德國JU-287前掠翼重型轟炸機

Ju-287，世界上第一種前掠翼重型轟炸機，不僅在容克的飛機設計歷史上占有極其重要的地位，它的研製成功，在世界航空史上創造了一個新的潮流：前掠翼戰機。而它的許多設計理念更是獨一無二。如今當我們關注S-37的發展的時候，希望我們還記得這個名字：Ju-287。

基本介紹

• 中文名：德國JU-287前掠翼重型轟炸機
• 性質：轟炸機
• 發動機：渦輪噴氣發動機
• 爬升率：達到6000米/10分鐘。
• 最大速度：864千米/小時

誕生始末

容克Ju-287的產生完全是由於被動的原因。1943年一月開始，美英開始聯合對德國本土進行轟炸。當時只有很少的轟炸機連隊有遠程戰鬥機護航。到了1943年中期P-51及加裝副油箱的P-47大規模為轟炸機護航，德國空軍為攔截轟炸機疲於奔命，靈魂缺口發在網易談兵論壇的,戰鬥機損失率驟然大增。當時有將近80%的德國戰鬥機在西線和本土，卻抵擋不住美英的“千機大轟炸”。德軍制空權頓時喪失大半。

東線的情況也是如此。1943年下半年庫爾斯克戰役結束後，德國空軍喪失了在東線的戰略制空權，且只有20%的德戰機留在東線，Bf110、Ju88以及Do217等重要的轟炸機撤離東線，加上蘇聯空軍大量裝備La-5和Yak-9，使得對蘇聯境內的轟炸變得極為困難。戰爭進行到這時，再也看不到德國空軍He111機群的威風了。

希特勒狂想的腦袋開始琢磨著對英國及盟軍據點的打擊新方法。在諾曼第登入後的第六天，V1和V2相繼發射成功對英國及安特衛普實施飛彈攻擊。但由於當時的制導技術落後，偏航現象嚴重。希特勒要求研製一種“能超越盟軍任何一種戰鬥機”的轟炸機，Ju-287由此誕生。

前掠翼設計

前掠翼設計不管是當時還是現在看來都是一個大膽且風險性極大的設計，所以只在少數的高空高速戰鬥機上使用。大家熟悉的俄羅斯S-37以及美國格魯門公司研製的X-29驗證機就是採用前掠翼設計的為數極少的成功例子。靈魂缺口發在網易談兵論壇的,而F-16在研製時也提出了一個前掠翼方案，甚至在Ju-287研製的同時，亨克爾公司也為國民戰鬥機計畫（Volksjaeger）設計了一種前掠翼He-162，即He-162D型，但這兩個計畫後來都不見了。

Ju-287在最初設計時採用的是後掠翼設計，但由於後掠翼設計使得飛機在低速時穩定性較差，這樣必然影響轟炸機的投彈精度。不僅如此，後掠翼的種種問題都使得漢斯·沃克小組放棄了這個決定這個問題就是速度。飛機在飛行過程中，當垂直於機翼前緣的氣流速度接近音速時，機翼上表面局部氣流將超過音速，而出現激波。有激波就會有波阻，同時會引起激波後面的氣流分離，使飛機的阻力急劇增加，且變得難以駕馭，就象出現了一道無形的障礙，即所謂“音障”。對於平直翼飛機來說，垂直於機翼前線的氣流速度等於來流速度（或飛行速度），飛機的飛行速度接近音速時肯定產生微波，使飛機阻力劇增，而無法突破這一障礙。後來出現了後掠翼，加上噴氣發動機的問世和成功套用，靈魂缺口發在網易談兵論壇的,才使飛機突破“音障”實現超音速飛行。這是因為影響機翼產生升力和導致出現局部激波的，主要是垂直於機翼前緣的氣流速度。按照速度向量的分解法則，對於後掠翼來說，來流速度（或飛行速度）可分解為垂直機於翼前綠的速度分設（vcosX，簡稱垂直速度）和平行於機翼前線的速度分量（vsinX，簡稱平行速度）。垂直速度明顯小於來流速度，所以後掠翼可以推遲激波的產生，只有在飛行速度更大時才會出現微波。此外，即使出現激波．後掠翼還有減弱微波強度和降低波阻的作用。因此，現代戰鬥機、攻擊機和高亞音速旅客機都廣泛採用後掠翼。後掠翼的最大缺點是由於平行速度的影響，使流經機翼的氣流往外傾斜，產生從里往外的展向流，使得機另外側特別是翼尖後緣附近的附面層加厚，容易出現氣流分離。而這裡正好是飛機的重要操縱面副翼的所在位置，因而它將影響副翼的操縱效率，嚴重時還會使飛機自動滾轉和上仰，及至危及飛行安全。為了克服後掠翼的這一缺點，常採用翼刀、機翼前線鋸齒和缺口等措施采進行補救。對於前掠翼來說，流速度也可以分解為垂直和平行兩個速度分量，其垂直速度分量必然小於來流速度，因此前掠翼與後掠翼一樣也有延緩激波產生．減弱微波強度和降低波阻的作用）但是，前掠翼酌平行速度分量，不是從里往外，而是從翼尖流向翼根方向，因此前掠另飛機在大迎角時氣流在翼尖甚至是大部分外翼段都不容易分離失速．這對於改善飛機的升力特性，提高副翼的操縱效率都是大有好處的。當然，由於從外往裡的展向流的作用，使前掠翼的翼根處容易分離失速，對此只要在前面安裝一對鴨式前翼就很容易使這一問題得到解決。因為，在較大迎角飛行時鴨式前舅會向後拖出兩個翼尖渦，正好流經兩側的翼根處，它可以將即將分離或已經分離的翼根表面的氣流帶走，使翼根的流動狀態得到改善。前掠翼的問題不在於此，主要在結構上因要求過高而難以解決。由於機翼前掠後，結構形式上，本身就使機翼的抗彎扭能力減弱，加上在氣動力的作用下，靈魂缺口發在網易談兵論壇的,使外翼向前上方彎扭，迎角增大;迎角增大後，升力增大，又使外翼向上扭轉得更厲害;如此惡性循環，直到使機翼扭轉折斷。這種現象就稱為氣動彈性發散。為了防止這種情況的出現，需要增加機翼的抗彎扭剛度，這樣一來就會導致機翼結構重量的增加，以致完全抵消了採用前掠翼所帶來的好處。而漢斯·沃克小組通過對機翼的結構和彈性變形方面作了成功的改進，使得飛機的靜穩定性大大提高，很大程度上改善了上述的問題。

發動機分布

Ju-287V1型採用4台Jumo004m型渦輪噴氣發動機平行安裝，兩檯布置於前機身兩側，另兩台置於翼下，到後期V2及V3型則又增加了兩台渦輪噴氣發動機，V2型前氣原本計畫使用4台Heinkel-Hirth011A型發動機，後改用6台BMW003A-1型全部置於兩側翼下，而V3型又改為前機身下掛兩台，兩側翼下各掛兩台

Ju-287的發動機布局非常的少見而又給飛行帶來了極大的好處。4-6台發動機分布保證了飛行速度，前機身的兩台發動機工作減輕了機翼掛載噴氣發動機時的壓力，而前掠翼設計減輕了發動機噴口處高速氣流對其他發動機的影響，這樣做不僅提高了每台發動機的效率，更重要的使得飛機穩定性有了提高。而實際上效果也極佳，靈魂缺口發在網易談兵論壇的,Ju-287在5000米高度的最大速度達到864千米/小時，跟Me-262A-1a型不相上下，比P51-D高出了161千米/小時；