Przeciwpancerny Junkers Ju 87 G-1 przygotowany do startu.

Doświadczenia zebrane przez załogi bombowców nurkujących podczas walk w Hiszpanii oraz w kampanii polskiej 1939 r. potwierdziły konieczność przeprowadzenia modernizacji samolotu Ju 87. Wydział Techniczny RLM polecił zakładom Junkers stworzenie nowej wersji Stukasa, która mogłaby przenosić większy ładunek bombowy, posiadała większy zasięg i prędkość oraz silniejsze uzbrojenie strzeleckie. Najważniejszymi warunkami poprawy osiągów był nowy silnik o większej mocy oraz zmiana aerodynamiki płatowca.

Prace nad nową wersją Stukasa rozpoczęto wiosną 1940 r., a już w maju konstrukcja otrzymała oficjalne oznaczenie Junkers Ju 87 D. Pierwotnie samolot miał zostać wyposażony w silnik rzędowy Jumo 211 F, jednak, ponieważ prace nad nim przeciągały się, konstruktorzy zostali zmuszeni do znalezienia zastępczej jednostki napędowej. Idealną alternatywą okazał się rozwijany równocześnie 12-cylindrowy silnik rzędowy chłodzony cieczą Jumo 211 J-1 o mocy maksymalnej 1420 KM. Nowy silnik był dłuższy od używanego w wersji Ju 87 B o ponad 40 cm należało więc wydłużyć i zmienić kształt jego osłony. Jednocześnie opracowano nowy system chłodzenia. Chłodnicę oleju przeniesiono pod dolną część osłony silnika, a pod skrzydłami, w pobliżu krawędzi spływu centropłata, umieszczono dwie chłodnice cieczy. Inną zmianą była nowa osłona kabiny testowana wcześniej w Ju 87 B, W.Nr. 2291.
Nowy silnik Jumo 211 J-1 po raz pierwszy zamontowano na płatowcu Ju 87 B-1, W.Nr. 0321, D-IGDK w październiku 1940 r. Trwające przez kilka tygodni testy były przerywane ciągłymi awariami niedopracowanej jednostki napędowej.
Pierwszym oficjalnym prototypem Ju 87 D był Ju 87 V21, W.Nr. 0536, D-INRF, ukończony w marcu 1941 r. Samolot wyposażony w silnik Jumo 211 J-1 testowano od marca do sierpnia 1941 w zakładach w Dessau. W sierpniu 1941 r., w miejsce silnika Jumo 211 J-1 zabudowano Jumo 211 F. Zaraz na początku prób z nową jednostką napędową, podczas pracy z 1420 obr./min, doszło do oderwania się śmigła. 30 września 1939 r. ukończono naprawę samolotu i przekazano go do Erprobungsstelle Rechlin. Po przeprowadzeniu tam serii prób w locie samolot został oficjalnie przejęty przez Luftwaffe 16 października 1941 r. Później maszynę wykorzystywano do testów silnika i systemu chłodzenia. W lutym 1942 r. samolot powrócił do Dessau, gdzie zabudowano w nim nowe osłony chłodnic, a 14 września 1943 r. prototyp przekazano do jednostki frontowej.
Drugi prototyp, Ju 87 V22, W.Nr. 0540, SF+TY, miał zostać ukończony planowo w końcu 1940 r., jednakże problemy z silnikiem opóźniły jego ukończenie i dopiero w maju 1941 r. rozpoczął próby w locie. 10 listopada 1941 r. samolot przekazano Luftwaffe. Wyniki dotychczasowych prób zadowoliły zarówno zakłady Junkers, jak również przedstawicieli ośrodka doświadczalnego w Rechlinie. Wczesne mrozy w listopadzie 1941 r. umożliwiły również przeprowadzenie testów odpalania zimnego silnika, okazało się, że uruchomienie silnika, nawet podczas bardzo niskich temperatur, nie wymaga szczególnego nakładu pracy i nie powoduje awarii jednostki napędowej.

Junkers Ju 87 D-1, W.Nr. 2302 testowany z dodatkowym opancerzeniem.

Na początku 1942 r. prototyp wrócił do Dessau, gdzie przeprowadzono próby stabilności oraz wprowadzono drobne udoskonalenia silnika Jumo 211 J-1, a następnie odesłano samolot z powrotem do Rechlina. 20 sierpnia 1942 r. podczas jednego z lotów testowych samolot wpadł do jeziora Müritzsee. Jego załoga, pilot: Fw. Hermann Ruthard i cywilny współpracownik ośrodka doświadczalnego, zginęła. Przyczyną wypadku była prawdopodobnie utrata świadomości pilota w wyniku zatrucia dwutlenkiem węgla.
Trzeci prototyp Ju 87 V23, W.Nr. 0542, PB+UB, ukończono w kwietniu 1941 r., a miesiąc później przekazano go do Erprobungsstelle Rechlin. Był to wzorzec dla wersji Ju 87 D-1. Problemy z dostawą silnika Jumo 211 J-1 uziemiły kolejny prototyp, Ju 87 V24, W.Nr. 0544, BK+EE, który ukończono dopiero w sierpniu 1941 r. Samolot przekazano do Rechlina, gdzie wkrótce uległ awarii i z uszkodzonym kadłubem wrócił do Dessau. Po naprawie, w listopadzie 1941 r., przetransportowano go ponownie do Rechlina. Po zakończeniu testów maszyna znalazła się w jednostce frontowej.
Piąty prototyp, Ju 87 V25, W.Nr. 0530, BK+EF, był wzorcem tropikalnego wariantu Ju 87 D-1/trop. Płatowiec ukończono na początku marca 1941 r., jednakże dopiero w lipcu 1941 r. wyposażono go w silnik Jumo 211 J-1. Maszyna oblatana została jeszcze latem i 12 września 1941 r. przekazano ją do Rechlina, gdzie była testowana z filtrem przeciwpyłowym Delbag.
Decyzję dotyczącą produkcji seryjnej Ju 87 D-1 podjęto już w 1940 r., kiedy to zostało złożone zamówienie na wyprodukowanie 495 egzemplarzy tego samolotu. Miały one zostać dostarczone pomiędzy majem 1941 r., a marcem 1942 r. W początkach lutego 1942 r. Wydział Techniczny Ministerstwa Lotnictwa Rzeszy podwyższył zamówienie do 832 egzemplarzy Ju 87 D-1. Wszystkie maszyny miały zostać wyprodukowane w zakładach Weser. Problemy z silnikami Jumo 211 J spowodowały opóźnienia w realizacji zamówienia. Pierwsze dwa samoloty seryjne miały zostać ukończone w czerwcu 1941 r., jednakże firma Karman wykonująca górne części kadłuba nie zdołała na czas przygotować podzespołów. Pierwszy samolot seryjny udało się zmontować dopiero 30 czerwca 1941 r. Pomimo opóźnienia Ministerstwo Lotnictwa Rzeszy wierzyło, że w lipcu 1941 r. linie montażowe zakładów Weser opuści 48 Ju 87 D-1. Tymczasem w lipcu 1941 r. dokończono tylko pierwszy egzemplarz, który uległ zniszczeniu jeszcze w zakładzie produkcyjnym. Przedstawiciele RLM oraz kierownictwo zakładów Junkers, które udzieliło licencji na budowę Ju 87 D-1 zakładom Weser, liczyli, że powstałe opóźnienie w produkcji seryjnej nadrobione zostanie do końca września 1941 r. Kolejne trudności przekreśliły jednak te nadzieje. Także w sierpniu 1941 r. ani jeden Ju 87 D-1 nie opuścił hali montażowych zakładów w Bremen. Dopiero we wrześniu zakłady Weser przekazały Luftwaffe dwa pierwsze samoloty seryjne, które trafiły do ośrodków doświadczalnych.
W październiku i listopadzie 1941 r. zmontowano łącznie 61 Ju 87 D-1, które z powodu fatalnych warunków atmosferycznych panujących w tym czasie w Lemwerder, oblatano dopiero w grudniu, a następnie przekazano do jednostek frontowych.

Opis techniczny Ju 87 D-1

Samolot Junkers Ju 87 D-1 był dwumiejscowym, jednosilnikowym dolnopłatem o konstrukcji całkowicie metalowej wyposażonym w klasyczne, stałe podwozie. Kadłub samolotu posiadał owalny przekrój o półskorupowej konstrukcji wykonanej całkowicie z metalu. Kadłub podzielony był na połówki połączone trwale za pomocą nitów. Pracujące pokrycie z gładkiej blachy duralowej mocowane było nitami wypukłymi o kulistych łbach w miejscach, gdzie występowały większe obciążenia oraz gładkimi nitami w miejscach o mniejszym obciążeniu.
Konstrukcja kadłuba składała się z 16 wręg połączonych prostopadłymi podłużnicami i czterema dźwigarami umieszczonymi w jego przedniej części, sięgającymi do 7 wręgi włącznie. Pełna wręga nr 1 stanowiła równocześnie ścianę ogniową silnika. W przedniej części kadłuba zabudowano dodatkowe wręgi pomocnicze stanowiące wzmocnienie kadłuba, stanowiły one jednocześnie podpory wysięgnika bombowego.
Kabina załogi umieszczona w środkowej części kadłuba pomiędzy 2 a 6 wręgą przykryta była, zapewniającą dobrą widoczność na wszystkie strony, bogato przeszkloną, czteroczęściową osłoną ze szkła laminowanego lub organicznego. Odsuwane elementy osłony kabiny wyposażone zostały w zamki do ich awaryjnego odrzucania. W środku kabiny zamontowany był kozioł przeciwkapotażowy połączony z pancerną przegrodą. Wiatrochron wyposażony był w szybę pancerną o grubości 25 mm. Dodatkową osłonę pilota stanowił fotel z blachy pancernej o grubości 4 do 8 mm, a także płyta pancerna za jego głową grubości 10 mm i 5 mm blachy pancerne wmontowane w podłogę kabiny.
Radiooperator chroniony był dwiema płytami pancernymi, pierwsza z nich o grubości 5 mm zabudowana została w podłodze, druga wyprofilowana na kształt wręgi umieszczona była pomiędzy wręgami nr 5 i 6. Dodatkową osłonę zapewniała opancerzona laweta GSL-K 81 karabinu maszynowego MG 81 Z. Przed fotelem pilota w podłodze kabiny znalazło się niewielkie okienko z metalową żaluzją, ułatwiające obserwację ziemi przed wprowadzeniem samolotu w nurkowanie. Za wręgą numer 8 znajdował się, dostępny tylko z zewnątrz, metalowy pojemnik zawierający zestaw pierwszej pomocy medycznej.
Trójdzielny, dwudźwigarowy płat o całkowicie metalowej konstrukcji posiadał charakterystyczny kształt spłaszczonej litery W, który powstał dzięki dołączeniu do centropłata o ujemnym wzniosie, części zewnętrznych o wzniosie dodatnim. Obrys płata trapezowy z zaokrąglonymi końcówkami. Centropłat połączony był na stałe z kadłubem. Pod centropłatem zabudowane były dwie chłodnice cieczy. Zewnętrzne części płata mocowane były do centropłata za pomocą czterech złączy kulkowych konstrukcji Junkersa. Pracujące pokrycie wykonane zostało z gładkiej blachy duralowej. Poniżej krawędzi spływu, poza głównym profilem skrzydeł, umieszczone zostały dwuczęściowe klapy, oddzielne dla centropłata i części zewnętrznej skrzydła. Klapy i jednoczęściowe lotki wyposażone w trymery mocowane były na specjalnych wysięgnikach opatentowanych przez Junkersa.
Lotki napędzany były mechanicznie, natomiast klapy otrzymały napęd hydrauliczny. Wszystkie ruchome powierzchnie skrzydeł pokryte były gładką blachą duralową. System klap i lotek patentu Junkersa nosił nazwę Doppelflügel, czyli podwójne skrzydło. Szczeliny pomiędzy płatem a jego ruchomymi częściami zapewniały większą skuteczność, a cały układ charakteryzował się prostotą technologiczną. Pod skrzydłami w pobliżu pierwszego dźwigara znajdowały się szczelinowe hamulce aerodynamiczne sterowane automatycznie, które pomagały wyprowadzić maszynę z lotu nurkowego.
Usterzenie o całkowicie metalowej konstrukcji kryte było gładką blachą duralową. Statecznik pionowy miał kształt trapezowy ze sterem kierunku napędzanym stalowymi linkami. Przestawiany statecznik poziomy, pozbawiony wzniosu, o prostokątnym obrysie podparty był widlastymi zastrzałami z rur stalowych oprofilowanymi blachą duralową. Stery wysokości napędzane były popychaczami. Zarówno stery wysokości, jak i ster kierunku wyważone były masowo i aerodynamicznie i posiadały trymery i klapki odciążające.
Klasyczne, wolnonośne, stałe podwozie z kółkiem ogonowym zapewniało dobrą stabilność na ziemi. Jedno goleniowe podwozie główne mocowano w węzłach przy dźwigarze nr 1 na połączeniu centropłata z częściami zewnętrznymi skrzydeł. Golenie KPZ wyprodukowane przez firmę Kronprinz, zakończone widelcem obejmującym koło, posiadały amortyzację sprężynową z olejowym tłumieniem drgań. Podwozie główne oprofilowane było owiewkami z gładkiej blachy duralowej o charakterystycznym kształcie, będącym jednym ze szczegółów rozpoznawczych samolotów Stuka. Koła wyposażone były w średniociśnieniowe opony o wymiarach 840 x 300 mm. Zalecane ciśnienie w oponach miało wynosić 0,25 MPa. Instalację hamulcową tworzyły bębnowe hamulce hydrauliczne. Do instalacji hamulcowej stosowano płyn
hamulcowy Fl-Drucköl. Stałe kółko ogonowe osadzone na widelcu goleni wyprodukowanej przez firmę Kronprinz posiadało amortyzację sprężynową, a mocowane było do poziomej wręgi umieszczonej pomiędzy pionowymi wręgami nr 15 i 16. Goleń kółka ogonowego wpuszczona była w specjalną puszkę zapewniającą możliwość obrotu o 360º. Na feldze osadzona była opona o wymiarach 380 x 150 mm z zalecanym ciśnieniem od 3 do 3,5 atm. Podczas startu, lotu oraz lądowania można było zaryglować kółko ogonowe w określonej pozycji za pomocą linki napędowej obsługiwanej z kabiny pilota. Po każdych 500 lotach zalecano wykonanie generalnego przeglądu technicznego podwozia. Jako zabezpieczenie tylnej części kadłuba w przypadku przymusowego lądowania wbudowana została płoza awaryjna.