Blog o ciekawych sprzętach i ich historiach Nazwałbym ten cudaczny samolot Lemieszem, ze względu na jego proweniencję, ale to odebrałoby mu urok, splendor i spłyciło jego przebogatą osobowość (no i ta nazwa jest już na blogu zajęta). Aż szkoda, że maszyna, która czerpała garściami z jednej setek niemieckich Wunderwaffen sprzedała się w zaledwie 45 sztukach. Powitajcie Hamburger Flugzeugbau 320 Hansa Jet, pierwszy i jak dotąd jedyny samolot, który szczycił się płatem skośnym do przodu i był dostępny do kupienia dla komercyjnego użytkownika. (Mallard się nie liczy).
Wspomniany w tytule Hans Wocke będzie zapewne znany tym, którzy głębiej szperali w historiach odrzutowych bombowców Trzeciej Rzeszy. Hans urodził się w Gdańsku w 1908 roku, a w czasie drugiej wojny pracował dla Junkersa, gdzie parał się aerodynamiką skrzydła jednego z pierwszych odrzutowych bombowców – Ju 287. Jeśli choć raz go zobaczycie, to będziecie doskonale kojarzyć, który to:
Cztery lub sześć silników, z czego dwa obowiązkowo obok nosa, jak u chomika. Pozostałe pod skrzydłem i albo przy krawędzi spływu jak w pierwszym egzemplarzu, albo pod krawędzią natarcia, jak w drugim.
Clou programu było jednak skrzydło, czyli dzieło Hansa Wocke. Nie ma co owijać w bawełnę, miało ujemny skos, co po naszemu oznacza tyle, że było skośne do przodu.
Wojna była i się skończyła, Wocke trafił do amerykańskiej niewoli, wraz z innym towarzyszem niedoli, jakim był niejaki Brunolf Baade. Ten ostatni wywnioskował z rozmów z amerykańskimi żołnierzami, że niemieckie zakłady, jeśli jakieś zostały, trafią pod ścisłą kontrolę i Niemcy mogą zapomnieć o własnym przemyśle lotniczym na całe dekady. Baade zdecydował wówczas, że przeniesie siebie i swoje know-how do ZSRR (dziw, że miał wybór), bo towarzysze radzieccy zdawali się mieć luźniejsze podejście do uprzemysłowienia wschodniego sektora dawnej Rzeszy, która była pod ich okupacją. Baade i Wocke dotarli do Moskwy w 1946 roku, gdzie zostali zaprzęgnięci do prac nad bombowcami odrzutowymi EF-131/EF-140 (wersji rozwojowej Ju 287) i EF-150.
Prace nad pierwszym odrzutowym bombowcem ZSRR postępowały, ale w pewnym momencie polityka i kwestie osiągów zaczęły wchodzić duetowi Baade i Wocke w drogę. EF-140 wzniósł się w powietrze w 1948 roku, ale ledwo z tego powietrza wrócił, tak duże problemy sprawiała jego instalacja paliwowa. Dwa silniki turboodrzutowe o sprężarce osiowej – Mikulin AM-TKRD-01 – zostały zastąpione świeżo skserowanymi brytyjskimi RR Nene ze sprężarką odśrodkową, bo ktoś z Wielkiej Brytanii wysłał je Sowietom do oceny, z nadzieją na produkcję licencyjną. Co się jednak udało przy DC-3/Li-2, przy Nene już nie pykło i radzieccy towarzysze po prostu skopiowali brytyjski silnik i zaczęli wpychać do wszystkiego, co mogło go przyjąć. Tak pod skrzydłami EF-140 znalazł się Klimow WK-1, czyli Nene z czerwoną książeczką.
Wymiana silników pomogła tu i zaszkodziła ówdzie, wprowadzając wibracje na dźwigarze silnika, które nawet Sowieci opisali jako „nie do przyjęcia”. Ostatnia wersja maszyny przed zarzuceniem projektu miała większą masę, paliła więc więcej, ale za to miała gorsze osiągi. W obliczu tego sukcesu, prace nad EF-140 zostały zarzucone.
Nieco inaczej wyglądał przypadek EF-150, który z układu przypominał przeskalowanego i powstającego w tym samym czasie MiGa-15. Gdzie jednak Piętnasty górował nad zachodnią konkurencją, tam EF-150 niedomagał. Problem był jednak głównie natury polityczno-narodowej, bo inżynierowie z Niemiec byli raz przez partyjną wierchuszkę zasypywani propozycjami pomocy i narzędziami pracy, by zaraz wszystko mieć odebrane, gdy zmieniali się ludzie u władzy. Gdy okazało się, że OKB Tupolewa czyni szybkie postępy nad swoim prototypowym bombowcem, który miał służyć w tej samej roli co EF-150, ten ostatni popadł w partyjną niełaskę i ostatecznie został skasowany w 1952, wraz z pierwszym lotem Borsuka, jak go NATOwianie przezwali.
W tak zwanym międzyczasie, polityka międzynarodowa szła swoim torem. W 1949 roku radziecka strefa okupacyjna przekształciła się w Niemiecką Republikę Demokratyczną, zwaną u nas pospolicie NRDowem lub DDRami. Wraz ze śmiercią Stalowego Dyktatora w 1953 roku i uspokojeniem stosunków na linii Moskwa-Berlin Wschodni po Powstaniu Czerwcowym, inżynierowie niemieccy zaczęli rozważać powrót do ojczyzny, by tam od nowa tworzyć przemysł, tym razem mając na celu rozwój ekonomiczny państwa niemieckiego. Baade ruszył w 1954 roku do NRD, gdzie w Dreźnie zaczął przerysowywać plany EFW-150 na samolot komunikacyjny. Wocke wrócił rok później, ale wylądował po tej łaskawszej stronie muru berlińskiego, bo w Hamburgu.
Dlaczego akurat tam? Cóż, tamże przed wojną i w jej trakcie znajdował się lotniczy dział stoczni Blohm & Voss, wydzielony pierwotnie ze struktur firmy dla zmniejszenia ryzyka i później wcielony w nią ponownie, by skrócić łańcuch zarządzania kiedy III Rzesza wkroczyła na pełnej… mocy w tryb produkcji wojennej. Zakłady nazwano być może nieco pociesznie z naszej perspektywy, choć bardzo prosto: Hamburger Flugzeugbau (Hamburskie Zakłady Lotnicze), w skrócie HFB. To właśnie tam powstawały łodzie latające Blohm & Voss, od małego BV 138 po ogromnego BV 238:
Ze względu na lokalizację i rodzaj pełnionej funkcji, hale zakładowe zostały zbombardowane wzdłuż i wszerz, a po kapitulacji Niemiec zasadniczo rozczłonkowano to co zostało, pozostawiając jedynie niewielki warsztat parający się obsługą czołgów. Walter Blohm, który założył HFB w 1933 roku, przeżył wojnę i w 1954 roku, gdy animozje sprzed dekady nieco już przycichły, zaczął reorganizować zakład z zamiarem licencyjnej produkcji francuskiego Noratlasa dla niemieckich sił powietrznych.
W tej sytuacji pojawienie się Hansa Wocke w Hamburgu było jak dopasowanie ostatniego puzzla do układanki.
HFB zaczęły zajmować się konstrukcjami transportowymi, takimi jak turbośmigłowy samolot krótkiego zasięgu oznaczony HFB 209, który miał być 48-54 miejscową wersją rozwojową hiszpańskiego samolotu CASA C-207 Azor:
Zaplanowano wymianę Azorowych gwiazd Bristol Hercules na równie brytyjskie turbiny Napier Eland, sparowane ze śmigłem, później wymienione na Allisony 501D-13. W efekcie powstałby samolot nieco zbliżony do Avro 748, czy nawet Xięgowego.
Ciekawszy jednak był projekt, który miał nawiązać bezpośrednią rywalizację z Sud Caravelle i HS Tridentem. Był to tylnosilnikowy odrzutowiec pasażerski HFB 314, który… cóż:
Hans nie brał jeńców projektując 314. Układ kaczki nie jest czymś powszechnie spotykanym w lotnictwie transportowym, głównie ze względu na to, że kanardy przeszkadzają w dostępie rękawa lotniskowego do przednich drzwi pasażerskich. To był jednak 1958 rok i nie było jeszcze rękawów, więc wszystkie reguły dotyczące transportu lotniczego były jeszcze do napisania. Za napęd miały służyć dwa silniki Rolls-Royce RB.141 Medway (znów – odsyłam do Drogi Trydenckiej) zamontowane tuż za tylną wręgą ciśnieniową i pod osamotnionym statecznikiem pionowym. Problemem byłyby jedynie tak małe wloty silników, do tego umiejscowione tak daleko z tyłu. Każdy zakręt byłby zaproszeniem do pompażu…
W toku rozwoju projektu Wocke przerysował maszynę w nieco bardziej konserwatywny sposób – przynajmniej z dzisiejszego punktu widzenia, wówczas to wciąż było bardzo nowoczesne podejście. Druga iteracja HFB 314 znacznie bardziej przypominała brytyjską i francuską konkurencję:
Sam układ budzi u mnie mieszane uczucia – płat odsunięty tak daleko naprzód od silników wywołuje obawy o wyważenie i ewentualne tendencje do wywijania hołubców jak Tu-104, ale między mną a panem Wocke to nie ja jestem tutaj doświadczonym inżynierem. Maszyna przypominałaby z wyglądu dwusilnikowego brata Bristola 200 i Boeinga 727, z domieszką HP Victora. Pojemność pasażerska miała być jednak bliższa Caravelli, bo wynosiła na papierze 70-78 miejsc. Zasięg obliczono na 3 400 kilometrów.
Dlaczego więc świat latał Caravellą, a nie HFB 314? Cóż, jak to często bywa, sprawa rozbiła się o finanse. Republika Federalna Niemiec wciąż otrzepywała się z wojennego kurzu i o kwoty potrzebne do budowy, przetestowania i wdrożenia do produkcji dużego (wówczas) odrzutowego samolotu komunikacyjnego było zwyczajnie trudno.
„A może gdyby zacząć od czegoś mniejszego?”, pomyślał ktoś w HFB. „Ten Jankes co w Szwajcarii przebudowuje myśliwiec na samolot dyspozycyjny ma chyba niegłupią koncepcję! Brytole od de Havillanda też pokazali coś podobnego. Czy to aby nie będzie prostsze?”
Mniejszy format maszyny to znacznie niższe koszty, a na dodatek łatwiejsza logistyka i mniejsze ryzyko, a później zawsze można spróbować znowu z czymś większym – tą drogą ostatecznie poszedł np. Dassault, ale co z tego wyszło to już osobna historia. Potencjał tego rozwiązania jednak istniał, zwłaszcza że małe samoloty dyspozycyjne z napędem odrzutowym znajdowały chętnych np. w wojsku, gdzie służyły dla samoloty łącznikowe, szkolne i do transportu VIPów. HFB pozbierało na tacę wszystkie zaskórniaki (grzebiąc też po kieszeni rządowi RFN) i zleciło Hansowi i jego zespołowi opracowanie takiej maszyny.
Samolot miał bezpośrednio konkurować z Learjetem 23, którego oblotu spodziewano się w 1963 roku. Bill Lear nie krył się jednak z układem swojego samolotu, co pozwoliło HFB takie zaprojektowanie swej odpowiedzi nań, by była bardziej atrakcyjna dla potencjalnych odbiorców. Wycelowano więc w nieco większą od 23 maszynę, która w miejsce jego 6 pasażerów miała przewozić od 7 do 15. Wybór ten był podyktowany spodziewaną włoską konkurencją i tłokiem w tym segmencie rynku – istniał w nim już amerykański North American Sabreliner, który właśnie wchodził do użytku, a już niedługo oblatany miał być bąblowaty Piaggio-Douglas PD.808.
HFB zeszło z linii strzału tych trzech maszyn, pozycjonując swój samolot w miejscu, gdzie wchodził też de Havilland ze wspomnianym wcześniej Jet Dragonem, a gdzie również bytował Lockheed ze swoim czterosilnikowym JetStarem, a gdzie chciał też być McDonnell z modelem 119/220, ale im nie pykło.
Konkurencja byłaby zażarta, toteż trzeba było zaoferować coś ekstra. Moc ówczesnych silników ograniczała nieco wielkość maszyny (stąd taki urodzaj na ogonie Lockheeda, który nie potrafił dowieźć odpowiednich osiągów w razie awarii jednego z dwóch silników – wymienił je więc na cztery mniejsze). Hans Wocke odkurzył więc swoje stare pomysły i wprowadził bardzo innowacyjne podejście do układu swojego projektu, by do maksimum zwiększyć kabinę.
Samolot dyspozycyjny HFB otrzymał numer 320. Dla ograniczenia oporów i poprawy osiągów względem konkurencji, skrzydło zostało ustawione mniej więcej w połowie wysokości kadłuba – mamy więc do czynienia ze średniopłatem. Taki układ ma jedną ogromną wadę – dźwigar skrzydła wypada tam, gdzie i ono, więc kabina musiałaby być krótka, albo pasażerowie czołgaliby się pod nim, by dostać się do potencjalnej kabiny za skrzydłem.
Tak nie mogło być, a żeby zachować przestrzeń w kabinie i układ średniopłata, skrzydło musiało się wycofać w kierunku ogona. Wszystko fajnie, ale proporcji nie można kształtować zupełnie dowolnie, bo albo wymogłoby to zastosowanie prostego płata, co ograniczyłoby prędkość przelotową, albo spowodowałoby przeniesienie statecznika poziomego ze sterem wysokości na nos – czyli zastosowanie układu kaczki, jak w pierwszej iteracji HFB 314, o którym wspominałem kilka pięter wyżej.
Wocke poszedł jednak za innym pomysłem sprzed lat. Miał w portfolio jedno doskonałe rozwiązanie, które pozwoliło na utrzymanie skośnego płata, a wygrzebał je z prototypowego bombowca z czasów, gdy flaga niemiecka wyglądała trochę inaczej:
Ujemny skos skrzydła pozwalał na dokładnie to samo co w bombowcu – na wycofanie dźwigara skrzydła w stronę ogona, co z kolei pozwoliło na powiększenie kabiny (wcześniej komory bombowej) bez zwiększania rozmiarów/masy samolotu. Ten zabieg mógł dać HFB 320 potencjalnie najobszerniejszą kabinę w klasie. Reszta maszyny była już bardziej konwencjonalna:
Od strony aerodynamicznej taki układ dawał zalety skrzydła skośnego do tyłu, czyli mniejsze opory względem płata prostego, co umożliwiało zwiększenie prędkości przelotowej, przy czym dodawał jeszcze coś od siebie. W dużym skrócie, przepływ powietrza w przypadku obu rodzajów skrzydeł wygląda tak:
Skoro więc powietrze spływa w kierunku kadłuba w układzie takim jak u HFB 320, opór na końcówkach skrzydeł jest zmniejszony. Mało tego – kadłub robi za duży grzebień aerodynamiczny, kierując strugi powietrza wokół najgrubszego przekroju skrzydła, co powoduje z kolei zwiększenie siły nośnej (więc płat może być też mniejszy, bo jest bardziej wydajny).
Skoro więc ten układ jest taki wydajny, dlaczego nie widuje się go częściej? Cóż, ma on dwie zasadnicze wady, przy czym jedna wynika z drugiej. Po pierwsze, takie skrzydło musi być zbudowane znacznie sztywniej niż klasyczne, bo siły skrętne które na nie działają są znacznie zwiększone. Wszelkie drgania, które powstaną na końcówkach skrzydeł, na przykład w wyniku zbyt dużej prędkości, przeniosą się dalej po skrzydle i będą się same nawzajem wzmacniały, co może spowodować nieplanowany demontaż samolotu w locie, a także wadę numer dwa. Jest nią nieprzewidywalne zachowanie maszyny po drugiej stronie spektrum prędkości, czyli tuż przed przeciągnięciem.
Klasyczny płat skośny do tyłu zawsze straci siłę nośną najpierw na końcówkach, co objawia się zadarciem nosa do góry i potencjalnym pogorszeniem sytuacji. Płat skośny do przodu nie ma tego problemu, bo końcówki zasadniczo torują drogę skrzydłu, więc zawsze cieszą się dobrym opływem powietrza, ale jeśli okażą się na tyle elastyczne (to w końcu najcieńsze miejsce), że skrzydło skręci się w poprzek, może okazać się, że bez ostrzeżenia końcówki skrzydeł utracą siłę nośną jak w klasycznym układzie. Problem byłby mniejszy, gdyby zawsze działo się to symetrycznie, ale ze względu na niezliczone czynniki oddziałujące na samolot w locie, taka utrata siły nośnej częściej będzie niesymetryczna, a droga do utraty kontroli nad płatowcem jest z tego miejsca już bardzo krótka.
Aby przeciwdziałać tym problemom, Wocke zaprojektował skrzydło w taki sposób, że było na całej długości wzmacniane przez obecność zbiorników paliwa, które również wstawił w pogrubione końcówki skrzydeł. Dodało to nieco oporu całej konstrukcji, ale znacznie zwiększyło sztywność skrzydła.
Tak więc, jak widać, ten układ nie jest dla wszystkich. Kiedy jednak bardzo chce się osiągnąć dużą kabinę bez przesuwania skrzydła pod kadłub (bo w klasycznym dolnopłacie z dźwigarem idącym przez spód kadłuba ograniczyłoby się wysokość kabiny), takie rozwiązanie jest bardzo eleganckie. Mało tego, trzydzieści lat później Piaggio w pewnym sensie skorzystało z doświadczeń HFB przy budowie P.180 Avanti, ale stawiając na prosty płat, bardzo daleko przesunięty w kierunku ogona, za to z dodatkowym statecznikiem poziomym na nosie dla kompensacji:
Dygresje już jednak na bok: HFB 320 otrzymał marketingową nazwę „Hansa Jet”, nawiązując do historycznej ligi hanzeatyckiej („hansa” – gromada) – średniowiecznego związku kupieckiego miast handlowych.
Pierwszy prototyp ulotniono 21 kwietnia 1964 roku, a miesiąc później postawiono w celach promocyjnych podczas pokazów lotniczych w Hanowerze.
Drugi prototyp poleciał miesiąc później, ale już 12 maja następnego roku niestety spadł, grzebiąc pilota testowego. Problemem okazała się podatność usterzenia typu T na chowanie się w cieniu aerodynamicznym skrzydła w razie przeciągnięcia – można wtedy wachlować sterem wysokości jak się chce. Nie działa, bo powietrze dookoła niego jest rozgonione przez płat…
Pierwsza sztuka seryjna opuściła bramy zakładu w 1967 roku. Wtedy na świat przyszedł też powiększony Learjet 25, który przewyższał HFB 320 pod względem zasięgu, pojemności pasażerskiej i prędkości przelotowej, do tego był tańszy, bo Bill Lear zdążył sprzedać już 360 egzemplarzy wcześniejszych, pokrewnych modeli 23 i 24, korzystając z efektu skali. Hansa Jeta napędzały dwa silniki GE CJ610, które co prawda były wystarczające dla istniejącego typu, ale wykluczały jakiekolwiek powiększenie maszyny lub zwiększenie zasięgu przez dołożenie zbiorników paliwa.
Zakłady wciąż miały się nieźle, bo otrzymały zamówienia na Hansa Jeta od niemieckiego wojska, a także produkowały komponenty dla samolotu transportowego C-160 Transall, który został oblatany w 1963 roku. W międzyczasie w światowym lotnictwie wydarzyło się coś jeszcze – podpisany został list intencyjny między Francją, RFN i Wielką Brytanią zakładający ponadnarodową współpracę dla wprowadzenia na rynek dużego samolotu komunikacyjnego, którym po kilku latach miał stać się Airbus A300. Dla HFB oznaczało to możliwość podpięcia się pod duży projekt i stania się jednym z wielu trybów w wielkiej, lotniczej maszynie.
Poprawa osiągów HFB 320 była możliwa, ale wymagała zmiany napędu. Takowy znalazł się pod postacią dwuprzepływowca ATF3 produkcji Garetta, umożliwiając przy okazji wydłużenie samolotu o 73 centymetry i dołożenie jednego lub dwóch miejsc pasażerskich, przy jednoczesnym zwiększeniu zasięgu maszyny z 2 400 kilometrów z 4 pasażerami na pokładzie w HFB 320 do 3 200 kilometrów z 5 pasażerami w nowym, większym HFB 330. Wzrosłaby także prędkość przelotowa, a także cena. Ta ostatnia najbardziej – z 840 tysięcy dolarów do ponad 1 miliona 700 tysięcy, głównie za sprawą nowych silników. Chętnych brakowało, a linia produkcyjna nie tętniła życiem – zebrano raptem 45 zamówień na HFB 320.
Wydłużony HFB 330.
W 1969 roku miało miejsce jeszcze jedno wydarzenie: Hamburger Flugzeugbau zostało wykupione przez większe konsorcjum Messerschmitt-Bölkow, dając początek firmie Messerschmitt-Bölkow-Blohm, w skrócie MBB. Te nazwy zapewne skojarzą się Wam z wieloma śmigłowcami, z których zasłynął ów zakład – zarówno wcześniejszym Bölkowem Bo 105, jak i późniejszym Bo 108, który później został przemianowany na znanego w Polsce głównie za sprawą służby w Lotniczym Pogotowiu Ratunkowym Eurocoptera EC135.
_front_3-4_view_starboard_side.jpg){kind=link}
#/media/File:MBB_HFB-320_Hansa-Jet,_Golden_West_Airlines_JP6987380.jpg){kind=link}
Bo 105 (CC BY-SA 3.0), Bo 108 (CC BY-SA 3.0)
To wszystko spowodowało, że sprzedaż i obsługa Hansa Jeta zeszła zupełnie na boczny tor. MBB cieszyło się dobrą sprzedażą wiropłatów i HFB 320 trochę nie pasował do nowej rodziny. Nie sprzedawał się też jak świeże bułeczki, toteż już w 1973 roku zadecydowano o zakończeniu jego produkcji. Powstało 45 maszyn seryjnych i 2 prototypy, z czego w sumie 9 sztuk zakończyło swą karierę przedwcześnie w wypadkach. Tylko katastrofa prototypu była bezpośrednio związana z konstrukcją samolotu (i błędy naprawiono, na ile było to możliwe), a za powód pozostałych wypadków wskazano błąd pilota. Tak też, dość smutno, zakończył służbę ten typ, gdy w 2004 roku w USA spadł ostatni czynnie latający HFB 320. Wojsko pozbyło się swoich maszyn już 10 lat wcześniej, zastępując je najczęściej Challengerami 600.
Nigdy później samolot z ujemnym skosem skrzydeł nie został zaproponowany komercyjnemu nabywcy. Zasadniczo – również nigdy wcześniej. Hansa Jet stał się jednym z kilku jednorożców tej epoki, stojąc ramię w ramię z McDonnellem 220, PD.808, czy choćby VFW-Fokkerem 614. Wszystkie te maszyny były ciekawe z estetycznego i/lub inżynierskiego punktu widzenia, ale przegrały z prostszymi i efektywniejszymi (również kosztowo) projektami konkurencji.
Płat skośny do przodu został gruntownie przebadany w wojskowych zastosowaniach tak na wschodzie (Su-47 Berkut), jak i na zachodzie (Grumman X-29), ale ostatecznie skrzydła o zmiennym skosie, a później pasmowe, okazały się bardziej efektywne w tych zastosowaniach.
A żeby nie kończyć na smutno, rzućcie okiem na kompletnie zwariowane pomysły wdrożenia do użytku samolotu, który miał się w całości składać z latającego skrzydła… o zmiennym skosie.