Ju-287

德國Ju-287轟炸機由德國容克公司生產，是世界上第一種前掠翼重型轟炸機。它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前掠翼戰機的潮流。

基本介紹

• 中文名：前掠翼重型轟炸機 
• 外文名：Ju-287
• 生產商：德國容克公司
• 生產原因：美英開始聯合對德國本土進行轟炸
• 完成裝配：1944年下半年
• 試飛：1944年8月16日
• 其它型號：V1、V2、V3

產生背景

容克 Ju-287的產生完全是由於被動的原因。1943年1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，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。

發展歷程

Ju287是世界上的一種前掠翼噴氣式轟炸機。1943年，Junkers公司的由Hans.Wocke領導的設計小組受命研製一種能夠超越盟軍任何戰鬥機的重型轟炸機。首次提出的方案是渦輪噴氣發動機和後掠翼方案。這種方案在高速飛行中優點明顯，低速時則有不易操縱的缺點。因此，設計小組提出：將後掠翼方案改為前掠翼方案，兼顧高速和低速飛行的需要。

為了加快研製進度，第一架原型機Ju287V1機身採用He177A的現成部件：機尾沿用Ju388;主起落架沿用Ju352；前起落架甚至取自被擊落的美軍B-24轟炸機。只有前掠翼是重新設計的。裝用4台Jumo004m型渦輪噴氣發動機，兩檯布置於前機身兩側，另兩台吊裝翼下。

1944年8月16日，Ju287V1首次試飛，結果十分令人滿意。可是在接下來的試飛中，當速度達到650KM/h時，氣動發散問題開始出現，幸而只是感覺舵效減小，飛機不自主地趨於俯衝。經過將前機側的發動機改為翼下懸掛，問題得到抑制，並增加增壓座艙，這就是第二種原型機Ju287V2,使用4台Heinkel-Hirth011A噴氣發動機，每側翼下掛兩台。由於該發動機生產廠被盟軍炸毀，不得已改為使用6台BMW003A-1發動機。如每側翼下懸掛3台，稱為Ju287V2，如每側翼下懸掛2台，前機身側保留1台，和V1型一樣，稱為Ju287V3型，即預生產型Ju287A-0。

第一架原型機在戰爭結束時被德軍秘密炸毀,第二架原型機被蘇聯繳獲,運回本國繼續研究,並於1947年試飛成功。由於它的行能不如後來的“伊爾-22”最終被蘇聯放棄。然爾，在德國由漢斯·沃克設計的前掠翼布局的MBBHFB320“漢薩”卻在1964年4月16日試飛成功，作為“Ju 287”的第二代，它的翼尖加裝了向機翼前緣吐出的體外油箱，可以起到解決“氣動彈性發散”造成的翼尖扭轉的問體。這一理念對後來地效飛機穩定性問題的解決提共了方向。在占領佩納明德和Dessau以後，蘇聯人並沒有因為V1型的損毀而悔恨並停止了這項具有歷史意義的工程。在Dessau，蘇軍完成了V2的裝配工作，並且製造了V3型（當然是在漢斯·沃克小組的配合之下）。並且於1945年夏進行了試飛。漢斯·沃克設計小組雖然成了蘇聯人的階下囚，然而仍然在為蘇聯設計一系列Ju-287型的衍生機種。之後，在蘇聯人的監督之下，德國工程師巴德將EF131計畫推進了日程。1946年8月EF131原型機的第一次試飛準備完畢。但是就在試飛開始之前，蘇聯人卻將全部設備移至蘇聯境內的Podberesje繼續進行，此舉也是出於對西方保密的目的。之後，在1947年5月23日在蘇聯Stakhanovo機場，德國飛行員保羅·朱格勒進行了EF131的第一次試飛。

之後又相繼推出了兩種機型：EF140和EF132。EF132的模型在Dessau完成。與Ju-287的設計相反，EF132採用了傳統的後掠翼設計，6台發動機排列成一排安裝在機翼根部的後部，而機艙採用了Ju-288的設計。EF132的設計日後成為了蘇聯大型飛機的典型設計，如Mya-4Bison野牛。但是在第一架原型機開始製造之前，EF132計畫也無故夭折了。這成為了Ju-287系列在Dessau設計的最後機型在這架原型機身上已經完全看不到Ju-287的身影。機翼採用傳統的後掠翼，並且採用了許多新型設計：T形尾翼，機翼尖端安裝平衡輪，並且安裝兩台蘇制LyulkaAl-5引擎。從EF150的整體設計已經可以看到日後蘇聯50年代到70年代戰鬥機及輕型轟炸機的影子。EF150的兩架原型機於1951年到1952年相繼開始製造並進行了測試。但不幸的是，圖波列夫You-16的生產取代了EF150，1952年EF150進行了最後的測試後推出了歷史舞台。

設計特色

前掠翼

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-47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。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下文。

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，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，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。

動力裝置

Ju-287V1型採用4台Jumo 004m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-Hirth 011A型發動機，後改用6台BMW 003A-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。

容克Jumo 004B-1渦輪噴氣發動機

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，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；爬升率也達到6000米/10分鐘。

基本型號

原型機階段

在Ju-287V1定型之前，設計小組提出了諸多的設計方案，這些方案不僅有前掠翼機後掠翼設計，甚至在發動機的布局方面也是五花八門，包括以下各種設計方案：

EF55：前掠翼設計，無發動機，為前掠翼研究機；EF56：傳統的後掠翼設計，未設計發動機，後掠翼研究機；

EF57：V型翼，未設計發動機；

EF58：前掠翼設計，翼尖為橢圓形，發動機掛在翼下；

EF59：機身略同於EF58，前機身加掛兩台發動機；

EF66：前掠翼角增大，翼下掛兩台發動機；

EF67：前機身掛兩台發動機；

EF68：發動機掛載研究機；

EF116：後掠翼研究機；

EF122：最後期型；最後期型的EF122擁有和Ju-287V1型相同的動力學配置，但最後發展為Ju-287的卻是EF125

EF125：近似於Ju287V3設計。EF125已經相當接近於Ju-287系列，但翼下僅掛兩台容克Jumo012或BMW018發動機，翼展為19.40米

原型機V1

V1原型機可以說完全是拼湊出來的。在EF122方案定型後，設計小組迫不及待的要測試EF122的機翼設計，於是V1型應運而生。

V1原型機性能諸元：

機身：亨克爾He-177A-3

機尾：容克Ju-188G-2

前起落架：B-24

主起落架：容克Ju-352

乘員：3人

發動機：4台容克Jumo 004B-1（後加裝4台瓦爾特Walter HWK109-502發動機）

全重：17820千克

全長：18.30米

高：4.70米

翼展：20.11米

最大速度：7000米高度 560千米/小時

Ju-287V1採用的容克Jumo 004渦輪噴氣發動機性能：

原型機V1

RLM標準型號	推力	重量	轉速
109-004B	900 kg（1984 磅）	745 kg（1588磅）	8700轉/分
109-004C	1015 kg （2238磅）	720 kg （1588磅）	8700轉/分
109-004D	1050 kg （2315磅）	745 kg （1588磅）	10000轉/分
109-004H	1800 kg （3970磅）	1200 kg （2646磅）	6600轉/分
109-012	2780 kg （6130磅）	2000 kg （4410磅）	5300轉/分
109-022	4600 ehp	2600 kg （5733磅）	5000轉/分

設計之初，Ju-287V1同EF122一樣都只安裝兩台Jumo004在翼下，但試驗機龐大的身軀使得發動機提供的起飛能量相形見絀，於是設計小組在原先基礎上在前機身駕駛室下加掛兩台Jumo 004，但提供的動力仍然太小，無法正常起飛，於是便在每台發動機下方加掛一隻“豆莢”（pod）——瓦爾特 Walter HWK 109-502火箭發動機。這四台火箭發動機提供了足夠的起飛動力，而在起飛後便將其丟棄。

剛起飛的V1，起飛輔助用火箭發動機還未丟掉

Ju-287的駕駛艙採用當時很流行的全花房式，使得駕駛員及領航員的視野非常清晰，不過也降低了此處的防禦力。在“花房”的上方可以看到兩個為乘員準備的通風窗。

原型機V2

由於在試飛中發現前機身下懸掛之兩台發動機之後產生的啟動發散問題會造成飛機在飛行中前機身不穩定，使得機體在飛行中不自主地向下微微俯衝，專家小組將前機身地兩台發動機移至翼下，解決了該問題。這就是所謂的原型機V2。起初，設計小組有用Heinkel-Hirth 011A發動機代替Jumo 004的想法，主要是Jumo 004的推力太小，甚至無法達到起飛的要求。

原型機V2

Heinkel-Hirth 011渦輪噴氣發動機

由於盟軍對Heinkel的廠房進行的轟炸，Heinkel-Hirth 011A的供應源頭被切斷，設計小組無奈換用BMW 109-003型發動機，並將原定的4台發動機增加為6台，呈三角形掛於機翼下。

Ju287後期發動機主將：BMW109-003A

阿拉道Ar234上裝備4台BMW109-003，此布局與Ju-287型很相似

Ju-287 V2 性能諸元：

機翼面積： 58.4 平方米

全長： 18.06 米

高： 5.40 米

空重： 11 990 千克

起飛質量： 31 230 千克

發動機： 4 Heinkel HeS 011-A （後裝BMW109-003A）

推力： 4 X 1300 Kgp

速度（7000米高度）： 885 千米/時

巡航速度： 800 千米/時（8000m/h）

巡航高度： 14 000 米

最大速度持續時間： 5. 42 分鐘

武器裝備： 4000 公斤炸彈

原型機V3

由於漢斯·沃克設計小組以及他本人還有在流水線尚未裝配完成的V2原型機於1945年初在佩納明德被蘇軍俘虜，所以V3也並沒有完成，而是一起被繳獲。雖然V3仍然在流水線上，但已經被定為Ju-287的量產型，即Ju-287A-0型。

V3型的組裝是在蘇聯完成的，但設計小組早在設計出台時已經將其定型。預生產的A-0型設計沿用V2的設計，但將每個翼下的一個發動機又移至前機身的駕駛室下方，且設計小組對機翼的結構也進行了一些改進，這樣發動機的移前不會導致V1型的氣動發散的問題了。

蘇聯接手

在占領佩納明德和Dessau以後，蘇聯人並沒有因為V1型的損毀而悔恨並停止了這項具有歷史意義的工程。在Dessau，蘇軍完成了V2的裝配工作，並且製造了V3型（當然是在漢斯·沃克小組的配合之下）。並且於1945年夏進行了試飛。漢斯·沃克設計小組雖然成了蘇聯人的階下囚，然而仍然在為蘇聯設計一系列Ju-287型的衍生機種。之後，在蘇聯人的監督之下，德國工程師巴德將EF131計畫推進了日程。

1946年8月EF131原型機的第一次試飛準備完畢。但是就在試飛開始之前，蘇聯人卻將全部設備移至蘇聯境內的Podberesje繼續進行，此舉也是出於對西方保密的目的。之後，在1947年5月23日在蘇聯Stakhanovo機場，德國飛行員保羅·朱格勒進行了EF131的第一次試飛。然而僅僅過了1年，1948年6月蘇聯方面突然停止了EF131的發展，由於文獻記載甚少，終止原因已無從考證。

之後又相繼推出了兩種機型：EF140和EF132。EF132的模型在Dessau完成。與Ju-287的設計相反，EF132採用了傳統的後掠翼設計，6台發動機排列成一排安裝在機翼根部的後部，而機艙採用了Ju-288的設計。

EF132的設計日後成為了蘇聯大型飛機的典型設計，如Mya-4 Bison 野牛。但是在第一架原型機開始製造之前，EF132計畫也無故夭折了。這成為了Ju-287系列在Dessau設計的最後機型。

EF140是基於EF131的設計。EF140採用了EF131的機身，並且裝備了兩台蘇制發動機：Mikuline AM01。之後在1948年9月30日進行了第一次的試飛。

其中的一種機型後來發展成EF140r，但是由於氣動發散問題造成的劇烈震動無法避免，最終數量方面停止了EF140型的研究。之後在Podberesje進行的各型的開發工作由於當時的軍事機密已經變得非常難以考證，但可以知曉的一點是，1951年5月，蘇聯方面出台了Ju-287系列的最後一個正式期型：EF150。

在EF150原型機身上已經完全看不到Ju-287的身影。機翼採用傳統的後掠翼，並且採用了許多新型設計：T形尾翼，機翼尖端安裝平衡輪，並且安裝兩台蘇制Lyulka Al-5引擎。從EF150的整體設計已經可以看到日後蘇聯50年代到70年代戰鬥機及輕型轟炸機的影子。

EF150的兩架原型機於1951年到1952年相繼開始製造並進行了測試。但不幸的是，圖波列夫 You-16的生產取代了EF150，1952年EF150進行了最後的測試後退出了歷史舞台。