Ju 87俯冲轰炸机查看源代码讨论查看历史
Ju 87俯冲轰炸机(Junkers Ju 87)是第二次世界大战纳粹德国空军[1] 投入使用的一种俯冲轰炸机,一般通称“斯图卡”(Stuka),取自俯冲轰炸机的德文写法“Sturzkampfflugzeug”的缩写,由容克斯公司研制。Ju 87俯冲轰炸机最容易辨认的特征就是它那双弯曲的鸥翼型机翼、固定式的起落架及其独有低沉的尖啸声。它于二战初期德国所发动的闪电战中取得非常大的战果,1940年后德国在非洲战场及东部战线大量投入这种轰炸机,尤其在东线战场,更发挥出其强大的对地攻击能力。这种轰炸机不但给予地面目标大力的打击,还配备了用于恶意威吓敌人的装置,德国人称之为“耶利哥号角”。它是一个以螺旋桨推动的警号装置,可以像猛兽般发出嚎吼,威吓所有附近的飞机,亦令地面的士兵和平民给予心理上的恫吓,加强攻击的效果。这种机型为德国空军广泛的使用,由1935年开始投入使用,直至第二次世界大战结束。
发展
早期设计
Ju 87的主要设计者—赫尔曼·波尔曼主张任何俯冲轰炸机的设计都必须具备简单与坚固的特性。这产生了许多技术的创新,例如固定式起落架成为它的特色。波尔曼与工程师卡尔·波劳斯持续开发(波劳斯后来在1927年11月死于飞行事故)并且在1928年9月制造出Ju A 48进行试飞。军用版的Ju A 48型号为“Ju K 47”。
当纳粹党掌权后,此项开发案被列为优先。尽管有亨谢尔公司的Hs 123这个竞争对手,德国航空部还是决定采用波尔曼和波劳斯的K 47。1932年试飞期间,双垂直尾翼的设计给了后座射手较好的射界;而最明显的特征为反海鸥翼。波劳斯死后,波尔曼继续开发这款俯冲轰炸机。Ju A 48原先采用BMW 132发动机,可以产生450千瓦(600马力)的动力,同时也装设空气煞车襟翼做俯冲测试,良好的飞行表现得到相当好的评价。
当恩斯特·乌德特飞过寇蒂斯霍克II战斗机后便喜欢上了俯冲轰炸的概念。1934年5月,他邀请瓦尔特·韦佛和罗伯特·里特尔·冯·格莱姆到约特博格射击场观看试飞,但试飞也引起了对俯冲轰炸能力的质疑。乌德特在高度1000公尺处开始俯冲,然后在100公尺处投下1公斤的炸弹,接著努力将飞机拉起改出俯冲。空军总参谋部部长瓦尔特·韦佛和帝国航空部常务副部长艾尔哈德·米尔希担心,普通空军飞行员恐怕没有能力完成如此高度紧张和技巧性的动作;即使如此,开发仍然继续著。,并且鼓励所有的中型轰炸机都拥有俯冲轰炸的能力。
Ju 87的发展
Ju 87的设计始于1933年,属于名为“俯冲轰炸机计划”计画的一部分。它采用英国劳斯莱斯红隼型发动机,第一架原型机在瑞典的Flygindustri基地建造并于1934年年底秘密运回德国。原本应该在1935年四月完工,但是因为机体强度不足,因此推迟到10月才完成;不过处女飞行在该年9月17日就完成了。Hauptmann Willy Neuenhofen的报告指出,唯一的问题是散热器太小,容易让发动机过热。
搭载Kestrel V12液冷式引擎、装配双垂尾的Ju 87 V1在1936年1月24日坠毁,容克斯的首席飞行员和他的工程师Heinrich Kreft身亡;事故原因是过于脆弱的方形双垂尾和尾舵在俯冲时解体,导致飞机进入倒尾旋而失控。此后,飞机改为单垂尾布局。为了承受俯冲时的负荷,机身框架和纵梁上用铆钉安装了加强板;另外在机翼前缘的下面也加装了可旋转90度的液压空气制动片。
航空部仍然对Ju 87提不起兴趣,而来自英国的引擎更是没有留下好印象。1935年年底容克斯建议改用DB 600 V12引擎,而最后一型装配了Junkers Jumo 210引擎,航空部也同意这个临时方案;1936年一月该机开始修改设计,但在最初的两个月并没有飞机可试飞,因为24日的事故损失了飞机。
第二架原型机仍然被设计上的问题所苦。因为担心强度,双垂尾被单垂尾方案代替;因为缺乏DC 600发动机,又改为采用BMW“黄蜂”引擎;这些修改让试飞推迟到1936年2月25日,到了三月又决定采用Jumo 210Aa发动机,而这个决定一年后又将被Jumo 120 G所代替。即使试验结果不错,试飞员空军上尉Hesselbach也肯定了它的飞行表现,沃尔弗拉姆·冯·里希特霍芬告诉容克斯的代表和首席工程师恩斯特·辛德尔,他认为Ju 87动力不够强大,因此成为德国空军主力俯冲轰炸机的可能性不大。1936年6月9日航空部下令终止开发,转而投入竞争对手亨克尔的He 118。但乌德特第二天就取消了这个命令,开发得以继续。
1936年7月27日,乌德特试飞He 118原型机时将飞机坠毁;当天亨克尔打电话警告过乌德特螺旋桨脆弱的问题,而乌德特在飞行时没有考虑到这一点,所以在俯冲时引擎超速,造成螺旋桨断裂。这个事件之后乌德特随即宣布斯图卡在俯冲轰炸机的竞标中胜出。
设计
基本设计
Ju 87属于单引擎的全金属悬臂梁单翼机,具有固定式起落架并可搭载2名飞行员,主要结构金属与蒙皮皆用杜拉铝,至于如襟翼(Wing flaps)等需要坚固结构的区域则是由合金所组成,而需要承受强大应力的零件与螺栓则使用钢铁铸造。
Ju 87配备了的机工维修组员的检修舱口盖·设计师避开焊接的区域。在任何情况下都可在将已铸造的零件更换,机身零件设计是要求可以互换以方便维修。
机身可以允许借由铁路或公路进行运输·机翼是采取标准的容克设计;在起飞时浅角度的机翼可以带来巨大的昇力,减少起飞与降落的距离,使得Ju 87更具优势。
经过航空器验证中心第5压力测试小组的测试结果,认定Ju 87具有执行俯冲轰炸的结构强度·它俯冲极速可达时速600公里;在低空飞行的情况下,重量为4,300公斤,最大速度为时速340公里。俯冲攻击性能主要是利用双翼底下的减速板来控制其俯冲速度,这让Ju 87可以用稳定的速度精准攻击目标,同时让飞机在执行俯冲与拉起的动作时,保护乘员免于受到额外G力的伤害。
机体是属于卵型横切面并且安装一具水冷式V型直列发动机。驾驶舱的部份利用设置于机翼中段(也就是油箱所在之处)前的防火墙将其与引擎隔开,在驾驶舱后方的舱壁是由帆布覆盖住,配置的目的是让组员可在紧急状况下破坏舱壁以利逃脱,座舱罩则是由两块耐热树脂玻璃与一组强而有力的钢制框架组合而成,两个成员都有各自的滑盖。
内侧的发动机是由外部的2组管状支柱包裹在2个主要的保护性结构内·骨架结构是三角形的,并由机身散出。主骨架以螺栓固定在发动机上半。而骨架由万向接头接著防火墙。防火墙本身由网状石棉制成,在两边有薄板。所有通过的导管必须要安排过以避免有害气体穿透驾驶舱。
燃料系统是位于两翼中央的2座250公升的油箱所组成,主要是利用唧筒将燃油喷射进入发动机内,由于有性能限制,如果超过限制驾驶舱内的红色警示灯就会发出警讯·如果系统关闭,就必须使用手动唧筒将燃料灌入燃油开关电枢。
将10 L(3 US gal)的铝制环状液冷器安装在发动机与螺旋桨之间·并在发动机下面安装20 L(5 US gal)液冷器.Ju 87除了创新性的安装俯冲制动器之外其它控制性方面跟其它航空器类似。一释放炸弹,俯冲制动器就会自动启动,开始制动,从俯冲状态中恢复并攀升,直至俯冲制动器被偏转。为了避免发生故障,飞行员可以通过施加极强的力量至控制板,以使用手动控制系统。
最独特的特征则是机翼,它是由1个主翼与2个外翼所组成.外翼有4个完整面.主翼属于负反角至于外翼方面则属于正反角。这创造了类似海鸥翅膀的前缘。机翼的形状改进了飞行员至地面的能见度,同时亦允许更矮的底盘。每边的中央部分只突出了3米。
武装系统包含安装于两翼、由飞行员操作的二挺7.92 mm(.312 in)MG 17机枪;机枪手/无线电操作手操作1挺7.92 mm(.312 in)MG 15后方机枪。
发动机与螺旋桨配有自动控制系统,当驾驶让飞机进入俯冲状态时,要让驾驶舱侧边的红线(60°、75°或80°)对准地平线,再以MG17的准心对准目标,而自动配平器会让飞机的尾部较重。投弹时炸弹将会在离开支架前先向下荡开,以避开螺旋桨。
衍生型号
Ju 87A
第2型原型机采用重新设计的垂直安定面与输出功率达610 PS(449 kW, 602 hp)的A型发动机,后期则采用Jumo 210 Da发动机。A型的第1种子型为A-0,采用全金属结构与密封型驾驶座舱。为了减少大量生产的困难,机翼的前缘被拉直,副翼的两个翼型区段的前缘和后缘都平滑化了。驾驶员可以在飞行时调整升降舵和方向舵配平片,其尾端接著位于副翼和机身之间两个部分的著陆襟翼。A-0型有著较平的引擎整流罩,这使驾驶员有更好的视野。为了让引擎整流罩更平一些,引擎大约下移了25公分(10英吋)。机身也和机枪手座一起降低了,使机枪手有更好的射界。
德意志帝国航空部(RLM)在初期下了7架A-0的订单,但后来追加到了11架·在1937年初期,A-0进行挂载各型炸弹的测试时·发现到Jumo 210 A有推力不足的问题,就如同沃尔弗拉姆·冯·里希特霍芬当初所预测的;最后以换装Jumo 210 D做为解决之道。
A-1与A-0在构型方面有稍微的不同并且配备Jumo 210 D型发动机,A-1在机翼可配备2 x 220 L(60 US gal)无装甲配备的燃料槽 A-1预计在机翼区域装配2 x 7.92 mm(.312 in)MG 17机枪,这个归诸于飞机超重在飞机起落架下方可配置500发子弹。
飞行员在射击2挺MG 17s时主要是依靠Revi C 21C进行瞄准,机枪手则是操作一挺7.92 mm(.312 )MG 15机枪,与A-0只能携带150发子弹相比A-1可携带14个弹鼓,每个弹鼓可携带75发子弹 A-1也配置尺寸更大的3.3 m(10.8 ft)螺旋桨。
由于Ju 87是配置Jumo 210 D发动机,所在飞航时可携带1枚超过250 kg(550 lb)炸弹·假使在没有无线电操作手/机枪手的情况下,则可携带一枚500 kg(1,100 lb)炸弹·在西班牙内战时期,所有的Ju 87A被限制只能携带250 kg(550 lb)的武装,并且没有配置机枪手。
Ju 87 A-2是配置2段式增压器的Jumo 210Da发动机·它与A-1唯一的不同的地方在于A-1装配可调距螺旋桨在1938年夏天,Ju 87 A总共生产了262架,其中有192架是由德绍的容克厂负责,另外70架则由不莱梅容克厂负责·在此时装配新发动机的Ju 87 B则开始准备接棒。