作者kau76901 (KAU)
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標題[討論] 速成航空大國：美國與自由引擎的故事
時間Wed Apr 25 09:44:43 2012
美國雖然是有著萊特兄弟發明飛機榮銜的國度，但實際上的情況卻與此相去甚遠。從萊特
兄弟發明飛機直到1914年為止，美國陸、海軍航空隊只採購了54架各式飛機，而其中最暢
銷的寇蒂斯也只賣出了22架為止。
但是，從世界大戰爆發之後，轉折開始發生了。從大西洋對岸傳來的戰報，令國會組織了
航空委員會並撥下三十萬美金的預算───差不多是美國有航空隊以來所花掉的全部預算
之總和，並指示設置航空學校，將官以上的將領都需接受航空參謀訓練，並準備著手擴編
航空單位。同時，美軍開始查訪國內各工廠調查其生產情況，估算參戰時可以將其中多少
工業能力轉化為武器生產，這些看似不起眼的準備工作，也正是美國空軍史邁出了第一步
的瞬間。
到了1916年美國陸軍航空隊開始大規模地採購飛機，一口氣下達了366架計1080萬美金價
值的大訂單，並計畫在年底以前擴大生產線至年產一千架體制；然而，到了1917年初美國
參戰時，卻只有64架能夠準時交貨。
這種絕望的慘況也是理所當然，畢竟美國在一次大戰以前並沒有任何一家專門的飛機製造
廠，由於軍方採購量少，所以供應商如寇蒂斯也都是以接近家庭手工業式拼裝的方式、而
非美國傳統的生產流水線方式在製造飛機的。事實上，366架的數字在當時甚至比美國有
史以來生產過的飛機總數還要多出好幾倍。同時，美國自製的飛機，無論是性能或是技術
層次上都遠遜於經過實戰洗禮的歐洲飛機，這也是理所當然的結果。
儘管1917年初的時間點美國無論在飛機製造、研發的體制上都尚未準備好參加世界大戰，
但是美國軍方並不打算放棄，他們是認真的想要去打一場真正的戰爭。美國陸軍的人數從
戰前的不足十萬擴編到了一百餘萬，潘興的歐陸遠征軍規模之大，光是砲兵觀測機就至少
需要1200架的數量方能滿足其需求，再加上與其數量相等的護航戰鬥機，美國若要前進歐
陸參戰而不受制於英法的指揮淪為從屬國，則擁有獨立的航空部隊而不必商借飛機會是很
重要的一個決定性因素。
為了要儘早填上現在還只是空氣的陸軍航空隊龐大缺口，特別是寶貴的飛行員人力，美國
需要飛機，再爛的都好，只要會飛就差不多了。前述那批三百餘架飛機的訂單眼看國內是
滿足不了，於是美國在國際市場上收購了一批英法退役下來的二手飛機，於1917年4月編
成了擁有三百架教練機的陸軍航空隊學校，接下來到年底之間，這所學校的教練機數已經
迅速膨脹到了一千架以上，陸軍航空隊的編制人數也從一千五百人擴編到了十萬大軍。
其實早在1916年，美國航空委員會便決定向英法列強輸入飛機與引擎的設計圖，以授權生
產的模式一口氣趕上差距。但是現實卻沒有想像中來的順利───英國與法國將設計圖紙
交到美國廠家手中時，美國人幾乎是下巴都快掉下來了。以法國人提供的圖紙來說，不但
是當時已經舊式化的100匹馬力未滿引擎，甚至連引擎製造材料的熱處理程序、加工手續
與材質等細節都是一片空白，製程與工法粗製濫造，而在公制與英制的換算上更是造成了
不少麻煩。儘管美國質疑英法是故意留了一手，但實際上英國與法國的飛機生產廠，確實
就是在用這種以今日眼光看來粗糙又不全的設計圖在製造飛機，對於設計圖上不足的部份
，則靠工廠技師個人的匠氣加以補足。原來問題不是出在英法，而是美國自己的體質不同
。
即使是寇蒂斯之類的手工拼裝生產線，美國與歐洲之間還是有生產方法上決定性的差別，
那就是標準化工業流程的存在。早在福特主義這個名詞風行起來之前，十九世紀末的美國
工業界就已經相當盛行生產分工、聯合制定共通規格的作法，而之所以會出現這種放諸世
界列強也是十分奇特的現象，其原因便在於美國獨特的產業環境與勞動文化使然。
與人口密集都市化的歐陸不同，二十世紀初的美國是一個氣氛相當「農村味」的工業國。
大多數美國人從小生長在農場或是放領地上，過著趕牛放羊挖煤礦的樸實生活，他們習慣
於自己動手修理或製造東西，卻很少依賴職業的鐵匠或木匠來解決日常生活上的各種問題
，因為很可能所謂的隔壁鄰居是住在離自宅一百英哩遠的地方。可以說美國並沒有孕育歐
陸風格職人文化的土壤，取而代之的是一種自主獨立的DIY自力救濟精神。
而美國工廠雇用的勞工，大多都是農閒期跨州甚至從墨西哥跨過國境線來上班的季節工，
或是從兩洋對岸移民進來的語言不通外勞，要想期待他們作什麼複雜的加工程序那實在是
過度奢侈的要求。在勞工素質遠較歐陸低落的此一情況下，美國資本家想出的解決之道，
便是將生產程序徹底地簡化，連帶也使得職前教育的難度一口氣降低。比起訓練教育技師
讓他們製造整顆引擎，倒不如讓他們每個人分工負責火星塞、氣缸、轉子等不同零組件的
製造，而為了要將不同人製造的不同零件拼到同一具機械上，則規格共通化就成為了一大
重要課題。結果到了二十世紀初期，盡管歐陸各國眼中美國還是一個鄉巴佬國度───事
實上也的確如此───但是此時的美國，已經在新大陸獨一無二的環境中，不自覺地修煉
出一身即將使它振翅起飛的絕世武功。
結果美國1916年買入的設計圖紙，到了1917年初好不容易消化吸收之後，歐洲戰場的第一
線戰機已經進化到了一百五十匹馬力，費盡千辛萬苦引進的授權生產品如今只能拿來給二
流的教練機使用了，而且還是有點危險隨時會自爆或空中解體的缺陷機。
當然，一次世界大戰就是這種今天新出廠的飛機、明天就成為了過時垃圾的快速淘汰時代
。但是使用外國引擎帶來的不愉快經驗，對英法列強的先進印象幻滅，卻使得一部份美國
技師與軍方將領私下開始瀰漫著一種新觀點。
與其依賴不可靠的歐洲設計，為什麼美國不自力研究更可靠的國產設計？
相較引進粗製濫造又欠缺標準工法的歐洲圖紙，從頭畫新的搞不好比較快吧？
比起小家子氣的一兩百匹馬力引擎，我們大可以一開始就製造三百甚至四百匹的高出力發
動機不是嗎？
在1917年五月29日，美國決定參戰兩個月後，這股聲浪成為了現實，那就是「自由引擎」
開發計畫的起始點。自由引擎的設計出自於底特律帕卡德汽車的工程師傑西‧文生（
Jesse Vincent ）與加州的哈爾‧史考特汽車公司老闆亞伯特‧哈爾（E.J.Hall）兩人，
在這一天的航空委員聯絡會議上聯名作出的提案。
二次大戰時美國有所謂「自由輪」的戰時共通規格標準運輸船計畫，但很多人卻不知道，
自由輪這個計畫名稱本身就是在向一次大戰時代的老前輩，也就是自由引擎計畫致敬。自
由引擎計畫的構想進步地超前了一次大戰水準好幾個世代，其構想原則既天外又單純的離
奇───那就是陸海空共通規格萬能多用途模組化發動機。
考慮到1917年初美國參戰，而最晚當年10月就要送去第一批美國遠征軍，則新引擎的研發
勢必不能耽擱任何時間。因此，自由引擎的設計企劃從一開始就排除了所有未實用化的理
論技術，僅以現存確實可行的成熟技術加以拼裝運用。比方說V型氣缸45度斜角配置的設
計是抄自雷諾發動機，氣缸燃燒室是參考戰前輸入的賓士引擎，活塞設計則買了勞斯萊斯
的授權，液冷冷卻器使用希斯潘諾的設計。這整顆自由引擎就是一顆萬國牌拼裝貨。
但是，使用既有的低出力發動機設計，又是要怎麼發揮高出力的目標呢？
其答案就是美國工業技術合理主義的結晶，模組化設計。首先研發出最基礎的原形四氣缸
一百匹馬力直列發動機，再把兩個四氣缸拼起來組合成V型八氣缸兩百匹馬力發動機，然
後以此類推再往上升級成直六缸、V型十二缸…如此一來，就能在最短時間內完成高出力
發動機的設計。
http://tinyurl.com/6tl3tw2
自由引擎最初的原型基礎，L-4直列四缸發動機
實際上，自由引擎的設計工程在這種運用現存技術拼裝應急，不作多餘研發的思想下，以
快得不可思議的速度於1917年7月初，也就是研發計畫開始後一個月便完成了圖紙與第一
號國產225匹馬力引擎的試作品。這顆甫誕生的引擎立即送去科羅拉多進行了連續五十個
小時全力運轉的破壞測試，結果證實擁有遠優於當時歐洲所有發動機的耐久性與可靠度。
美國航空委員會當場決定制式採用該引擎，向國內所有工廠提供自由引擎設計圖，並以年
產一萬顆的目標展開全力增產計畫。而到此為止美國才參加世界大戰三個月而已。
http://tinyurl.com/7r7l2su
L-8自由引擎，V8液冷發動機225匹馬力型
但是航空委員會指示的年產一萬顆引擎目標，以1917年當時還生產不到幾百架飛機的美國
工業界而言有可能達成嗎？歷史的結果證明是可能的，因為亨利‧福特這時被航空委員會
找來擔任航空生產的顧問，這個男人使不可能也成為了可能。
福特在接受了航空委員會的委託後，便開始引進福特工法來改善飛機製程，結果他發現歐
洲人製造引擎的工法效率實在是低的令人吃驚───比方說氣缸的製造是用一百四十磅的
鋼材研磨出筒狀，完成品的氣缸重量只會有七磅，其他95%的鋼材全部都變成了鐵屑。而
福特對此作出的改良，便是讓工廠預鑄筒狀的中空鋼管，然後將之切斷再把個別部件電焊
成氣缸。福特工法的改良是翻天覆地的航空工業革命，自此之後福特工廠的氣缸生產量從
日產150顆升級到了2000顆，一口氣提升了十幾倍的生產效率，其他的美國發動機工廠於
是不再生產氣缸，而統一使用福特製造的氣缸來進行引擎的拼裝組合。福特工廠在世界大
戰期間生產了43萬顆汽缸以提供給全美的發動機製造廠，與四千顆引擎完成品。
http://tinyurl.com/6vhd4qp
L-12自由引擎，四百匹馬力V12氣缸發動機
另一個問題就是材料的短缺。一次大戰當時大多數的飛機都是以木頭作骨架、用亞麻或帆
布作蒙皮，但是美國大部份的林產地都地處偏遠交通不便，亞麻則是根本沒有人在種植，
世界三大亞麻產地俄羅斯、比利時與愛爾蘭，俄羅斯正在內戰，比利時被德國人幹掉了，
愛爾蘭人則正在集體移民美國，根本沒人有空會輸出多餘的亞麻給美國人作飛機。美國只
好想辦法在奧勒岡與華盛頓州鋪設產業鐵道，盡可能增產亞麻與木材。
但山不轉路轉，航空委員會決定投資2000萬美金，懸賞國內各大廠商尋找合適的新材料，
結果答案集中到了1909年時德國人開發出的新材料───輕鋁合金上頭。這原本是用來建
造齊柏林硬式飛船的外殼，但是不同於布料，它不會受潮、不會爛、不會朽、不會皺且不
需要看天吃飯仰賴天然資源的特色，所以投入了大筆資金進行研究，終於在1918年初仿製
成功。雖然是沒在世界大戰裡派上用場，但這給予了戰後美國飛機的發展一個先進的起頭
。
在福特工法改良製程的同時，美國航空委員會也召集國內各汽車、發動機廠商，要求他們
加入戰時生產體系，合作進行自由引擎的量產體制。帕卡德、別克、林肯、通用動力、福
特等美國大廠皆被納入了這個戰時生產體系裡，差不多到了1918年一月的時間點，航空委
員會終於完成了國內戰時生產體系的轉換。
http://tinyurl.com/dxx3rye
擁有福特生產序號牌與型號標示的一顆L-12自由引擎。
這個戰時生產體系的轉換、與福特工法的改良，使得美國的航空用發動機生產量發生了爆
炸性的飛躍成長。
1918年五月 620顆
1918年六月 1102顆
1918年七月 1589顆
1918年八月 2302顆
1918年九月 2297顆
1918年十月 3878顆
而到1918年十一月德國垮台為止，美國總計生產了15572顆的航空發動機，這甚至已經凌
駕了當時的航空第一大國法蘭西。其中5523台用於陸軍航空隊飛機上，3742顆被用於海軍
航空隊飛機與飛船上，4511顆被送往美國歐陸遠征軍用來汰換不可靠的法國引擎，1089顆
用於外銷或援助協約國，907顆撥交給國內的教練機部隊汰換舊引擎。此後，自由引擎直
到關閉生產線為止總計生產了20478台───這還僅僅是美國參戰後一年半、開始量產自
由引擎不過一年而已的結果。美國人趕在下課鈴敲響前交出了一張不輸給任何一個歐陸列
強的亮眼成績單。
http://tinyurl.com/7wg4cul
原產英國的德哈維蘭DH9，被美國魔改造換上了L-12發動機的改款
（230匹馬力＞400匹馬力）
http://tinyurl.com/7jrg8nm
美國空軍之父阿諾德將軍年輕時與自由發動機L-12的合照。
實際上更令人吃驚的是，正如同英國有富勒的一九一九年計畫，倘若德國沒瓦解而讓世界
大戰繼續打下去，英國裝甲兵先驅富勒將軍便籌劃要成立三個以水箱坦克為主體的機械化
師反攻德國本土。
美國版本的一九一九計畫稍微枯燥乏味一點，他們只是打算在一九一九年徵召三百五十萬
陸軍派往歐陸，並生產六萬四千顆發動機與兩萬架各式飛機，其中包括義大利授權生產的
兩千架卡普羅尼Ca重轟炸機。倘若世界大戰再多拖幾年，則美國陸軍航空隊則很可能就會
提早20年對歐洲展開戰略轟炸。
一次大戰突然其來的結束，使得美國航空工業與軍需產業急速萎縮，戰後的裁軍與隨之而
來的經濟大恐慌更進一步地使美國的航空生產能量倒退回世界大戰爆發前的水準。然而，
唯一不同之處在於，便宜、可靠、穩定且大量的自由發動機在戰後流入市面，不論是裝在
客機、快艇或著蘇聯的BT戰車上，而自由發動機的圖紙也成為了美國日後所有飛機製造廠
研製引擎的免費藍本，為爾後美國民航機業界的蓬勃發展提供了健全的肥沃土壤，無需付
出昂貴的授權費，任何人只要畫得出設計圖來，都可以搞到一顆自由引擎裝上去飛上天。
美國在一次大戰最後一年展現出那還不完全的爆發力，並未引起世人太多的注意，便又悄
悄沉寂，回歸到新大陸安穩的夢鄉裡。然而，二十年之後，美國就會在下一場世界大戰裡
，完全開放它那已經被點燃過一次的潛能。
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◆ From: 114.24.91.105
推 yuanyu:頭推~天阿，這是外星人!!開外掛的外星人，抗議啦~~ 04/25 10:00
推 kusowan:優文 04/25 10:01
推 Bastain:工業潛能真的很可怕 04/25 10:02
推 gametv:美國鄉民強不是沒有原因的. 04/25 10:08
推 Edison1174:美國人解決困難的方法夠霸氣 主宰世界實乃理所當然 04/25 10:19
→ Edison1174:跟前幾頁的"土方法"系列文一起看 更能了解美國強大原因 04/25 10:21
→ valepiy:美國強大不是沒有原因的 04/25 10:26
推 allergy:亨利福特根本就是美國的金坷拉....XDD 04/25 10:38
→ chenglap:付錢能解決問題就是美國最強的地方. 04/25 10:40
推 darkdog0430:推金柯拉 XD 04/25 11:08
推 ggeneration:歐洲也是很晚才體認到新大陸的活力與爆發力 04/25 11:09
推 fatdoghusky:老實說亨利福特還蠻像穿越眾的 lol 04/25 11:12
→ swatteam:羅斯福在民主兵工廠演說內霸氣十足海量王道果真其來有自 04/25 11:16
→ swatteam:"我們需要更多船艦.更多火砲.更多飛機.更多的一切!!" 04/25 11:17
推 diechan:這種自然而然開外掛的能力真是讓人羨慕又嫉妒 04/25 11:25
推 fetoyeh:美國就是Power廚 XD 04/25 11:28
推 kerry0496x:我們需要更多船艦.更多火砲.更多飛機.更多的一切! 04/25 11:28
→ kerry0496x:這句話我要記下來 =w=+ 04/25 11:28
推 fetoyeh:可怕 怪不得老美的航空業發展的這麼蓬勃 04/25 11:31
→ fetoyeh:我們需要更多船艦.更多火砲.更多飛機.更多的一切!! 04/25 11:31
推 yamatobar:米國規格化的最佳案例:國軍M113裝甲車的柴油引擎,同系 04/25 11:45
→ PsycoZero:Power廚是英國人，崇尚德國貨... 04/25 11:45
→ yamatobar:列不同汽缸不同CC數的引擎,分別用在巴士卡車火車船隻 04/25 11:46
→ yamatobar:工程機具軍用車輛甚至是工廠用的發電機 04/25 11:46
→ yamatobar:早期台汽國光號的MCI車,引擎跟M113裝甲車是共通的 04/25 11:48
推 chenglap:做遊戲也可以這樣呀. 04/25 12:07
→ darthv:鄉民魂 04/25 12:34
推 vt1009:難怪山本五十六會大罵:你去數看看美國工廠有幾根煙囪 04/25 12:43
→ vt1009:自由引擎→自由輪→自由鋼彈(誤) 04/25 12:44
推 Ren:push 04/25 13:02
推 puec2:共用引擎的機械 等於缺乏自己的靈魂阿！ 04/25 13:24
推 jetzake:機械要靈魂作啥?? 不足的部份就用鄉民魂補上去!! 04/25 14:14
推 FDA:蠻好奇100年前,美國的委員會效能如此強大,換做台灣,做得到嗎? 04/25 14:26
→ FDA:我是很認真的問! 又換做現在的美國,做得到嗎? 人種差異這麼大? 04/25 14:27
推 BillHuang:這邊的自由是用liberty這個字眼喔 04/25 14:33
推 jagdzaku: 利百代 >鉛筆公司 04/25 14:37
推 swpoker:平常就會拖給你看~到了戰時就不一樣了~看看波灣戰爭 04/25 14:45
推 puec2:這篇可以收進教科書了～ 04/25 14:45
推 Kampfer18E:好文:) 04/25 14:56
推 easycompany:超好文!! 04/25 15:05
推 kingright:推 04/25 15:24
推 Waffen:推 04/25 15:40
推 kerry0496x:亨利福特真的太重要了 04/25 15:54
推 BruceShaou:自由時報(喂) 04/25 16:07
推 Zsanou:推!!! 04/25 17:05
推 kusowan:誰能告訴我自由女神是幹什麼用的？ 04/25 17:07
推 yichenglee:法國送給美國的禮物？ 04/25 17:12
推 KoujikiOuji:大推 04/25 17:14
推 slcgboy:3本56這時候在哪邊觀摩? 04/25 17:21
→ slcgboy:自由女神? 哪天外星人打來 就會如同大佛剛彈一樣出動了 04/25 17:22
推 zaknafein987:這根本是外掛阿阿阿.... 04/25 17:33
推 mackulkov:又是一個一出新手村就電爆有人的角色 04/25 18:02
推 chuckbrown:push 04/25 18:15
→ PsycoZero:美國當時在很多方面一直是後起之秀啊 04/25 18:18
推 allergy:我只記得自由女神有打過鬼(魔鬼剋星2) 好像沒打過外星人.. 04/25 18:34
→ puec2:有吧。MIB2 04/25 18:43
推 Realthugz:美國人有做一個人型機器人叫Liberty Prime ^^ 04/25 19:10
推 homocat:Ford是我的偶像 04/25 19:20
推 Heymay123:推好文 04/25 19:28
推 LCAC:好驚人的實力 大開我的眼界 美國能成為獨強真的不是一日造成 04/25 20:44
→ LCAC:而且這會是講故事的絕佳題材 比起硬梆梆的教科書動聽太多了! 04/25 20:44
推 bobju:更多的女人! -> 增產報國 04/25 20:45
推 geosys:推 04/25 21:15
推 kingsmill:回FDA兄，這與其說是人種差別不如說是思維方式差別，美 04/25 21:16
→ kingsmill:國可也是什麽人種都有的。。。 04/25 21:17
推 linco1201:好文! 04/25 22:38
推 GDBS:推好文! 04/25 23:06
推 mgdesigner:這根本是最早的開放原碼硬體！！ 04/25 23:25
推 wht810090:好文、好內容！ 04/26 00:05
推 fetoyeh:等等 Liberty Prime 那是Fallout3的那台吧 XDD 04/26 00:05
推 a39313000:好棒的文筆 04/26 00:23
推 QuentinHu:開源碼硬體XD 200多匹魔改成400匹馬力 性能應該很驚人 04/26 00:48
推 daefirts:push 04/26 01:14
推 mackulkov:他是Optimus Prime留在地球的兄弟嗎XD 04/26 05:46
推 LUDWIN:用140磅鋼材磨出7磅的汽缸。。。這是加農砲時代的作法嗎 04/26 09:32
推 LCAC:樓上講的讓我想到早期AK也是這種超級浪費的作法...... 04/26 10:03
推 mitsui0309:美帝能一個打全世界不是沒原因的~可怕!!! 04/26 11:04
推 YCSBB:希望有生之年不用親身經歷這種動員能量的發生XD 04/26 11:29
推 bobju:福特製造中空鋼管的想法並不難想到,不知為何歐洲卻不這麼做? 04/26 12:21
→ bobju:工作害怕會取代他們的工作價值,所以[消極抗拒]來杯葛改變? 04/26 12:22
→ bobju: 匠 04/26 12:22
推 kerry0496x:歐洲工業發展以久 想要變革的難度會比美國高很多 04/26 12:44
→ kerry0496x: 已 04/26 12:44
推 Hartmann:美國自己就是金坷拉... 04/26 13:07
→ LCAC:貨真價實的金坷拉XDDD 04/26 13:40
推 patrickleeee:就生產大戰瞜 誰做得快就贏 04/26 16:18
推 mgtsai:金坷拉來自於美國聖地亞哥無誤 04/26 17:09
→ MOONRAKER:開創時期才會有這種頂半邊天的委員會 如果開創失敗了或 04/26 22:47
→ MOONRAKER:者將來落於衰退 遲早會被「轉型正義」聲討 以前所有的開 04/26 22:48
→ MOONRAKER:創作為會被拿來挑毛病 所有提高效率措施都會被攻擊決策 04/26 22:48
→ MOONRAKER:不透明、任用私人、甚至沒有遠見等等 04/26 22:49
→ MOONRAKER:看孫時期的經濟部、工業局，夠偉大了吧？現在如何 :P 04/26 22:50
推 japan428:其實看一下官僚們的夏天會更有感觸:p 04/26 23:15
推 f86888:這篇真是教科書等級的好文啊 04/27 11:05
推 bobju:以今非古是一般人的通病,難免的啊~ 04/27 12:50
→ bobju:事情有正反評價是正常的,若是一面倒的傾斜才危險. 04/27 12:51
推 jonathan836:推這篇 05/01 21:12
推 cheng399:委員會好強大 不會被大企業牽著走 05/04 04:10
推 Victory2:朝聖好文！ 02/18 22:19
推 david144000: 好文！推！ 09/26 09:09
推 teddygoodgoo: 今天看了KAU大數篇文，所學甚多，感謝分享。 08/27 00:06
推 Marcin: 讚 08/16 16:07
推 DWmadao: 推 08/16 23:16