không quân Hoàng gia có thể nhận được kiểu máy bay này, đánh đổi lại North American sẽ cung cấp cho Không lực Mỹ hai chiếc máy bay mẫu miễn phí.[9]
Chiếc nguyên mẫu NA-73X được hoàn tất chỉ trong vòng 117 ngày kể từ khi được đặt hàng, và bay chuyến bay đầu tiên vào ngày 26 tháng 10 năm 1940, chỉ trong vòng 178 ngày sau khi được đặt hàng, một khoảng thời gian thai nghén ngắn đáng kể. Nhìn chung, chiếc nguyên mẫu điều khiển tốt và việc bố trí bên trong cho phép mang một trữ lượng nhiên liệu đáng kể. Nó được trang bị bốn súng máy M1919 Browning 7,62 mm (0,30 inch) bố trí trên cánh, và bốn súng máy M2 Browning 12,7 mm (0,50 inch) gồm hai khẩu trên cánh và hai khẩu phía trên mũi máy bay. Để so sánh, chiếc Spitfire Vb đương thời của Anh quốc trang bị hai pháo 20 mm và bốn súng máy 7,7 mm (0,303 inch).
Người ta nhanh chóng nhận ra rằng tính năng bay cho dù ưu việt ở độ cao cho đến 4.600 m (15.000 ft) sẽ bị suy giảm đáng kể ở độ cao lớn hơn. Sự suy yếu này phần lớn là do bộ siêu tăng áp cơ khí một tầng một tốc độ được gắn trên động cơ Allison V-1710 sẽ suy giảm công suất nhanh chóng nếu ở trên giới hạn độ cao hoạt động. Trước kế hoạch Mustang, Không lực Mỹ tiếp tục phát triển động cơ Allison tập trung chủ yếu vào bộ turbo tăng áp theo khuyến cáo của General Electric, vốn đã chứng tỏ được độ tin cậy và đem lại sự tăng cường động lực đáng kể trên chiếc P-38 Lightning và các máy bay hoạt động ở tầm cao khác, đặc biệt là những máy bay ném bom bốn động cơ. Đa số các thiết kế khác sử dụng động cơ Allison được sử dụng ở độ cao thấp, nơi chỉ cần dùng một bộ siêu tăng áp. Bộ turbo tăng áp tỏ ra không thực tiễn để gắn trên chiếc Mustang, và Allison bị buộc phải sử dụng bộ siêu tăng áp không tương xứng sẵn có.
Cho dù như vậy, tính năng khí động học tiên tiến của chiếc Mustang là một lợi điểm, khi chiếc Mustang Mk I nhanh hơn khoảng 48 km/h (30 dặm mỗi giờ) so với chiếc máy bay tiêm kích Curtiss P-40 đương thời sử dụng cùng kiểu động cơ (Allison V-1710-39 công suất 1.220 mã lực/910 kW ở độ cao 3.200 m/10.500 ft, quay một bộ cánh quạt ba cánh Curtiss-Electric có đường kính 3,2 m/10 ft 6 in).[10] Mustang I cũng nhanh hơn khoảng 48 km/h (30 dặm mỗi giờ) so với chiếc Spitfire Mk VC ở độ cao 1.500 m (5.000 ft) và nhanh hơn 56 km/h (35 dặm mỗi giờ) ở độ cao 4.600 m (15.000 ft), cho dù chiếc máy bay Anh được trang bị động cơ mạnh hơn.[11]
P-51 trang bị động cơ Allison đời đầu, tháng 10 năm 1942.Hợp đồng sản xuất đầu tiên nhận được từ Anh Quốc cho 320 chiếc máy bay tiêm kích NA-73 được người Anh đặt tên là Mustang I (tên Mustang được chọn bởi một thành viên trong Ủy ban Cung ứng không rõ tên). Hai máy bay trong lô này được giao cho Không lực Lục quân Hoa Kỳ với tên gọi XP-51.[12] Khoảng 20 chiếc Mustang Mk I được giao hàng cho Không quân Hoàng gia và bắt đầu tham gia chiến đấu vào ngày 10 tháng 5 năm 1942. Với tầm bay xa và tính năng bay xuất sắc ở độ cao thấp, nó được sử dụng hiệu quả trong vai trò trinh sát chiến thuật và tấn công mặt đất trên Eo biển Anh Quốc, nhưng bị cho là ít có giá trị trong vai trò máy bay tiêm kích vì tính năng bay kém ở độ cao trên 4.600 m (15.000 ft).
Một hợp đồng thứ hai cho Anh Quốc để sản xuất thêm 300 chiếc (NA-83) Mustang I. Đến tháng 9 năm 1940, 150 máy bay đặt tên bởi North American là NA-91 được tiếp tục đặt hàng trong Chương trình Cho thuê-Cho mượn. Nó được Không lực Mỹ đặt tên là P-51 và ban đầu gọi tên thông dụng là "Apache" cho dù cái tên này sau đó bị bỏ rơi và cái tên của Không quân Hoàng gia "Mustang" được dùng thay thế. Người Anh đặt tên kiểu này là Mustang IA; nó cũng tương tự như kiểu Mustang I ngoại trừ các khẩu súng máy trên cánh được tháo bỏ thay thế bằng bốn pháo nòng dài Hispano HS.404 20 mm.
Chiếc A36 ApacheMột số máy bay trong lô này được Không lực Mỹ trang bị như là máy bay trinh sát hình ảnh và đặt tên là F-6A. Người Anh cũng trang bị một số máy bay Mustang I các thiết bị tương tự. Ngoài ra, hai chiếc máy bay trong lô này được gắn động cơ Merlin do Packard chế tạo,[13][14] và được North American đặt tên là NA-101 và Không lực Mỹ ban đầu đặt tên là XP-78, sau đó đổi thành XP-51B.
Ngày 23 tháng 6 năm 1942, một đơn hàng được đặt để mua 1.200 chiếc P-51A (NA-99), nhưng sau đó giảm xuống còn 310 chiếc. Kiểu P-51A là phiên bản đầu tiên được Không lực Mỹ đặt mua như một kiểu máy bay tiêm kích, sử dụng kiểu động cơ mới Allison V-1710-81 được cải tiến từ phiên bản V-1710-39, dẫn động một bộ cánh quạt ba cánh Curtiss-Electric đường kính 3,3 m (10 ft 9 in). Vũ khí trang bị được thay đổi thành bốn khẩu súng máy Browning 12,7 mm (0,50 in) gắn trên cánh, hai khẩu mỗi bên cánh, với khả năng chứa tối đa 350 viên đạn cho khẩu phía trong và 280 viên cho khẩu phía ngoài. Các cải tiến khác được thực hiện song song cùng với kiểu A-36, bao gồm một ống hút không khí được cải tiến cố định thay thế cho kiểu di động được trang bị trên những kiểu Mustang trước đây và trang bị các đế trên cánh cho phép mang thùng nhiên liệu phụ vứt được loại 284 L (75 gal) hoặc 568 L (150 gal), giúp gia tăng tầm bay đường trường lên đến 4.410 km (2.740 dặm) với các thùng nhiên liệu phụ cỡ 568 L (150 gal). Tốc độ tối đa của nó đạt đến 658 km/h (409 dặm mỗi giờ) ở độ cao 3.000 m (10.000 ft). 50 máy bay đã được chuyển sang Anh Quốc và phục vụ dưới tên gọi Mustang Mk II trong Không quân Hoàng gia.[15]
Ngày 16 tháng 4 năm 1942, viên chức phụ trách Kế hoạch máy bay tiêm kích Benjamin S. Kelsey đặt hàng 500 máy bay A-36 Apache, một kiểu thiết kế lại bao gồm sáu súng máy M2 Browning 12,7 mm (0,50 inch), phanh bổ nhào và mang được hai bom 230 kg (500 lb). Kelsey đã có thể đặt mua nhiều máy bay tiêm kích hơn, nhưng đã muốn nâng cao mức độ sản xuất Mustang tại nhà máy của North American bằng cách sử dụng ngân quỹ của Không lực Mỹ dành cho kiểu máy bay cường kích (tấn công mặt đất).[9]
500 chiếc nói trên được đặt tên là A-36A (NA-97). Nó trở thành phiên bản Mustang dành cho Không lực Mỹ đầu tiên tham gia hoạt động chiến sự. Một chiếc được gửi sang Anh và được người Anh đặt tên là Mustang I (Dive Bomber).
Vào tháng 4 năm 1942, Không quân Hoàng gia Anh thử nghiệm chiếc Mustang và nhận thấy tính năng bay của nó ở tầm cao không đạt. Vì thế, nó được dự định chỉ để thay thay thế những chiếc Tomahawk trong các phi đội Chỉ huy và Phối hợp Lục quân; nhưng viên sĩ quan chỉ huy rất bị ấn tượng bởi tính cơ động và tốc độ của P-51 ở tầm thấp, nên đã mời Ronnie Harker thuộc bộ phận bay thử nghiệm của Rolls Royce bay thử nó. Các kỹ sư Rolls-Royce nhanh chóng nhận ra rằng nếu trang bị chiếc Mustang bằng động cơ Merlin 61 với bộ siêu tăng áp hai tầng hai tốc độ sẽ cải tiến tính năng bay đáng kể, nên bắt đầu cải tiến năm chiếc máy bay thành kiểu Mustang X. Ngoài việc trang bị lại động cơ, đòi hỏi việc chế tạo khung gá cho động cơ được thiết kế bởi Rolls-Royce và một bộ cánh quạt tiêu chuẩn Rotol bốn cánh đường kính 3,3 m (10 ft 9 in) lấy từ chiếc Spitfire Mk IX [16],[16] kiểu Mustang Mk X chỉ là một sự thích ứng trực tiếp từ khung sườn chiếc Mustang Mk.I, giữ lại thiết kế tản nhiệt và hút gió nguyên thủy. Phó Tư lệnh Tham mưu Không quân là Sir W.R. Freeman đã vận động hành lang một cách ầm ỉ cho những chiếc Mustang gắn động cơ Merlin, nhấn mạnh đến việc chuyển hai trong số năm chiếc Mustang X thử nghiệm cho Carl Spaatz thuộc Không lực 8 Hoa Kỳ tại Anh Quốc để thử nghiệm và đánh giá.[17][18]
Việc cải thiện tính năng bay ở tầm cao thật đáng ngạc nhiên: chiếc Mustang X số hiệu AM208 đạt tốc độ 697 km/h (433 dặm mỗi giờ) ở độ cao 6.700 m (22.000 ft) và chiếc số hiệu AL975 thử nghiệm lên đến trần bay tuyệt đối 12.400 m (40.600 ft).[19]
Những chiếc nguyên mẫu XP-51B có độ thích nghi khung máy bay cao hơn, do việc gắn động cơ lên khung máy bay được thực hiện chuyên biệt và thiết kế lại toàn bộ ống dẫn đến bộ tản nhiệt. Bản thân khung máy bay được gia cố, và khung máy bay cùng các điểm gắn động cơ được làm chắc chắn hơn do trọng lượng nặng hơn của loại động cơ Packard V-1650-3, 766 kg (1.690 lb) so với 605 kg (1335 lb) của kiểu Allison V-1710. Nắp động cơ cũng được thiết kế lại hoàn toàn để có thể mang được động cơ Packard Merlin, do bộ tản nhiệt làm mát khí nạp (intercooler) được gắn bên trong vỏ hộp bộ siêu tăng áp có kích thước cao hơn 13 cm (5 inch) và sử dụng một bộ hút gió rút lên trên thay cho bộ chế hòa khí rút xuống của kiểu Allison. Kiểu động cơ mới dẫn động một bộ cánh quạt bốn cánh Hamilton Standard đường kính 3,9 m (11 ft 2) có các vòng đệm làm bằng cao su đúc cứng. Một bộ tản nhiệt mới, bộ làm mát khí nạp và bộ làm mát dầu động cơ đặt trong một ống dẫn trong thân được thiết kế để đáp ứng nhu cầu làm mát lớn hơn của động cơ Merlin. Ngoài ra, vì lựa chọn loại cánh quạt bốn cánh, người ta phải loại bỏ vĩnh viễn bộ phận đồng bộ súng máy gắn trên thân, vì gần như không thể tránh khỏi việc bắn trúng cánh quạt.
Bộ ngắm quang học N-3B có cụm đầu A-1, trong trường hợp này được trang bị cho một chiếc PBJ-1H.)Vũ khí trang bị cho P-51B (NA 102) gồm bốn khẩu súng máy M2/AN Browning 12,7 mm (0,50 in) gắn trên cánh, hai khẩu mỗi bên cánh, với khả năng chứa tối đa 350 viên đạn cho khẩu phía trong và 280 viên cho khẩu phía ngoài như của phiên bản P-51A và các đế bom/thùng nhiên liệu phụ bên ngoài (lất từ thiết kế của A-36); các đế được chế tạo để có thể mang đến 225 kg (500 lb) vũ khí và có thể mang các thùng nhiên liệu phụ vứt được. Các vũ khí trang bị được ngắm bằng bộ ngắm quang học N-3B có trang bị cụm đầu A-1 cho phép ngắm cả súng và ném bom bằng cách thay đổi góc của kính phản xạ.
Phi công còn có thể lựa chọn bộ ngắm vòng tròn và chữ thập cổ điển gắn trên nắp động cơ. Tùy chọn này bị loại bỏ với những chiếc phiên bản D đời sau.[20]
Những chiếc nguyên mẫu XP-51B đầu tiên bắt đầu được bay thử nghiệm từ tháng 12 năm 1942.[21] Sau cuộc vận động hành lang kéo dài ở cấp cao nhất, Hoa Kỳ bắt đầu sản xuất những chiếc Mustang do North American thiết kế trang bị động cơ Packard Merlin V-1650 thay cho kiểu động cơ Allison, từ đầu năm 1943. Việc phối hợp khung P-51 và động cơ Merlin sinh ra các phiên bản P-51B và P-51C: Kiểu B (NA-102) được sản xuất tại Inglewood, California trong khi kiểu C (NA-103) được sản xuất tại một nhà máy mới ở Dallas, Texas, được đưa vào hoạt động từ mùa Hè năm 1943.[22] Không quân Hoàng gia Anh đặt tên cho những kiểu này là Mustang III. Trong các thử nghiệm tính năng bay, chiếc P-51B đạt được tốc độ 709,70 km/h (441 dặm mỗi giờ) (chính xác là hai-phần-ba tốc độ siêu âm, hoặc là Mach 0,67,) ở độ cao 7.600 m (25.000 ft),[23] và tầm bay được kéo dài sau đó bằng cách sử dụng các thùng nhiên liệu phụ vứt được, cho phép chiếc Mustang gắn động cơ Merlin được dùng như là máy bay tiêm kích hộ tống ném bom.
Tầm bay xa còn có thể tăng thêm nhờ việc áp dụng một thùng nhiên liệu tự hàn kín 322 L (85 gallon) phía sau ghế ngồi của phi công, bắt đầu từ loạt B-5-NA. Khi thùng này được đổ đầy, trọng tâm của chiếc máy bay bị dịch chuyển sát tới giới hạn phía sau một cách nguy hiểm, do đó việc cơ động bị giới hạn cho đến khi lượng nhiên liệu trong thùng giảm xuống dưới 95 L (25 gallon) và các thùng nhiên liệu bên ngoài được vứt bỏ. Những vấn đề "bay rập rình" ở tốc độ cao của những chiếc P-51B và C cùng với thùng nhiên liệu bên trong thân đã dẫn đến việc thay thế bánh lái độ cao bọc vải bằng những bề mặt phủ kim loại và giảm bớt góc tới của đuôi máy bay.[24]
Cho dù có những cải tiến như vậy, máy bay thuộc các phiên bản B và C lẫn các phiên bản D/K mới hơn đều chịu những vấn đề về điều khiển ở tốc độ chậm có thể đưa đến việc "lộn vòng" bất chợt không cố ý ở một số điều kiện nào đó về tốc độ, góc tấn, tổng trọng lượng và trọng tâm máy bay. Nhiều báo cáo về tai nạn của những chiếc P-51B và C đã nêu lên việc các cánh ổn định ngang bị xé ra khi cơ động. Kết quả là một bộ vây đuôi trên lưng được sản xuất ra. Một bản báo cáo đã viết:
"Trừ khi có một vây đuôi được gắn trên những chiếc máy bay P-51B, P-51C và P-51D, một cú lộn vòng bất chợt có thể xảy ra khi dự tính lộn vòng chậm. Cánh ổn định ngang sẽ không chịu được các hiệu ứng của cú lộn vòng này. Để ngăn chặn sự tái diễn việc này, cánh ổn định ngang cần được gia cố như trong tài liệu kỹ thuật T.O. 01-60J-18 ngày 8 tháng 4 năm 1944 và phải gắn thêm một vây đuôi. Các bộ vây đuôi đang được sản xuất cho các hoạt động ở nước ngoài"
Những bộ vây đuôi bắt đầu có mặt vào tháng 8 năm 1944 và được gắn cho những chiếc phiên bản B và C cũng như D và K. Đồng thời cũng có những thay đổi cho phần điều khiển bánh lái đuôi, giúp ngăn ngừa phi công cơ động chiếc máy bay quá mức và đặt thêm tải nặng lên phần đuôi máy bay.[25]
Những chiếc phiên bản P-51B và C bắt đầu đến Anh vào tháng 8 và tháng 10 năm 1943. Chúng được trang bị cho 15 Không đoàn Tiêm kích thuộc Không lực 8 và Không lực 9 tại Anh, Không lực 12 và Không lực 15 tại Ý (phần phía Nam của Italy do lực lượng Đồng Minh kiểm soát vào cuối năm 1943). Ngoài ra chúng còn được bố trí đến Mặt trận Trung Hoa-Miến Điện-Ấn Độ.
Các chiến lược gia Đồng Minh nhanh chóng khai thác chiếc máy bay tiêm kích tầm xa thành máy bay tiêm kích hộ tống ném bom. Chính là phần lớn dựa vào P-51 mà các cuộc ném bom ban ngày sâu vào lãnh thổ Đức có thể thực hiện mà không bị ngăn trở do thiệt hại máy bay ném bom vào cuối năm 1943.
Một số chiếc P-51B và P-51C được trang bị để thực hiện trinh sát hình ảnh và được đặt tên là F-6C.
Một trong những số ít lời than phiền về chiếc máy bay trang bị động cơ Merlin là một tầm nhìn về phía sau kém. Đây là một vấn đề chung trong đa số các thiết kế máy bay tiêm kích thời đó, vốn chỉ được người Anh nhận ra sau Trận chiến Anh Quốc, chứng tỏ giá trị của một tầm nhìn toàn cảnh. Nhằm cải thiện tầm nhìn ít nhất là một phần nào đó, người Anh đã cải tiến ngoài mặt trận một số chiếc Mustang với nóc buồng lái trượt dạng "chậu cá" được gọi là "nóc Malcolm", giống như trên những chiếc Spitfire. Sau đó tất cả những chiếc Mk III cùng với một số máy bay P-51B/C Mỹ được trang bị kiểu nóc buồng lái Malcolm này.
Một giải pháp tốt hơn cho vấn đề này là nóc buồng lái dạng "giọt nước" hay "bọt nước". Nguyên được phát triển như là một phần của kế hoạch Miles M.20, những nóc buồng lái mới này đang trong quá trình thích nghi cho đa số các thiết kế Anh Quốc, sau này xuất hiện trên Typhoon, Tempest và các phiên bản đời sau của Spitfire. North American áp dụng trên nhiều chiếc nguyên mẫu NA-106 với nóc buồng lái dạng giọt nước, cắt bớt phần thân phía trên sau buồng lái để cho phép nhìn trực tiếp về phía sau. Điều này đã dẫn đến việc sản xuất phiên bản P-51D (NA-109), được xem là phiên bản Mustang cuối cùng.
Một quan niệm sai lầm chung, cho là việc cắt bớt phần thân phía trên sau buồng lái để gắn nóc buồng lái dạng giọt nước đã làm giảm độ ổn định, nên cần phải bổ sung thêm một vây đuôi phía trước gốc cánh đuôi đứng. Thực ra, như đã được mô tả bên trên, vấn đề mất ổn định đã từng ảnh hưởng trên các phiên bản B và C sớm hơn, cũng như trên các phiên bản D và K tiếp nối; một phần là do việc áp dụng thùng nhiên liệu 322 L (85 gallon) bên trong thân bắt đầu từ loạt P-51B-5-NA khiến trọng tâm máy bay bị dịch chuyển quá xa về phía sau khi thùng nhiên liệu được đổ đầy. Các yếu tố khác bao gồm sự thay đổi từ kiểu cánh quạt ba cánh đi kèm theo động cơ Allison sang kiểu bốn cánh làm gia tăng sự mất quân bình do ảnh hưởng vùng bên lớn hơn của loại cánh quạt bốn cánh; và trên các phiên bản D và K kiểu buồng lái giọt nước cũng tạo một số nhiễu loạn khí động học phía trước cánh đuôi.[26]
Cùng với các cải tiến khác, vũ khí trang bị được bổ sung thêm hai súng máy M2 nâng lên tổng cộng thành sáu khẩu. Cặp súng máy trong cùng có thể mang 400 viên đạn mỗi khẩu, và các khẩu còn lại có 270 viên, nên tổng số đạn mang được là 1.880 viên. Trên những chiếc P-51 trước đây, những khẩu súng máy M2 được gắn chéo góc dẫn đến những lời than phiền thường xuyên bị kẹt đạn trong khi cơ động chiến đấu. Cách bố trí mới cho phép gắn những khẩu súng máy M2 theo kiểu thông thường chữa được hầu hết vấn đề kẹt đạn. Khẩu súng máy Browning 0,50 inch, cho dù không bắn ra đầu đạn nổ, có tính năng đường đạn xuất sắc và cho thấy đủ để chống lại những chiếc máy bay tiêm kích Focke-Wulf Fw 190 và Messerschmitt Bf 109 vốn là đối thủ chính của Không lực Mỹ vào lúc ấy. Những phiên bản sau còn được trang bị đế rocket dưới cánh cho phép mang đến mười rocket mỗi máy bay.
Bộ ngắm vũ khí được thay đổi từ kiểu N-3B sang kiểu N-9[27] trước khi áp dụng kiểu ngắm súng hiệu chỉnh bằng con quay K-14B vào tháng 9 năm 1944.[28]
Chiếc P-51D trở thành phiên bản Mustang được sản xuất rộng rãi nhất. Một phiên bản của P-51D sản xuất tại Dallas được đặt tên là P-51K, được trang bị kiểu cánh quạt do Aeroproducts sản xuất thay thế cho kiểu cánh quạt Hamilton Standard, cũng như có nóc buồng lái kiểu khác lớn hơn và nhiều thay đổi nhỏ. Cánh quạt rỗng kiểu Aeroproducts tỏ ra không được tin cậy khi nó rung rất nguy hiểm ở công suất động cơ tối đa do những vấn đề trong sản xuất và sau đó được thay thế bằng loại cánh quạt Hamilton Standard. Cho đến giai đoạn chiến tranh Triều Tiên, đa số những chiếc F-51 được trang bị bộ cánh quạt Hamilton Standard không có vòng đệm với những cánh quạt có đầu tù và rộng hơn. Các phiên bản trinh sát hình ảnh của P-51D và P-51K được đặt tên tương ứng là F-6D và F-6K. Không quân Hoàng gia Anh đặt tên Mustang IV cho phiên bản D và Mustang IVA cho phiên bản K.
Những chiếc P-51D/K bắt đầu đến châu Âu vào giữa năm 1944 và nhanh chóng trở thành máy bay tiêm kích chủ lực của Không lực Mỹ tại chiến trường này. Nó được sản xuất với số lượng nhiều nhất trong tất cả các phiên bản Mustang. Tuy nhiên, cho đến cuối chiếc tranh, vẫn còn có khoảng phân nửa những máy bay Mustang hoạt động là phiên bản B hay C.
Mối lo ngại về việc Không lực Mỹ không có khả năng hộ tống những chiếc máy bay ném bom hạng nặng B-29 suốt quãng đường đi đến chính quốc Nhật Bản đã đưa đến việc thực hiện kế hoạch "Seahorse" tối mật, một nỗ lực nhằm "hải quân hóa" chiếc máy bay. Vào cuối năm 1944, Đại úy phi công hải quân (sau này là phi công thử nghiệm) Bob Elder đã thực hiện những chuyến bay thử nghiệm tương thích với tàu sân bay với một chiếc P-51D được cải tiến. Kế hoạch này bị hủy bỏ sau khi Thủy quân Lục chiến kiểm soát được hòn đảo Iwo Jima của Nhật Bản cùng các sân bay trên đảo, sử dụng chúng làm căn cứ cho những chiếc P-51D tiêu chuẩn có thể tháp tùng theo B-29 suốt chặng đường đi đến các đảo chính quốc Nhật Bản và quay về.[29][30]
Trong giai đoạn 1945 - 1948, những chiếc P-51D còn được chế tạo theo giấy phép nhượng quyền tại Australia bởi Commonwealth Aircraft Corporation.
Không lực Lục quân Hoa Kỳ đã đặt ra yêu cầu về những khung máy bay được chế tạo đáp ứng tiêu chuẩn gia tốc 8,33 G (82 m/s²), một hệ số tải cao hơn so với tiêu chuẩn 5,33 G (52 m/s²) được người Anh sử dụng cho những máy bay tiêm kích của họ. Giảm hệ số tải xuống 5,33 G cho phép giảm bớt trọng lượng máy bay, và điều này được cả Không lực Mỹ lẫn Không quân Hoàng gia Anh quan tâm đến vì khả năng nâng cao tính năng bay.
Một thay đổi nhỏ khó nhận biết trên những chiếc Mustang "hạng nhẹ" là việc sử dụng một kiểu cánh cải tiến trong loạt NACA 66 và cánh hơi mỏng hơn so với kiểu được sử dụng trên những chiếc Mustang trước đây.[31]
Vào năm 1943, North American đưa ra đề nghị tái thiết kế phiên bản P-51D thành kiểu NA-105, và được Không lực Mỹ chấp thuận. Các cải tiến bao gồm thay đổi nắp động cơ, bộ càng đáp đơn giản hơn có bánh nhỏ hơn và phanh đĩa, và một nóc buồng lái lớn hơn. Tên gọi XP-51F được đặt cho những chiếc nguyên mẫu trang bị động cơ V-1650 (một số nhỏ chiếc XP-51F được chuyển sang Anh dưới tên gọi Mustang V) và tên XP-51G cho những chiếc trang bị động cơ Merlin 145M cho thuê-cho mượn ngược từ Anh.[32]
Một chiếc nguyên mẫu hạng nhẹ thứ ba trang bị động cơ Allison V-1710-119 được bổ sung vào chương trình phát triển. Chiếc máy bay này được đặt tên là XP-51J. Vì động cơ không được phát triển đúng mức, chiếc XP-51J được cho Allison mượn để phát triển động cơ. Không có chiếc Mustang "hạng nhẹ" thử nghiệm nào được đưa vào sản xuất.[33]
Chiếc P-51H (NA-126) là phiên bản Mustang sản xuất cuối cùng, tích hợp các kinh nghiệm thu thập được trong việc phát triển những kiểu XP-51F và XP-51G. Chiếc máy bay này, cùng với những khác biệt nhỏ để thành kiểu NA-129, xuất hiện quá trễ để tham gia Thế Chiến II, nhưng là phát triển đỉnh cao của chiếc Mustang như là một trong những máy bay tiêm kích động cơ piston được sản xuất và tham gia hoạt động.
Chiếc P-51H sử dụng động cơ mới V-1650-9, một phiên bản của kiểu Merlin bao gồm bộ điều khiển siêu tăng áp tự động Simmon và phun nước, cho phép ở chế độ khẩn cấp chiến đấu có công suất đến 2.218 mã lực (1.500 kW). Những khác biệt so với phiên bản P-51D bao gồm thân được kéo dài và gia tăng chiều cao vây đuôi, giúp làm giảm đáng kể khuynh hướng lộn vòng. Nóc buồng lái tương tự như của P-51D, và vị trí ngồi của phi công được nâng cao hơn đôi chút. Việc tiếp cận để bảo trì súng đạn cũng được cải thiện. Với khung máy bay mới nhẹ hơn nhiều, công suất mạnh hơn và bộ tản nhiệt thon thả, chiếc P-51H trở thành một trong những máy bay tiêm kích cánh quạt nhanh nhất, có thể đạt tốc độ tối đa 784 km/h (487 dặm mỗi giờ hay Mach 0,74) ở độ cao 7.600 m (25.000 ft).
Chiếc P-51H được thiết kế để bổ sung cho chiếc P-47N như là máy bay chủ yếu trong việc xâm chiếm Nhật Bản với 2.000 chiếc được đặt hàng để sản xuất tại Inglewood. Chỉ mới có 555 chiếc được giao hàng khi chiến tranh kết thúc. Các đơn đặt hàng khác, vốn đã được dự toán, bị hủy bỏ. Do việc sản xuất bị cắt giảm, các phiên bản khác của P-51H với nhiều phiên bản của kiểu động cơ Merlin chỉ được sản xuất với số lượng ít hay bị loại bỏ. Chúng bao gồm kiểu P-51L, tương tự như kiểu P-51H nhưng trang bị động cơ V-1650-11 Merlin 2.270 mã lực, vốn chưa bao giờ được chế tạo; và phiên bản chế tạo tại Dallas của nó, chiếc P-51M hoặc NA-124 trang bị động cơ V-1650-9A Merlin không có hệ thống phun nước và do đó có công suất tối đa yếu hơn, chỉ có một chiếc số hiệu 45-11743 được chế tạo trong số 1.629 chiếc được đặt hàng ban đầu.
Mặc dù một số P-51H được giao đến các đơn vị hoạt động, chúng không tham gia hoạt động chiến sự trong Thế Chiến II, và trong những năm sau đó, hầu hết được bố trí tại các đơn vị trừ bị. Một chiếc được cung cấp cho Không quân Hoàng gia Anh để thử nghiệm và đánh giá. Chiếc máy bay số hiệu 44-64192 được đặt tên là BuNo 09064 và được Hải quân Mỹ sử dụng để thử nghiệm thiết kế các kiểu cánh vượt âm thanh, rồi sau đó trả về cho Không lực Vệ binh Quốc gia vào năm 1952. Chiếc P-51H đã không được sử dụng trong chiến đấu ở Chiến tranh Triều Tiên cho dù nó có các đặc tính điều khiển được cải thiện, vì những chiếc P-51D đang có sẵn với số lượng lớn và đã chứng minh được độ tin cậy.
Nhiều đặc tính khí động học tiên tiến của P-51 (bao gồm kiểu cánh mỏng) được áp dụng cho thế hệ máy bay tiêm kích động cơ phản lực tiếp theo của North American, chiếc FJ Fury của Hải quân và chiếc F-86 Sabre của Không quân. Cánh, thân và nóc buồng lái của phiên bản cánh ngang đầu tiên của chiếc Fury (kiểu FJ-1) và nguyên mẫu sơ thảo không được chế tạo của chiếc P-86/F-86 rất giống như của chiếc Mustang trước khi chiếc máy bay được cải biến với thiết kế kiểu cánh xuôi.
Vào đầu năm 1944 một chiếc P-51A-1-NA đầu tiên số hiệu 43-6003 được trang bị và thử nghiệm với ván trượt nhẹ thu lại được thay thế cho các bánh đáp chính. Việc cải tiến này là nhằm đáp ứng một đòi hỏi cho chiếc máy bay hoạt động ở nơi không có đường băng được chuẩn bị sẵn. Trục khuỷu nhún của bộ càng đáp được giữ lại, nhưng nắp che của bộ càng đáp chính và của bánh đáp đuôi được tháo bỏ để thử nghiệm. Khi tấm ván trượt thu lại vào thân, nó được chứa trong ngăn bên dưới khung động cơ bằng cách tháo bỏ các khẩu súng máy Browning 12,7 mm (0,50 inch) trong thân của chiếc P-51A. Toàn bộ việc cải biến làm tăng trọng lượng chiếc máy bay thêm 177 kg (390 lb) và đòi hỏi áp lực hoạt động của hệ thống thủy lực phải tăng từ 6.897 kPa (1.000 psi) lên 8.276 kPa (1.200 psi). Các chuyến bay thử nghiệm cho thấy có thể điều khiển tốt trên mặt đất, và chiếc Mustang có thể cất cánh và hạ cánh trên những khoảng đất trống dài 300 m (1000 ft); tốc độ tối đa chậm hơn khoảng 29 km/h (18 dặm mỗi giờ), cho dù người ta nghĩ rằng các nắp che ván trượt thu lại trong thân có thể bù đắp lực cản.[34]
Vào ngày 15 tháng 11 năm 1944 một chiếc P-51D-5-NA số hiệu 414017 phiên bản "hải quân hóa" bắt đầu thực hiện các chuyến bay thử nghiệm từ sàn đáp tàu sân bay Shangri-La. Chiếc Mustang này được trang bị một móc hãm gắn vào một đầu nối được gia cố phía sau ngăn bánh đáp đuôi; móc được đặt trong một vị trí suông thẳng bên dưới bánh lái đuôi và có thể điều khiển hạ xuống từ buồng lái. Thử nghiệm cho thấy chiếc Mustang có thể cất cánh khỏi sàn đáp tàu sân bay mà không cần có sự trợ giúp của máy phóng, với cánh nắp đặt ở góc xuống 20° và bánh lái độ cao đặt ở góc lên 5°. Việc hạ cánh được cho là dễ bằng cách cho bánh đáp đuôi tiếp xúc sàn đáp trước bánh đáp chính, và chiếc máy bay có thể dừng lại ở khoảng cách tối thiểu.[35]
Trong khi North American tập trung cải thiện tính năng bay của chiếc P-51 bằng việc phát triển những chiếc Mustang "hạng nhẹ", người Anh cũng thử nghiệm một số phương thức cải tiến khác. Nhằm mục đích này có ít nhất hai chiếc Mustang Mk.III (P-51B và C) số hiệu FX858 và FX901 được trang bị các phiên bản động cơ Merlin khác nhau. Chiếc thứ nhất, FX858, trang bị động cơ Merlin 100 của Rolls-Royce tại Hucknall; kiểu động cơ này tương tự như kiểu RM 14 SM gắn trên chiếc XP-51G có khả năng tạo ra công suất 2.080 mã lực (1.551 kW) ở độ cao 6.949 m (22.800 ft) sử dụng một bộ nén áp lực +25 lb (tương đương 200 cm/80 inch Hg) ở chế độ "chiến đấu khẩn cấp". Với kiểu động cơ này, FX858 đạt được tốc độ tối đa 729 km/h (453 dặm mỗi giờ) ở độ cao 5.486 m (18.000 ft), và có thể duy trì cho đến 7.620 m (25.000 ft). Tốc độ lên cao đạt được 4.160 ft/min (21,13 m/s) ở độ cao 4.267 m (14.000 ft).
FX901 được trang bị động cơ Merlin 113 (cũng được sử dụng cho kiểu máy bay de Havilland Mosquito B. Mk 35). Động cơ này cũng tương tự như kiểu 100 nhưng được trang bị một bộ siêu tăng áp phù hợp cho độ cao lớn hơn. FX901 có thể đạt được tốc độ 730 km/h (454 dặm mỗi giờ) ở độ cao 9.144 m (30.000 ft) và 666 km/h (414 dặm mỗi giờ) ở độ cao 12.192 m (40.000 ft).[36]
Thực đơn
North_American_P-51_MustangLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: North_American_P-51_Mustang