O szybowcu wyczynowym Orlik konstrukcji Antoniego Kocjana na kolejnej Glassówce

Szybowiec wyczynowy Orlik konstrukcji Antoniego Kocjana 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). Listopadowe spotkanie przypada wyjątkowo na pierwszą sobotę mięsiąca i odbędzie się 4.11.2017 r., tradycyjnie o godzinie 10:15 w Klubie Absolwenta na Politechnice Warszawskiej (gmach główny; wejście z auli w lewy narożnik).

Spotkanie, którego tematem będzie szybowiec wyczynowy Orlik konstrukcji Antoniego Kocjana poprowadzi dr inż. Andrzej Glass. O pracy nad repliką Orlika opowie Jerzy Gruchalski. Gościem listopadowego spotkania będzie również Tomasz Murawski – autor serii monografii polskich szybowców.

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

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

Szybowiec Orlik Antoniego Kocjana

Niewątpliwie spośród naszych przedwojennych szybowców Orlik poza granicami Polski zdobył największy rozgłos, choć PWS – 101 miał do tego większe prawa. Stało się to dzięki konkursowi na szybowiec olimpijski oraz z powodu powojennych rekordów Orlika w USA. Orlik został zaprojektowany przez inż. Antoniego Kocjana w 1936 r. Był to pierwszy jednomiejscowy wysokowyczynowy szybowiec tego konstruktora. Na koncepcje Orlika niewątpliwie miała wpływ ostatnia konstrukcja Kocjana – dwumiejscowa Mewa.

Szybowcami konkurencyjnymi, budowanymi równocześnie były PWS-101 i SG-7. Prototyp Orlika, nazwanego później Orlik I, zbudowany w Warsztatach Szybowcowych w Warszawie, był gotów na początku 1937 roku. Otrzymał on numer rejestracyjny SP-861. Oblatany był na lotnisku mokotowskim – prawdopodobnie przez inż. Szczepana Grzeszczyka. Po przebadaniu prototypu w Instytucie Technicznym Lotnictwa na Okęciu, zbudowany został drugi egzemplarz o numerze SP-1002. Oba te szybowce zostały zbudowane z przeznaczeniem wzięcia udziału w Międzynarodowych Zawodach Szybowcowych w Rhon w Niemczech w 1937 r. – uznanych  później za I Szybowcowe Mistrzostwa Świata. Na szybowcach tych, z numerami konkursowymi 1 i 3 startowali w Rhon w dniach 4–17.07. 1937 r. Bolesław Baranowski i Stanisław Brzezina, zajmując 7 i 12 miejsce. Baranowski na prototypie Orlika wykonał podczas tych zawodów pierwszy w Niemczech przelot z Rhón do Berlina (302 km) oraz przelot do Osvracina w Czechosłowacji – 247 km. Równocześnie Orlik w punktacji szybowców znalazł się na 7 miejscu, jako najlepsza z polskich konstrukcji. W lipcu 1937 r. były wykonane dalsze 4 egzemplarze Orlika I o znakach od SP-1080 do SP-1083. W V Krajowych Zawodach Szybowcowych w Inowrocławiu w dniach 5–15.08.l937 r. wzięło udział 6 Orlików I,  przy czym najlepsze miejsca zajęli: Michał Offierski – 5 i Andrzej Kozieł – 8.

Orlik I mimio małych rozmiarów (rozpiętość 14,4 m) należał do nowoczesnych szybowców  wyczynowych przeznaczonych  do  szybkich  przelotów. Dzięki zastosowaniu profilu płata o małym oporze – biegunowa szybowca była dość płaska. Pierwsze egzemplarze Orlika I otrzymały wyczynowe szkoły  szybowcowe – Bezmiechowa, Sokola Góra i Tęgoborze.

W drugiej połowie 1937 r. została zaprojektowana ulepszona odmiana tego szybowca nazwana Orlik II. Na wiosnę 1938 r. był oblatany prototyp Orlika II, noszący numer rejestracyjny SP-1120. Następne 4 egzemplarze Orlika II były gotowe w czerwcu i lipcu 1938 r. Pierwszy z nich nosił znaki SP-1121. W 1939 r. zbudowano dalsze 5 Orlików II, w tym egzemplarz o znakach SP-1316. Orlik II dość znacznie różnił się od Orlika I. Rozpiętość jego płatów powiększono z 14,4 do 15 m, zwiększając też powierzchnię nośną. Przód kadłuba uległ przekonstruowaniu, gdyż kabina otrzymała   bardziej   aerodynamiczny kształt, wpisany w obrys kadłuba. Usterzenie poziome zostało zamocowane na kadłubie, a nie na stateczniku pionowym.  Ster kierunku otrzymał zmieniony obrys. Osiągi Orlika II były lepsze od osiągów Orlika I, biegunowa miała bardziej płaski przebieg przy dużych prędkościach lotu, jak również doskonałość szybowca wzrosła. Na Orliku II po raz pierwszy zastosowano hamulce aerodynamiczne tzw. warszawskie (Instytutu Aerodynamicznego w Warszawie), zamocowane przy krawędzi natarcia pod spodem płata. Orlik I miał natomiast hamulec aerodynamiczny w postaci uchylnie sterowanego interceptora na zadżwigarowej części górnej powierzchni płata; hamulec ten był mało skuteczny. Cechą charakterystyczną hamulców IAW było silne zwiększenie oporu w locie nurkowym (z dużą prędkością) oraz nieznaczne zmniejszanie opadania (o 0,3 m/s) przy małych prędkościach lotu. Po otwarciu hamulców zwiększała się stateczność szybowca i malała czułość steru wysokości. Hamulce te czyniły z Orlika II szybowiec bardzo bezpieczny w lotach chmurowych nawet dla mniej zaawansowanych pilotów. Hamulce nie powodowały drgań, oderwań strug itp., nie nadawały się one natomiast do skracania podejścia do lądowania, gdyż były za mało skuteczne przy małej prędkości lotu. Hamulce IAW m. in. zostały zastosowane po wojnie na Sępach i pierwszych 10 Muchach.

Szybowiec Orlik II podczas przygotowań do holu za samolotem RWD-8 (fot. NAC)

W VI Krajowych Zawodach Szybowcowych w Masłowie w dniach 13–22.08.1938 r. wzięło udział 5 Orlików I i 5 Orlików II, przy czym 2 Orliki II dostarczono z wytwórni dopiero po rozpoczęciu zawodów. Pierwsze miejsce w zawodach zajął Kazimierz Plenkiewicz na Orliku II, czwarte – J. Kawalec a szóste – Andrzej Kozieł, też na Orlikach II. Podczas tych zawodów Orlik I pilotowany przez Eugeniusza Makowskiego rozsypał się w burzliwej atmosferze w chmurach, a pilot poniósł śmierć.

Gdy w lecie 1938 r. zostały ogłoszone warunki techniczne międzynarodowego konkursu zorganizowanego przez  ISTUS na szybowiec, który miał być wybrany na monotyp, na którym mieli startować zawodnicy na Olimpiadzie 1940 w Helsinkach – inż. Antoni Kocjan opracował ewolucyjną odmianę Orlika II dostosowaną do warunków konkursu i nazwaną Orlik Olimpijski (Orlik III). Do zasadniczych wymagań konkursowych należały: rozpiętość maks. 15 m, ciężar własny najwyżej 168 kG, hamulce aerodynamiczne ograniczające prędkość nurkowania do 200 km/h, łatwość budowy oraz uszczelnienie skrzydeł i kadłuba, by zabezpieczyć szybowiec przed utonięciem w razie lądowania na wodzie.

Prototyp Orlika Olimpijskiego o numerze rejestracyjnym SP-1364 był gotów w końcu 1938 r. Został oblatany na lotnisku mokotowskim w Warszawie. Ciężar kadłuba wynosił 57 kG, ciężar skrzydeł – 98 kG, ciężar usterzenia – 10 kG. Maksymalna prędkość przyjęta do obliczeń wynosiła 273 km/h. W próbach przekroczono prędkość nurkowania 250 km/h. Hamulce tego szybowca były większe niż Orlika II.

W dniach 19–34.02.1939 r. Orlik Olimpijski wziął udział w Konkursie na szybowiec olimpijski, polegającym na sprawdzeniu właściwości w locie, przeprowadzonym na lotnisku Sezze Littorio odległym o 90 km od Rzymu. Mimo wykazania się najlepszymi osiągami i własnościami pilotażowymi  –  Orlik olimpijski zajął drugie miejsce, zaś konkurs wygrał niemiecki szybowiec Meise-Olympia w wyniku przewagi głosów niemiecko - włoskich w komisji. Na wiosnę 1939 r. Ministerstwo Komunikacji i LOPP zamówiły serię kilkunastu Orlików Olimpijskich dla naszych szkól szybowcowych i aeroklubów – z terminem dostawy w lecie 1939 r. przed VII Krajowymi Zawodami Szybowcowymi, które miały się odbyć w sierpniu 1939 r., lecz zostały odwołane ze względu na zbliżający się wybuch wojny. Prawdopodobnie do wybuchu wojny zbudowano 17 Orlików. Jeden egzemplarz Orlika II SP-1376 zbudowany w 1939 r. został wystawiony na Światowej Wystawie w Nowym Jorku wiosną 1939 r., gdzie zakupił go Amerykanin polskiego pochodzenia dr Żbikowski. Po przystąpieniu USA do II wojny światowej szybowiec został w 1942 r. zarekwirowany przez lotnictwo wojskowe (Army Air Force) do treningu pilotów wojskowych, gdzie otrzymał wojskowe oznaczenie XTG-7. W 1946 r. nabył go znany szybownik amerykański Paul McCready. W 1948 r. i 1949 r. zwyciężył on na Orliku II w krajowych zawodach szybowcowych w USA. 31.12.1948 r. ustalił on na Orliku II międzynarodowy rekord wysokości absolutnej – 9600 m. Szybowiec był wyposażony w aparaturę tlenową i radiostację, a kabina otrzymała nową osłonę oraz izolację cieplną z waty szklanej.  Podczas  lotu  rekordowego Orlik był eskortowany przez samolot myśliwski Lockheed P-38 Iightning. W trakcie eksploatacji  szybowiec ten uległ nieznacznym przeróbkom: ster kierunku został podwyższony, a osłona kabiny otrzymała oszklenie części otwieranej ukształtowane z jednego arkusza szkła organicznego. Nosił on znaki rejestracyjne NX 23727, a później N 23727. Szybowiec ten był jeszcze użytkowany w USA w 1967 r., czyli w  28 lat po jego zbudowaniu. Tym samym stal się on najbardziej długowiecznym egzemplarzem polskiego szybowca.

Zawieruchę wojenną przetrwał jeszcze jeden Orlik przechowany w ukryciu w Polsce. Był to jeden z pierwszych egzemplarzy Orlika I. Został on zarejestrowany 16.07.1946r. Otrzymując znaki SP-268 i imię Warszawianin namalowane na przedzie kadłuba. Był on używany przez Instytut Szybownictwa w Bielsku. We wrześniu 1946 r. wziął on udział w  Ogólnopolskim Święcie Lotnictwa w Bydgoszczy, gdzie Adam Zientek demonstrował na nim akrobacje. W dniu 21.10.1946 r. Adam Zientek rozsypał ten szybowiec w powietrzu wskutek nadmiernego rozpędzenia w chmurze rotorowej podczas wiatru halnego.

Orlik dzięki swym osiągnięciom stał się symbolem wysokiej jakości polskich konstrukcji. Ten pierwszy nasz 15-metrowy szybowiec wyczynowy należy do prekursorów klasy standard.

Konstrukcja

Jednomiejscowy szybowiec wyczynowy konstrukcji drewnianej o układzie wolnonośnego średniopłata. Kadłub o przekroju  eliptycznym, półskorupowy, kryty sklejką brzozową kładzioną pod kątem 45° do kierunku lotu. Osłona kabiny ze szkieletem z rurek stalowych, otwierana na bok, z możliwością awaryjnego odrzucenia. Kabina obszerna. Fotel pilota dostosowany do spadochronu plecowego. Tablica przyrządów wyposażona w prędkościomierz,  wysokościomierz,  wariometr, busolę, zakrętomierz i chyłomierz podłużny. Most centralny – spawany z rur stalowych zakończonych okuciami mocowania skrzydeł, przenoszącymi silę – 13 700 kG. Płoza przednia jesionowa, amortyzowana  dętką. Płoza tylna stalowa. Z przodu kadłuba hak do startu z lin gumowych i zaczep do holu.

Płat trapezowy o kształcie mewim (rozpłaszczone M) w widoku z przodu. Profil podwójnie wypukły IAW. U Orlika II i Orlika Olimpijskiego hamulce aerodynamiczne IAW umieszczone na dolnej powierzchni pląta w odległości 5% cięciwy od krawędzi natarcia, szerokie na 11% cięciwy i długości – u Orlika Olimpijskiego – 2,4 m na każdym skrzydle, a wychylane o 70°. Płat dwudzielny, jednodźwigarowy ze skośnym   dźwigarkiem   pomocniczym. Dźwigar główny skrzynkowy. Keson sięgający do dżwigara kryty sklejką brzozową.  Część zadźwigarowa płata kryta płótnem. Lotki szczelinowe, wychylane różnicowo, kryte płótnem. Sterowanie lotkami za pomocą popychaczy i linek. Napęd sterów – linkowy. Stateczniki kryte sklejką. Ster kierunku z rogowym odciążeniem aerodynamicznym. Zadźwigarowe części sterów kryte płótnem. Usterzenie poziome mocowane do statecznika pionowego za pomocą dwóch sworzni, które równocześnie sprzęgają napęd steru wysokości.

Malowanie. Prototyp Orlika SP-861 oraz egzemplarz SP-1002 malowany był na kremowo z czerwonym przodem kadłuba przechodzącym w pas wzdłuż kadłuba i z  czerwonymi kesonami skrzydeł. Seryjne Orliki były kremowe, Orliki II – popielato-niebieskie. Orlik Olimpijski SP-1364 miał na sterze kierunku wymalowany znak Aeroklubu Rzeczypospolitej Polskiej. Orlik używany w Polsce po wojnie był malowany na kremowo-wiśniowo. Na górze przodu kadłuba miał skośnie biegnący napis Warszawianin, a na sterze kierunku znak Instytutu Szybownictwa.

Orlik II amerykański miał czerwone krawędzie płatów oraz usterzenia i taki sam pas wzdłuż kadłuba.

Źródło:  Technika Lotnicza I Astronautyczna, Nr 1/1973 r. str. 38-40
dr inż. Andrzej Glass