Glassówka: Konstruowanie samolotów – ewolucja czy rewolucja, na przykładzie polskich konstrukcji lotniczych

Konstruowanie samolotów – ewolucja czy rewolucja, na przykładzie polskich konstrukcji lotniczych będzie tematem najbliższej „Glassówki” – spotkania poświęconego polskim konstrukcjom lotniczym, które od wiosny 2004 roku współorganizowane jest przez Klub Miłośników Historii Polskiej Techniki Lotniczej i Stowarzyszenie Młodych Inżynierów Lotnictwa (SMIL). Spotkanie odbędzie się wyjątkowo w czwartą sobotę miesiąca 27.01.2018 r., o godzinie 10:15 w Klubie Absolwenta na Politechnice Warszawskiej (gmach główny; wejście z auli w lewy narożnik).

Spotkanie, którego tematem będzie Konstruowanie samolotów – ewolucja czy rewolucja, na przykładzie polskich konstrukcji lotniczych, poprowadzi dr inż. Andrzej Glass.

Podczas spotkania zostaną omówione drogi rozwoju polskich konstrukcji lotniczych. Dr inż. Andrzej Glass, na przykładach wielu konstrukcji, opowie ile w tych konstrukcjach było ewolucji a ile rewolucji, a także który z tych rewolucyjnych elementów jaką rolę odegrał.

Jednym z problemów w konstruowaniu samolotów było uzyskanie odpowiedniej widoczności z kabiny pilota. Szczególnie było to istotne w przypadku samolotów bojowych, a zwłaszcza myśliwskich, gdzie dobra widoczność we wszystkich kierunkach mogła decydować o dostrzeżeniu przeciwnika i uniknięciu zaskoczenia. Jednym z głównych elementów w samolocie ograniczających widoczność były skrzydła.

W celu rozwiązania problemu widoczności, Zygmunt Puławski opracował nową koncepcję górnopłatu. Miał on skrzydła umieszczone przed pilotem, nad kadłubem, mniej więcej na wysokości wzroku pilota, które w pobliżu kadłuba były zagięte w dół i łączyły się bezpośrednio z kadłubem. Skrzydła były dodatkowo zwężone i pocienione w miejscu połączenia z kadłubem. W ten sposób, pilot miał bardzo dobrą widoczność bezpośrednio do przodu i w górnej półsferze ponad skrzydłami. W kierunku do przodu w dolnej półsferze pilot miał możliwość obserwacji pod skrzydłami, ograniczoną jedynie w niewielkim stopniu przez skrzydła w miejscu mocowania do kadłuba. Oprócz tego, widoczność w dolnej półsferze ograniczał jedynie kadłub samolotu. Pilot miał nieco ograniczoną widoczność na wysokości jego wzroku na boki w przedniej półsferze, lecz rozmiar tej martwej strefy widoczności zredukowany był do minimum, gdyż widział on skrzydło z jego najcieńszego profilu (rozmiar porównywany obrazowo do słupków szyby przedniej w samochodzie).

Mewi płat Zygmunta Puławskiego (rys. A. Glass)

Płat Puławskiego – odmiana skrzydła typu mewa, o charakterystycznym wygięciu w kształcie spłaszczonej litery M w samolotach górnopłatowych, został opracowany i opatentowany przez Zygmunta Puławskiego w polskim samolocie myśliwskim PZL P.1 z 1928 roku. Opracował on również nowe rozwiązania w lotnictwie – podwozie nożycowe.

Podczas spotkania zostanie też omówiony proces konstruowania samolotu PZL-104 Wilga, podczas którego  została przekroczona o 140 kg masa własna samolotu w stosunku do projektu. Problemy z układem chłodzenia silnika WN-6 (zacieranie się podczas lotu z małą prędkością) sprawiły, że postanowiono dostosować samolot do mocniejszego silnika gwiazdowego AI-14R. W samolocie tym dokonano przeprojektowania podwozia zwiększając rozstaw kół z 2,12 m do 2,83 m. Powstało wiele wersji tego samolotu.

PZL-104 Wilga 35 na lotnisku Kielce-Masłów (fot. Michał Derela/GFDL/Wikimedia Commons)

Jedną z omawianych konstrukcji bedzie też PZL M18 Dromader. Samolot w dużej mierze składał się z gotowych podzespołów płatowca S2-R, przeprojektowany został kadłub, część skrzydła, zbiorniki i podwozie. Zasadnicza modyfikacja polegała na zamianie silnika na ASz-62IR produkowanego przez WSK PZL-Kalisz (wersja S-2R posiadała słabsze, 600 KM silniki z demobilu firmy Pratt & Whitney). Zastosowano też zmodyfikowane śmigło od An-2. Dromadery posiadają też uszczelnioną kabinę. M-18 Dromader zyskał międzynarodowe uznanie i doczekał się kilku wersji.

PZL M18 Dromader (fot. Igor Dvurekov/GFDL 1.2/Wikimedia Commons)

Jedną ze znanych polskich konstrukcji lotniczych jest też PZL-106 Kruk – dwumiejscowy samolot rolniczy. Właściwości „Kruka” były wyraźnie uzależnione od wersji i zastosowanego zespołu napędowego.

Początkowe wersje, mające silnik bezreduktorowy i śmigło o niewielkiej średnicy – charakteryzowały się dość długim startem i bardzo dużym hałasem podczas lotu. Silnik PZL-3S był pozbawiony masy wyrównoważającej – z tego powodu był awaryjny (nagłe zatrzymanie silnika skutkowało ukręceniem się śmigła z piastą i lądowanie bez udziału silnika). Od wersji PZL-106 AR wyposażony w silnik reduktorowy PZL-3SR i śmigło o większej średnicy – cechy lotno-pilotażowe znacznie się poprawiły, Start był krótszy, wznoszenie większe, a awaryjność silników PZL-3SR została usunięta. Od tego momentu samolot znacznie zyskał w opinii pilotów. Jedyną uwagą była dość mała stateczność podłużna, jednak przy dobrej sterowności nie było to problemem. Dobra była stateczność boczna, a zwłaszcza korzystne były cechy lotno-pilotażowe przy małych prędkościach i łagodna charakterystyka przeciągnięcia oraz wyraźne dla pilota ostrzeganie przed przeciągnięciem. Pilotaż był niemęczący, samolot miał bardzo dobre opinie wśród pilotów niemieckich (z NRD), gdzie był szeroko stosowany.

PZL-106 Kruk z zamontowaną dodatkową kabiną (fot. Christoph Grimlowski/GFDL 1.2/Wikimedia Commons)

Wersja PZL-106 B z przeprojektowanymi skrzydłami i skróconymi zastrzałami była zasadniczą serią produkcyjną, miała większą prędkość przelotową, co było istotne podczas przebazowania.

Wersja PZL-106 BTU-34 Turbo Kruk z silnikiem Pratt & Whitney PT6A-34AG cechowała się wydłużonym nosem – z uwagi na mały ciężar silnika turbinowego i konieczność zachowania wyważenia. Zwiększona z tego powodu powierzchnia boczna spowodowała konieczność powiększenia (podniesienie) statecznika pionowego celem utrzymania stateczności kierunkowej.

Polscy konstruktorzy poświęcili sporo uwagi bezpieczeństwu pilota i mechanika. Chodziło o zminimalizowanie skutków zderzeń z liniami napowietrznymi i w ogóle zderzeń. Dla zapobieżenia skutkom zderzeń z liniami energetycznymi na podwoziu głównym i przed kabiną zamontowano nóż (gilotynę), a od jego szczytu ponad kabiną do szczytu usterzenia pionowego poprowadzono stalowa linkę odbojowa.

Ale to tylko niektóre polskie konstrukcje, o których 27 stycznia 2018 r. opowie dr inż. Andrzej Glass. Zapraszamy na spotkanie.

Materiały ze spotkań dostępne są na stronie: www.smil.org.pl

Nagrania ze spotkań są dostępne na serwisie youtube po wpisaniu hasła: glassowka.