Blesky na obloze 04 - BAC Lightning - Přes hranici zvukové bariéry

Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔11.10.2008 📕49.452

Seriál

  1. Lightnings in the air - Blesky na obloze
  2. Blesky na obloze 01 - P-38 Lightning - První Light
  3. Blesky na obloze 02 - P-38 Lightning - Holka pro všechno
  4. Blesky na obloze 03 - P-38 Lightning - Jaký byl?
  5. Blesky na obloze 04 - BAC Lightning - Přes hranici zvukové bariéry
  6. Blesky na obloze 05 - BAC Lightning - Dvakrát rychlejší než zvuk
  7. Blesky na obloze 06 - BAC Lightning - Šlechtění rodu
  8. Blesky na obloze 07 - BAC Lightning - Konec kariéry
  9. Blesky na obloze 08 - F-35 Lightning II - Zrození nové generace
  10. Blesky na obloze 09 - F-35 Lightning II - JSF dostává formu
  11. Blesky na obloze 10 - F-35 Lightning II - První neznamená vítěz
  12. Blesky na obloze 11 - F-35 Lightning II - Začátek sériové výroby
  13. Blesky na obloze 12 - He-70 - Německý Blitz podle amerického vzoru
  14. Blesky na obloze 13 - Ar 234 Blitz - První proudový průzkumný letoun
  15. Blesky na obloze 14 - Ar 234 Blitz - První proudový bombardér
  16. Blesky na obloze 15 - Ar 234 Blitz - Caesar a další
  17. Blesky na obloze 16 - Macchi C.200 Saetta - Blesky pana Castoldiho
  18. Blesky na obloze 17 - Macchi C.200 Saetta - Poprvé v boji
  19. Blesky na obloze 18 - Macchi C.202 Folgore - Splněný sen
  20. Blesky na obloze 19 - Macchi C.202 Folgore - Bojové ostruhy

Podobné články

Další články autora

Letoun English Electric Lightning se zrodil na Britských ostrovech. Jeho konstrukce byla poměrně specifická, stejně jako země vzniku a národ, který ho stvořil. Svému jménu dělal čest. Byl to první letoun, který dokázal překročit rychlost zvuku, bez použití přídavného spalování.

Po druhé světové válce byla Velká Británie výrobcem nejlepších proudových motorů na světě. Motory firmy de Havilland poháněly nejen britské letouny. Jejich bezlicenční kopie sloužily také k pohonu sovětských letounů druhé generace, včetně MiGu-15. Za což mají Britové dodnes u Američanů vroubek.

Klíčem je axiální kompresor

Koncem čtyřicátých let již zkušební letouny překonávaly rychlost zvuku. Cesta k nadzvukovému stíhacímu letounu byla sice ještě dlouhá, ale cíl byl zřejmý. Jen nebylo úplně jasné jak ho dosáhnout. Například nebylo jisté, zda bude v budoucnu nutný pilot, nebo jestli k pohonu nebudou vhodnější raketové motory. Jasné bylo jen to, že se stávajícími motory to nepůjde.

Britské motory měly totiž jednu nevýhodu. Používaly radiální kompresor. Kvůli tomu měly velký čelní průřez, prakticky odpovídající pístovým hvězdicovým motorům. Navíc nebylo možné zkonstruovat motor, který by měl víc než dva stupně kompresoru. Proto se vývoj začal ubírat směrem k motorům s axiálním kompresorem. Na tomto poli Británie zaostávala.

Prvním krokem k britskému nadzvukovému letounu byla specifikace E.R.103, vydaná ministerstvem letectví v květnu 1947, která požadovala návrh experimentálního pilotovaného nadzvukového stíhacího letounu. Na specifikaci odpověděly dvě firmy: Fairey letounem FD.2 a English Electric (EE) typem P.1 (P jako Pursuit – stíhací).


Konkurenční FD.2 firmy Fairey

Vedoucím konstrukčního týmu EE byl W. E. „Teddy“ Petter, muž, který se podílel na vývoji úspěšného a výkonného bombardéru Canberra. Paradoxní je, že pokud by Británie byla napadena letouny se srovnatelnými výkony, neměla by je jak zastavit.

Cílem tedy bylo postavit letoun dosahující rychlosti 1,5 M ve výšce 30 000 stop (9 150 m), který by podobné cíle dokázal spolehlivě ničit. Aby se předešlo komplikacím, držel se Petters zásady KISS: „Keep it Simple and Stupid!“ (Udělej to co nejjednodušší).

Protože aerodynamický odpor každého tělesa roste s druhou mocninou rychlosti a je přímo úměrný ploše čelního průřezu, bylo logickou snahou konstruktérů tuto plochu minimalizovat. Proto byly pro pohon zvoleny dva výkonné motory Hawker Siddeley Sapphire AS-Sa5 s axiálním kompresorem a tahem 33 kN bez přídavného spalování.

Alternativou bylo použít jeden motor s přídavným spalováním. Dvoumotorové uspořádání nabízelo možnost používat při hlídkování úsporný let na jeden motor. Hlavně však odpadala nutnost vyvíjet forsážní komoru, což při tehdejším stavu technologií nebylo nic snadného. Přesto se počítalo s možností zabudovat do letounu v případě nutnosti jeden motor s forsáží. Měl být umístěn dole, proto měl vstup vzduchu dole větší průřez.


Konstruktéři dlouho laborovali s umístěním motorů, podle původního projektu byl horní motor vzadu, v další fázi jejich pozice vyměnili, aby se nakonec vrátili k původnímu řešení

Aby byla čelní plocha co nejmenší, byly motory umístěny nad sebou, protože výška trupu je beztak daná sedícím pilotem. Toto uspořádání přinášelo menší nárůst průřezu než umístění motorů vedle sebe. Navíc odpadaly problémy s bočením letounu v případě letu na jeden motor. Nevyhnutelnou daní byl horší přístup k oběma pohonným jednotkám jak při údržbě, tak při výměně.

Volba vhodného křídla

Podobně jako u trupu i u křídla volili konstruktéři řešení s minimálním odporem. Relativní tloušťka profilu byla jen 5 %, což byla mezní hodnota pro to, aby se dovnitř vůbec vešel podvozek, nějaké palivo a ovládací mechanizmy řídících ploch. Cílem bylo zachovat křídlo úplně „čisté“, bez jakýchkoli vystupujících krytů.

Zásadní vliv na volbu půdorysu křídla měla zkušenost W/Cdr. Rolanda „Bee“ Beamonta, kterému bylo v rámci výměnných pobytů umožněno pilotovat prototyp XP-86 Sabre s šípovým křídlem na základně Muroc Dry Lake v Californii v květnu 1948. Beamont byl hlavním zkušebním pilotem programu E.R.103 a jeho reference měly svou váhu. Výkony letounu s šípovým křídlem, v porovnání s jeho protějšky s přímým křídlem, které dosud pilotoval, byl nadšen. Jednou z neřestí letounů s šípovým křídlem však byla špatná odezva křidélek, speciálně při velkých úhlech náběhu nebo silném bočním větru.


Na exprimentálním letounu Short S.B.5 se zkoušely různé konfigurace ocasních ploch a šípovitosti křídel

Další možností bylo použití delta křídla, které nabízelo velký vztlak při minimálním čelním průřezu. Přesto Petter toto řešení zavrhl. Letouny s delta křídlem vzlétaly a přistávaly s velkým úhlem náběhu a pilot při přiblížení na finále prakticky neviděl VPD. Navíc se objevovaly problémy s řiditelností v některých režimech a nebezpečné vlastnosti po překročení kritického úhlu náběhu.

Aby se těmto problémům vyhnul, použil Petter jakousi kombinaci obou půdorysů. V praxi vypadalo křídlo P.1 jako delta s trojúhelníkovým výřezem ve vnitřní části odtokové hrany. Osa křidélek byla kolmá na trup a šikmou odtokovou hranu tvořila štěrbinová vztlaková klapka. Ztráta vnitřního objemu křídla, využitelného pro palivové nádrže nebyla považovaná za podstatnou vadu, protože RAF požadovaly stíhací letoun s krátkým doletem, ale velkou stoupavostí.

V roce 1949 byl návrh „Teddyho“ Pettera posouzen a ministerstvo odsouhlasilo pokračování prací. Byla vydaná upravená specifikace F23/49, která požadovala nejen rychlost, ale také schopnost manévrového boje a kanonovou výzbroj. 1. dubna 1950 obdržela firma EE objednávku na stavbu dvou letových prototypů P.1 a jednoho draku určeného pro „lámací“ zkoušky.

Pro praktické testy neobvykle koncipovaného křídla byl u firmy Short Brothers objednán a postaven pokusný letoun S.B.5, s „měnitelnou geometrií“. Úvozovky jsou použité záměrně, protože křídla bylo možné přestavit jenom ručně na zemi, na úhly 50°, 60° nebo 69°. Podobně bylo možné měnit konfiguraci ocasních ploch změnou polohy VOP.

První vzlet s křídlem nastaveným na 50° uskutečnil 2. prosince 1952 zkušební pilot firmy Shorts Tom Brooke-Smith. S.B.5 byl původně vybaven ocasními plochami uspořádanými do T, ale toto řešení se neosvědčilo, protože řiditelnost S.B.5, zvláště při malých rychlostech, byla špatná.


Experimentální S.B.5 v muzeu

V lednu 1954 byla jako nejlepší a finální konfigurace vyhodnocena plovoucí vodorovná ocasní plocha, umístěná níž než křídlo, aby se při vyšších úhlech náběhu nedostávala do jeho úplavu. Na základě letových testů S.B.5 bylo zvoleno křídlo s úhlem šípovitosti náběžné hrany 60°, které mělo malý vlnový odpor, ale ještě stále přijatelné vlastnosti při malých rychlostech.

Další speciality

Padesátá léta byla dobou, kdy se zkoušela všelijaká převratná řešení. Jedním z nich byla pružná plocha, na kterou přistávaly letouny na břicho, testovaná námořním letectvem FAA (Fleet Air Arm). Vzhledem k předpokládané přibližovací rychlosti P.1, a s přihlédnutím k tomu, že po přistání by zůstal zcela nepohyblivý, bylo toto řešení celkem rozumně zavrženo.

Nezbylo, než se vrátit ke klasickému podvozku, jenže v trupu letounu P.1 bylo minimum volného prostoru. Aby nebylo nutné dělit vstup vzduchu pro motory, otáčela se přední podvozková noha o 90° a zatahovala se naplocho do přední části trupu. Hlavní podvozek se musel vejít do křídel. Protože byl jejich profil velmi tenký, byla kola obuta do speciálních vysokotlakých „galusek“. Nohy se zatahovaly poněkud zvláštně, šikmo dozadu, podél hlavního nosníku, směrem ke konci křídla.

V souvislosti s aerodynamickým řešením P.1, je třeba zmínit ještě jméno F. W. „Freddie“ Page. Když v roce 1950 odešel „Teddy“ Petter k firmě Folland Aircrafts, F. W. Page ho nahradil ve funkci šéfkonstruktéra. Při testech v aerodynamickém tunelu zjistil malou účinnost křidélek, která byla způsobena posunem proudnic směrem ke konci křídla, což je u šípových křídel obvyklý jev.


Experimentální S.B.5

Tehdy běžnou metodou nápravy tohoto nedostatku bylo použití aerodynamických plůtků (viz např MiG-15). F. W. Page však nechtěl pokazit „čisté“ křídlo. Navrhl použít „zářez“ na náběžné hraně, přibližně ve 2/3 rozpětí. Víry generované v tomto místě problém odstranily, na rozdíl od plůtků, bez nárůstu hmotnosti a aerodynamického odporu.

Poslední významnou novinkou v konstrukci P.1 byl systém řízení. Zatímco většina tehdejších letounů měla řídící plochy spojené přímo s řídící pákou pomocí táhel a lanovodů, P.1 byl vybaven hydraulickým řízením firmy Fairey. „Knipl“ sloužil jen jako dnešní joystick u počítačových her.

Protože panovaly obavy, že pilot, s rostoucí rychlostí bude muset ovládat P.1 tak nepatrnými pohyby, že ztratí „cit pro letoun“ a bude hrozit překročení provozních násobků nebo dokonce zničení letounu, byl systém upraven. Pohyb řídící páky byl zachován v plném rozsahu, ale jednotka zvaná. „Q feel“, upravovala výchylky servodynů ovládajících řídící plochy podle aktuální letové rychlosti, aby k něčemu podobnému nedošlo.

Celý systém byl předem vyzkoušen na upraveném bombardéru Halifax. Jeho letová obálka se samozřejmě P.1 ani zdaleka nepřibližovala. Proto konstruktéři vycházeli z naměřených údajů a hodnoty pro dostup 70 000 stop (21 300 m) a rychlost 650 uzlů (1 200 km/h) dopočítali.

Letové zkoušky

1. dubna 1950 byly objednané dva letové prototypy označené P.1 a jeden drak na pevnostní zkoušky. První prototyp P.1 (Bu.No. 95001, serial WG760) byl dokončen na jaře 1954 a od května zahájil pozemní zkoušky na továrním letišti ve Wartonu. Protože vypočítaná přistávací rychlost byla v té době neuvěřitelných 160 uzlů (296 km/h), byl po silnici převezen na zkušební základnu Boscombe Down, kde byla delší VPD. Zde byly mezi 24. červencem a 2. srpnem provedeny pojížděcí zkoušky.

Mezitím byl první prototyp vybaven hydraulicky řízeným předním kolem, brzdícími štíty a brzdícím padákem. První vzlet byl naplánovaný na 3. srpna, ale zkušební pilot při předletové kontrole omylem odpálil hasící systém. Vzlet musel být kvůli výměně lahví a vyčištění vnitřku letounu odložen o 24 hodin.

4. srpna 1954 v 0958, odlepil W/Cdr. „Bee“ Beamont P.1 od vzletové dráhy k prvnímu zkušebnímu letu v délce 33 minut. Dosáhl při něm rychlosti 0,85M a výšky 15 000 stop (4 575 m).

Již při třetím vzletu, 11. srpna 1954 překročil P.1 v horizontálním letu, ve výšce 30 000 stop (9 150 m) rychlost zvuku. Tato skutečnost byla zjištěna až druhý den po vyhodnocení záznamů, ale to samotný výkon nijak nesnižuje. W/Cdr „Bee“ Beamont výkon potvrdil 14. srpna dosažením rychlosti 1,02M ve výšce 38 000 stop (11 560 m). Dvojnásobný úspěch byl o to větší, že se to podařilo bez použití přídavného spalování. Navíc šlo o vůbec první britský nadzvukový letoun.


Prototyp P.1A. Trojúhelníkový průřez vstupu byl daný požadavkem na možnost vybavit spodní motor přídavným spalováním

První veřejná prezentace neobvykle vyhlížejícího letounu se uskutečnila v září téhož roku ve Farnborough. Letové zkoušky probíhaly relativně hladce. Při padesátém vzletu bylo dosaženo rychlosti 1,22 M.

Jedinou vadou letounu byl flutter (třepotání) svislé ocasní plochy. Pro jeho přesné měření vyvinul Royal Aircraft Establishment měřící zařízení pojmenované Vibrograph. Aby se Vibrograph vyzkoušel, bylo za letu na letounu za letu odpáleno několik malých kapslí s výbušninou. Způsobené rázy se zaznamenávaly a vyhodnocovaly.

Při jednom takovém letu následovala po odpálení kapslí silná rána. Když se pilot vzpamatoval, zjistil, že letoun nemá překryt kabiny. O pár týdnů později se incident opakoval. Na vině byly nevhodně navržené zámky, které musel výrobce překonstruovat. Od té doby již k žádné nehodě podobného typu na tomto letounu nedošlo. Maximální rychlost dosažená WG760 byla 1,4 M. Na víc motory nestačily.

Druhý vyrobený drak (Bu.No. 95002, serial WG765) byl určený pro pevnostní zkoušky. Třetí stroj označený P.1 (Bu.No. 95003, serial WG763) byl postupně vybaven výzbrojí dvou kanonů ADEN ráže 30 mm po obou stranách kabiny a byl určen ke zkouškám výzbroje. Později dostal ještě odhazovací „břišní“ nádrž na 946 litrů paliva. Ale hlavně, byl vybaven motory Hawker Siddeley Sapphire AS-Sa5R s přídavným spalováním a s jednoduchou nepohyblivou tryskou, umožňujícím dosáhnout tahu 9 200 lb každý.


Prototyp P.1A

K programu letových zkoušek se připojil 18. července 1955. Výkon nových motorů bylo okamžitě znát. Letoun se snadno dostal přes 1,4 M a do 40 000 stop se vystoupal za 3,5 minuty. Maximální rychlost ve vodorovném letu 1,56 M byla dosažená v únoru 1956 ve výšce 36 000 stop. Víc nedovolilo stávající aerodynamické řešení draku, především nárůst odporu ve vstupním ústrojí motoru.

Oba „letové“ prototypy měly výměnnou náběžnou hranu křídla. Během testů se experimentovalo s různými přechody do trupu, případně sloty na vnitřní části křídla. Nakonec byla mechanizace rozšířena o sklopnou náběžnou hranu, která měla zlepšovat vlastnosti při vzletu a přistání.

Nicméně na prvním prototypu byla mechanizace náběžné hrany záhy odstraněna, protože v praxi nepřinášela významnější efekt. Místo toho se zkoušela nová vnější část náběžné hrany s úhlem šípovitosti zmenšeným na 55°, což zvýšilo stabilitu letounu. Navíc dutá náběžná hrana, bez ovládacích mechanizmů posloužila jako integrální palivová nádrž. Takto upravené letouny byly přeznačeny na P.1A.

Navzdory kanonové výzbroji WG763 nebyly P.1A nic víc než experimentální letouny, neschopné operačního nasazení. Při měření v aerodynamickém tunelu sice upravený drak vykazoval potenciál na dosažení rychlosti kolem 2 M, ale hlavní konstruktér F. W. Page doporučoval pokračovat vývojem zdokonalené verze.

Krok k operačně použitelnému letounu

Začátkem roku byly navrhované úpravy zaslány na ministerstvo, a v srpnu 1954 obdržel výrobce objednávku na tři prototypy stíhacích letounů P.1B (XA847, XA853 a XA856). Tato trojice měla být stavěna jako prototypy, tedy ručně, ale následujících pět letounů mělo mít již některé sériové prvky. Po jejich odladění měla následovat předběžná série 15 strojů, které již měly být předobrazem bojově použitelných letounů.

P.1B byly upravené pro předpokládanou montáž radiolokátoru Ferranti AI23 Airpass (Airborne Intercept) a nesení dvojice protiletadlových řízených střel de Havilland Blue Jay, s pasivní infra hlavicí, po stranách trupu. Pokud se demontovaly pylony a vybavení pro ovládání řízených střel bylo možné do volného prostoru v trupu vestavět výklopné raketnice Microcell pro 2 x 24 neřízených raket nebo další pár kanonů ADEN.

P.1B byly poháněné výkonnějšími motory Rolls Royce Avon RA24 Mk.200R se čtyřstupňovým přídavným spalováním, maximálním tahem 14 430 lb a nastavitelným průřezem výstupních trysek. Tyto zdánlivě drobné úpravy si vynutily prakticky kompletní přestavbu celého letounu.

Protože výkonnější motory byly větší, dostal letoun objemnější trup. Trojúhelníkový průřez vstupu vzduchu byl změněn na kruhový, do jeho středu byl vestavěn pevný kužel generující rázové vlny zpomalující rychlost proudění vzduchu uvnitř vstupního kanálu na podzvukovou. Přední podvozková noha se nově zatahovala do úzké šachty uprostřed vzduchového kanálu pod kuželem.


Prototyp P.1B s výkonnějšími motory RR Avon Mk.200R

Výkonnější motory potřebovaly mnohem více vzduchu, takže byla zvýšena podlaha pilotního prostoru, aby mohl být zvětšen průřez přívodního kanálu. Výhodou bylo, že pilot tím získal pod novým bublinovým překrytem mnohem lepší výhled.

Překryt přecházel do svislé ocasní plochy táhlým hřbetem. Jenže vyšší překryt a hřbet narušily proudění na horní straně trupu a snížily směrovou stabilitu. Proto musela být později o třetinu zvětšena plocha svislé ocasní plochy. Letoun byl vybaven odklápěcími brzdícími štíty a štěrbinové vztlakové klapky byly nahrazeny jednoduchými.

Specialitami letounu bylo čištění čelního štítku kabiny od deště ofukováním horkým vzduchem a pohon elektrických generátorů. Ty nebyly poháněné hnací hřídelí, jak bylo obvyklé, ale turbínou, poháněnou horkým vzduchem odebíraným z kompresoru motoru.

 

 

Zdroje:
Bowman Martin W.: EE Lightning ISBN 1-861267371
Caruana Richard: EE Lightning ISBN 0-953346579
Darling Kev: EE Lightning - Warbirdtech ISBN 1-580070280
Hall Alan W.: BAC Lightning – Warpaint ISBN 1-894020358
Herbote Marcus, Zetsche Wilfried: British Lightnings – Airdoc ISBN 3-935687109
Chesneau Roger, Rimell Ray: Lightning F Mk.3/Mk.6 ISBN 0-946958076
Lindsay Roger: Lightning ISBN 1-0711018251
Periodika:
Flight, Air Enthusiast, Air International, Cockpit

Seriál

  1. Lightnings in the air - Blesky na obloze
  2. Blesky na obloze 01 - P-38 Lightning - První Light
  3. Blesky na obloze 02 - P-38 Lightning - Holka pro všechno
  4. Blesky na obloze 03 - P-38 Lightning - Jaký byl?
  5. Blesky na obloze 04 - BAC Lightning - Přes hranici zvukové bariéry
  6. Blesky na obloze 05 - BAC Lightning - Dvakrát rychlejší než zvuk
  7. Blesky na obloze 06 - BAC Lightning - Šlechtění rodu
  8. Blesky na obloze 07 - BAC Lightning - Konec kariéry
  9. Blesky na obloze 08 - F-35 Lightning II - Zrození nové generace
  10. Blesky na obloze 09 - F-35 Lightning II - JSF dostává formu
  11. Blesky na obloze 10 - F-35 Lightning II - První neznamená vítěz
  12. Blesky na obloze 11 - F-35 Lightning II - Začátek sériové výroby
  13. Blesky na obloze 12 - He-70 - Německý Blitz podle amerického vzoru
  14. Blesky na obloze 13 - Ar 234 Blitz - První proudový průzkumný letoun
  15. Blesky na obloze 14 - Ar 234 Blitz - První proudový bombardér
  16. Blesky na obloze 15 - Ar 234 Blitz - Caesar a další
  17. Blesky na obloze 16 - Macchi C.200 Saetta - Blesky pana Castoldiho
  18. Blesky na obloze 17 - Macchi C.200 Saetta - Poprvé v boji
  19. Blesky na obloze 18 - Macchi C.202 Folgore - Splněný sen
  20. Blesky na obloze 19 - Macchi C.202 Folgore - Bojové ostruhy

Podobné články

Další články autora

Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔11.10.2008 📕49.452

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře