飛行的“哥利亞”德國Ju 322巨型滑翔機小傳

文/云中子

1940年5月10日，德軍閃擊低地國家，在奪取比利時埃本·埃馬耳要塞和要塞西北部艾伯特運河上荷蘭境內(nèi)的三座橋梁：坎尼、費羅恩哈芬）、費爾德韋茲爾特時首次使用了滑翔機。之后，一系列眩目的成功，證明了使用滑翔機運輸突擊部隊果然具有很大的隱蔽性，而且不必像傘降那樣花費大量時間進行兵力集結。然而，盡管擁有DFS230 這類出色的突擊滑翔機，但為了入侵英國的計劃能夠順利實施，對一種主要用于輸送重型裝備的超重型滑翔機的研究卻仍是勢在必行的。當然意料之中的是，德軍參謀本部對于這種超重型滑翔機的要求可謂苛刻到了某種極點：它將比有史以來的任何同類都要龐大，是不折不扣的史前巨人，不但要有能力將包括PzKW ⅠV 號坦克 、PzKW ⅠⅠⅠ號突擊炮、88 毫米高炮及其乘員、彈藥、油料在內(nèi)的載荷裝進機艙飛起來，更要能帶著滿肚子的寶貝在海峽對岸的原野或是海岸安然降落……

克里特島的作戰(zhàn)表明，Ju 52/3m 在性能上與德國空軍對重型突擊運輸機的要求相距甚遠，難堪大任。

起初，如此苛刻的超重型滑翔機指標令德國航空部頗為頭疼了一陣子。但不久后，各個廠商紛紛欲試的態(tài)度讓德國航空部松了一口氣，看來自認為能攬下這個”瓷器活”的人還是大有人在。其實，德國航空部的擔心完全是多余的，德國航空界在滑翔機領域實力之強完全超出了它的想像，當然這是有其歷史淵源的：首先，德國是滑翔機當之無愧的發(fā)源地之一。1891年，德國著名航空學家奧托·李林塔爾制造了世界上第一架固定翼滑翔機，并在其后5年中先后設計并制造了 5 種單翼滑翔機和 2 種雙翼滑翔機。1896年 8月9日，李林塔爾在一次滑翔機飛行試驗時不幸墜落，臨死前留下的最后一句話是“必須有人為此犧牲”。正是李林塔爾的滑翔機試驗為后來萊特兄弟發(fā)明飛機奠定了基礎，他后來被人們尊稱為“滑翔機之父”。是李林塔爾讓人們認識到即使沒有發(fā)動機，僅僅依靠風力和重力也能進行飛行。其次，在李林塔爾犧牲20 多年后，在第一次世界大戰(zhàn)中戰(zhàn)敗的德國受制于《凡爾賽和約》及后來的《巴黎航空協(xié)定》的掣肘，不得擁有和開發(fā)任何軍用飛機。但該協(xié)定并未禁止德國建造滑翔機。于是，魏瑪共和國政府抓住這個空檔，在國內(nèi)成立了無數(shù)滑翔機俱樂部，一時間滑翔運動在德國境內(nèi)風起云涌，為日后德國航空工業(yè)的重建及德國空軍的復興培養(yǎng)了設計與使用兩方面的大批寶貴人才。到1933年希特勒上臺時，滑翔機訓練更是成為了每所德國高中的必修課目之一?？梢哉f，當年的德國空軍完全是借助滑翔機的翅膀重新飛上天空的。由此可見，德國航空部這次對自己的實力是嚴重低估了，而這種情況對一貫自負的德國航空部來說還是十分罕見的。

結構特點

Ju 322 “哥利亞”的藝術想象圖

1940年12月19日，也就是“海獅計劃”被正式暫停一周后，德國航空部向各大廠商發(fā)布了一份詳細的超重型滑翔機需求規(guī)格說明書（Spec）。結果，短短3 天后，就收到了來自亨克爾、容克斯、DFS、梅賽施米特、?？恕の譅柗虻? 家公司的13 個方案！在如此短的時間內(nèi)居然如雨后春筍般一下子冒出如此多的備選方案，這讓人不禁懷疑起這些廠商是不是早有預謀？但無論如何德國航空部官員的喜悅真的是溢于言表了：國內(nèi)各大飛機公司的態(tài)度無異于令其吃了一顆定心丸。由于選擇的余地如此之大，德國航空部也就毫不客氣的大肆挑肥減瘦了一番，最終容克斯及梅賽施米特公司由于技高一籌而入選，獲準進入下一階段的工程樣機競標。由于事關全局，整個超重型滑翔機計劃被德國航空部視為一項戰(zhàn)略性機密，具有等同于“海獅計劃”本身的保密級別，并被賦予了一個令人丈二摸不著頭腦的代號——“華沙行動”。本身不將雞蛋放到一個籃子里的原則，在“華沙行動”的框架中，容克斯公司在梅澤堡的設計單位被稱為“華沙東”，按德國航空部的指定負責全木質(zhì)構造滑翔機的設計；而位于利佛海姆的梅賽施米特公司的設計單位則被稱為“華沙南”，主要負責設計金屬骨架蒙布構造的滑翔機。

為了贏得這只首批訂單就有100 架之多的大蛋糕，容克斯毫不猶豫地復活了舊約圣經(jīng)中的巨人——其繪圖板上的Ju 322“哥利亞”，是一架翼展62 米、翼寬9.5米、翼面積居然達925 平方米的龐然大物。其實，單論如此“壯觀”的機體規(guī)模，就已經(jīng)無愧于“哥利亞”這樣一個如雷慣耳的名字了。不過，與突兀的氣動布局相比，巨人身材所帶來的視覺效果反而顯得有些黯淡了。以20 世紀40年代初的標準，完全融合進機翼的機身、令人印像深刻的巨翼加上一個欲蓋彌彰的機尾——如此前衛(wèi)的半飛翼造型實在是有太多理由值得詫異了。相信即便在今天，如果有這樣的東西上天也是一件很難令人忽視的事情。顯然“哥利亞”的“身世”似乎并不簡單——20 世紀30年代德國航空工業(yè)的驕傲，同樣出自容克斯公司手筆的G 38 被認為與Ju 322 有著莫大的血緣關系。

事實上，Ju 322 在設計上的確大量參考了G 38，特別是鈍前緣厚翼型的機翼更是如此。如果說，G 38 是插上翅膀的房子，那么Ju 322“哥利亞”似乎就應該被稱為建在翅膀中的房子才夠準確。G 38 那已然不小的機翼到了Ju 322 身上終于喧賓奪主，徹底將機身吞沒只剩一個孤零零的單薄機尾甚為可憐地突兀在外。除了有無發(fā)動機的區(qū)別外，G 38 與Ju 322在整體設計上可謂一脈傳承，尤其是一副巨翼使二者間的血緣關系更是暴露無遺。Ju 322 與其說是一個全新的型號，倒不如說是G 38 的木制結構無動力洐生版。幾乎是“哥利亞”全部內(nèi)容的巨翼是如此的厚重，以至于主翼中央部居然足以構成一個木質(zhì)多梁構造的巨大艙室（寬11 米，長14 米），用以滿足德國航空部那魔鬼般的苛刻載荷要求。至于平直的主翼中央前緣，則被設計成鉸接可開啟式的，作為貨艙的出入口。實際上，載重能力倒還是其次，機艙能容納物品的尺寸才是個關鍵，畢竟從88 炮到PzKW ⅠⅠⅠ/ⅠV 沒有一個是塊頭小的。相比之下，G 38 機翼內(nèi)的發(fā)動機維修間倒顯得有些魄力不足了。

20 世紀30年代的奇觀之一：容克斯G 38“德意志號”。注意一個有趣的細節(jié)，“德意志號”全部4 臺發(fā)動機中，最內(nèi)側的兩臺配用了4 葉木制不可變距螺旋槳，最外側的兩臺配用的則是2 葉螺旋槳。

建造中的G 38 機身，讓我們可以對該機的翼根厚度有一個很直觀的認識。

令人稍感意外的是，容克斯認為，像Ju 322 這樣如此龐大的飛行器只需一個飛行員操縱就足矣。這個單座的飛行員座艙位于翼中的左舷，并在表面開啟了一個風阻極小的封閉式風擋。另一方面，對一個起飛重量達45 噸的巨型航空怪物而言，常規(guī)的起落架顯然無法滿足在野外降落的需求。當然，也不排除容克斯的工程師們不甘心“哥利亞”如此反傳統(tǒng)的整體設計卻因起落架而平庸起來。于是，我們在“哥利亞”的機腹下干脆直接看到了4個結實的鋼質(zhì)滑橇被用于著陸；起飛時，則使用一臺可分離的、重達8 噸的、擁有多達32 個輪子的蜈蚣式滑跑臺車。最后，令人印象頗為深刻的是，以前緣后掠角的出現(xiàn)為分界線，位于主翼中段前緣兩端的兩個中世紀風格旋轉機槍塔，卻為容克斯復活的這個遠古巨人莫名奇妙的奠定了一種工業(yè)時代基調(diào)。當然Ju 322 的外觀特色也因為兩個“箭樓”的存在而倍加鮮明。需要指出的是，兩個突出的機槍塔在降落時還兼有防撞緩沖器的作用。

需要說明的是，哥利亞在容克斯內(nèi)部的設計編號最初并不是Ju 322 而是EF 94。EF 94 是按照20 噸軍用有效載荷的標準設計的，因為考慮到在其所要執(zhí)行的任務中該機的使用壽命很可能僅有可憐的一次，所以德國航空部特意要求容克斯全部使用木制材料建造該機，以免造成資源的浪費。在基本設計完成后，容克斯將EF 94 縮比模型送交德國航空部進行審查，雖然經(jīng)過有限風洞試驗，德國航空部對EF 94 的表現(xiàn)還算認同，但同時也指出該機需要將翼展由82 米縮減到61 米，原因是82 米的翼展將使德國空軍的所有機庫在這個龐然大物前無能為力。另外，EF 94 那過小的尾翼引起了烏德特將軍的擔心。這位挑剔的德國空軍技術總監(jiān)認為EF 94 在空中將會像秋葉一樣不穩(wěn)定。后來的事實證明，烏德特的擔心決不是多余的。1940年11月，修改后的EF 94 與梅賽施米特的Me 321 被同時正式呈交德國航空部。結果兩家公司如愿以償，分別獲得了200 架與100 架的首批訂單。此時的EF 94 已被容克斯正式改名為Ju 322“哥利亞”。

與“齊柏林”飛艇結伴而飛的G 38“德意志號”巨型客機

停在地面上的G 38

試飛過程

然而，由于容克斯在一戰(zhàn)期間就“過早地”掌握了先進的全金屬飛機制造技術，以致于制造全木質(zhì)飛機反倒非其所長，結果Ju 322的建造與試飛并不是一帆風順。先是在強度靜力試驗中麻煩不斷：因為缺乏經(jīng)驗，再加上匆忙收購的木材材質(zhì)不良，黏合劑也很差，結果制造出來的靜力試驗機體很難達到設計強度。在強度試驗中，1 號主翼梁在設計強度的50%、2 號主翼梁在60%時就折斷了。而為增加強度而補加的結構又增大了機體的重量，這就使該機所能達到的實際性能與設計指標不可避免地產(chǎn)生了偏差。至于給機體打補丁的惡果則很快就在后面的試飛中顯現(xiàn)出來了，再加上從EF 94 階段便存在的一些設計瑕疵，整個試飛過程只能用一團亂麻來形容。

容克斯EF 94 的木制模型

梅賽施米特的Me 321

Me 321 三視圖

Me 321 的機身結構

Me 321 裝載示意圖

本來由于前機身完全融入了主翼，對后機身的去留容克斯一度也是動過心思的，比如在主翼上用調(diào)整片與擾流板取代傳統(tǒng)尾翼的作用。但出于對一架純飛翼布局的航空怪物是否還能保持足夠的穩(wěn)定性沒有把握，結果出于“求穩(wěn)”的考慮，一個長度較G 38 有所縮水的后機身還是妥協(xié)性的出現(xiàn)在了哥利亞的身上，這就不可避免地引起了氣動重心的變化。更糟糕的是不知何故，容克斯在EF 94 乃至后來的Ju 322 上放棄了G 38 的箱形尾，取而代之的是一個干凈利落的十字尾。然而這樣一來，看上去倒是有一種現(xiàn)代化的干凈利落的味道。但由于尾翼翼面面積急劇減少，再加上那個有敷衍了事之嫌的后機身，可以說“哥利亞”在穩(wěn)定性方面的問題幾乎可以算是一種與生俱來的必然困擾。

“哥利亞”存在的目的是將重達約20 噸的載荷由一地運往另一地，也就是說一架軍用運輸機載荷飛行才是至關重要的考績指標。但是，載荷的分布和變化勢必對飛機的受力和重心的位置產(chǎn)生影響，從而出現(xiàn)了重力與升力的平衡問題。如果升力和重力不平衡，就會使飛機出現(xiàn)俯仰不穩(wěn)，導致飛機難以操縱，甚至出現(xiàn)事故。故此，對于EF 94 而言，盡量放寬重心的前后限范圍才是關鍵，否則即便空載飛行能飛出花兒來也無濟于事。然而，半飛翼布局的EF 94 在這方面作的并不是十分完美，恰恰是由于那個后機身的存在，空載與載荷飛行時，該機重心變化很大，甚至可以說是截然不同。

Ju 322“哥利亞”一號原型機

Ju 322“哥利亞”模型

基本上當我們計算飛機升力載荷時，是包含了主翼和水平安定面的總面積的。換句話說，水平安定面就是一個小主翼，它除了提供水平安定作用外也提供少許升力。水平安定面的升力直接影響了全機重心的位置：如果安定面面積過小則重心前移，相反大的水平安定面則形成重心后移。而反觀EF 94，飛翼布局本來就可以看作機身很短或者尾力臂很短的飛機，其重心位置更靠前一些?，F(xiàn)在保留下來的后機身雖然部分平衡了這個難題，然而由于水平安定面過小，使該機在空載飛行時重心仍然較為靠前，這就造成這架巨型運輸機因為縱向穩(wěn)定性過強而使得飛機的俯仰操縱變得很差，以至于在起飛和降落時，水平尾翼由于產(chǎn)生向下的力而作用減少，起飛著陸要用更長的距離，升降舵的操縱因而變得困難起來。此外，由于尾翼會產(chǎn)生向下的力，那么機翼就要增大迎角產(chǎn)生比正常情況時更大的升力來使得受力平衡，這就會產(chǎn)生更大的誘導阻力，飛機也就需要用更大的推力來爬升到預定高度。同時由于飛行時迎角很大，失速的速度也在提高，飛機容易進入失速狀態(tài)。

以上都是EF 94/Ju 322 空載時的空氣動力特性，至于該機載荷飛行情況如何則又要另當別論了。由于重心的前后限范圍區(qū)間范圍相當狹窄，當該機重載飛行時，重心反而會由靠前變?yōu)榭亢?，這又帶來了更為令人頭痛的空氣動力特性：飛機將變得縱向不穩(wěn)定，只要有任何的俯仰擾動，駕駛員必須小心處理——由于操縱過分靈敏，所以操縱動作要小，稍大的操縱力就會引起飛行姿態(tài)的劇烈變化，同樣非常容易進入失速并且難以恢復，同時飛機結構也會受到更大應力。當然，無論重載也罷、空載也好，有一點是相同的：由于垂尾面積相對有限，EF 94/Ju 322 的水平穩(wěn)定性同樣令人堪憂，即便是在地面滑跑時也是如此。至此，從繪圖板依始，尚未出世的“哥利亞”就已經(jīng)注定是一個跛足的巨人了。

1941年3月12日，由容克斯首席試飛員黑塞爾巴赫親自駕駛首架Ju 322“哥利亞”原型機進行了首次試飛。由于梅澤堡的跑道不夠長，容克斯在試飛前特意將跑道盡頭的森林伐倒了4.8 千米。雖然在滑跑途中就極不穩(wěn)定，著陸后又激烈縱搖，但這個圣經(jīng)里傳說中的巨人總算在一架Ju 90 運輸機的牽引下體驗了一把飛行的滋味。然而，接下來的載荷飛行就遠沒有這么輕松愉快了，由于對結構強度的補強導致機體重量的攀升，容克斯沮喪的發(fā)現(xiàn)Ju 322 的最大有效載荷由20 噸降到了16 噸。這還不算是最倒霉的，在3月20日進行的地面裝載試驗中，一輛PzKW ⅠV坦克在開進貨艙后就沒能再開出來——由于木質(zhì)地板強度不夠，坦克居然將地板整個壓塌！而在1941年3月29日的另一次試飛中，更是令所有人都驚出了一身冷汗。這是一次載重4 噸的拖曳飛行，盡管根據(jù)前幾次的試飛結果，“哥利亞”的尾翼面積已經(jīng)經(jīng)過了擴大，然而看起來改進收效甚微。從Ju 90 將“哥利亞”從跑道上拽上天起，這個巨人就和它的“保姆”鬧別扭，結果牽引機為脫離險境，只好切斷牽引拖索后加大油門作小角度俯沖，直至離地幾米處才恢復穩(wěn)定的飛行。被拋下的“哥利亞”迫降在一個村莊附近的田野上。為保守秘密，德軍封鎖了這個地區(qū)，兩個星期后用兩輛坦克把它拖回梅澤堡。

載重量的大幅縮水，再加上試飛中接二連三出現(xiàn)的穩(wěn)定性問題，更重要的是對手梅賽施米特Me 321 進展順利，這一切終于使德國航空部失去了耐心，1941年5月，“哥利亞”被認為是失敗的作品慘遭淘汰，連同已完成的2 號原型機在內(nèi)，全部99 架正在裝配中的巨人被德國航空部下令肢解，容克斯的工人幾乎是含淚將這些自己親手制造的龐然大物拆成劈柴，一號原型機也被棄至梅澤堡從此再也沒有上天——幾乎已經(jīng)到手的鴨子還是飛掉了。

結局

需要清醒看到的是，擊倒“哥利亞”的“大衛(wèi)”并不是來自外面的某個地方，這個“大衛(wèi)”正是他自己。半飛翼布局用在“哥利亞”身上可謂毀譽參半——機身結構牢靠，升力面積巨大，機內(nèi)空間寬裕，然而重心不合理帶來的穩(wěn)定性問題使其龐大但不協(xié)調(diào)的身軀自其誕生起就奠定了失敗的結局。雖然整個Ju 322 計劃花掉了容克斯4500 萬帝國馬克，但最后剩下的卻不過是竹籃打水般的一場空歡喜。