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全金属时代的到来:容克J.I型攻击机与容克D.I型战斗机

2020-03-16 14:56 作者:女神是天依  | 我要投稿


容克J.I的原型机:容克J.4

     众所周知,一战期间的军用飞机的结构以木质骨架覆盖织物蒙皮为主流,而有这么一架德国企业,在探索飞机材质全金属化的道路上走到了世界前列。这家公司打造的多款飞机不仅使用了金属骨架,甚至机身蒙皮都是金属,使飞机拥有了“全金属外壳”。这个系列就是由容克(Junkers)公司研发的世界上第一种全金属飞机容克J.1、世界上第一种全金属攻击机容克J.I、世界上第一种全金属战斗机容克D.I。

     既然说到了容克飞机,就必须提及航空史上那位大名鼎鼎的大佬:雨果.容克(Hugo.Junker)。这位于1859年2月3日出生在莱茵河畔的聪明人在成为航空业先驱之前是一位著名的工业发明家。在发动机、动力传输和机械制造等领域拥有超过1000项专利权。

     1895年,容克正式以自己的名字创立了容克公司,最初的业务是制造蒸汽锅炉和散热器。在专利发明转变成工业产品的过程中,容克公司的业务可谓顺风顺水。两年后,容克被某大学礼聘为机械工程学教授,他的这份兼职一直持续到一战爆发前夕。

雨果.容克

     不过容克公司与其他德国企业不同,它直到1914年夏天斐迪南大公遇刺后才转入飞机制造领域,而且不是容克教授的本意。当时踏入战争的德国航空队急需大量的作战飞机,于是德国政府开始广泛“动员”那些知名企业转行制造飞机,而容克公司就是其中之一。

      涉足飞机这个不熟悉的领域时,容克已经55岁了,但这不妨碍他在天命之年展开新的人生之路。基于热爱发明的本性,容克不满足停留在用木料加织物蒙皮制造飞机的阶段。他很早就展开了新的追求——打造一种完全由金属材料制造的飞机。(其实容克教授只是想单纯的开发技术,他为德国政府开发飞机纯属是无奈之举。)

      在不得不加入军用飞机制造行列后,容克便开始设计一种采用金属材质的飞机,而且是从里到外的“全金属”布局。经过悉心准备后,世界上第一种全金属单座飞机:容克J.1在1915年诞生了。这架试验型飞机全长8.64米、翼展12.92米、机高3.11米、机翼面积24.34平方米、空机重920千克、最大起飞重量1080千克,动力装置是1台梅赛德斯D.II型120马力6缸发动机。

容克J.1型飞机

     

梅赛德斯D.II发动机

     按照容克的设想,取代织物蒙皮的最理想材料是硬铝合金,不过当时这种材料的冲压技术不成熟 ,所以只得采用薄型的电镀钢,因此这种飞机也获得了一个别称:铁皮驴。除了通体由金属打造外,容克J.1还有一个独到之处:采用了单翼布局。当军方代表在当年11月前来参观容克工厂时,无不大吃一惊,呈现在他们眼前的飞机,“几乎可以算作是来自未来的东西。”一位到场者写到:“在莱特兄弟首飞12年后就出现这种革命性的设计,不由得对容克教授心生敬意。”

侧面彩图

     该机的测试于12月12日展开。当时,第1飞行分队的西奥多.马林克洛特少尉先是驾机完成了地面滑跑,然后升空到3米的高度进行“弹跳”测试。“弹跳”中,一阵横风影响到了右翼,结果使得左翼剐蹭到了地面。

     在这次小事故之后,第二次测试于1916年1月28日举行。来自同一支飞行分队的保罗.阿诺德在滑跑200米后成功起飞,他最高飞到80米的高度。当天下午,测试由马林克洛特继续进行,这次他爬升到了900米。他报告称飞行过程中的操纵感尚佳,不过采用“薄型”钢材的机身明显自重较大,影响了爬山和灵活性。

       第二天,马林克洛特少尉驾驶容克J.1做了更长时间的飞行—总计7千米的航程。他驾机腾跃于200-300米不等的高度,最快达到了170千米/小时的速度。此前,还没有一种装备了120马力发动机的飞机可以达到这种速度,这无疑是容克金属飞机的一大成就。与当时德军广泛使用的兰普勒C.I侦察机相比,后者动力更强,但速度与容克J.1相比却要慢30千米/小时。

     不过,充分体现了容克创新精神的J.1也仅此1架。一方面,该机只是一个试验型号,容克满足于在该机身上获得的技术积累,他很快就转而研究更为进步的金属飞机;另一方面,军方并未对这种新奇的设计抱以太大热情,因为他们已经有了福克单翼战斗机这种在战场大杀四方的神器,对容克单翼机兴趣一般。

保存在柏林博物馆的容克J.1飞机。遗憾的是,这架独一无二的珍品在二战期间毁于英国皇家空军的空袭。

     

从后面观察J.1

     J.1之后,容克教授又设计了两种全金属单翼飞机,但同样只停留在试验阶段。直到J.4出现后,他的作品才终于从图纸上的设计品变成生产线上的工业产品。J.4同样秉承了全金属结构的设计理念,不过造型却回归了传统的双翼布局,这是军方的要求使然,对容克教授来说又是一次被动的接受。

在J.1飞机后推出的容克J.2型飞机,于1916年7月11日首飞。


     原来,有感于德军步兵在1916年的索姆河战役中频繁遭到英国飞机袭扰,德国航空队总监在11月发布标书追求一种能够伴随步兵作战的攻击飞机。这一全新定位的机型获得了崭新的型号名—J型。标书要求新机型关键部位要有装甲保护,由于主要定位在中低空,因此对爬升性能要求不高,实用升限达1500米即可。

     在这样的要求下,容克的金属飞机无疑非常适合,事实上,在此前的10月26日,军方的穆赫林格.霍夫曼(Muchlinger Hoffman)上尉已经与容克会晤,专门就开发上述机型进行了具体讨论。军方虽然对J.1不置可否,但是认定金属飞机的特性很适合执行低空对地攻击任务。这个判断无疑是准确的。不过双方对于应该采用双翼布局还是单翼布局意见不一,军方坚持要求采取传统的双翼布局,容克则觉得在自己已经投入单翼机研究的情况下,这其实是一种倒退。

      客户为王,容克教授最后还是同意为军方研制一种全金属双翼飞机。1916年12月,厂房便收到军方下发的3架金属原型机的制造合同,同时为了保险起见,航空队总监亦向信天翁公司与AEG等公司发出了木质攻击机的试制合同。由容克公司的首席设计师奥托.梅德博士领衔、另两位设计师布兰登堡和斯图德尔合作参与的金属攻击机项目进展顺利,于1917年初便告完成。该机的外观洗练流畅,由于去除了不必要的翼间张线,显得很是简洁。1台200马力的奔驰Bz.IV型直列式汽油发动机足以满足这架攻击机所需的机动要求。

      时代在发展,现在容克公司终于可以用波纹状的硬铝合金来制作机身部件了(值得一提的是,波纹状硬铝合金机身表面从此成为了20世纪20-30年代容克飞机的显著特征,其中最著名的就是JU-52运输机)。除了铝合金外,在机身前部从发动机舱到座舱的部位,采用了一体化的5毫米装甲钢板设计,这些装甲总重470千克,构成了保护飞行员、发动机、油箱的“装甲浴缸”。

奔驰Bz.IV发动机

      为了显示本企业的金属飞机在防御力上的优势,容克公司还特意请到了德国航空队总司令恩斯特.冯霍普纳中将到厂视察 视察中,容克公司采取了别开生面的现场展示。技术人员使用燃烧弹同时攻击织物蒙皮机身和金属机身,结果前者迅速起火,后者只是被打出一个凹坑。这次展示令霍普纳中将大开眼界,无疑为容克飞机在高层心中的形象大大加分。   

       果不其然,当J.4型飞机在1917年1月28日首飞后,军方迅速在2月19日便下单订购了100架,并赋予其正式称号:J.I攻击机。这也成为了容克公司第一种投入正式量产的飞机。

容克J.I攻击机

     由于生产延误,J.I交付部队的时间迟于预期,直到1917年8月才首次在西线战场亮相。交付推迟的一个主因是防护钢板未能如期到货,负责提供钢板的厂家直到5月24日才完成全部射击测试。到一战结束时,军方累计下单283架,最终只完成了227架,其中交付部队的仅仅184架。

容克J.I攻击机的“装甲浴缸”

      第一架量产型J.I的机身号为100/17,于1917年8月1日船运至佛兰德斯地区的第4集团军战区,装备第19飞行分队。随着这架飞机在战场上第一次升空,历史上属于全金属飞机的崭新时代就此拉开了帷幕。该机一出场,便立即展现出了自己的与众不同。容克公司在当天就收到了一份热情洋溢的电报,它发自与100/17号J.I一起抵达前线的阿韦德.冯.施密特少尉。电报写道:“飞行分队指挥官对这架飞机深为感激,它以50米高度飞越伊普雷斯附近地区,机翼被击中11次仍安然无恙。”

这就是编号100/17的容克J.I攻击机

     第19飞行分队此后进一步指出了容克金属攻击机在生存能力和速度方面的优势,称其显著优于AEG与信天翁的J型飞机,至于容克J.I灵活性稍逊的问题,他们也认为可以接受。而且,“在将其他飞机牢牢钉在地面上的恶劣天气里,这种飞机照样可以升空。”

AEG的J型飞机:AEG J.I。
信天翁J.I攻击机

     金属机身意味着J.I有着飞行比较笨重和离地滑跑距离长的缺点,但和它的诸多优点相比,这些并不算什么。这种飞机在敌军防空火力打击下的生存率高的令人难以置信。1917年9月23日,第19飞行分队的一名飞行员报告称100/17被击中了85次,依然“状态良好”!至于弹击在机身表面留下的创痕,通过容克公司为每架飞机配备的特殊随机工具,一般都可以轻松修复。

      到了当年10月,前线发回了更多的报告,意见集中为:转向稳定、在强风中依然飞行自如、具备良好的无动力滑翔性能。能够分配到这种飞机的单位都很高兴,他们管容克J.I叫“大篷车”,这是一种爱称。

改进了排气管的后期生产型号

     对飞行员和观察员来说,他们现在被“装甲浴缸”所提供的“巨大的安全感”包围着。而对地勤人员来说,他们见识到了一种可以便捷拆装的飞机。金属构架使得容克J.I的机身主体部件可以拆分组装,这有利于公路或铁路运输,而一个6-8人的地勤团队可以在4小时内就完成机身的全部组装。不过,由于机翼部位的铝制蒙皮非常薄,地勤人员在安装维护时必须小心轻放。

      1918年3月,容克J.I攻击机被广泛的投入了德军的春季大反攻中。当月28日,第268飞行分队的瓦格纳少尉满怀感激的给容克公司去信:“我驾驶着您的飞机在80米上高度支援步兵作战。我们被击中超过100次,我的防撞头盔被打穿,我的观察员也被打伤。最终,是您的飞机救了我们的命。目前,还没有哪一种飞机能够做到在敌军战壕上飞得这么低而不被击落的。”这位少尉的反馈,也代表了当时使用这种飞机的前线单位的普遍感受。

      这种飞机如此的有效和重要,以至于很快就置于师级甚至集团军级的指挥之下,随着战场的召唤而四处出击,对后方集结地和战壕里的协约国士兵造成持续重击。协约国军队想方设法的想击落这种飞机,却一直未能如愿。在1918年,一只法军宣称用高射炮击落了一架J.I,但这一“战果”从来没得到足够的证据。而更多的研究者更倾向于相信,从来没有一架容克J.I在敌后被击落过。仅凭这一项记录,该机也足以在一战名机之林中占据一席之地了。因此也有人认为J.I是一战德国最出色的对地攻击机。

战后被缴获的容克J.I攻击机
保存在博物馆中的J.I残品

     容克J.I攻击机为容克公司赢来了大好名声,不过容克教授本人不满足于此,他的注意力仍然在全金属单翼飞机上。就在J.I攻击机投入春季攻势之际,他的理想终于变成了现实:世界上第一种全金属单翼战斗机容克D.I(厂方编号J.9)诞生了。

容克D.I战斗机
容克D.I的彩图

      其实,容克早在1917年春就同时展开了两种低单翼战斗机的平行研发:J.7单座版和J.8双座版。他坚信,机翼位置低于发动机的配置将使机身获得额外的升力。这在当时是大胆而非主流的想法,有几位飞行员在看到容克的设计方案后,都认定这种飞机很有可能发生侧翻。

容克J.7型飞机
容克J.8型飞机

     不过,当两位德国海军空勤队的王牌飞行员戈塔德.萨森伯格(Gothard Sasenberg)少尉和西奥.奥斯特坎普(Ceo Ostercamp)少尉在10月22日分别驾驶了J.7单座机试飞后,却表明这种金属构造的单翼飞机的爬升率和平飞性能都显著优于信天翁D.III战斗机。“飞行稳定,视野极佳”,萨森伯格这样说到。他和奥斯特坎普很快就成为了容克单翼机的热烈拥护者。

戈塔特.萨森伯格少尉

     时至1918年初,容克教授又邀请了多名前线飞行员试驾J.7,其中还包括大名鼎鼎的“红男爵”里希特霍芬。容克收到了一些积极评价,同时也有不少人持怀疑态度,有人甚至批评道:“围绕全金属单翼机的喧闹呈现出一种病态的热情。”

容克D.I作战想象图

     好在这时德国航空队总监对金属单翼飞机的态度已然变化,在领教了J.I的成功后,军方现在对容克金属飞机颇有好感,他们授意容克在J.7的基础上做进一步的实用性改进。于是容克结束了平行的J.8项目,于2月推出了J.7的升级版J.9,这就是正式定型的D.I原型机。

     3月21日,军方决定采购6架原型机用于测试。但容克指出,金属飞机与木制飞机不同,备工原料都需要更长时间,既然飞机确定可用,那就应该立即着手安排量产。这一强硬的表态令容克公司在5月初就得到了20架订单,要求6月交付6架,7月交付14架。

     这只是一份小单,当时德国新一代战斗机项目中有诸多强有力的竞争者,容克D.I的对手包括福克D.VIII和西门子.舒克特SSW D.IV等等。容克对这些竞争者完全不放在心上,他在获得20架订单时就写道:“容克全金属飞机代表着飞机的未来……那些竞争厂家,很快就得为自己的生存而担忧了。”

     但是全金属单翼飞机仍然不符合大多数人的保守想法。在1918年7月6日和14日进行的两次论证会上,只要极少数人支持容克金属飞机,这意味着容克D.I不会进入大规模量产。

     另一位金属飞机的支持者是威廉.西克特将军,他善意提醒容克教授,在所有订单中应优先完成D.I,以便“让严酷的实战环境来证明低单翼飞机的优越性”。不管怎么样,第一架容克D.I战斗机于1918年9月9日出现在战场上,10月有另外几架出现,但此时已经迎来了一战的终结。 

      几乎没有关于这种飞机的作战记录。1919年1月,协约国在比利时境内找到了5架D.I,随后的官方报告称“没有谁见过这种飞机飞上天”。这并不奇怪,D.I战斗机生不逢时,数量也太少—从1918年6月到1919年2月,总共也就生产了40架。尽管这种飞机对一战德国航空部队来说出现的太晚以至于没发生任何作用,但对战斗机发展来说,却是一个早到的信号—它是下一个航空时代:全金属时代的开端。

保存在博物馆中的容克D.I战斗机

     容克J.I的基本数据

        类型:双座单发对地攻击机  机组:2人

        机长:9.1米  翼展:16米  机高:3.4米  

        机翼面积:49.4平方米

        空机重:1766千克  最大起飞重量:2140千克

        动力装置:1台奔驰Bz.IV型200马力汽油发动机

        最高时速:155千米/小时  最大航程:310千米 

         武器装备:帕拉贝鲁姆MG14型航空机枪


      容克D.I的基本数据 

          类型:单座战斗机  机组:1人

          机长:7.25米  翼展:9米  机高:2.6米

          空机重:654千克  最大起飞重量:834千克

         动力装置:1台宝马BMW IIIa型185马力发动机

         最高时速:176千米/小时  最大续航时间:1.5小时  实用升限:6000米

         武器装备:2挺LMG08/15型航空机枪


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