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全金属外壳

作者:jkyxc 浏览数:

在上一期的一战军机栏目中,笔者介绍了“一战中最出色的机型之一”的法国布雷盖14型,其特色在于它在机身骨架部件中大量采用金属材料而成为“航空史上第一种进入大规模量产的以金属为机身主要材料的机型”。

请注意“主要材料”这几个字,与之相比,笔者在这期栏目中所要介绍的几种德国机型,无疑在飞机材料金属化的探索上进行得更为彻底,不仅如布雷盖14型一般采取了金属骨架,而且连机身蒙皮亦全部金属化而拥有“全金属外壳”。这就是均由容克(Junkers)公司研发的世界上第一种全金属飞机容克J.1、第一种全金属双座攻击机容克J.1,以及第一种全金属单座战斗机容克D.1。

容克教授其人

既然说到容克的金属飞机,那么自然先要介绍一位航空史上大名鼎鼎的人物:雨果·容克(Hugo Junkers)教授。这位于1859年2月出生在莱茵河畔的聪明人在成为德国航空业界先驱之前,首先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,容克教授拥有多达1000余项的专利权!

1895年,这位发明家正式以自己的名字创立容克公司,最初的业务是制造蒸汽锅炉和散热器,在这一次专利发明转变为工业产品的过程中,容克公司的业务开展得顺风顺水。而在展开公司业务两年之后,容克又被亚琛某大学礼聘为机械工程学教授,他的这一份兼职教书行当一直持续到一战爆发前夕。

和许多飞机制造厂不同,容克公司直到1914年夏天斐迪南大公遇刺之后才转入飞机制造领域,而且并非是出于容克教授的本意。当踏入一战的德国航空队急需大量作战飞机的时候,政府方面开始广泛“动员”那些知名工厂转入制造飞机,容克公司就是“被转入”的企业之一。

涉足飞机这一并不熟悉的领域时,容克教授已经55岁,但却并不妨碍他在知天命之年展开新的人生之路。基于爱好发明的本性,容克并不满足于停留在以木料加织物蒙皮制作飞机的阶段,尽管这是当时占统治地位的飞机制造材料,容克却很早就开始他标新立异的追求——他要打造完全不同的飞机,使用金属材料!

最终,容克将以打破传统的技术革新而名载航空史册。当然,如前所述,他只是醉心于单纯的技术开发,而始终认为自己的公司不得不为德意志帝国开发军用飞机这一点乃是无奈之举。或许,在两次大战之间同另一位航空设计大师安东尼·福克在民用机领域的合作,才是容克教授最开心的时光。

雨果·容克于1935年离世,在生命的最后一年里,他因为和纳粹政权的“消极合作”态度而被软禁在自己的住所里。此后,由他所开创的公司为德国空军打造了在侵略战争中充当急先锋的Ju 87俯冲轰炸机和Ju 88轰炸机,公司的规模也发展到同时雇佣4万人而成为第三帝国战争机器中的重要一环。而对容克教授来说“幸运”的是,这些都与他个人无关。

J.1单翼机:始作俑者

如前所述,在自己的公司于一战爆发后不得不加入军机制造行列中后,容克教授便开始尝试设计一种采用金属材料的飞机,而且是从里到外的“全金属”布局。

经过悉心准备,世界上第一种投入实用的全金属单座飞机容克J.1.就在1915年下半年横空出世了!这架试验型飞机长8.64米、翼展12.92米、高2.49米、自重920千克、最大起飞重量1080千克、配备1台120马力(约88.2千瓦)梅塞德斯D.II6缸直列发动机。

按照容克的设想,取代织物蒙皮的最理想材料是硬铝合金,不过由于当时这种材料的冲压技术尚不成熟,J.1只得采用薄型的电镀钢,因此这种金属飞机也获得了一个别称叫“铁皮驴”。

除了通体由金属打造,容克J.1还有另一项独到之处:采用了单翼布局。因此,当军方代表于当年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,“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,不由得令人对容克教授心生敬意。”

对该机的测试于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米的高度进行所谓“弹跳”测试。“弹跳”中,一阵横风影响了右翼,结果使得左翼刮蹭到了地面。

在这次小事故之后,第二次测试于1916年1月18日进行。来自同一飞行部队的保罗·阿诺德在滑跑200米后成功起飞,他最高飞到了80米的高度。当天下午,测试换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觉尚佳,不过,虽然机身采用了“薄型”钢材,其重量毕竟也较铝材上了一个档次,结果便是导致机身自重较大,影响了爬升和灵活性。

第二天,马林克洛特驾机做了更长时间飞行——总计7千米的航程。他驾机腾跃于200米到300米的高度之间,最快飞到了170千米/小时的速度。要知道,还从来没有哪种配备120马力液冷发动机的飞机能飞得这么快的。这无疑是容克金属飞机的一大成就,和当时广泛装备部队的兰普勒C.1双座飞机相比,后者的发动机功率更大,但速度却差不多慢了30千米/小时。

不过,充分体现了容克创新精神的J.1仅此1架而已。一方面,容克满足于在试验飞机身上所收获的技术积累,他很快就转而研究更为先进的金属飞机:另一方面,军方并未对这种新奇的设计抱以太大热情,他们已经有了福克单翼机这种在西线战场上大杀八方的机型,也就对容克单翼机兴趣一般。

对于后世的航空迷们来说遗憾的是,他们未能看到这架全金属先驱的原貌。这架独一无二的飞机原本被保存在柏林的博物馆中,可惜在二战中毁于英国皇家空军的一次夜袭。

J.1双翼机:终于进入量产

J.1之后,容克继续推出了两种全金属单翼飞机,但同样也只停留在试验阶段。直到J.4出现后,他的设计才终于由图纸上的设计品变成生产线上的工业产品。J.4同样秉承了全金属构造的独特理念,不过在造型上却回归传统的双翼布局,这乃是军方的要求使然,对容克来说算是又一次被动接受。

原来,有感于德军步兵在1916年的索姆河会战中频遭英国飞机的袭扰,德国航空总监亦在当年11月发布标书追求能够伴随步兵作战的攻击飞机。这一全新定位的机型获得全新的型号名J型,标书要求其关键部位要有装甲钢板保护,由于主要定位在中低空,因此对爬升要求不多,实用升限达到1500米即可。

从这样的要求来看,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·霍夫曼上尉已经同容克教授会晤,专门就开发上述攻击飞机进行了具体探讨。军方虽然对于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任务,这个判断是准确的。不过,双方对于应该采用单翼还是双翼的问题意见不一,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研究单翼机的情况下,这其实是一种倒退。

不过,客户为王。容克最终同意为军方开发一种全金属双翼飞机。12月,厂方便收到军方下发的3架金属原型机制造合同,同时为保险起见,航空总监亦向信天翁和AEG等公司发出了木质攻击机的试制合同。

由容克公司首席设计师奥托·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,更显出其简洁特色。1台200马力(约147千瓦)奔驰BZ.1V直列发动机可以满足攻击机所需的机动要求。

最为重要的是,现在终于可以采用波纹状的硬铝合金来制作机身部件,从而保障了各项飞行性能。值得一提的是,波纹状硬铝合金机身表面此后便成为上世纪20至30年代容克飞机的显著特征,其中最为人熟知的莫过于Ju 52运输机。

除了铝材外,在机身前部从发动机舱到座舱的部位,则采用了一体化的5ram钢板设计,这些钢板总重470千克,构成保护飞行员、发动机、油箱和可能配备的无线电设备的“装甲浴盆”。

为了显示出自己的金属飞机在防护力方面的优势,容克方面还请到德国航空队司令官恩斯特·冯·霍普纳将军到厂视察。视察中,容克工厂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,后者则只是被撞出了凹痕。这次展示令霍普纳大开眼界,无疑为容克金属飞机在高层心目中大大加分。

果不其然,当J.4原型机在1月28日首飞之后(试飞在20cm深的积雪中进行,滑跑200米后起飞,爬升至250米高度,最快速度145千米/小时),军方迅速在2月19日便下单订购100架,并为其赋予正式型号名为J.1攻击机。这也成为容克第一种进入批生产的飞机设计。

遭击落数量:0!

由于生产延误,J.1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上亮相。交付推迟的一个主要原因是防护钢板未能如期到货,负责提供钢板的厂家到5月24日才完成全部射击测试。到一战结束时,军方累计下单达283架,最终只完成227架,其中交付部队的仅184架。

第一架批生产型机身号100/17,于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J.1在战场上第一次升空,航空史上属于全金属飞机的崭新时代就此拉开了序幕。

该机一经到场,便立即展现出自己与众不同的特色。容克公司在8月1日当天就收到一封热情洋溢的电报,它发自与100/17飞机抵达前线的阿韦德·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次而安然无恙。”

第19飞行分队此后进一步指出容克金属飞机在生存力和速度方面的优势,称其显著优于AEG和信天翁的J型飞机,至于容克J.1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的恶劣天气里,这种飞机照样可以升空。”

金属机身意味着飞行相对笨重和起飞滑跑距离较长,但同它带来的坚固耐用优点相比,那就不算什么,这种飞机在敌军地面火力打击下的生存力高得异乎寻常。9月23日,第19飞行分队的一名飞行员报告称100/17被击中85次,仍然“状态良好”!至于弹丸在机身表面所留下的创痕,通过容克公司为每架飞机配备的特殊随机工具,一般都可以轻易修复。

到了10月,前线发回了更多的报告。意见集中在以下几点:转弯稳定,在强风中亦飞行自如,具有良好的无动力滑翔性能。能够分配这种金属飞机的单位都很高兴,他们管容克J.1叫“大蓬车”,这是一种爱称。

对飞行员和观察员来说,他们现在被“装甲浴盆”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J.1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到8人的地勤团队最快可以在4小时内就完机身的全部组装。不过,由于机翼部位的铝质蒙皮非常薄,地勤人员在安装维护时可得“小心轻放”。

1918年3月,金属攻击机被广泛地投入德军的春季攻势中。当月28日,第268飞行分队的瓦格纳少尉满怀感激地给容克公司去信:“我驾驶着您的飞机(J.1)在80米高度上支援步兵作战。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,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。”瓦格纳的意见,也代表了当时使用这种飞机的前线单位的普遍感受。

这种飞机是如此重要和有用,使得它很快就置于师级甚至集团军级的指挥之下,随着战场召唤而四处出击,对于后方集结地和战壕里的协约国士兵造成持续的重击。敌军想方设法希望打下这种飞机,但却一直未能如愿。

在1918年,只有一次法军部队宣称用高炮打下容克J.1的记录,但这一“战果”从未获得足够的证明。而更多的研究者都倾向于相信,从来就没有任何一架容克J.1在敌后被击落过!仅凭这一项记录,J.1已足以在一战名机之林中占据重要位置了,因此也有人将这种飞机看作是一战中最出色的德国对地攻击机。

补充一句,还有观点认为J.1就是后来苏联伊尔-2“黑死神”攻击机的灵感来源。这可并不是八竿子打不着的臆测,实际上当上世纪20年代的“苏德蜜月期”之时,容克公司确实在莫斯科市郊建有工厂,而许多苏联飞机设计师就在其中工作过…………

D.1单翼机:前所未见的战斗机

J.1为容克的金属飞机赢得了好名声,不过他本人不满足于此,他的注意力依旧在全金属单翼机上。就在J.1投入春季攻势之季,他的理想终于变成现实:世界上第一种全金属低单翼战斗机D.1(厂方编号J.9)宣告投产。

其实,容克早在1917年春就同时展开了两种下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。这在当时当然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,都认定这种飞机很可能发生侧翻。

不过,当两位德国海军航空队的王牌飞行员戈塔德·萨森伯格少尉和西奥·奥斯特坎普少尉在10月22日分别驾驶J.7原型机试飞后,却表明这种金属单翼飞机的爬升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”,萨森伯格这样说道,他和奥斯特坎普很快就成了容克金属单翼战斗机的热烈拥护者。

时至1918年初,又邀请了多名前线飞行员对J.7进行试驾,其中还包括著名的“红男爵”里希特霍芬。容克收到了一些积极评价,同时也有不少怀疑论者,有人干脆批评道:“围绕全金属单翼机的喧闹呈现出一种病态的热情。”

好在这时航空总监对金属单翼飞机的态度也发生了变化,在领教了J,1攻击机的成功后,军方现在对于容克教授的全金属飞机颇有好感,他们授意容克在J.7的基础上做时一步实用性改进。于是容克结束了平行的J.8项目,于2月专心推出了J.7的升级版J.9,而这也就成为正式定型的D.1的原型机。

到了3月21日,军方决定采购6架原型机用于测试。但是容克指出,金属机和木制机不同,备工备料都需要更长时间,既然确定机型可用——他本人确信这一点——就应该立即着手安排批生产。这一强硬的表态令容克公司在5月初就得到了20架D.1的订单,要求6月交付6架,7月交付14架。

这只是一份小单,其时德国新一代战斗机项目有诸多强有力的竞争者,D.1的对手包括福克D.VIII和SSW D.1V等。容克本人对这些对手完全不以为然,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合乎大多数人的保守想法。在1918年7月6日和14日所进行的两次论证会上,只有极少数人支持全金属单翼飞机,这意味着容克D.1不会进入大规模生产。值得注意的是,在少数支持者中包括戈林中尉和洛策尔中尉。是的,前者就是后来成为第三帝国空军司令和帝国元帅的赫尔曼·戈林,至少他当时的眼光还是很独到的。

另一个金属机的支持者是威廉·西格特将军,他善意提醒容克教授,在所有订单中应该优先完成D.1,以便“让严酷的实战环境来证明低单翼飞机的优越性”。不管怎样,第一架D.1于9月9日出现在战场上,10月有另外几架出现,但是这时已经迎来一战的终结点了。

几乎没有有关这种飞机作战的记录。1919年1月,协约国在比利时境内找到5架D.1,随后发表的官方报告称“没有谁曾见过这种飞机飞上天”。这并不奇怪,全金属单翼机D.1生不逢时,数量也太少——从1918年6月到1919年2月,总共只完成了40架。

但是,尽管这种飞机对于一战德国航空队来说出现得太晚而完全没有发挥任何作用,但是对于整个战斗机发展趋势来说,这却是一个早到的信号。它是下一个繁荣时期的开端。

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