Blog o ciekawych sprzętach i ich historiach Wiecie co, chyba niewiele brakło, a wszyscy zamiast szerokokadłubowcami latalibyśmy dwupokładowcami. Coś, co dziś wygląda jak lotnicza egzotyka, ograniczona do półtorapokładowego 747 i pękatego A380, mogło być naszym chlebem powszednim. Okazuje się bowiem, że we wczesnych latach sześćdziesiątych, gdy obmyślano strategię budowy nowych liniowców pasażerskich, szerokokadłubowce były jedynie jedną ze ścieżek i wcale nie był to pierwszy wybór.
Szeroki kadłub przedstawia pewien problem projektowy – podłoga nie może być za wysoko, bo ściana kadłuba zacznie nachodzić na głowy pasażerów siedzących przy oknach, więc w samolotach o przekroju kadłuba zbliżonym do kołowego występuje sporo zmarnowanej przestrzeni w koronie, czyli nad sufitem pokładu pasażerskiego, a od wożenia powietrza przychody nie rosną. Dwa pokłady nieco niwelują ten problem, bo sufit pierwszego pokładu to podłoga drugiego, a nad drugim miejsca zostaje już bardzo niewiele – wszystko jest elegancko wykorzystane. Kadłuby samolotów muszą też mieć w miarę okrągły kształt, bo sprzyja on hermetyzacji kadłuba bez nadmiernych naprężeń i potencjalnego zmęczenia materiału. Dwa pokłady mogą mieć ósemkowy przekrój, gdzie podłoga między nimi robi za kręgosłup, który spina i usztywnia samolot.
Doświadczenie z dwoma pokładami przyszło też wcześniej niż z jego poszerzeniem. Dwa pokłady miały np. Breguet 761, Boeing 377, Convair XC-99, Lockheed 89, a także całe mrowie samolotów koncepcyjnych, jak Fokker F.56. A tradycje szerokokadłubowe? Pomijając Bristola 167 Brabazon, mocno przekombinowanego pod względem układu wewnętrznego, przypomina mi się raptem jeden taki tłokowy samolot: francuski SNCASE Armagnac. Nie słyszeliście o takim? No właśnie. Miał zabierać na pokład od 60 do nawet 160 osób.
Na potrzeby przewozowe nałożyły się też wymagania legislacyjne. Jednym z najważniejszych jest ewakuacyjny wymóg maksymalnie trzech miejsc odstępu od alejki. W teorii pozwala to zbudować kadłub, który przy dwóch alejkach przyjmie 12 osób w rzędzie (3-6-3), ale aż tak gęstego układu jeszcze żadna linia nie przyjęła. Dla jednej alejki połowa z tego, czyli 3-3 jest absolutnym maksimum i jest wykorzystywana odkąd Vickers wymusił na Boeingu wprowadzenie sześciu osób w rzędzie w połowie lat pięćdziesiątych. Ile jednak można zwiększać długość samolotu, zanim przestanie to być praktyczne?
Dodatkowym ograniczeniem był fracht. Początkiem lat sześćdziesiątych istniały już różne typy wystandaryzowanych palet i kontenerów, które wykorzystywano w lotniczym przewozie towarów, w tym w kształcie, który wykorzystywał całą objętość kadłuba tak 707 jak i DC-8. Duża ilość standardów to problemy logistyczne, opóźnienia, konieczność dodatkowych szkoleń i bardzo wiele xięgowego bólu głowy.
Zaczęto więc kombinować z pakowaniem do samolotów prostych kontenerów wykorzystywanych w transporcie morskim. Były stosunkowo tanie, łatwo dostępne, a kompatybilność samolotu z ich standardem znacząco ułatwiała logistykę – nie trzeba już było przepakowywać towaru do mniejszych kontenerów lotniczych. Oczywiście, ważą one swoje, ale metodą kalkulacji zysków i strat okazywało się (przy kosztach paliwa z przełomu lat 50/60), że wciąż się to opłacało.
Typowy kontener już wówczas miał 8 stóp wysokości i 8 stóp i sześć cali szerokości (2,44×2,69 metra) i długość 20 lub 40 stóp (trochę ponad 6 i trochę ponad 12 metrów). Ówczesne samoloty nawet nie marzyły o spakowaniu kontenera o prostokątnym przekroju na swój pokład, bo sklepienie kadłuba było zdecydowanie za nisko. Rozwiązaniem był albo samolot jednopokładowy z wyżej poprowadzonym dachem, ale to pozwoliłoby wrzucić jedynie jeden kontener w rzędzie, albo szeroki kadłub znany z dzisiejszych samolotów, dający po dwa kontenery obok siebie.
Innym rozwiązaniem były dwa pokłady. Wersja pasażerska o idealnie ósemkowym kadłubie dałaby taką samą pojemność kontenera na parterze i piętrze, ale bez strat miejsca spotykanych w klasycznym samolocie szerokokadłubowym i bez dodatkowego oporu czołowego, co dałoby niższe spalanie. Za to taki układ zmniejszał ilość pasażerów, przez wąską podłogę (układ 2-2 na obu pokładach). Inna sprawa, że takie rozwiązanie eliminuje od razu pokład frachtowy, więc opcję dodatkowego zarobku.
Kolejnym rozwiązaniem jest przekrój w kształcie gruszki, znany z nosowej części 747. Zachowuje się dzięki niemu pokład frachtowy na samym dole, dostaje możliwość ustawienia dwóch kontenerów obok siebie i dodatkowego na piętrze. Wtedy wszyscy są zadowoleni.
Taki układ był widziany przez amerykańskie wytwórnie jako lek na całe zło. Boeing i Douglas trzymali swych inżynierów przy deskach kreślarskich, aż wyprodukowali różne wersje takiego układu, które następnie przekazano do oceny liniom lotniczym.
Tu pojawił się problem. Duże samoloty pasażerskie i cywilne frachtowce najlepiej czują się w układzie dolnopłata, bo podwozie główne jest zamocowane do centropłata, który sam z siebie jest znacząco wzmocniony, nie ma więc potrzeby projektowania dodatkowych wzmocnień kadłuba, jak w górnopłatach. Oczywiście, górnopłaty dają niżej poprowadzoną podłogę i ułatwiają logistykę związaną z załadunkiem i rozładunkiem, ale są przy tym od dolnopłatów strukturalnie cięższe, więc koszt paliwa jest większy, a udźwig mniejszy. Coś za coś.
Niestety, dolnopłat też powoduje problem, jakim jest dźwigar skrzydła przechodzący przez kadłub. Nie da się go wyeliminować, bo samolot zaklaskałby nad głową przy odlocie, a puszczenie dźwigara za nisko powoduje dodatkowe opory aerodynamiczne związane z połączeniem kadłuba i centropłata. Można sobie na nie pozwolić projektując samolot dyspozycyjny, ale w dużym samolocie to już jest problem.
Z tego powodu pierwsze propozycje zarówno od Boeinga jak i Douglasa odpadły, bo dźwigar szedł przez sam środek dolnego pokładu, dzieląc kabinę pasażerską na pół. Nawrót do deski kreślarskiej wyprodukował kolejne wersje ze znacząco obniżonym płatem, który jednak jeszcze mieścił się w obrysie kadłuba.
Gdzie indziej, bo w imperium szkockiej z barku w kształcie globusa, Vickers zmagał się z centralnie planowaną gospodarką sterowaną – przez chody w izbie lordów. Kto je miał, wygrywał. VC-10 trafił do BOAC w 1964 roku, po czym linie i państwo zaczęły wycierać podłogę liniowcem którego same zamówiły i na którego projekt miały decydujący wpływ. Hipokryzja? Rozdwojenie jaźni? „Nie ja płacę, to co mnie obchodzi!”?
Vickers miał przez to znaczący problem ze sprzedażą 150-miejscowej serii 1100, jak i wydłużonej, 174-miejscowej serii 1150, zwanej Super VC-10. Nikt jednak nie składał broni, a już na pewno nie inżynierowie wytwórni.
Pierwszą próbą powiększenia VC-10 był Super-200, mający mieć maksymalną pojemność 212 pasażerów, odchylany na bok nos dla obsługi frachtu, a także konforemne zbiorniki paliwa w końcówkach skrzydeł, trochę jak te planowane w HP.97.
Niestety, BOAC nie był zainteresowany taką wersją, za to kupił nieco mniejszego i wspomnianego już Super VC-10 1150. 174 miejsca w nim i 189 w DC-8-50 i 707-320C były jednak wszystkim, co rynek miał do zaoferowania i widać było, że bez radykalnych działań, samoloty wąskokadłubowe raczej się nie powiększą. W Douglasie radykalizm ziścił się w 1967 roku, gdy wydłużono DC-8-50 o 24% do serii Super 60. W Vickersie wcześniej padła decyzja: robimy z VC-10 dwupokładowca, o marketingowym przydomku Superb.
Kadłub spuchł, by przyjąć powiększony dolny pokład, który z frachtowego awansował do roli kabiny pasażerskiej. Dźwigar skrzydła został gdzie był dla uproszczenia produkcji i zmniejszenia kosztów, więc kabina kończyła się mniej więcej w połowie długości samolotu, a za skrzydłem zmieszczono jeszcze bagażnik. Bitwa toczyła się o jak największą pojemność pasażerską, toteż całe zamieszanie z kontenerami nieco Vickersa ominęło. Mała pojemność frachtowa najpewniej kosztowałaby samolot porażkę na rynku, gdyby zdecydowano się wydać go na świat – nawet samoloty wożące pasażerów chętnie przyjmą pod pokład towar, który przyniesie dodatkowe dochody. VC-10 Superb mógłby zabrać tylko walizki swych 295 osobopasażerów.
Za napęd wciąż miał służyć cztery Rolls-Royce Conway, ale oprócz typowego dla VC-10 układu z silnikami w ogonie Vickers przedstawił liniom nową propozycję – silniki trafiłyby do zdwojonych gondol pod krawędzią spływu skrzydła, mniej więcej w 1/3 rozpiętości od strony kadłuba. Ten osobliwy układ rozwiązywał nieco problemów logistycznych z wyważeniem i obsługą samolotu, a także nie wymagał dużych zmian w samym płacie, który wciąż miał być pochodny od Super VC-10, choć odpowiednio powiększony.
Takie zmiany okazały się jednak na tyle drogie, że gdy okazało się, że potrzebny będzie mocniejszy silnik, wrócił temat montażu turbin w ogonie, ale tym razem dwóch. Szczęśliwym wyborem był RB.178 od Rolls-Royce’a, specyficzny i bardzo zaawansowany trójwałowy silnik, który niestety nie dotarł do produkcji, choć doprowadził do budowy większego, mocniejszego RB.211.
W tym samym czasie (mówimy o połowie lat sześćdziesiątych), inżynierowie głowili się nad produkcją możliwie jak największego samolotu z wykorzystaniem dostępnych linii montażowych. Wkrótce świat zobaczył… zresztą, sami oceńcie.
Możliwości były dwie – albo łączymy dwa kadłuby serii 1100 z dwoma skrzydłami serii 1150 i nowym centropłatem, a całość napędzamy czterema nowymi silnikami, albo łączymy aż trzy kadłuby i bierzemy sześć turbin. Pojemność pasażerska miała wynosić 300 (dla mniejszego) lub 450 osób (dla tego większego).
Samolot miał być znacząco większy, więc wymagał mocniejszych silników. Planowano wykorzystać Rolls-Royce Medway, spokrewnionego ze znanym z BACa 1-11 Speyem, ale Medway miał pecha i mimo całego wachlarza samolotów, do których miał trafić (Bristol 200, AW.681, Sud Aviation Super Caravelle, Saab 37 Viggen) wraz z kurczeniem się rynku ostatecznie został jedynie testowym prototypem. Patrząc na plany samolotów, może to i dobrze…
Koniec końców, linie lotnicze zaczęły liczyć ile czasu zajmie im załadunek obu pokładów frachtem i jakiej infrastruktury lotniskowej będzie to wymagało. O ile podnośniki nożycowe sięgające dolnego pokładu były jeszcze całkiem sensowne, tak zaprojektowanie takich, które sięgałyby górnego, wymagało już kombinowania, brania poprawek na wiatr i zabezpieczania przed wywróceniem. Federal Aviation Administration również zaczęła kręcić nosem i wyjątkowo linie lotnicze się z nią zgodziły, że ewakuacja pasażerów z górnego pokładu za pomocą zjeżdżalni będzie zbyt niebezpieczna i maksymalny, dziewięćdziesięciosekundowy czas ewakuacji z wykorzystaniem połowy dostępnych wyjść może być z łatwością przekroczony. Tak więc temat dwupokładowców w powszechnym użytku umarł aż do lat dziewięćdziesiątych, które dały nam nadzwyczajny wysyp takich projektów.
Dostaliśmy więc rozwiązanie hybrydowe, jakim był 747-100. Samolot niby dwupokładowy, choć drugi pokład był szczątkowy i początkowo zupełnie nie planowany pod przewóz kogokolwiek – ba, właściwie, to miało go nie być. Jest wypadkową chęci zabudowania wrót frachtowych z przodu samolotu i przesunięciu kokpitu na strych, by nie trzeba było rozłączać wszystkich linek sterujących i kabli z każdym otwarciem ładowni. Za kokpitem miała znajdować się jedynie klatka schodowa na główny pokład, ale po testach w tunelu aerodynamicznym (i po odrzuceniu konkurcencyjnej propozycji, która dostała przydomek Mrówkojad) okazało się, że wydłużenie garbu za kokpitem pomoże aerodynamice samolotu – reguła pól się o to upomniała.
747 został więc zapamiętany jako samolot dwupokładowy, choć tak naprawdę jest pierwszym odrzutowym szerokokadłubowcem i to główny pokład jest jego największym atutem, nawet jeśli garb potem dwukrotnie wydłużono.
Ostatecznie na pokład samolotów trafiło mrowie nowych, standardowych kontenerów, w tym lżejsze od morskich i drogowych kontenery dwudziestostopowe. Jeśli zaś ktoś chce przewieźć swoje kontenery tak, jak zaplanowano to w latach sześćdziesiątych, może to zrobić, ale musi wykorzystać do tego samolot zaprojektowany specjalnie do tego celu, czyli właśnie 747. Następne szerokokadłubowce aż tak szerokie nie były…
