| NAVIGACE |
|
|
|
|
připravil Jiří Merta dne 3. února 2010
Hrozba zničení vzletových a přistávacích drah vojenských leteckých základen
hned v prvních okamžicích vpádu vojsk Varšavské smlouvy do Západní Evropy byla
obzvlášť v padesátých letech velmi reálná a při pominutí preventivního úderu,
který by s sebou dozajista přinesl rozpoutání dalšího celosvětového konfliktu, se
jí nedalo nikterak zabránit.
Problém vojsk NATO tedy spočíval v tom jak se s touto skutečností vypořádat a
zabezpečit bojeschopnost svého letectva i po té. Volba logicky padla na vývoj
kolmostartujících letadel, která by ke svému operovaní žádná rozlehlá a tím i
snadno zasažitelná zařízení nepotřebovala. O tom, že řešení nastalé situace se
nechopily pouze Spojené státy a Velká Británie, ale i ostatní členské země, svědčí
příběh snad nejpodivnějšího z letounů kategorie VTOL (Vertical Take-Off and
Landing) – francouzského typu SNECMA C-450 Coléoptere.
Stejně jako američtí konstruktéři firem Lockheed, Convair nebo Ryan, nechali se i Francouzi inspirovat systémem překlopného letu nacistického projektu kolmostartujícího letounu Focke-Wulf Triebflügeljäger a rozhodli se zkonstruovat svůj VTOL na stejném principu. Stroj měl tedy odstartovat ve svislé poloze (z ocasu), následně přejít do horizontálního letu k dosažení maximální rychlosti a ve finále se přehoupnout zpět do vertikály k přistání. Vzhledem k tomu, že se mělo jednat o proudový stroj a tamní konstruktéři ještě neměli s takovými motory příliš zkušeností, stala se „tahounem“ projektu motorářská společnost SNECMA (Société Nationale d’Etude et de Construction de Moteurs d’Aviations), jenž měla za úkol nejprve vyvinout proudový motor se stabilním chodem v kolmé poloze a přimět ho k pohybu ve směru všech tří os.
Přestože byla SNECMA společností velmi mladou, rozhodně měla z čeho vycházet. Základním potenciálem jí totiž byli zkušenosti a výsledky továrny Bayerische Motorenwerke, která za druhé světové války v německém Rickenbachu vyráběla známé proudové motory BMW 003, neboť po jejím konci ono městečko, ležící v blízkosti švýcarských hranic, připadlo do francouzského okupačního pásma, takže Francouzi získali vyspělou továrnu se zaběhnutou sériovou výrobou i veškerým vybavením. K dalšímu vývoji a výrobě již „domácích“ proudových pohonných jednotek byla utvořena skupina ATAR (Atelier Technique Aéronautique Rickenbach), převzatá později firmou G.Voisin, kterou následně získal právě národní podnik SNECMA.
Přestože vhodný motor nebyl začátkem padesátých let ještě nasnadě, byly v lednu 1952 zahájeny práce zaměřené na řešení problematiky jeho stability a ovladatelnosti během svislého startu. K tomuto účelu byla sestrojena malá maketa doutníkovitého tvaru označovaná jako M-2, jenž byla následně celý rok podrobována nejrůznějším testům. V ten čas byl také podán návrh na uplatnění tzv.prstencového křídla, jehož autorem byl bývalý rakouský konstruktér hrabě Helmut von Zborowski, který byl za války zaměstnán jako inženýr u společnosti BMW. V žádném případě se však nejednalo o žádného nacistického válečného zajatce přitaženého do Francie za vlasy, neboť hrabě v zemi galského kohouta založil roku 1950 zcela sám a dobrovolně svou vlastní společnost BTZ (Bureau Technique Zborowski), jenž se zabývala právě vývojem kolmostartujících letadel s prstencovým křídlem a ke společnosti SNECMA nastoupil jako vedoucí technické kanceláře.
Nutno podotknout, že tento novátorský vynález byl zpočátku považován za příliš kontroverzní a spíše se pošilhávalo po řešeních konstrukcí amerických překlopných letounů, ale po ověření patřičných maket v aerodynamickém tunelu v Cannes, jenž proběhlo ještě v prosinci 1952, byl přijat s očekáváním a již tehdy shledán pro budoucí kolmostartující překlopný letoun vyhovujícím. Proudění uvnitř prstence, ovlivněné výtokem plynů z proudového motoru, totiž poskytovalo potřebný vztlak ve velkém rozsahu rychlostí a dokonce i v polohách, jež se u jiných křídel označují za kritické.
Zborowski, vycházející ze svého dřívějšího modelu lehké stíhačky BTZ Bruche, navrhl dvě podoby budoucího francouzského kolmostartujícího letounu. První varianta měla mít vstup vzduchu k motoru v přední části trupu a druhá byla projektována se špičatým „čumákem“ a nasávacími otvory po stranách. Obě verze se navíc lišily i pojetím pohonného systému a dalšími vlastnostmi, ale to nebylo prozatím vůbec podstatné, protože nejdříve bylo nutné vůbec naučit svisle stoupající motor manévrovat, aby bylo možné vyrovnávat nečekané výkyvy způsobené poryvy větru a jinými vlivy. Za tímto účelem přikročila SNECMA v roce 1953 k sestrojení další makety, nazývané Ecrevisse, jenž měla být na zkušebním stojanu schopná svislého pohybu. Ve finále se v podstatě jednalo o pulsační motor o tahu 40 kp, u jehož výfukového potrubí byly instalovány ocelové ovladatelné klapky, které svým vychylováním ovlivňovaly směr výtoku plynů a tím i náklon celého „letadélka“. Ecravisse vážila 30 kg a byla zkoušena od konce března 1954. Během testů se ale zjistilo, že pro trvalejší provoz je mechanické vychylování proudu výfukových plynů nevhodné, takže bylo rozhodnuto ovlivňovat jejich proudění pomocí čtyř přídavných plochých trysek situovaných po obvodě výstupního otvoru. Tyto trysky měly odebírat asi 4% stlačeného vzduchu od kompresoru proudového motoru a svou aktivací zajišťovat směrový pohyb či vyklánění letounu během visení. Instalací dalších trysek na boky zadní části motoru mělo být obdobně řešeno i neaerodynamické směrové řízení stroje během vodorovného letu, při němž je tah motoru obvykle menší.
Koncem první poloviny padesátých let učinila SNECMA na poli vývoje proudového motoru několik výrazných úspěchů, takže již v roce 1954 mohla nabídnout pokročilejší verzi ATAR D se statickým tahem 2 900 kp, kterou se rozhodla dále upravit na specifickou obměnu ATAR DV (V – verticale) a použít ho právě pro zamýšlený letoun. V lednu 1955 namontovala dohotovený ATAR DV na svislý zkušební stojan a zahájila s ním zkoušky pozměněného olejového systému. V únoru se pokračovalo zkouškami vlivu země a v březnu byly otestovány směrové vychylovací trysky. V průběhu května byl pak motor přemístěn na svislou zkušebnu, jenž mu umožňovala otáčet se kolem jedné z vodorovných os, aby mohla být činnost směrových vychylovacích trysek ve výstupním otvoru ověřena v praxi. Poté byly, stále za použití speciálního stojanu, zahájeny testy vertikálního pohybu v režimech stoupání, klesání a visení. Motor pracoval zcela spolehlivě a dokonce i nepříznivý vliv země se ukázal jako zanedbatelný, pakliže se vzdálenost mezi dosedací plochou a výstupní tryskou rovnala alespoň jejímu průměru.
Paralelně se zkouškami motoru probíhal i vývoj a testy speciálního autopilota, který měl mít za úkol předávat povely svého gyroskopu prostřednictvím elektrických impulsů hydraulickým ventilům, ovládajícím přívod plynu k tryskám. No a protože se u prvního pokusného stroje nepočítalo s přímou působností pilota, byl zároveň vyvíjen i rádiový systém pro dálkové ovládání ze země.
P-1, celým označením C-400 P-1 ATAR volant, neboli první létající ATAR, nebyl vlastně ničím jiným než svisle postaveným proudovým motorem ATAR DV s výše zmiňovanými tryskami, autopilotem a dálkovým ovládáním, dovybavený ochranným krytem, čtyřnohým pevným podvozkem a prstencovou palivovou nádrží, jenž ho obepínala. K jeho prvním testům došlo v říjnu 1955 na svislé otočné zkušebně, jenž mu dovolovala obraty kolem všech tří os a ještě 29.prosince téhož roku byl předán k letovým zkouškám francouzskému ministerstvu obrany. Bezpečnost letových zkoušek přitom zajišťovala pětatřicet metrů vysoká konstrukce z ocelových profilů pod níž byl P-1 zavěšen na ocelovém laně, které mělo zabránit jeho zřícení v případě nenadálé poruchy. Ve vymezeném prostoru se však stroj mohl pohybovat zcela volně, takže bylo možné ověřit veškeré požadované parametry a 13.července 1956 v něm ze země dálkově ovládaný C-400 P-1 absolvoval první skutečný let. Celkem tato platforma o hmotnosti cca 2 500 kg a poměrem tahu k hmotnosti 1,16 odstartovala 205krát.
P-2, neboli C-400 P-2 ATAR volant, byl jakousi reakcí na získané zkušenosti s prvním exemplářem a přímo z něj vycházel. Od svého předchůdce se však odlišoval nejen dokonalejšími a jednoduššími tvary, ale především vystřelovacím sedadlem umístěným na své přídi. Tento stroj totiž již neměl být ovládán pouze dálkově, ale i skutečným pilotem. Otočná zkušebna byla po úspěšných zkouškách P-2 na přelomu let 1956 a 1957 přestavěná na letový simulátor a zkušební pilot August Morel se na něm podrobil výcviku. V březnu 1957 začal být druhý létající ATAR zkoušen zavěšený pod bránou nejprve ovládaný dálkově a později i přímo z pilotního sedadla Morelem. Vzhledem k tomu, že vše probíhalo hladce, samostatný let na sebe nenechal dlouho čekat. Stalo se tak 14.května 1957 a již v červnu byl stroj ve vzduchu předveden na aerosalónu v Le Bourget, kde se stal obrovskou atrakcí, když s ním pilot přelétal z místa na místo a uváděl ho do náklonu až 25°. Do jara 1958 uskutečnil C-400 P-2 celkem 123 volných letů.
P-3 začal být konstruovaný během léta 1957 a od svých předchůdců se významně lišil. Všechny důležité oblasti pro stavbu samotného letounu se totiž zdály být již náležitě prozkoumány, takže zbývalo jen vypilovat několik maličkostí a myslet na stavbu vlastního prototypu. C-400 P-3 byl tedy ve výsledku tvořen modernější pohonnou jednotkou ATAR E5V o tahu 3 700 kp, kterou obklopovala již téměř kompletní trupová část vycházející z druhého Zborowkého návrhu, vyrobená v továrnách Nord Aviation. Za tímto účelem byl tento poslední nelétající ATAR volant, vybavený mimochodem i gyroskopickým stabilizačním systémem, v říjnu 1957 v opačném směru upevněn na speciální měřící vlakovou soustavu a intenzivně zkoušen při simulaci horizontálního letu, přechodové fáze i vlastního přistávání při rychlostech jízdy 40-80 km/h. Výsledkem byly, krom několika jiných mírných úprav, především štěrbiny vytvořené ve spodní části obou bočních vstupních otvorů, jenž měly zabezpečovat dostatečné zásobování motoru vzduchem i v přechodových manévrech.
Tou dobou začalo projekt vydatně finančně podporovat také západoněmecké ministerstvo obrany, které mělo na vniku letounu VTOL eminentní zájem a to z jednoho prostého důvodu: V případě útoku sovětské armády a jejích spojenců bylo prostě první na ráně a tak si o zachování svých vzletových a přistávacích drah nedělalo žádné iluze.
Zatímco probíhaly testy modelu C-400 P-3, dobrala se konečného cíle i firma Nord Aviation sídlící v Chatillon-sous-Bagneaux, jíž bylo s úspěšným odzkoušením ATARu P-2 svěřeno přetvoření létajícího motoru ve skutečný letoun. Tato společnost totiž v dubnu 1958 dodala do závodu SNECMA v Mélun-Villaroche dohotovený drak prototypu, takže mohlo dojít i k vlastnímu sestavení prvního exempláře C-450, nesoucího název Coléoptere, jenž se dá přeložit jako pouzdrové křídlo nebo také brouk. Výsledkem byl naprosto jedinečný letoun s poměrem tahu k hmotnosti 1,23, jehož robustní trup s kabinou v přídi vyčníval z prstencového křídla, na jehož koncích byla po devadesáti stupních pravidelně rozmístěna čtyři aerodynamická kormidla pro řízení letadla během klasického letu.
Vzhledem k tomu, že hlavní předností typu měla být jeho mobilita, byl pro něj zkonstruován i speciální přívěsný vůz se sklopným hydraulickým nosičem. Je třeba ale zdůraznit, že tahač měl za úkol přívěs, s horizontálně umístěným C-450, pouze dopravit na místo užívání, kde by byl letoun opětovně postaven do vertikály na svůj vlastní podvozek, z něhož měl normálně operovat. Nejednalo se tudíž o žádnou nezbytnou startovací rampu, kterou ke svému provozu potřeboval například jeho americký protějšek Ryan X-13 Vertijet. Zároveň však bylo již tehdy zřejmé, že Coléoptere nebude v oblasti přistávání nikdy dosahovat takové operační volnosti jako vrtulové typy Lockheed XFV-1 nebo Convair XFY-1, neboť proudový motor si zkrátka určitý standard vynucoval.
Aby bylo možné dohotovený prototyp bezpečně otestovat v letu zavěšený pod konstrukcí sloužící již dříve ke zkouškám modelů ATAR volant, byl pro něj sestrojen jakýsi prstenec, jenž se upevnil kolem jeho křídla a teprve on byl spojen s jistícím lanem brány. S takto připoutaným letounem Augusto Morel poprvé odstartoval kolmo vzhůru 17.dubna 1959, a protože vše probíhalo dle očekávání, bylo po několika dalších „bezpečných“ letech rozhodnuto podrobit koleoptéru samostatnému vzletu z letištní plochy. Onen první volný let, trvající asi tři a půl minuty, se následně uskutečnil 11.května 1959 a nutno podotknout, že proběhl bez jakýchkoli potíží. Stroj během něj ladně vzlétl do určené výšky, klesáním čí stoupáním hladce reagoval na změny výkonu motoru a pilot se s ním dokonce úspěšně pokusil o mírné náklony. Obdobná úspěšnost i při několika dalších letech Morela povzbudila natolik, že se hned během devátého letu, jenž se uskutečnil 25.června 1959, pokusil o poněkud náročnější manévr a vyklonil se s letounem o 36°. Poté se s ním sice vrátil zpět do svislé polohy režimu visení, ale během plánovaného vertikálního sestupu se mu nepodařilo ustanovit jej do klidu. Stroj totiž začal sestupovat rychleji než bylo bezpečné a kmital při tom ve všech třech osách. C-450 zkrátka přestal být ovladatelný, a tak se jej Morel pokusil ve výšce zhruba pětasedmdesáti metrů opustit nouzově. Přestože tak učinil pomocí instalovaného vystřelovacího sedadla s pětivrchlíkovým rychlootvíracím padákem, jenž bylo vyvinuto ve spolupráci s formou Sud Aviation i pro použití v malých výškách, těžce se při katapultáži zranil. Stroj samotný se následně vyklonil až na 50° a začal vodorovně zrychlovat. Než však dokončil svévolný přechod do horizontálního letu, narazil o zem a roztříštil se, přičemž rozsah jeho poškození byl shledán přílišným, tudíž neopravitelným.
Zničení jediného prototypu následně znamenalo konec i celého projektu SNECMA C-450 Coléoptere, neboť podrobnější analýzou došly všechny zainteresované strany k výsledku, že dalším pokračováním výzkumu by v dohledné době beztak nebylo dosaženo dostatečně výkonného bojeschopného letounu a práce byly zastaveny.
Po technické stránce tento demonstrátor představoval jednomotorový jednomístný výzkumný letoun nekonvenční celokovové konstrukce bez ocasních ploch, opatřený prstencovým křídlem a čtyřnohým pevným podvozkem, tvořeným jakýmisi vzpěrami vycházejícími z hlavních žeber křídla, jenž byly vybaveny hydro-pneumatickým odpružením a malými koly na koncích. Zmiňované křídlo, nosná plocha bez pohyblivých částí, tvořené tři metry dlouhým prstencem o průměru 3,2 m, mělo nesymetrický profil o tloušťce 0,18 m. Jeho kostra se skládala ze tří hlavních prstenců, přičemž prostor mezi prvním a druhým „nosníkem“ byl pojat jako integrální palivová nádrž, do níž se vešlo 700 kg paliva. S trupem, jenž byl vlastně pouze protaženou motorovou gondolou se skořepinovou duralovou konstrukcí, bylo spojeno pomocí čtyř vzpěr, které byly tvarovány a profilovány jako krátká šípová křídla. „Ocasní plochy“, tvořené kvartetem trojúhelníkových kormidel účinných během horizontálního letu, doplňovaly na přídi dvě malé zatažitelné plošky, jenž měly zdokonalovat podélnou stabilitu letounu během přechodových fází letu. Pilot, sedící na vystřelovacím sedadle, jenž bylo z důvodu zajištění co nejlepšího výhledu v každé letové poloze zavěšené otočně kolem příčné osy (umožňovalo náklon -10° až 45°), měl k dispozici bohatě prosklenou uzavřenou kabinu s okénky na bocích i podlaze. Pedály soustavy směrového řízení samozřejmě chyběly a jejich funkce byla vložena do ovládací páky, která se dala krom klasického vyklánění i pootáčet. Její pohyb byl dále převáděn na elektrické impulsy putující k hydraulickým řídícím prvkům tryskových a aerodynamických kormidel. Směrové řízení přitom zajišťovaly zdvojené trysky situované ve vzpěrách křídla, jenž byly k podélné ose letounu vodorovné a směřovaly svůj tah nad i pod ně. Pro usnadnění manévrování ve svislé poloze byla kabina vybavena také pomocnou palubní deskou umístěnou na levé straně.
| Délka | 8,022 m |
| Rozpětí (včetně kormidel) | 4,51 m |
| Průměr křídla | 3,20 m |
| Předpokládaná maximální rychlost | 800 km/h |
| Stoupavost u země | 130 m/s |
| Doba trvání letu | 25 min |
| Dostup | 3000 m |
Helmut von Zborowski po zrušení programu z Francie odešel a navrátil se ke svému dřívějšímu zaměstnavateli, tou dobou již západoněmeckému koncernu BMW, kde přijal vedoucí post. Potenciál, jenž zprvu prstencovému křídlu přikládal, mu rázem nepřišel již tak veliký a výzkum opustil. Řada připravených návrhů, jenž se navíc netýkaly pouze letadel, ale například i řízených střel, tak putovala do archívu a téměř upadla v zapomnění. Z oněch připravovaných koncepcí přitom byly bezesporu nejzajímavější právě ty, jímž měl C-450 sloužit jako demonstrátor.
Prvním byl dvoumachový AP.466 s pomocnými startovacími raketovými motory a zatahovacím podvozkem, jenž měl mít počáteční stoupavost 285 m/s a dokázat vystoupat z výšky jednoho kilometru do patnácti set metrů za 35 vteřin. V roce 1953, kdy byl tento návrh hned v několika verzích předložen, však SNECMA neměla žádný proudový motor, který by takový (přibližně deset tun vážící) letoun mohl pohánět. V polovině roku 1954 dohotovil Zborowski sice další koncept, jímž byl podzvukový útočný letoun AP.503 G-7, který měl díky proudovému motoru Atar 101 G-32 s přídavným spalováním dosahovat až rychlosti Mach 0,96, ale ani ten neopustil rýsovací prkno a stejně dopadla i alternativa pro vzdušný boj AP.507E. Ta se vyznačovala delším a užším trupem, velkým vstupem vzduchu k motoru ve tvaru čtvrt-měsíce situovaným pod kokpitem, z nějž pilotovi zajišťoval výhled vpřed periskop, malými kachními plochami na přídi a především pak svými plánovanými parametry, neboť stroj měl dosahovat až trojnásobné rychlosti zvuku.
Ztráta demonstrátoru C-450 s sebou tak nepřinesla jen konec jednoho výzkumného programu, ale i zatracení výše uvedených projektů a ve finále vlastně i konec prstencového křídla jako takového. Později se jej několik společností sice ještě pokusilo oprášit, ale SNECMA C-450 Coléoptere ve finále zůstal jediným letuschopným strojem s takovým typem křídla v celé dosavadní historii aviatiky.
Letectví + kosmonautika 1970/03
Světová encyklopedie letadel, IMP
www.hitechweb.genezis.eu
www.aviastar.org
www.vstol.org
Copyright © All Rights Reserved