Przemysł Zbrojeniowy

Zanim powstał Harrier. Niemiecki odrzutowiec pionowego startu [ANALIZA]

Brytyjskie Sea Harrier FRS.1. Fot. US Navy
Brytyjskie Sea Harrier FRS.1. Fot. US Navy

Bojowe samoloty pionowego startu i lądowania pozostają do dzisiaj jednymi z najbardziej niezwykłych projektów, jakie opuszczają pracowanie konstrukcyjne firm  lotniczych zlokalizowanych na całym świecie. Chyba najbardziej znanym przedstawicielem tej klasy jest Harrier, powoli ustępujący miejsca maszynie wielozadaniowej kolejnej generacji F-35B  Lightning II. Jednak w końcu lat pięćdziesiątych ubiegłego wieku, jednomiejscowy samolot myśliwski tego typu próbowali również opracować Niemcy.

Okres zimnej wojny obfitował w wiele zrealizowanych (bądź nie) pomysłów dotyczących różnej klasy sprzętu bojowego. Jednym z nich była chęć zbudowania samolotu, który byłby zdolny do operowania ze specjalnych lotnisk-punktów przyziemienia/odtwarzania zdolności bojowej niewymagających budowy pasów startowych czy innego specjalistycznego wyposażenia lotniskowego.

Ponadto takie miejsca mogłyby zostać szybko umieszczone w terenie,  o dobrych właściwościach maskowniczych, z dostępną podstawową infrastrukturą techniczną oraz zlokalizowanych niedaleko linii operujących wojsk. Sam samolot określano jako pionowego startu i lądowania – VTOL (vertical take-off and landing), co oznaczało, że może on operować z powierzchni niewiele większej od niego samego, ale pojawiła się też pomysł budowy maszyn typu STOL (short take-off and landing). Dlaczego tak się działo? Powodów było zapewne kilka.

Ówczesne samoloty bojowe charakteryzowały się coraz większymi prędkościami rzędu 2 ÷ 2.5 Ma, a to przy prędkości startu i lądowania w granicach 250 ÷ 350 km/h wymuszało budowę długich pasów startowych, czyli i specjalnych a przy tym kosztownych w użytkowaniu lotnisk.

Łatwiej byłoby także rozśrodkować nowego rodzaju maszyny (nie ograniczając się przy tym do limitowanej liczby dostępnych na obszarze działań lotnisk), a również zdawano sobie sprawę, że budowa nowych lotnisk w warunkach prowadzenia działań wojennych będzie bardzo ograniczona. Pamiętajmy, że w tamtych czasach nie było jeszcze tak precyzyjnych systemów prowadzenia rozpoznania czy wykonywania uderzeń, więc koncepcja operowania z miejsc polowych miała wówczas pewien sens.

Same nowe samoloty miały oprócz właściwości typu VTOL czy STOL również inne dodatkowe zalety jak np. możliwość wykonania zawisu i zakrętu w zawisie, czy nawet (w niektórych rozwiązaniach) lotu w bok. Jednak były i wady, bo odznaczały się one większymi kosztami pozyskiwania, bardziej utrudnionymi warunkami ich eksploatacji (złożony był układ napędowy i sterowania) a w locie były bardziej czułe na podmuchy wiatru (zwłaszcza z małymi prędkościami). Samą utrudnioną eksploatację znacznie zredukowano, stosując później tego typu samoloty na małych lotniskowcach. Ponadto impulsem do rozwoju nowego typu maszyn był dynamiczny postęp w konstrukcji nowych turbinowych silników odrzutowych.

Biuro konstrukcyjne EWR SÜD (Entwicklungsring  SÜD) powstało z połączenia biur firm Bölkow, Heinkel i Messerschmitt w 1959 roku. Jego pierwszym zadaniem było opracowanie myśliwskiego samolotu przechwytującego pionowego startu i lądowania. Opracowano projekt VJ 101A z ośmioma silnikami rozmieszczonymi w czterech obracanych gondolach i VJ 101B, w którym zastosowano cztery silniki rozmieszczone w kadłubie z odchylanym kierunkiem ciągu.

Jednak po modyfikacji wymagań wojska (również dostosowania samolotu do wykonywania ataków na cele naziemne i zwiększenia zasięgu) zdecydowano się na układ mieszany z częścią silników wykorzystywanych tylko w fazie startu, przejścia i lądowania. Nowy projekt oznaczono VJ 101C, przy czym dodatkowy indeks X-1 oznaczał zastosowanie silników bez dopalaczy a X-2 z dopalaczami. Przez prawie cały 1962 roku badano prototyp na specjalnie skonstruowanej platformie, początkowo na uwięzi, a następnie w locie swobodnym. W kwietniu 1963 roku  wykonano pierwszy lot w zwisie a od sierpnia loty ze startu normalnego. Potem nastąpiły pierwsze próby obracania gondoli silnikowych na wysokości 2000 metrów w zakresie 70÷900 i loty z pionowym startem i lądowaniem.

image
Prototyp niemieckiego Dorniera VJ-101C. Fot. RuthAS/CC BY 3.0

We wrześniu 1964 roku katastrofie uległ prototyp X-1 w wyniku uszkodzenia układu sterowania. Samolot wszedł w korkociąg, uderzył w pas startowy i zaczął się palić, ale go ugaszono, a pilot się katapultował. Prototyp X-2 rozpoczął próby lotne w październiku 1964 roku, by dopiero w kwietniu 1971 roku uzyskać maksymalną prędkość odpowiadająca 1.14 Macha. Jednak już w maju tego roku badania zakończono po wykonaniu 325 lotów, a samolot trafił do muzeum w Monachium. Następcą F-104G miała docelowo okazać się zupełnie inna maszyna w postaci przyszłego specjalistycznego samolotu uderzeniowego Tornado.

VJ 101C zbudowano w układzie klasycznego górnopłata, ze skrzydłami skośnymi o małym wydłużeniu. Przednią część kadłuba była wzorowana na F-104G a środkową wykonano zgodnie z regułą pól. Samolot miała 15.70 metra długości, 4.13 metra wysokości i 6.61 metrów rozpiętości. Jego masa własna wynosiła 5450 kg, startowa 7690 kg a powierzchnia nośna 18.60 m2. W konstrukcji płatowca wykorzystano głównie stopy aluminium oraz w dużo mniejszym stal i tytan.

Ciekawym rozwiązaniem było wprowadzenie mieszanego układu sterowania ze sterowaniem aerodynamicznym w postaci lotek, płytowego usterzenia poziomego i klasycznego usterzenia pionowego z kierownicą podkadłubową a w fazie pionowego startu, zawisu i lądowania wprowadzono sterowaniem ciągiem. 

Zespół napędowy to kolejna rewolucja konstrukcyjna, bo składał się z aż sześciu silników, z których cztery umieszczono w gondolach a dwa pionowo tuż za kabiną pilota. Taki układ dawał możliwość racjonalnego rozmieszczenia w dużej wolnej przestrzeni kadłuba zbiorników paliwa, uzbrojenia czy specjalistycznego osprzętu i wyposażenia samolotu.

Dla tej maszyny specjalnie opracowywano jednowałowy turbinowy silnik odrzutowy Rolls-Royce/MAN RB-153-17, ale do zakończenia programu nie została on zabudowany na żadnym prototypie. Dlatego w testach używano modelu RB-145R o ciągu 15.79 kN.

Obracane gondole silnikowe zostały zastosowane pod wpływem wniosków z analiz, które wykazały, że ich pełny mechanizm obracania jest rozwiązaniem lżejszym niż gdyby zastosować układ z odchylaniem strumienia gazów wylotowych. One same obracane były siłownikami hydraulicznymi (w zdublowanej instalacji), a ich konstrukcja umożliwiła łatwy demontaż.

Ponadto samolot otrzymał dużą klapę na górnej części kadłuba i szczelinową na jego dole wymuszających ruch strumienia powietrza do silników nośnych w locie poziomym na dodatnich katach natarcia.

Komentarze