SGM: La evolución del Stuka

Evolución del Ju 87 Stuka 

Weapons and Warfare




El diseño del Ju 87 había comenzado en 1933 como parte del Programa Sturzbomber. Irónicamente, el Ju-87 fue originalmente impulsado por el motor británico Rolls-Royce Kestrel. Junkers ordenó diez motores el 19 de abril de 1934 a un costo de £ 20,514, 2/6. El primer prototipo del Ju-87 fue construido por AB Flygindustri en Suecia y llevado a Alemania a fines de 1934. Se completó en abril de 1935, pero, debido a la inadecuada resistencia del fuselaje, la construcción no se completó hasta octubre de 1935. Sin embargo, la mayoría completa Ju 87 V1 W. Nr. El 4921 (menos partes no esenciales) despegó para su primer vuelo el 17 de septiembre de 1935. Originalmente, la aeronave no llevaba ningún registro, pero luego recibió el registro D-UBYR. El informe de vuelo, de Hauptmann Willy Neuenhofen, declaró que el único problema era con el pequeño radiador, lo que causó que la central eléctrica se sobrecalentara.

El Ju-87 V1, propulsado por un motor refrigerado por líquido con cilindro Kestrel V12 de Rolls-Royce, y con doble cola, se estrelló el 24 de enero de 1936 en Kleutsch cerca de Dresde, matando al jefe de pruebas de Junkers, Willy Neuenhofen, y su ingeniero Heinrich Kreft. Las aletas de cola cuadradas y los timones resultaron demasiado débiles; colapsaron y la aeronave se estrelló después de que entró en un giro invertido durante la prueba de la presión dinámica terminal en una picada. El choque provocó un cambio a un diseño de cola de estabilizador vertical único. Para resistir fuerzas fuertes durante una picada, se colocaron placas gruesas, junto con soportes remachados al marco y longeron, al fuselaje. Otras adiciones tempranas incluyeron la instalación de frenos de picada hidráulicos que se instalaron debajo del borde delantero y podían rotar 90 grados.

La característica más notable del Stuka era sus alas de gaviota invertidas, como se muestra en esta fotografía. También son visibles las dos "capuchas" deslizantes separadas de la cubierta.

El RLM todavía no estaba interesado en el Ju-87 y ciertamente no estaba impresionado de que el diseño dependiera de un motor británico. A fines de 1935, Junkers sugirió instalar un motor DB 600 en línea, con la variante final para equiparse con el Jumo 210. Esto fue aceptado por el RLM como una solución provisional. La revisión del diseño comenzó el 1 de enero de 1936. El vuelo de prueba no se pudo llevar a cabo durante más de dos meses debido a la falta de aviones adecuados. El accidente del 24 de enero ya había destruido una máquina.

El segundo prototipo también fue acosado por problemas de diseño. Se retiraron los estabilizadores gemelos y se instaló una única aleta caudal debido a los temores por la estabilidad. Debido a la escasez de centrales eléctricas, en lugar de un DB 600, se instaló un motor BMW "Hornet". Todos estos retrasos retrasaron las pruebas hasta el 25 de febrero de 1936. En marzo de 1936, el segundo prototipo, el V2, finalmente se equipó con la central eléctrica Jumo 210Aa, que un año después fue reemplazada por un Jumo 210 G (W. Nr. 19310) . Aunque las pruebas fueron bien, y el piloto, el capitán de vuelo Hesselbach, elogió su desempeño, Wolfram von Richthofen le dijo al representante de los Junkers y al ingeniero jefe de la Oficina de Construcción, Ernst Zindel, que el Ju 87 tenía pocas posibilidades de convertirse en el principal bombardero en picado de Luftwaffe. Poco potenciado en su opinión. El 9 de junio de 1936, el RLM ordenó el cese del desarrollo a favor del Heinkel He 118, un diseño rival. Al parecer, Udet canceló el pedido al día siguiente, y el desarrollo continuó.

El 27 de julio de 1936, Udet estrelló el prototipo He 118, He 118 V1 D-UKYM. Ese mismo día, Charles Lindbergh visitaba a Ernst Heinkel, por lo que Heinkel solo podía comunicarse con Udet por teléfono. Según esta versión de la historia, Heinkel advirtió a Udet sobre la fragilidad de la hélice. Udet no consideró esto, así que en una picada, el motor se excedió y la hélice se rompió. Inmediatamente después de este incidente, Udet anunció a Stuka el ganador del concurso de desarrollo.

PERFECCIONANDO EL DISEÑO

A pesar de haber sido elegido, el diseño todavía faltaba y recibió críticas frecuentes de Wolfram von Richthofen. Las pruebas del prototipo V4 (A Ju 87 A-0) a principios de 1937 revelaron varios problemas. El Ju 87 podría despegar en solo 250 m (820 pies) y subir a 1,875 m (6,150 pies) en solo ocho minutos con una carga de bomba de 250 kg (550 lb.), y su velocidad de crucero fue de 250 km / h (160 mph). Sin embargo, Richthofen buscó un motor más potente. Según los pilotos de prueba, el Heinkel He 50 tenía una mejor tasa de aceleración y podía alejarse del área objetivo mucho más rápido, evitando las defensas aéreas y terrestres del enemigo. Richthofen declaró que cualquier velocidad máxima por debajo de 350 km / h (217 mph) era inaceptable por esas razones. Los pilotos también se quejaron de que la navegación y los instrumentos de la central eléctrica estaban mezclados, y no eran fáciles de leer, especialmente en combate. A pesar de esto, los pilotos elogiaron las cualidades de manejo del avión y la fuerte estructura del avión.

Estos problemas se resolvieron instalando el motor Daimler-Benz DB 600, pero los retrasos en el desarrollo forzaron la instalación del motor en línea Jumo 210 Da. Las pruebas de vuelo comenzaron el 14 de agosto de 1936. Las pruebas y el progreso posteriores no alcanzaron las esperanzas de Richthofen, aunque la velocidad de la máquina se incrementó a 280 km / h (173 mph) a nivel del suelo y 290 km / h (179 mph) a 1,250 m (4,100). ft.), manteniendo su buena capacidad de manejo.

DISEÑO

Diseño básico (basado en la serie B).

El Ju 87 era un monoplano voladizo totalmente metálico de un solo motor. Tenía un tren de rodaje fijo y podía llevar una tripulación de dos. El material de construcción principal era duraluminio, y los revestimientos externos estaban hechos de láminas de Duraluminio. Las piezas que debían ser de construcción sólida, como las aletas de las alas, estaban hechas de Pantal y sus componentes de Elektron. Los pernos y piezas que se requerían para soportar una gran tensión estaban hechos de acero.

El Ju 87 fue equipado con escotillas desmontables y revestimientos removibles para ayudar y facilitar el mantenimiento y la revisión. Los diseñadores evitaron soldar piezas siempre que fue posible, prefiriendo las piezas moldeadas y fundidas. Los segmentos grandes de la estructura del avión eran intercambiables como una unidad completa, lo que aumentaba la velocidad de reparación.

La estructura del avión también se subdividió en secciones para permitir el transporte por carretera o ferrocarril. Las alas eran de construcción estándar de doble ala Junkers. Esto le dio al Ju 87 una ventaja considerable en el despegue; incluso en un ángulo poco profundo, se crearon grandes fuerzas de sustentación a través del perfil aerodinámico que redujo las carreras de despegue y aterrizaje.

De acuerdo con el Centro de Certificación de Aeronaves para el "Grupo de Estrés 5", el Ju 87 había alcanzado los requisitos aceptables de resistencia estructural para un bombardero en picado. Fue capaz de soportar velocidades de picada de 600 km / h (373 mph) y una velocidad máxima de 340 km / h (211 mph) cerca del nivel del suelo, y un peso de vuelo de 4.300 kg (9.480 lb.). El desempeño en el ataque de picada se mejoró con la introducción de frenos de picada debajo de cada ala, lo que permitió al Ju 87 mantener una velocidad constante y permitir al piloto mantener su objetivo. También evitó que la tripulación sufriera fuerzas extremas y una alta aceleración durante la "retirada" de la picada.

El fuselaje tenía una sección transversal ovalada y albergaba un motor en línea invertido en V invertido por agua. La cabina del piloto estaba protegida del motor por un cortafuegos delante de la sección central del ala donde se encontraban los tanques de combustible. En la parte trasera de la cabina, el mamparo estaba cubierto por una cubierta de lona que la tripulación podía romper en caso de emergencia, lo que les permitía escapar al fuselaje principal. El toldo se dividió en dos secciones y se unió mediante un fuerte marco de acero soldado. El dosel en sí estaba hecho de plexiglás y cada compartimiento tenía su propia "capucha deslizante" para los dos miembros de la tripulación.

El motor se montó en dos bastidores de soporte principales que estaban apoyados por dos puntales tubulares. La estructura del marco se trianguló y emanó del fuselaje. Los marcos principales fueron atornillados a la central eléctrica en su cuarto superior. A su vez, los marcos se unieron al firewall mediante uniones universales. El propio cortafuegos se construyó a partir de una malla de asbesto con láminas de Dural en ambos lados. Todos los conductos que pasaban tenían que estar dispuestos de modo que no pudieran penetrar gases dañinos en la cabina.

El sistema de combustible comprendía dos tanques de combustible en la sección central del puerto y las alas de estribor, cada una con una capacidad de 250 l. Los tanques también tenían un límite predeterminado que, de ser aprobado, advertiría al piloto a través de una luz roja de advertencia en la cabina. El combustible se inyectó a través de una bomba desde los tanques a la planta de energía. En caso de que esto se apague, podría ser bombeado manualmente usando una bomba manual en la armadura del grifo de combustible.

El motor fue enfriado por un contenedor de agua de aluminio con forma de anillo de 10 L (3 galones estadounidenses) situado entre la hélice y el motor. Un contenedor adicional de 20 L (5 US gal) se colocó debajo del motor. Las superficies de control operaron de manera muy similar a otras aeronaves, con la excepción del innovador sistema de extracción automática. Al soltar la bomba se inició la extracción, o recuperación automática y ascenso, sobre la desviación de los frenos de picada. El piloto podría anular el sistema ejerciendo una fuerza significativa en la columna de control y tomando el control manual.

El ala era la característica más inusual. Consistía en una sola sección central y dos secciones exteriores instaladas utilizando cuatro juntas universales. La sección central tenía un diedro grande grande (anhedral) y las superficies externas un diedro positivo. Esto creó el patrón de ala de gaviota, o "estirada", a lo largo del borde delantero del Ju 87. La forma del ala mejoró la visibilidad en tierra del piloto y también permitió una menor altura del tren de rodaje. La sección central sobresalía solo 3 m (9 pies, 10 pulgadas) a cada lado.

El armamento ofensivo consistía en dos ametralladoras MG 17 de 7.92 mm (.312 pulg.) Montadas en cada ala, operadas por un sistema neumático mecánico desde la columna de control del piloto. El artillero trasero / operador de radio operaba una ametralladora MG 15 de 7.92 mm (.312 in) con fines defensivos.

El motor y la hélice tenían controles automáticos, y una recortadora automática hizo que la aeronave se hiciera la cola cuando el piloto se volcó en su picada, alineando líneas rojas a 60 °, 75 ° o 80 ° en la ventana lateral de la cabina con el horizonte y apuntando al objetivo con la vista del cañón fijo. La bomba pesada se movió hacia abajo para quitarla de la hélice con muletas antes de soltarla.

PROCEDIMIENTO DE PICADO

Volando a 4,600 m (15,000 pies), el piloto ubicó a su objetivo a través de una ventana desde el punto de vista de la bomba en el piso de la cabina. El piloto movió la palanca de picado hacia atrás, limitando el "lanzamiento" de la columna de control. Los frenos de picada se activaron automáticamente, el piloto colocó las lengüetas de ajuste, retrasó el acelerador y cerró las tapas de refrigerante. Luego, la aeronave giró 180 ° y automáticamente la zambullida se hundió. Las pestañas rojas sobresalían de las superficies superiores del ala como un indicador visual al piloto que, en caso de un apagón inducido por g, se activaría el sistema automático de recuperación de picada. El Stuka se zambulló en un ángulo de 60-90 °, manteniendo una velocidad constante de 500-600 km / h (350-370 mph) debido al despliegue del freno de picado, lo que aumentó la precisión del objetivo del Ju 87.



Cuando la aeronave estaba razonablemente cerca del objetivo, se encendió una luz en el altímetro de contacto para indicar el punto de lanzamiento de la bomba, generalmente a una altura mínima de 450 m (1.500 pies). El piloto soltó la bomba e inició el mecanismo de extracción automática presionando un botón en la columna de control. Una muleta alargada en forma de U ubicada debajo del fuselaje sacó la bomba del camino de la hélice y el avión comenzó automáticamente una extracción de 6 g. Una vez que la nariz estaba sobre el horizonte, los frenos de picada se retrajeron, el acelerador se abrió y la hélice se ajustó para subir. El piloto recuperó el control y reanudó el vuelo normal. Las tapas de refrigerante tuvieron que volver a abrirse rápidamente para evitar el sobrecalentamiento.
El estrés físico en la tripulación era severo. Los seres humanos sometidos a más de 5 g de fuerzas en una posición sentada sufrirán deterioro de la visión en forma de un velo gris conocido por los pilotos de Stuka como "estrellas que ven". Pierden la visión mientras permanecen conscientes; Después de cinco segundos, se apagan. Los pilotos de Ju 87 experimentaron las discapacidades visuales más durante el "pull-up" de una picada.

Eric "Winkle" Brown, un piloto de prueba británico de la Royal Navy, y el oficial general al mando de la sección "Vuelo de avión enemigo capturado", probaron el Ju 87 en RAE Farnborough. Él remarcó:

Tenía una alta opinión de la Stuka porque había volado muchos bombarderos en picado y es el único al que puedes picar de manera verdaderamente vertical. A veces, con los bombarderos, los pilotos afirman que hicieron una picada vertical. Qué montón de basura. La picada máxima suele ser del orden de 60 grados. En una picada al volar el Stuka, porque todo es automático, realmente estás volando verticalmente. ¡Usted siente que está por encima y siente que va por ese camino! Vengeance y Dauntless eran muy buenos, pero no podían picar más de 60 o 70 grados. El Stuka estaba en una clase propia.

PRUEBA DE FUERZAS G EN DESSAU

Las obras de Junkers llevaron a cabo pruebas exhaustivas en su planta de Dessau. Se descubrió que la carga más alta que un piloto podía soportar era de 8,5 g durante tres segundos, cuando las fuerzas centrífugas empujaron la aeronave hasta su límite. Con menos de 4 g, no se experimentaron problemas visuales ni pérdida de conciencia. Por encima de 6 g, el 50% de los pilotos sufrieron problemas visuales, o "gris". Con el 40%, la visión se desvaneció por completo a partir de 7,5 g y el apagón a veces ocurrió. A pesar de esta ceguera, el piloto pudo mantener la conciencia y fue capaz de "reacciones corporales". Sin embargo, después de más de tres segundos, la mitad de los sujetos se desmayaron. El piloto recuperaría la conciencia dos o tres segundos después de que las fuerzas centrífugas hubieran caído por debajo de 3 g y hubieran durado no más de tres segundos. En una posición agachada, los pilotos pudieron soportar 7.5 g y pudieron permanecer funcionales por un corto tiempo. En esta posición, Junkers concluyó que 2/3 de los pilotos podían soportar 8 gy quizás 9 g durante tres a cinco segundos sin defectos de visión que, en condiciones de guerra, era aceptable. Durante las pruebas con el Ju 87 A-2, se probaron nuevas tecnologías para reducir los efectos de las fuerzas g. La cabina presurizada fue de gran importancia durante esta investigación. Las pruebas revelaron que a gran altura, incluso 2 g podrían causar la muerte en una cabina sin presión y sin la ropa adecuada. Esta nueva tecnología, junto con ropa especial y máscaras de oxígeno, fue investigada y probada. Cuando el ejército de los Estados Unidos ocupó la fábrica de Junkers en Dessau el 21 de abril de 1945, quedaron impresionados e interesados ​​en las pruebas médicas de vuelo con el Ju 87.

Otros diseños

El concepto de bombardeo en picado se hizo tan popular entre los líderes de la Luftwaffe que se volvió casi obligatorio en los nuevos diseños de aviones. Modelos de bombarderos posteriores como el Junkers Ju 88 y el Dornier Do 217 fueron equipados para el bombardeo en picado. Inicialmente, se suponía que el bombardero estratégico Heinkel He 177 tenía capacidades de bombardeo en picado, un requisito que contribuyó al fracaso del diseño.

Una vez que Stuka se volvió demasiado vulnerable a la oposición de los luchadores en todos los frentes, se trabajó para desarrollar un reemplazo. Ninguno de los diseños dedicados de apoyo cercano en el tablero de dibujo progresó mucho debido al impacto de la guerra y las dificultades tecnológicas. Así que la Luftwaffe se decidió por el avión de combate Focke-Wulf Fw 190, y el Fw 190F se convirtió en la versión de ataque terrestre. El Fw 190F comenzó a reemplazar el Ju 87 para las misiones diurnas en 1943, pero el Ju 87 continuó siendo usado como un asaltante nocturno hasta el final de la guerra.

Especificaciones (Ju 87 B-2)

Datos de Ju 87 B-2 Betriebsanleitung, Juni 1940 (D. (Luft) T.2335 / 1)

Características generales

Tripulación: 2
Longitud: 11.00 m (36 pies. 1.07 in)
Envergadura: 13,8 m (45 pies 3,30 in)
Altura: 4.23 m (13 pies 10.53 in)
Área de ala: 31,90 m² (343,37 pies²)
Peso en vacío: 3,205 kg (7,086 lb.)
Peso cargado: 4,320 kg (9,524 lb.)
Peso máximo de despegue: 5,000 kg (11,023 lb.)
Motor: 1 × Junkers Jumo 211D con motor V12 invertido refrigerado por líquido, 1200 PS (1184 CV, 883 kW)
Hélices: hélices Junkers VS 5 de tres palas, 1 por motor
Diámetro de la hélice: 3.4 m (11 pies 1.85 in)

Rendimiento

Nunca exceda la velocidad: 600 km / h (373 mph)
Velocidad máxima: 390 km / h a 4,400 m (242 mph a 13,410 pies)
Alcance: 500 km (311 mi) con 500 kg (1,102 lb.) de carga de bomba
Techo de servicio: 8,200 m (26,903 pies) con 500 kg (1,102 lb.) de carga de bomba

Armamento

Armas: 2 × ametralladora de 7.92 mm (.312 in) MG 17 hacia adelante, 1 × ametralladora de 7.92 mm (.312 in) MG 15 hacia atrás
Bombas: carga normal = 1 × 250 kg (551 lb.) bomba debajo del fuselaje y 4 × 50 kg (110 lb.), dos bombas debajo de cada ala.