上一期讲述了德国在一战战败后,军队的发展受到严格限制,战机的研发也是困难重重,只能假借民用飞机的名义偷偷发展。解决对地精确打击的俯冲轰炸机也在研究之列。虽然头一批的俯冲轰炸机还存在很多问题,但也为日后大名鼎鼎的Ju87斯图卡俯冲轰炸机积累了宝贵的技术经验。
希特勒和他的支持者掌握国家大权后不久,德国的飞机生产商就毫无疑问地担负起建设新德国空军的重任,希特勒政府要求飞机生产商们合作加快新飞机的研制过程。容克公司是当时德国有名的飞机生产商,公司位于德绍的工厂是德国最大的飞机生产厂,它对于德国空中力量的扩充具有十分重要的意义。但是雨果·容克教授是个坚定的民主和和平主义人士,他反对希特勒的政治路线。
而且,容克教授和空军部长厄哈德-米尔切长期不合,米尔切曾强行将容克教授的私人航空公司并入国家管理的汉莎航空公司,甚至米尔切还不顾容克公司的反对坚持要求Ju52飞机采用3台发动机。容克无法跟来尔切对着干,1933年5月,迫于压力容克教授做出了让步,他的公司(面临破产)被迫被国家接收。容克教授被驱逐到巴伐利亚州,1935年2月3日去世。因为容克公司被国家接收,自然而然地德国未来飞机的研制任务和生产订单都由这个公司来负责。
在瑞典试验期间的K 47飞机,飞机机身“SE+BW”说明它的原型机性质。
然而,在上述事件发生之前,决定Ju 87飞机的决定性的步骤慢慢的开始了。从1931年开始,容克公司的一些工程师一直默默地在解决俯冲轰炸的问题,事实上,自从K47在瑞典首次试飞以来,该飞机就显示出侧冲轰炸的一些特点。在1931-1934年间,容克公司的试验队伍就在瑞典有条不紊地给K47安装各种测试设备做试验,驾驶K47做试验的是容克公司首席试飞员威利-纽恩霍芬。早先的测试都是德国和瑞典合作在夜间进行的,K47的机腹部安装了功率强大的探照灯,而模拟炸弹上也安装了发光装置,这么做的目的是为便于用摄影经纬仪来拍摄,在黑暗的环境下也更加容易看清飞机和炸弹的轨迹。
夜间的试验结果评估后,俯冲轰炸试验改在了白天,测试人员采用了可以拍摄连续画面的电影照相机来分析结果。试验中发现飞行员无法同时瞄准和判读仪表,后来研制出一种名为陀螺稳定俯冲瞄准仪设备才使得俯冲轰炸变得更容易些,这种设备能自动校正弹道。另一种提高俯冲轰炸能力的设备是光学显示器、它可以校正炸弹释放高度,当然这两种设备仍处在研制之中,没有大规模生产。
在瑞典的试验非常成功,俯冲轰炸的精度也很高,为此,在1934年,容克公司的设计人员开始为飞机研制一种火箭动力炸弹。这种炸弹也是由K47来试验,接下来的试验表明K47可以对移动舰船目标进行俯冲轰炸,而且命中精度非常喜人。有两个瑞典人在这些试验中作出了突出贡献.他们是斯温森上尉和布丘格伦斯中尉。容克公司的设计小组由迪普尔·英格·奥蒂弗雷德·福切斯领导,他负责测试设备的研制、希望研制一些设备来校正轰炸方法、陀螺稳定俯冲瞄准仪就是他牵头研制的。1934年11月3日他递交的报告中称,最终的测试结论是俯冲轰炸机应该立即着手研制。
同时,容克公司在德国境内德绍的另-个由主任设计师荷曼·波尔曼领导的设计小组正利用在瑞典试验取得的结果研制俯冲轰炸机,至1933年,这一个项目飞机初现端倪。荷曼·波尔曼在容克公司的几年里获得了不少全金属飞机研制的经验,从一开始他就看中了容克单翼飞机的布局,尽管当时很流行的还是双翼飞机。荷曼·波尔曼的设计其实是在K47的基础上进行研制的,但采用了一些适合俯冲轰炸的新设计,最显著的特征是采用了倒过来的海鸥机翼,这种设计使得飞行员的前视和后视视野更宽阔,另一方面这种机翼能安装较为短小结实的起落架,这种结构强度能够完全满足俯冲轰炸的强度要求。
德国阿拉多公司的Ar 81在此阶段不识时务地提出双翼方案,落选是理所当然的。
1934年,容克公司完成了1架Ju87俯冲轰炸机的模型,这年成了德国俯冲轰炸机同时也是Ju87飞机发展最具意义的年份。这样一个时间段,俯冲轰炸的概念得到了一些有权势人物的支持,包括希特勒本人(他本人很喜欢乌德特),为此,俯冲轰炸试验的步伐大大加快。此阶段,一些He 50和K47被用来作为试验平台测试炸弹挂架和俯冲减速板装置,还包括特殊的俯冲轰炸瞄准仪。
全金属单翼的Ju87代表航空新技术的方向,为此,1935年1月,德国航空部颁布第二阶段具体的俯冲轰炸机技术规范,毫不奇怪,这个规范实际上就是在Ju87的基础上取得的数据制定的,德国高层事实上认可了Ju87的研制,当然其他公司也可以合作参与竞争。其他的竞争对手是阿拉多(Arado)公司的Ar 81飞机、亨克尔公司的He 118和汉堡飞机公司不太可能获胜的Ha 137飞机。进入此阶段,德国航空部正考虑是需要较轻的单座型还是重些的双座型俯冲轰炸机。容克公司的Ju 87理所当然地被德国高层看中了,原因有几个:1.容克公司的工程师是唯一的很有扎实研究经验的设计队伍,前文提到容克公司早就在做这方面的研究了,面且试验的时间比较久,实际经验十分丰富:2.容克公司的方案结构强度最好、设计也最先进。3.容克公司的研制已确定进入到了模型阶段,比其他公司的步伐快得多。
(上图)亨克尔公司的He 118比Ju 87飞机要漂亮得多,而且纸面上的性能也先进得多,因此也得到了乌德特的偏爱。但是,He 118的设计思想更像是攻击轰炸机,后座也安装了水平轰炸瞄准具,它的俯冲轰炸性能非常差,只能小角度俯冲,试验过程中发现它的最大俯冲仅为50°,这些性能指标显然不符合德国俯冲轰炸机项目的招标技术规范。He 118只生产了15架用于各项试验,最要命的是乌德特驾驶着自己偏爱的He 118在第一次飞行中就出现坠机事故。德国放弃这一个项目后,日本将其引进并在此基础上研制了横须贺D4Y“彗星”舰载俯冲轰炸机,其产量达到2038架,而实际上日本多将D4Y作为侦察机来使用,二战后期也作“神风特攻队”的自杀飞机来使用。
1934年Ju 87的模型完成后,德国航空部审查了模型并在当年正式要求容克公司生产3架原型机供进一步研究,这一段时间比航空局向其他公司正式颁布技术规范还要早好几个月。表面上看航空局是要在几个公司中选出最好的设计的具体方案,但是实际上,Ju 87方案明显地比其他的方案要好得多,竞争基本上没有什么悬念。就在德绍的Ju87设计具备雏形的时候,另一件事更加促进了俯冲轰炸的研制,这就是众所周知的原因:1935年1月,经过十多年的努力,希特勒将德国空军从其他武装力量中独立出来,这相当于正式向全世界宣布了德国空军的成立。
德国空军一成立就立即开始扩充,1935年3月28日,在德国斯切威林第一个新组建的单位就是Ⅰ Gruppe of Stukageschwader162,简称Ⅰ/St.G 162,即“斯图卡”俯冲轰炸机大队、当时,“斯图卡”还不是Ju 87的专用绰号。这个大队于1935年4月3日命名为“伊美尔曼” ,大队飞机包括He 50A俯冲轰炸机和Ar 65战斗机。
有必要再回到上文提到的第一阶段竞争方案Fi 98和Hs 123,海因克尔公司和菲施乐公司根据要求生产出了原型机,两家公司的方案都是单座双翼俯冲轰炸机,海因克尔公司的第一架原型机为Hs 123V-1,“v”意思是试验原型机,这架飞机于1935年春天首次试飞,菲施乐公司的Fi 98跟Hs 123V-1在设计上大部分相同,首飞的时间也一样。通过对比试飞发现Fi 98比Hs123的性能要差些,所以,Fi 98方案很快就被淘汰,第二架原型机的研制工作也被取消。而Hs 123V-1速度更快,更结实,因此赢得竞争。
Hs 123V-1大部分采用金属结构框架,只有机翼蒙皮、方向舵和升降舵是织物材料,它的特征是,上面机翼的翼展很长,下面的相对要短些。主起落架在机翼下方、目的是增加轮间距。座舱为敞开式,这是当时较为标准的样式。Hs 123V-1安装的是BMW公司生产的9缸江星形空气冷却BMW132-A发动机,功率为650马力(485千瓦)。
随后海因克尔公司又生产了2架原型机Hs 123V-2和Hs 123v-3。Hs 123 V-2跟Hs 123V-1相比发动机的头部安装了新设计的水泡形整流罩,它把发动机的活塞包裹起来,整流罩上有18个突起,安装整流罩后飞机的阻力更小。Hs 123V-3跟Hs 123v-2大体上差不多,但除了安装泡形整流罩外、发动机螺旋来由V-1和IV-2型的2个柴叶改为可变桨距的3个桨叶,螺旋桨是汉密尔顿标准公司(Hamilton Standard)生产的。Hs123V-3也是第一架安装武器的原型机。俯冲轰炸时,飞机会受到很大的应力,因此对结构强度要求相当高,海因克尔公司的3架原型机中有2架在做俯冲动作试验时造成上面机翼的折断面失事坠毁,2名飞行员丧生,为此,第四架原型机HS 123V-4着重加强了机翼结构强度,这架飞机于1935年夏天首飞。
(上图)谁都没想到Hs 123飞机在二战中使用得非常成功,在烈度稍逊的战斗中,它是一款十分有效的俯冲轰炸机,受到德国地面部队的喜爱。注意看图中飞机翼下的4枚带长杆的炸弹,这是专门用于杀伤人员的炸弹,炸弹触地前爆炸,增加对人员的杀伤效果。
进一步的试验表明HS 123V-3性:能良好,为此,海因克尔公司将其作为生产型的原型机,首架生产型为HS 123A-1,这架飞机于1936年夏天交付给德国空军。HS 123A-1安装了改进的BMW132D发动机,起飞功率为730马力(545千瓦)。发动机的整流罩上方安装2挺7.92毫米的MG 17机枪,为了尽最大可能避免发射的子弹击中螺旋桨,飞机上安装了同步器 。HS 123A-1可在机身正下方携带250公斤的炸弹,炸弹挂架进行了精心设计,俯冲轰炸时可避开螺旋桨。飞机也可以在翼下挂架携带4枚50公斤的炸弹。
由于发现空军高层对俯冲轰炸机的支持有些动摇,1935年5月8日,乌德特驾驶第一架HS 123V-1飞机在乔汉尼斯绍尔上空再次表演俯冲轰炸的拿手好戏。一切看起来都十分顺利,但到6月里3架HS 123原型机在雷希林测试中心上空测试时,其中2架在做俯冲试验时在空中解体、试飞员丧生。为此,HS 123V-4相应做了改进。尽管发生了坠机事故,HS 123V-4在雷希林还是通过了验收测试,测试结果获得了最高分,这个型号因此立即投入生产。
HS 123V-4是德国空军第一种实用型俯冲轰炸机,预计这个型号飞机将于1936年夏天交付给德国空军于1936年4月1日新组建的2个俯冲轰炸机大队,一个是Ⅱ/St.G 162,另一个是Ⅰ/St.G 165。有必要在此提一下,上文中提到不太可能获胜的Ha 137单座原型机在雷希林也和HS 123飞机竞筝,德国航空部同意生产几架Ha 137原型机作为备份方案,但不多久,Ju 87的双座观念得到了认可,Ha137更没希望发展下去了。
1935年夏天,第一架Ju 87V-1完成生产,当年9月在德绍进行了首飞。跟当时德国其他的军用原型机一样,Ju 87V-1采用的是英国罗·罗公司生产的“红隼”12缸V形水冷直列式发动机,采用的是2片固定式木质螺旋来,发动机功率为525/640马力、著名的梅塞施米特公司的Bf109原型机也使用这种发动机,德国当时国内生产的发动机功率无法达到一定的要求,因此只好采用外国的产品。使用中发现发动机的冷却系统存在着问题,因此,Ju 87V-1在整修时,在机头颌下安装了一个体积很大的散热器。
(上图)Ju87V-1是第一架原型机,这架原型机仍采用K 47的双垂尾,飞机的颌下有一个突出的百叶窗散热器,起落架的整流罩非常大,有人戏称飞机穿了一条裤子。
Ju 87V-1的尾翼布局跟K47一样是H型双重尾,水平尾翼的外侧为面积较小的鳍/舵结合体。机翼为倒海鸥翼形,采用这种翼形的原因是在不增加翼展的情况下增加机翼面积,另一方面方便安装起落架。机翼1/2弦长向内到折线处为襟翼,襟翼外侧为副翼。由于当时机翼上的新型俯冲减速板仍处在研制中,第一架Ju 87V-1在试飞过程中始终没安装这种减速板。座舱里机组乘员的位置较高,后座的机枪手兼无线电操作员面朝后。Ju 87V-1采用的是固定式起落架,有很大的整流罩,好像起落架穿了条裤子。在1936年1月24日的试飞中,这架Ju 87V-1在进行中角度俯冲测试时进人螺旋状态失去控制而坠毁,容克公司首席试飞员威利·纽恩霍芬和随机观察员丧生。
这次意想不到的事故表明设计上可能有错误、因此,第二架原型机Ju 87V-2生产延期,等待事故调查结果。事故调查的原因一是没安装减速板,二是尾翼的布局有缺陷,因此,Ju 87V-2原型机的尾翼改为水平尾翼加单片垂直尾翼“一”形结构,垂尾面积增大,机长稍有增加,这种设计可防止飞机进入螺旋状态。其他的改进是换装德国生产的发动机,此时,德国已经能够生产出大马力的发动机,Ju 87V-2原型机采用的就是容克公司自己研制的尤模210Aa (Jumo210Aa)型12V形水冷直列式发动机,采用的是3叶可变来距螺旋桨,功率为610马力(455千瓦),第三架原型机Ju 87V-3也采用了该型号发动机。
这架飞机的机翼前缘下方起落架外侧段还安装了很特别的金属格栅式的减速板。改进后的Ju 87V-2登记号为D-UHUH,这架飞机于1936年春天完成建造。不久经过小幅度修改的Ju 87V-3也完成,跟Ju87V-2相比,Ju 87V-3的垂尾和方向舵小做改动,主要是增加面积,另外水平尾翼翼尖增加了一个小型的翼梢板,跟现在大型客机机翼的翼梢小翼类似,为的是提高操纵效率。Ju 87V-3虽然也采用的是尤模210Aa发动机,但采用下置倒“V”形以改善飞行员前视视野。这架飞机登记号为D-UKYQ。这2架飞机完工后飞往雷希林进行规定的试验。
(上图)从第二原型机Ju87V-2开始,飞机的垂尾由双垂尾结构改为单垂尾结构,为的是改善飞机的螺旋特性。第二架原型机已经具备了日后大名鼎鼎“斯图卡”飞机的主要特征,只是发动机、散热器、起落架和垂尾是日后的改进重点。
为德国空军选定俯冲轰炸机的官方竞争分两个步骤,初步的技术评估于1936年3月进行,3个月后进行最后的试验。在第一个阶段,Ju 87和He 118飞机获胜,容克公司和亨克尔公司都赢得合同生产10架预先生产型。全金属双翼飞机Ar 81被选定为备选方案,单座的Ha 137是非官方参加竞争的方案,由于技术规范要求是双座,显然它的设计不符合要求。
(上图)左为Ju87V-2的后起落架,它的设计较为独特,该处后机身也缺少一块儿,可以参照上图。右图为Ju87V-4的尾翼单元,它的水平尾翼有翼梢板,这是Ju87V-3开始采用的设计。Ju 87V-4的后起落架重新设计,结构更为简单。
He 118飞机比Ju87更先进些,飞行速度也更快,但重量上也更大、更复杂,最主要的是该方案设计还没有全部完成,从技术角度看,He 118更像是攻击轰炸机,而不是俯冲轰炸机,因为后座的乘员主要任务是使用轰炸瞄准。He 118是在He 112战斗机的基础上研制的,这两个项目平行发展,亨克尔教授决心赢得这次竞争。但是不久,反对He 118的声音就冒了出来,因为Hc 118飞机无法参加于1936年4月14日开始做的最新式俯冲轰炸瞄准具的测试,而且在最终测试即使到来的时候,He 118的综合襟翼/减速板还处在研制之中。在1936年6月的第一个星期,Ju 87和He 118飞机进行了对比试验,但是第二架He 118在飞行试验中表现平平,没什么特别之处,而Ju 87可以很容易地做出一系列近乎垂直的俯冲动作,外表光滑的He 118俯冲角度被限制在50°以内。
Ju 87V-1发动机散热器更换过一次,图中右即为更换的面积更大的散热器。
然而一件严重的事情发生了。尽管Ju 87在竞争中表现出了很大的优势,德国空军倾向接收这个方案,但俯冲轰炸最强烈的反对者沃尔福拉姆·冯·里希特霍芬于1936年6月9日颁布秘密的指令,要求停止一切Ju 87的研制工作。就在第二天,即6月10日,厄恩斯特·乌德特被任命为德国航空部技术部办公室主任,他上任后立即取消了冯·里希特霍芬的命令,乌德特的上任更加确定了俯冲轰炸机的研制决心,德国军事部门的高层对进攻性武器的认识越来越明朗。乌德特的观点代表着官方对整个俯冲轰炸机项目的最大支持。
Ju 87V-3跟Ju 87V-2差不了太多,只是尾翼小做改动。注意看水平尾翼的翼梢板。
乌德特上任首先要做的事是从Ju 87和He 118两个方案中选出一个作为空军的俯冲轰炸机,尽管He 118在对比测试中表现的不如Ju 87,但乌德特本人不情愿放弃这个方案,毕竟这个方案十分先进,后来,乌德特本人决定亲自试飞这两种飞机以最终确定。从这一点能够准确的看出,乌德特对He 118有些偏爱,他本人从未表现出要亲自驾驶Ju 87飞机的想法。正是这次乌德特的试飞彻底粉碎了亨克尔教授的希望。
He 118飞机上革命性的设计是襟翼/减速板两用装置,这个装置能与螺旋桨螺距调节系统联动。乌德特在1936年6月27日到达亨克尔公司时准备亲自试飞时,襟翼/减速板在实际使用中效果并不好,亨克尔公司人员向乌德特解释了这种装置的不足,但乌德特似乎对此不屑一顾。当天的试飞中,乌德特在3962米高空做俯冲动作时,He 118的发动机螺旋桨突然顺桨,切断了发动机减速齿轮,He 118飞机立即在空中解体,好在降落伞救了乌德特一命,这时乌德特对He 118飞机的好感也烟消云散了。这次事故不久、官方立即宣布Ju87飞机在竞争中获胜,容克公司获得了生产合同。
第四架原型机Ju 87V-4就是“斯图卡”的标准生产型,经过不断试验和改进,生产型Ju87的基本布局最终确定。
几个月前,德国空军的俯冲轰炸机(仍是双翼飞机)参加了一次冒险行动:1936年3月7日,也就是Ⅰ/St.G162成立仅4个星期后,这个大队接到通知从驻地基特兹恩根转移到法兰克福和曼黑姆,然后又进驻到莱茵兰中立区,实际就是侵略,但法国和英国竟然默许了德国的侵略。
从这张飞行中的Ju 87V-4可以清楚地看出座舱较此前的飞机有所升高,飞行员视野大大改善。
当年秋天,德国政府开始协助西班牙的弗朗哥共和主义力量。至1936年11月,德国空军在西班牙的分遣队飞机数量达到40架,军事人员达到4500人,这些军事力量被组织成了“秃鹰军团”。除了政治上的考虑,事实上西班牙内战成了德国和苏联两国新武器、新战术和新设备最理想的试验场所。德国准备将本国研制的最新飞机投入到西班牙战场接受检验,这其中就包括Ju87俯冲轰炸机。
第四架Ju 87V-4 ( D-UBIP)是生产型的原型机,这架飞机于1936年秋天晚些时候完工,这个型号在此前的飞机基础上又做了一些小改进:发动机位置逐步降低以改善飞行员视野,垂尾和方向舵面积再次增加,起落架整流罩也做了修改。前机身下方安装了玻璃观察窗,目的是让飞行员在俯冲前提前确认目标。飞行员座舱右侧有一组红色俯冲刻度线,让飞行员清楚自己与地面的角度。为了不至于在近乎重直状态投弹过程中让炸弹砸到螺旋桨,炸弹挂架设计成伸缩式,投弹前固定在机腹部,投弹前将炸弹伸出。
Ju 87V-4还是几架原型机中第一个安装机炮的型号,1门7.92毫米的MG 17机炮安装在机翼右侧。这架飞机在1936年11月交付并被送到雷希林测试中心做进一步的俯冲轰炸试验,试验中、Ju 87V-4主要投掷250公斤和500公斤的炸弹,还包括一些反人员炸弹和不同引信的炸弹,试验工作一直持续到1937年春天。试验的结果更加证明选择Ju 87是正确的,总的来说,Ju87外形粗壮,操纵相当容易,最重要的是它可以几乎垂直俯冲轰炸目标。