Letouny s proměnitelnou plochou křídla I. I. Machonina a G. I. Bakšajeva

Autor : František Aubrecht / Aubis 🕔15.03.2015 📕2.194

Machonin Mak. 10, Mak. 101, Mak. 123 a Bakšajev RK – RK-M-11, LIG-7, RK-I
(Бакшаев РК-М-11 "Раздвижное крыло", ЛИГ-7, РК-И)

Ve 20. a 30. létech řešila řada konstruktérů problém, jak u vojenských letadel zkombinovat rychlost a obratnost. Dvojplošníky byly obratné, ale 2 křídla indukovala značný odpor, tudíž letadlo zpomalovala. Rychlé jednoplošníky byly méně obratné. Teoretickým řešením se zdálo využít možnost proměnlivé plochy křídla. Zde se nabízelo několik principů – odhazovací nosná plocha – bi-monoplány konstruktérů V. V. Nikitina a V. V. Ševčenka (В. В. Никитин, В. В. Шевченко), křídlo, sklápěné jedno do druhého, nebo teleskopicky vysouvané plochy. Posledně jmenovaná metoda našla v SSSR několik stoupenců – např. Ivan Ivanovič Machonin (Иван Иванович Махонин, ve Francii pak Ivan Makhonine)), nebo Georgij Ivanovič Bakšajev (Георгий Иванович Бакшаев).

Historie vzniku

Skutečným průkopníkem letadel tohoto schématu byl Ivan Ivanovič Machonin.

Ivan Ivanovič se narodil v r. 1895 v Sankt Petěrburku. Po ukončení studií na IVTU (Císařské vyšší technické škole, nyní Moskevské státní technické učení jim. Baumana) pracoval na vytvoření motorové a elektrické lokomotivě. Zajímavé je, že současně Machonin pracoval ve stejném ústavu, kde o dvacet let později vytvořil svůj letoun G. I. Bakšajev.

V r. 1921 Machonin spolu s rodinou emigrovat do Francie a dokázal vybudovat úspěšnou leteckou firmu. Závod Machonin sériově vyráběl bezocasý kluzák (Fauvel). Sám majitel však v r. 1929 obdržel patent na letadlo s rozevíracím křídlem, a 10. srpna 1931 se zvedl do vzduchu jednoplošník Mak. 10 s motorem Lorraine LD.12b – jako první na světě letadlo takového uspořádání. 

Machonin prodloužení křídel prováděl tak, že z konců křídel teleskopicky vysouval další části, čímž zvyšoval nejen plochu křídla, ale i rozpětí. Tím se měnila štíhlost křídla (což se pak projevovalo na zmenšení indukčního odporu). 

V r. 1935 vznikl ještě jeden letoun s teleskopickým křídlem - Mak. 101 s výkonným motorem Gnôme-Rhone K14 a se zatahovacím podvozkem - očividná nabídka na prototyp stíhačky. 

Ale, stejně jako Bakšajev, ani Machonin nedokázal zaujmout svými myšlenkami vládu nebo vojenské autority. Takže i když v r. 1947 postavil ještě jeden letoun obdobného schématu (Mak. 123 s trofejním motorem BMW-801TJ), všechny jeho létací přístroje zůstaly zkušebními konstrukcemi.

V r. 1937 byl pod vedením G. I. Bakšajeva vytvořen experimentální letoun s křídlem rozkládacím za letu pomocí proměnlivé nosné plochy, jenž dostal označení RK (Раздвижное крыло). Vzhledem k použitému motoru M – 11 můžeme potkat i značení RK – M – 11. Výsledkem vývojových prací se stal stroj LIG-7 (ЛИГ-7).

V r. 1938 byl G. I. Bakšajevem za účelem vytvoření světového rychlostního rekordu vypracován nový projekt letadla RK s motorem M-105. Vypočtená rychlost letadla měla být 780 km/hod . Projekt obdržel souhlas a koncem r. 1938 bylo Lidovým komisariátem leteckého průmyslu vydáno technické zadání na vytvoření letadla RK, ovšem v podobě jednomístné stíhačky s motorem M-106 a vypočítanou rychlostí 800 km/hod. Stíhací letadlo dostalo označení RK-I (RK-800) [РК-И (РК-800) Раздвижное крыло - Истребитель]. 

Byla projektována, ale nestavěla se verze RK-I se dvěma motory a dvěma vrtulemi tažnou a tlačnou za ocasními plochami. Podobná verze konstrukce by radikálně zvýšila rychlost beztak – na tehdejší dobu - pozoruhodně rychlého RK-I.

V hlášení o provedených zkouškách bylo uvedeno, že ovládací mechanismus vysouvacích sekcí křídel se osvědčil. Konstrukce byla uznaná za perspektivní. Použití takového křídla umožňovala podstatně zvýšit rychlost letadla, což bylo zvláště aktuálními pro vojenské letectvo.

Letadlo se vyznačovalo také řadou jiných zajímavých technických řešení. Například, chladiče vodního ochlazení motoru byly zapuštěny do boků zadní části trupu letadla v (z hlediska aerodynamiky i efektivnosti chlazení) nejvýhodnějším místě. Podvozek se zatahoval do trupu letadla díky jednoduchému mechanismu zatahování.

Blíže k jednotlivým strojům

- RK – RK-M-11, LIG-7

Křídlo letadla o rozpětí do 11,3 m mělo poměrně nízkou plochu - 16,52 m2. Pro přistání se ve směru od trupu letadla z každé strany na křídlo teleskopicky nasunulo šest pohybujících se soustředných sekcí, které zvětšovaly celkovou plochu křídla až na 23,85 m2. Sekce byly vyrobeny z překližky. Byly rozevírány pomocí lanových ručních náhonů z kabiny. Přitom se sekce za letu hýbaly snadněji než na zemi. Plné rozvinutí proběhlo za 30-40 s, úplné stažení za 20-30 s.

V hlášení o provedených zkouškách bylo uvedeno, že ovládací mechanismus vysouvacích sekcí křídel se osvědčil. Konstrukce byla uznaná za perspektivní. Použití takového křídla umožňovala podstatně zvýšit rychlost letadla, což bylo zvláště aktuálními pro vojenské letectvo. 

Letadlo se vyznačovalo také řadou jiných zajímavých technických řešení. Například, chladiče vodního ochlazení motoru byly zapuštěny do boků zadní části trupu letadla v (z hlediska aerodynamiky i efektivnosti chlazení) nejvýhodnějším místě. Podvozek se zatahoval do trupu letadla díky jednoduchému mechanismu zatahování. 

RK-I

Jak bylo výše řečeno, v r. 1938 byl G. I. Bakšajevem vypracován nový projekt letadla RK s motorem M-105. Projekt obdržel souhlas a koncem r. 1938 bylo vydáno technické zadání na vytvoření letadla RK, ovšem Lidovým komisariátem leteckého průmyslu změněné do podoby jednomístné stíhačky s motorem M-106 a vypočítanou rychlostí 800 km/hod . Stíhací letadlo dostalo označení RK-I (RK-800) [РК-И (РК-800) Раздвижное крыло - Истребитель].

Byl vytvořen model letadla, který proběhly zkoušky v aerodynamickém tunelu. V závěrečné zprávě o letadle bylo vydáno kladně ohodnocení, nicméně se ukázalo, že spojení křídel s nasouvanými prvky je nedostatečně utěsněné.

Při zpracování pokusné stíhačky RK-I (RK-800) byly použity zkušenosti, získané při stavbě letadla RK-M11 (1937 r.) РК-М11. Na rozdíl od předchůdce, stíhací letoun RK-I měl dvě poměrně štíhlá křídla, umístěná jedno za druhým. Posuvné úseky křídla byly teleskopicky nasouvané na tandemová křídla a vytvářely tak jedinou plochu, přičemž došlo ke zvětšení plochy křídla 2,5 krát.

I když ze začátku vznikly problémy, kde prototyp vyrobit, později se je podařilo vyřešit - drak byl vyráběn v CAGI. V r. 1940 byla postavena maketa letadla a ofoukaná v aerodynamickém tunelu CAGI. Závěr CAGI byl celkem pozitivní, ale zdůrazňuje se, že spoje posuvných sekcí a křídla byly nedostatečně utěsněné, a proto byl zisk vztlaku poněkud menší než předpokládal výpočet a ofukování modelu v měřítku 1:5.

Konstrukce letadla byla smíšená. Trup letadla - duralová poloskořepina s odkrytými profily nosné konstrukce. Křídla z oceli se skládala z vrchních a spodních panelů, spojených elektrickým svařováním. Posuvné části křídla (po 15 na každou stranu) byly vyrobeny z duralového nosníku a skeletu, jenž plnil roli žebrování, na němž byl plátěný potah. Celková hmotnost úseků byla okolo 330 kg. Pohyb posuvných  části  byl zajišťován pomocí lan, poháněných elektrickým motorem. Shrnuté prvky mohly úplně zmizet v bocích trup letadla, přitom krajní žebra, kryjící vybrání v trupu, sloužila současně jako koncový disk roztaženého křídla.

Křidélka a klapky byly umístěny na zadním tandemovém křídle a ocasních plochách a byla duralová. Řízení pevně. Podvozek s jednou vzpěrou, zatahovaný do trupu letadla vzad, s otočkou; ostruhové kolo bylo také zatahované. Zásoba paliva na 2,45 hod letu. Výzbroj se skládala z dvou kanonů ŠVAK a dvou kulometů ŠKAS. Základní rozměry letadla: délka 8,8 m, rozpětí tandemových křídel 8,2 m, jejich plocha 11,9 m2, plocha rozloženého křídla 28,0 m2 při prodloužení 2,4, vypočtená vzletová hmotnost 3100 kg, specifické zatížení na křídlo 260 a 108 kg/m2.

Vzhledem k schématu letadla s posuvným křídlem stroj představoval samonosný středoplošník. Plocha křídel v rozloženém stavu činila 28 m2, a v složeném 11,9 m2. Zatížení na křídlo se měnilo přiměřeně od 108 kg/m2 až do 260 kg/m2. Konstrukce byla smíšená: trup letadla a ocasní plochy - duralové; kovová kostra křídla byla potažena plátnem.

Výzbroj stíhačky se skládala z dvou kanónů ŠVAK (ШВАК) a dvou kulometů ŠKAS (ШКАС), umístěných pod kapotou motoru.

Drak letadla byl připraven v termínu; ale motor M-106 k tomuto termínu hotov nebyl. Zakončení montáže letadla se protahovalo, a tak nebyl předán na zkoušky. Na základě RK-I byla vyvinuta dvoumotorová varianta stíhačky s vrtulí za ocasními plochami, ale projekt uskutečněné nebyl.

Oficiálními příčinám nepředání RK-I do státních zkoušek, cituje podle vládního zadání známý historik sovětského letectví V. B. Šavrov následujícím způsobem:

Jednak motor M-106 nebyl vyroben v termínu, ukončení montáže letadla se protáhlo, a tudíž nebyl předán ke zkouškám. G. I. Bakšajev byl ještě před válkou převelen na sériovou výrobu letadla U-2, jako pro válku důležitějšího“.

Poznámka – G. I. Bakšajev spolupracoval na úpravách PO-2 např. na lehký noční bombardér.

Stojí za pozornost, že ve velkých množstvích vyráběný motor VK-105P svými hodnotami poměru hmotnost - výkon přesně odpovídal motoru VK-106, a vzhledem k výkonu zaostával opravdu málo (1050 KS proti 1200 KS). V každém případě, rychlostní parametry toho letadla za cenu menšího odporu zajištěné originálním schématem posuvného křídla by byly podstatně vyšší než dokonce u SK-2, natožpak u Jak-1 a ostatních konstrukcí.

Rovněž je krajně podezřelé posuzování zastaralého U-2 jako vojensky důležitějšího letadla než RK-I, zejména podivně na pozadí zaostávání sovětských sériově vyráběných stíhacích letadel, včetně těch s motory VK-105P, oproti novým verzím stíhacích letadel protivníka, například Bf.109F.

Letadla G. I. Bakšajeva  a I. I. Machonina sice možná představovala – z dnešního pohledu – slepou uličku vývoje, přesto ale de facto přinesly SSSR světové prvenství v realizaci tak zvaného křídla s proměnným uspořádáním. V poválečném období tato myšlenka byla všeobecně využívána v sériové konstrukci.

Jedním z trendů jejího využití se stal vývoj široce mechanizovaného křídla, jinou variantou se stala stavba letadel s křídlem s proměnnou šípovitostí. Po celém světě jsou letouny s tímto uspořádáním v stále úspěšně v činné službě.

Prameny:
http://www.airwar.ru/enc/xplane/mak123.html
http://warfiles.ru/show-52834-razdvizhnoe-krylo-mahonina.html
http://www.sovplane.ru/readarticle.php?article_id=99
http://www.rusmed-forever.ru/forum/lofiversion/index.php?t3818.html
http://www.airwar.ru/image/idop/xplane/rk/rk-1.jpg 
http://img.findpatent.ru/img_data/342/3425476.jpg
http://eroplany.narod.ru/bibl/shavrov2/chr1/p3/baksh.htm
https://avia.d3.ru/comments/446833/
http://www.airwar.ru/enc/xplane/rk.html
http://www.airforce.ru/staff/who_is_who/b/b.htm
http://warplanefuns.ru/history-of-war-main/warplanes-main/item/40-lig-7pk.html
Autor : František Aubrecht / Aubis 🕔15.03.2015 📕2.194

Komentáře Disqus

Komentáře Facebook

Sociální sítě

Reklama

Poslední komentáře