Während der J 2-Erprobungen hatte die Dessauer „Forschungsanstalt Prof. Junkers“ mit umfänglichen Versuchen zur Bearbeitung und Verwendung von Duralumin begonnen, denn das Einstellen der Arbeiten an der J 2 im Jahre 1916 bedeutete zugleich die Abkehr vom Eisenflugzeug.

Es begann der Versuchsbau des Leichtmetall-Tiefdeckers J 3, der aber abgebrochen wurde, als die Forschungsanstalt einen militärischen Probeauftrag für drei niedrigfliegende Infanterieflugzeuge bekam. Dafür forderte die „Inspektion der Fliegertruppen“ (Idflieg) eine Doppeldeckerausführung. Der Zweckbestimmung des Auftraggebers zufolge sollten aus dem Flugzeug in geringer Höhe Kleinbomben und Handgranaten über gegnerische Schützengräben abgeworfen werden. Folglich war es als Erdkampfflugzeug gedacht. Zur Selbstverteidigung sollte im Beobachterstand ein Maschinengewehr installierbar sein. Daraufhin entstand in Dessau der zweisitzig, verstrebte und verspannungslose Anderthalbdecker J 4 mit eingebauter Stahlblechwanne im Rumpfvorderteil zum Schutze der Besatzung und des Motors vor Infanteriewaffenbeschuss. Diese drei Flugzeuge waren noch in Ganzmetallbauweise hergestellt, die spätere Serienfertigung führte insoweit zur Gemischtbauweise, als das Duralrohr-Fachwerkgerüst am Rumpfende eine Stoffbespannung erhielt. Den Tragflächenaufbau bildete ebenfalls ein Rohrgerüst aus Duralumin, beplankt mit Wellblech aus gleichem Material.

Die drei Flugzeuge wurden im Juli/August 1917 nach ausgiebiger Flugerprobung geliefert. Danach führte die „Fabrikantenehe“ mit A. H. G. Fokker zur Gründung der „Junkers-Fokker A. G.“ in Dessau, die einen Dauerauftrag für die Lieferung der J 4 erhielt. Bis Kriegsende wurden 227 unterschiedlich motorisierte Flugzeuge dieses Typs gefertigt.

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