Najdziwniejsze maszyny latające, część II

Dość szybko okazało się, że samoloty wymagają często długich, prostych i równych dróg do startu i lądowania. A czasem potrzeba, żeby mogły wystartować byle skąd i najlepiej, gdyby tamże wróciły.

#1. Samoloty-wieże

Z początku rzecz wydawała się prosta: postawić samolot na ogonie, tak by startował jak rakieta, po czym przechodził do lotu poziomego. Pierwsze w miarę sensowne projekty tego typu powstały jeszcze w czasie II wojny światowej.

Focke-Wulf zaproponował maszynę zwaną Triebflügel. W połowie wysokości na smukłym kadłubie osadzono trójłopatowy wirnik o zmiennym skoku łopat, na ich końcach osadzone były silniki strumieniowe napędzające wirnik tak, by ten był w stanie unieść i rozpędzić maszynę; po przejściu do lotu poziomego można było przestawić łopaty tak, by osie silników ustawiły się równolegle do osi maszyny – samolot od tego momentu miał lecieć „normalnie”, może nieco przypominając prom Tidyrium, albo nadal mógł być napędzany „odrzutowym śmigłem”.

Triebflügel przed startem

Problemem było dostarczanie paliwa przez łopaty; ponadto uderzenie łopaty rozkręconego wirnika w cokolwiek po drodze, w rodzaju ptaka, na skutek bicia bocznego wywołanego nierównomiernością mas błyskawicznie zniszczyłoby samolot.

Triebflügel w locie

Heinkel zaproponował maszynę tłokową, dwusilnikową, ze śmigłami obracającymi się w przeciwnych kierunkach dla zniwelowania momentu obrotowego; były osłonięte tunelem pełniącym również funkcję pierścieniowego płata nośnego, do pierścienia przednia i tylna część kadłuba była mocowana wspornikami.

Schemat układu Lerche

W ostatecznej postaci projekt zwano Lerche; miał również mniejszą odmianę, Wespe, z pojedynczym silnikiem turbośmigłowym. Również ten projekt nie doczekał się realizacji.

Lerche w locie (symulator)

Trzecim pomysłem był rakietowy samolot Bachem Ba 349 Natter. Tu nie było niespodzianek konstrukcyjnych, przynajmniej jeśli idzie o układ.

Schemat budowy Nattera

Samolot startował z pionowego masztu, napędzany silnikiem rakietowym w kadłubie, wspomaganym przy starcie dwiema parami silników po bokach drewnianego ogona; samolot miał być prowadzony z ziemi przez radio w pobliże formacji bombowców wroga, dopiero atakując, pilot miał przejąć stery, odpalać salwę rakiet zamontowanych w przodzie, następnie... rozpiąć maszynę i wracać na ziemię na spadochronie. Na spadochronie miał też wrócić silnik główny.

Natter stawiany do pionu

Tę konstrukcję przynajmniej wypróbowano, ale w jedynym locie załogowym (poza lotem bez silnika, na holu), który nastąpił po serii prób bezzałogowych, pilot zginął i maszyna nie doczekała się praktycznego zastosowania.

Ocalały egzemplarz Nattera

Można by pomyśleć, że na tym koncepcja upadła. Ale nie. W roku 1951 w USA zaczęto projektowanie dwóch maszyn pionowego startu: były to Convair XFY Pogo i Lockheed XFV.

Convair...

...i Lockheed

Konstrukcyjnie nie wyróżniałyby się niczym szczególnym, gdyby nie podwozia – niewielkie rolki zamontowane na szczytach stateczników. No dobrze, Pogo miał skrzydła delta. Oba samoloty poddawano próbom od roku 1954, oba programy anulowano w 1955. Największym problemem była zmiana położenia samolotu – z pionowego na poziome i odwrotnie. Manewr po prostu nie był bezpieczny i wymagał bardzo intensywnego szkolenia.

Lockheed w locie - z tymczasowym podwoziem do prób w locie poziomym

Analogiczny samolot zbudowano również we Francji, tym razem była to maszyna odrzutowa. SNECMA C-450 Coléoptère powstał w jednym egzemplarzu w 1958; samolot rozbił się podczas dziewiątego lotu, właśnie przy próbie poruszania się w poziomie – wcześniej ćwiczono tylko pionowe wznoszenie się.

Coléoptère

Pilot zdążył się uratować, jednak odniósł ciężkie obrażenia.

#2. Dodatkowe silniki i inne urządzenia unoszące

Zaczęło się chyba od propozycji samolotu komunikacyjnego wytwórni Fairey, która zaproponowała w roku 1957 maszynę komunikacyjną do zastosowań tak cywilnych, jak i wojskowych. Konstrukcja, nazwana Rotodyne, stanowiła rozwinięcie wcześniejszego kombinowanego wiropłata Gyrodyne. Byłby to właściwie normalny samolot, gdyby nie a) zdecydowanie przykrótkie skrzydła i b) postawiony na środku kadłuba, na wysokości płata, czterołopatowy wirnik. Wirnik był napędzany silnikami odrzutowymi na końcach łopat, podobnie jak w samolocie Triebflügel, z tą różnicą, że sprężone powietrze pobierano z sekcji sprężarek marszowych silników turbośmigłowych.


Wirnik miał służyć do startu, lądowania i utrzymywania zawisu, np. dla przeprowadzenia desantu; w locie poziomym dysze na końcach łopat wyłączano i obracał się jedynie dzięki naporowi powietrza.

Rotodyne na ziemi...

Próby przebiegły pomyślnie, w szczególności wykazano możliwość lotu z jednym tylko działającym silnikiem i lądowania w ogóle bez pracujących silników, dzięki wirnikowi tworzącego z Rotodyne wielki wiatrakowiec. Jednakże ani odbiorcy cywilni (których zniechęcał m.in. wysoki poziom hałasu generowanego przez napędzany wirnik), ani wojskowi nie wyrazili zainteresowania i program skończył się w roku 1959 skasowaniem jedynego egzemplarza.

...i wizualizacja w locie

Inaczej do sprawy podeszli Rosjanie, montując w przedniej części kadłuba projektowanego pokładowego myśliwca dwa ustawione pionowo małe silniki turboodrzutowe i zaopatrując silnik marszowy w dysze obracane do pionu.

Jak-38 ze złożonymi skrzydłami

Samolot, oznaczony z początku Jak-36M (dlaczego tak – o tym później), a następnie Jak-38, okazał się udany i wszedł do służby na radzieckich krążownikach lotniczych (Rosjanie długo twierdzili, że nie mają lotniskowców).

Jak-38 w zawisie, widoczna pokrywa wlotów pionowych silników

Maszyny te wycofano w 1992; z powodu cięć budżetowych skasowano produkcję jego następcy, Jak-a 141, a wkrótce wycofano też krążowniki, z których miały one operować.

Jak-141 - widać otwarte pokrywy silników startowych i skręconą w dół dyszę silnika głównego

Ciekawe, że nigdy nie zaprezentowano pionowego startu i lądowania Jak-ów 38 na międzynarodowych salonach lotniczych.


Organizatorzy argumentowali słowami, że ten pas startowy jest im jednak potrzebny. Cóż – silniki startowe miały służyć na stalowych pokładach, którym gorący podmuch turbiny pracującej pełną mocą tak nie szkodził.

#3. Latający talerz

W latach 50. armia USA wyraziła zainteresowanie konstrukcją, która mogła latać nisko, poniżej możliwości wykrywania przez radar, i z dużą prędkością, najlepiej ponaddźwiękową. Maszyny takie miały służyć do celów rozpoznawczych i transportowych. W roku 1953 projektanci z Avro Canada w Ontario uznali, że będą w stanie coś takiego zbudować.

Avrocar w pełnej krasie

Powstał nieduży – dosłownie – latający talerz, 5,5 m średnicy i ok. 3 m grubości. Wewnątrz zamontowano trzy silniki turboodrzutowe w układzie trójkąta, tak, że ich gazy wylotowe po części napędzały centralny otunelowany wirnik mający zapewniać wznoszenie, po części były kierowane w różnych kierunkach poziomo. Po bokach pionowego tunelu wirnika umieszczono dwie pojedyncze kabiny załogi, osłonięte kroplowymi owiewkami. Rysunki próbują pokazać, jakimi drogami szła myśl konstruktorów; czy udatnie, oceńcie sami.




Pojazd teoretycznie mógł się poruszać w dowolnym kierunku. Miał rozwijać prędkość bliską 500 km/h (tak, do prędkości dźwięku jeszcze daleko, ale to była maszyna koncepcyjna, rzec można) i wznosić się na 3000 metrów. Marzenia... Próby przeprowadzono w roku 1959. OK., pojazd latał. Wznosił się na oszałamiające 91... centymetrów i rozwijał zawrotną prędkość... 56 km/h.

Avrocar w, hmm, locie

Najwyraźniej zanadto przejął się nazwą: AvroCAR („samochód Avro”). Czy muszę dodawać, że projektu nie rozwijano?

#4. Obracane skrzydła i napęd

Skoro trudno obrócić cały samolot od pionu do poziomu, to może można same (lub prawie same) silniki? Ktoś tak kiedyś pomyślał i... urzeczywistnił. W doświadczalnym amerykańskim samolocie Hiller X-18 obracał się wokół poprzecznej osi cały płat, w zakresie 90° - obracany w górę do startu tak, by śmigła stały się wirnikami nośnymi. Maszyna powstała w roku 1957. Dla uproszczenia wykorzystano (jak się nie raz działo przy prototypach) elementy istniejących samolotów, w szczególności wzięto silniki od Pogo (tak, tego Pogo).

Hiller X-18

Na próbach wyjawiono liczne problemy, od podatności na wiatr przy przestawianiu płata do poziomu, do braku współdzielenia mocy silników (w tego typu maszynach synchronizacja silników jest wręcz kluczowa – asymetria ciągu szybko doprowadzi do wypadku, zwłaszcza przy ustawieniu płata innym niż poziome). Samolot ostatecznie uległ zniszczeniu podczas prób naziemnych w roku 1961; drugiego egzemplarza nie zbudowano.

Jeszcze wcześniej, bo w roku 1955, powstała w firmie Bell ciekawa maszyna: XV-3. Obracały się same wirniki. Próby były udane, pomimo niezbyt zachwycających osiągów. Program się przeciągał i zarzucono go ostatecznie 11 lat później, gdy jeden z egzemplarzy odniósł ciężkie uszkodzenia w tunelu aerodynamicznym.

Bell XV-3

Co ważne, silniki umieszczono w kadłubie i przekazywały one napęd na wirniki wałami, co gwarantowało współdzielenie mocy. Piszę może trochę nie po kolei, ale to ta konstrukcja, przez swoje rozwinięcie (XV-15), dała początek prawdziwie udanemu zmiennopłatowi: Osprey.

Bell-Boeing V-22 Osprey oblatano w roku 1989.


Napędzają go silniki turbośmigłowe w obracanych gondolach zamontowanych na końcach stałego płata, każdy z trójłopatowym śmigłem średnicy tak wielkiej, że nie ma możliwości ustawienia ich na ziemi w pozycji marszowej.

Osprey w pełni złożony

Zabiera 3 osoby załogi stałej, do tego desant bądź operatorów uzbrojenia, ratowników itp.

Osprey w zawisie...

...i w normalnym locie

Jest obecnie używany m.in. przez USMC i jest jednym z trzech pionowzlotów w historii przyjętych do masowej produkcji, poza już wspomnianym Jak-iem-38 i tym, co za chwilę.

#5. Zmienny wektor ciągu

Wspomniałem, że Jak-38 z początku nazywał się Jak-36M. Nie pierwszy to raz, kiedy zupełnie nowej konstrukcji nadano oznaczenie sugerujące pochodzenie od maszyny wcześniejszej, ale zupełnie niespokrewnionej; tym razem rzekomym poprzednikiem był Jak-36. Nieduży samolot, bardziej doświadczalny niż bojowy, zbudowany w próbnej serii 12 egzemplarzy. Miał 2 silniki zabudowane w przodzie kadłuba i wyposażone w obracane dysze umiejscowione pod środkiem ciężkości maszyny, co pozwalało na w miarę zrównoważone uniesienie maszyny i przejście do lotu poziomego. Do manewrowania w zawisie używano systemu dysz pobierających powietrze z sekcji sprężarek, w szczególności umieszczone na końcu „drąga” wystającego mocno przed przód samolotu. Jak-36 latał dobrze, ale nie wszedł do służby z uwagi na słabe osiągi. Zastąpił go już wspomniany Jak-38.

Jak-36

Po drugiej stronie żelaznej kurtyny zespół, w którym pracował konstruktor legendarnego Hurricane’a, sir Sidney Camm, miał zbliżoną koncepcję: obracane dysze prowadzące gazy z zespołu turbin i pobieranie sprężonego powietrza z sekcji sprężarek.



Tyle że dwuprzepływowy, turbowentylatorowy silnik Rolls-Royce Pegasus rozporządzał o wiele większymi przepływami w sprężarce zimnego przepływu, dzięki czemu zaopatrywane przez nią dysze dawały ciąg porównywalny z dyszami gorącymi, wskutek tego samolot mógł się unosić na 4 punktach podparcia jak na czterech (kocich) łapach.

Harrier w zawisie

Tak powstał Hawker (później Hawker Siddeley, w końcu British Aerospace) Harrier – wspaniały, choć poddźwiękowy, pokładowy samolot myśliwski i myśliwsko-szturmowy, budowany w wielu wersjach i dopiero w ostatnich latach wycofany ze służby, po 40 latach.

Klucz Harrierów

Swoją drogą, był to chyba jedyny samolot budowany w USA dla własnych wojsk na licencji...

Harriery w pożegnalnej formacji

Harriery wykazały swoją szczególną przydatność w wojnie o Falklandy w roku 1982, gdy były w stanie lądować na byle kawałku wolnego pokładu. Raz, że wykorzystano tam lotniskowce pomocnicze, czyli kontenerowce, gdzie pole wzlotu osłonięto z trzech stron kontenerami; dwa, że zdarzyło się, że pilot Harriera musiał z braku paliwa lądować na pokładzie frachtowca, między ustawionymi ładunkami.

Wiem, miały być latające placki, ale jeden – w końcu – był. Niech zatem kolejny odcinek będzie niespodzianką.

<<< W poprzednim odcinku