Do 335 Pfeil 01 - Elegantní tandem

Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔19.02.2015 📕6.432

Způsobů, jak dosáhnout vysoké rychlosti s vrtulovými pohonnými jednotkami, je několik, ale obejít se nedá jedna základní podmínka: letoun musí mít co nejmenší aerodynamický odpor. Jednou ze slibných cest, jak toho docílit, bylo použití tandemových motorů. Ale mělo to také své nevýhody – a rozhodně ne snadno řešitelné. Proto stojí za pozornost, že v letounu Do 335 se podařilo celou konstrukci dotáhnout až do úspěšného konce. Na druhou stranu, sebelepší letoun nemohl výsledek celého konfliktu nijak zásadně ovlivnit.

Výhody a nevýhody

Použití tandemových motorů, tedy dvou motorů umístěných „zády k sobě“, přičemž jeden pracuje v tažném a druhý v tlačném uspořádání, je staré téměř jako vojenské letectvo samo. Výhoda je zjevná: Do jedné motorové gondoly nebo trupu, s prakticky nezměněným čelním průřezem, a tedy přibližně stejným aerodynamickým odporem, je možné vestavět bezmála dvojnásobný výkon. Při vysazení jednoho motoru nedochází k asymetrickému tahu jako v případě umístění motorů na křídlech. Pilot nemusí korigovat zatáčení a náklon letounu.

Jenže, nic není zadarmo. Pokud jde o samostatné motorové gondoly vícemotorových letadel, nastává problém s chlazením zadního motoru. Kromě toho se vzájemně ovlivňují oba vrtulové proudy, tzn. že pohonné jednotky pracují s menší účinností, než když jsou umístěné v oddělených gondolách.

U letadel, kde jsou motory umístěné v trupu, se k výše zmíněným potížím přidávají další. Poměrně fatální může být jakákoli porucha vyžadující opuštění letounu na padáku. Osádka totiž může velmi snadno skončit v točící se (nebo stojící) zadní vrtuli.


Jediná dochovaná Do 335 Pfeil v muzeu v USA

Komplikovaná je i celková koncepce letounu. V zásadě existují dvě řešení: použití krátké trupové gondoly a vysunutí řídicích ploch na dvou nosnících daleko dozadu nebo umístění vrtule na konci trupu, až za řídicími plochami.

První letoun s tandemovým uspořádáním motorů, Fokkerův K.I z roku 1915, používal trupovou gondolu. Nevýhodou je nárůst odporu nosníků nesoucích ocasní plochy. Přidružit se mohou problémy s jejich celkovou aerodynamikou, protože takto navržené ocasní plochy mají sklony k třesení a třepetání. Podobně byl řešen Siemens Schuckert DDr.I z roku 1917 a řada více či méně úspěšných letadel z meziválečného období. Posledním letounem této koncepce, který se významněji prosadil ve vojenském i civilním letectví, byla Cessna 337 Skymaster (O-2A), bojující ve Vietnamu.

Druhá možnost, tedy umístění vrtule až za ocasní plochy, je ještě starší. Prvním takto navrženým letounem byl francouzský Aero-Torpille konstruktérů Tatina a Paulhana z roku 1911. Byl sice jednomotorový, ale měl zadní vrtuli poháněnou dlouhou hřídelí uloženou v pěti kuličkových ložiskách. Problém byl v tom, že dlouhá hřídel se kroutila a trpěla vibracemi.

Mnohem horší bylo, že vrtule za ocasními plochami silně omezovala jejich účinnost. Odsáváním vzduchu totiž eliminovala relativně malý rozdíl tlaků vzniklých zakřivením profilu při vychýlení kormidla. Jako první si to mohl prakticky ověřit Francouz Bruyére, který se svým letounem C.1 v roce 1917 havaroval po pár metrech letu. Není tedy divu, že se do této koncepce nikdo příliš nehrnul.

Pan Claudius Dornier

Claudius Dornier patřil k první generaci německých konstruktérů. Začínal v roce 1910 v továrnách Zeppelin. Během 1. světové války se v konkurenci „truhlářů“ snažil do konstrukce letadel prosadit kov, především tehdy novou slitinu duralaluminium. Využíval při tom zkušenosti nabyté v továrně na vzducholodě.

Dornier se v pobočce mateřské firmy v Lindau věnoval konstrukci létajících člunů. U typu Reisenflugboot Rs.IIb použil čtyři tandemově uspořádané motory ve dvou gondolách. Tato koncepce patřila dlouhou dobu mezi jeho oblíbené. Používal ji jeho slavný a úspěšný létající člun Dornier Wal i obří Dornier Do X s 12 motory v šesti gondolách. Ten byl sice neméně slavný, ale o úspěchu se dalo mluvit jen těžko.


Firemní kresba bombardéru P.231, ještě s hlubokým chladičem

Zkušenosti s konstrukcí rychlých letadel získal Claudius Dornier v meziválečném období, když navrhoval letouny pro rychlostní závody hydroplánů o Schneiderův pohár. I zde zůstal věrný své koncepci tandemových motorů. Dosud šlo vždy o letouny s motorovými gondolami umístěnými mimo trup nebo v krátké trupové gondole. Dornierův přínos nebyl v převratném objevu, ale v integraci předchozích částečných řešení do nové koncepce.

K přelomu v Dornierových pracích došlo v srpnu 1937, kdy si nechal patentovat letoun s trupem složeným ze tří částí: přední s motorem v tažném uspořádání, střední s kabinou pilota a palivovými nádržemi a zadní s pohonnou jednotkou v tlačném uspořádání. Kabina byla od motorů a nádrží oddělena protipožárními přepážkami.

Cílem nebylo nic jiného než dosažení maximální rychlosti. V meziválečném období se usilovně bojovalo o každý rekord a s nastupujícím nacizmem v Německu byl každý nový rekord vítaným soustem propagandy. Nebylo to samoúčelné gesto: konstruktéři nejrychlejších letounů pochopitelně aspirovali na získání lukrativních zakázek pro vojenské letectvo své země.


Pokusný Göppingen Gö 9, na kterém se zkoušel náhon zadní vrtule dlouhou hřídelí

Když byla zabezpečena patentová ochrana nápadu, mohl se Claudius Dornier začít věnovat konstrukci svého vysněného letounu s označením P.59. Zpracovány byly čtyři varianty, z toho dvě byly rekordní se speciálně vyladěnými motory a dvě představovaly sériový rychlý bombardér. Jednotlivé verze se lišily výkonem pohonných jednotek, a tím i maximální dosažitelnou rychlostí.

Rekordní varianta P.59-03 s dvojicí motorů DB 601, jejichž výkon byl vyhnaný až na 1470 kW, měla u hladiny moře dosahovat rychlosti 815 km/h. Sériové verze se skromnějšími pohonnými jednotkami (o výkonu 845 kW, příp. 919 kW) měly dosahovat rychlosti 715 km/h (resp. 755 km/h), což byla na začátku 40. let pozoruhodná čísla.

Vítězíme – nezájem

Ze všech čtyř variant byla vybrána P.59-04, což byl sériový bombardér s výkonnějšími motory. V té době již byla 2. světová válka na spadnutí a rekordy šly poněkud stranou. P.59-04 byla jemně tvarovaným dolnoplošníkem se základním uspořádáním odpovídajícím budoucí Do 335. Měla však eliptické ocasní plochy, klasický podvozek s kluznou botkou na spodní polovině SOP a kapotáž předního motoru připomínající Heinkel He 100. Zajímavostí byla možnost nastavení křídla na zemi, až do úhlu 20°.

Dornier zahájil projekční práce a celou koncepci shrnul do podoby P.59-05, kterou v listopadu 1939 předložil říšskému úřadu pro vyzbrojování ke schválení. Jenže v průběhu schvalovacího řízení (v roce 1940) se německému Blitzkriegu dařilo a ministerští úředníci optimisticky předpokládali, že válku je možné vyhrát se stávající výzbrojí.

Ostatně Göring dal jasně najevo, co si o celé věci myslí, když napsal, že je potřeba zkoumat jen projekty, jejichž výsledky budou zřejmé ještě v roce 1940, nejpozději na jaře 1941. Všechny ostatní programy nařídil obětovat řešení projektů, které výše uvedenou podmínku splňovaly. Projekt P.59 skončil u ledu.


První prototyp Do 335 V1 se starším provedením krytů hlavního podvozku

Ještě před odložením projektu se Dornierovi podařilo objednat u dr. Ulricha Hüttlera konstrukci pokusné létající laboratoře, na které se mělo ověřit chování tlačné pohonné jednotky s dlouhou hnací hřídelí. V teoretických poznatcích se v tomto směru nebylo prakticky o co opřít. Proto vznikl letoun Göppingen Gö 9, který postavila firma Schempp-Hirth z Wüsterburgu (mimochodem, dodnes známý výrobce sportovních letadel, jenž má pobočku v Chocni).

Letounek vznikl zmenšením draku bombardéru Do 17 na 40 % původní velikosti. Zcela vpředu se nacházela jednomístná kabina; za ní byl v těžišti umístěn invertní čtyřválec Hirth HM-60R s výkonem 59 kW. Pomocí dlouhé hřídele poháněl čtyřlistou vrtuli umístěnou za křížovými ocasními plochami. Letoun měl příďový podvozek a na spodní části SOP kluznou botku.

První vzlet uskutečnil v červnu 1940 zkušební pilot Ivan Quenzler ve vleku za bombardérem Do 17 (CO+JB). Později již Gö 9 vzlétala vlastní silou. Letoun dosáhl maximální rychlosti 220 km/h. Testy pokračovaly až do konce roku 1941. Výsledky byly údajně povzbuzující a většinu technických problémů se podařilo vyřešit.

Mnohem méně povzbuzující byly výsledky úředních jednání. Přes urgence zůstával projekt „v šuplíku“. Claudius Dornier se nedal odradit a na náklady firmy nechal zpracovat projekt P.231, který byl zvětšením P.59 se zapracováním dalších vylepšení. Nejvýznamnější změnou byl příďový podvozek, který nahradil podvozek záďový, v tomto případě krajně nepraktický.

Nový projekt

V té době válka nejenže neskončila drtivým vítězstvím Německa, ale začínalo být stále více jasné, že počáteční optimizmus nebyl na místě. Nad třetí říší se stále častěji začínaly objevovat nové typy spojeneckých letadel. Obzvláště jedno leželo Němcům pěkně v žaludku – D.H. 98 Mosquito.


První let prototypu Do 335 V1

Rychlý univerzální letoun, který se osvědčil v roli stíhačky, bombardéru i průzkumného letounu, dělal Luftwaffe velké problémy, protože byl stíhačkami zavedenými do výzbroje prakticky nedostižitelný. Úřad pro vyzbrojování proto vydal v roce 1942 specifikaci na podobný víceúčelový letoun, který měl být schopen v bombardovací verzi nést 500 kg pum a dosahovat rychlosti 800 km/h.

V té době měl Claudius Dornier rozpracovaný projekt P.231 ve třech variantách: P.231/1 byla poháněna vidlicovými invertními motory DB 605 E s výkonem po 1102 kW, umístěnými před a za pilotní kabinou. Ve snaze dosáhnout největší aerodynamické čistoty použili konstruktéři velmi těsný kryt motoru, vstupy vzduchu k chladičům oleje a kompresorům byly umístěny v kořenech křídla.

P.231/2 se od své starší „sestry“ lišila výkonnějšími motory DB 603G s výkonem po 1397 kW. Kromě toho byla zvětšena celková plocha křídla o 1 m2.

Třetí verze P.231/3 se od předchozích dvou lišila zásadně v tom, že zadní motor byl proudový. Vzduch k proudovému motoru přiváděly kapsovité lapače na obou bocích zadní části trupu. Letoun měl klasické ocasní plochy, protože vzadu nebyla vrtule, která by degradovala jejich účinnost, a také nehrozilo poškození listů. Díky tomu bylo možné při vzletu a přistání využívat větší úhel náběhu.


Boční pohled na třetí prototyp Do 335 V3. Svastika na SOP byla vyretušována až po válce

Do soutěže, které se účastnily ještě firmy Arado a Junkers, byla přihlášena P.321/2. Po posouzení návrhů byla P.231/2 vyhlášena vítězem a dostala oficiální označení Do 335, posléze i jméno Pfeil. O tom, jak probíhaly soutěže v Německu, svědčí to, že po vyhlášení výsledků se objevil Willy Messerschmitt a předložil konkurenční projekt letounu Bf 109Z. To nebylo nic jiného než dvojice Bf 109F propojená společným centroplánem. Návrh byl z celkem pochopitelných příčin zamítnut jako neperspektivní.

Hlavně nespěchat

Dornier však stále neměl vyhráno. Messerschmitt se nevzdal a díky svým stykům se mu dařilo vytvářet projektu Do 335 různé obstrukce. Dornier musel nakonec intervenovat až u samotného generálního inspektora Luftwaffe Milcha, který nařídil okamžité předání kontraktu na osm prototypů. Dornier sice mohl začít pracovat, ale bez větší objednávky sériových strojů v podstatě nic nezískal.

Výzbrojní úřad kolem záležitosti Do 335 obratně lavíroval. S objednávkou sériových strojů nijak nepospíchal, protože bylo jasné, že se to neobejde bez omezení výroby standardních letounů Do 217. Na druhou stranu Do 335 ani nezamítl, protože si potřebu výkonného letounu uvědomoval.

Nakonec se o Do 335 začal zajímat osobně Adolf Hitler, který byl známý svou zálibou v neobvyklých a megalomanských konstrukcích. Hitler se v té době shlédl v koncepci rychlého bombardéru, který pronikne nepřátelskou obranou a zničí spojenecké invazní síly, jejichž nasazení již bylo jen otázkou času. Projekt dostal konečně zelenou a mohla být zahájena stavba prototypu.


Tentýž letoun při pohledu zezadu

Jenže, opět se objevily problémy s Willym Messerschmittem, který ke stejnému účelu Vůdci nabízel Me 262 Schwalbe. Protože byl Hitlerovým prominentem, podařilo se mu vymínit absolutní prioritu svému projektu přestavby Me 262 na bombardér. Do 335 měla zůstat jen záložním řešením. Celé situaci nahrával fakt, že prototypy Me 262 již měly za sebou první vzlety, zatímco prototyp Do 335 se teprve dokončoval.

Přibližně ve stejné době došlo k úpravě prototypu. Původní kryt motoru byl příliš těsný. Letoun dostal nový, s charakteristickým kruhovým čelním průřezem, který by mohl svádět k domnění, že přední motor je hvězdicový. První prototyp, označený Do 335 V1, dostal přidělenu imatrikulaci CP+UA a byl dokončen a připraven k zalétání v září 1943.

Poprvé ve vzduchu

Den D nastal 26. října 1943, kdy zkušební pilot v lednu 1943 (držitel světového rychlostního rekordu v He 100 V8) odlepil Do 335 V1 od dráhy továrního letiště firmy Dornier ve Friedrichshafenu. Svědky prvního letu byli gen. Peltz a plk. Petersen z výzkumného oddělení základny Rechlin. Na oba muže udělal nový letoun ohromný dojem.

První let byl považován za úspěšný. Objevily se jen drobné, snadno odstranitelné závady. Pilot měl připomínky jen k podélné nestabilitě letounu a malé účinnosti kormidel. Obě tyto vlastnosti byly dány koncepcí letounu a byly jen těžko odstranitelné. Malou účinnost kormidel ocasních ploch jsme zmínili v začátku. Naopak účinnost křidélek piloti chválili.

Nestabilita, resp. hadovitý pohyb v horizontálním letu, byla důsledkem sčítání a odčítání gyroskopických momentů obou vrtulí. Tento problém se nepodařilo nikdy vyřešit a působil značné obtíže při střelbě i při zaměřování pum.

Další dva vzlety se uskutečnily 2. listopadu 1943. Při čtvrtém letu dosáhla Do 335 V1 rychlosti 600 km/h u hladiny moře. Piloti konstatovali, že letoun má jednoduchou pilotáž a nezáludné chování i při letu s jedním vypnutým motorem. Při testování, který motor by bylo praktičtější vypínat v případě, že by pilot chtěl dosáhnout maximální vytrvalosti, se zjistilo, že Do 335 je rychlejší při používání tlačné vrtule než při letu jen na přední motor.


Příď Do 335 Pfeil v muzeu v Udvar Hazy Center v USA

Objevily se i první závažnější závady. Špatné chlazení zadního motoru se dalo víceméně očekávat, nešlo tedy o žádné překvapení. Horší bylo, že kvůli velké hmotnosti letounu a slabým zámkům došlo k zatažení podvozku na zemi. Tento problém vedl k poškození několika prototypů a prodloužení testů. Objevoval se ještě i na prvních sériových kusech.

Po prvních vzletech Do 335 se Milch znovu pokusil přesvědčit Hitlera o užitečnosti nového letounu. Pádným argumentem byla dvojnásobná nosnost proti bombardovací verzi Me 262. K žádné zásadní změně však nedošlo. Na výsluní Hitlerovy přízně zůstávala Me 262. Jediným přínosem byla objednávka 14 prototypů pro testy různých konfigurací a výzbroje. Kromě toho mělo být postaveno 10 předsériových letounů Do 335 A-0, 12 sériových jednomístných Do 335 A-1 a tři dvoumístné Do 335 A-2. Nebyla to žádná sláva a Dornier neskrýval zklamání. Očekával, že objednávka bude mnohem větší. Ale momentálně mu nezbývalo než se s danou situací smířit.

V prvním prototypu létali od 19. listopadu také vybraní zkušební piloti Luftwaffe. Příliš si jej neužili, protože již 22. listopadu s ním havarovali, a musel být odeslán do dílen. Později sloužil ke zkouškám motorů DB 603E.

V prosinci byl dokončen druhý prototyp Do 335 V2 (CP+UB). Zalétán byl přesně na silvestra 1943 Hansem Dietrlem. Od prvního prototypu se lišil odstraněním vstupu vzduchu k olejovému chladiči pod přídí. Chladič byl integrován do předního prstence. Další vizuální odlišností byl jiný tvar krytů hlavního podvozku.

Uveřejněno s laskavým svolením autora.
Vyšlo v časopise Military revue 9/2012 vydavatelství Naše Vojsko.

Autor : Ing. Radek ˝ICE˝ Panchartek / ICE 🕔19.02.2015 📕6.432

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře