Povijesni pregled
Bombarderi jučer, danas i (možda) sutra! (luftwaffe)
01 Pro 2009
- Detalji
- Kategorija: Povijesni pregled
- Napisao/la Danijel Folnegović
- Hitovi: 16209
Tijekom II. svjetskog rata zaraćene su strane intenzivirale razvoj novih tehnologija i tehničkih rješenja. Jedno od takvih rješenja koje će revolucionirati vojno, ali i civilno zrakoplovstvo, jest turbomlazni motor.
U prošlom smo tekstu spomenuli da su turbomlazni motori potkraj II. svjetskog rata počeli istiskivati klipne. Njihova je prednost bila više nego očita, a početni su se nedostaci vrlo brzo otklanjali. Između ostalog turbomlazni su motori omogućavali postizanje velikih brzina na velikim visinama, pa čak i probijanje zvučnog zida. Nepouzdanost i (pre)velika potrošnja bile su posljedice neiskustva u projektiranju i izradi, te su već sredinom pedesetih godina XX. stoljeća uglavnom otklonjene.
Tijekom II. svjetskog rata najveći narpedak u razvoju turbomlaznih motora, ali i aerodinamike aviona kako bi se iskoristile sve prednosti novog pogona, ostvaren je u Njemačkoj.
Njemački će projektanti napraviti prvi suvremeni lovački avion s turbomlaznim motorima i strelastim krilima. Prvi je Messerschmitt Me-262 poletio već 18. srpnja 1942. Me-262 doslovno u svemu bio revolucionaran avion.Da nije bilo raznih tehničkih i administrativnih zapreka, i glupih političkih odluka, mogao je, ako ne preokrenuti, onda znatno odužiti ishod II. svjetskog rata. To se nije dogodilo samo zato jer industrija Trećeg Reicha nakon 1943. nije više mogla proizvesti dovoljno oružja, ponestajalo je goriva, a i broj upotrebljivih pilota bio je sve manji. Koliko je Messerschmittov Me-262 bio napredan avion za svoje vrijeme najbolje pokazuje činjenica da su trebale godine nakon svršetka rata da američki, britanski i sovjetski inženjeri shvate sve njegove aerodinamičke odlike. Razvoj Me-262 temeljio se na više naprednih projekata u Njemačkoj tijekom tridesetih godina. Osnova je bio pionirski rad Hansa von Ohaina na pronalasku mlaznog motora (vidi Hrvatski vojnik broj 3), koji je doveo do leta prvog aviona na mlazni pogon - Heinkel He-1. Unatoč mnogim tvrdnjama suvremenih povjesničara, nacisti su već tijekom projektiranja He-1 shvatili koje prednosti pruža novi pogon te su krenuli s opsežnim radom na razvoju nove vrste borbenih aviona koji će u svemu nadmašiti sovjetske, britanske i američke. Dokaz za tu tvrdnju vrlo je jednostavan - He-1 je poletio 27. kolovoza 1939., a već 18. srpnja 1942. poletio je prvi prototip Messerschmittovog Me-262. 
Da nije bilo snažne političke i vojne potpore projektu, vrijeme razvoja trajalo bi znatno duže, osobito ako se uzme u obzir da je Me-262 doslovno u svemu bio revolucionaran avion. U to vrijeme i tvrtka Bramo počela je razvoj još naprednijeg mlaznog motora nego što je bio von Ohainov. Naime, Bramo je u svoje motore ugradio aksijalne kompresore zraka što se pokazalo znatno bolje rješenje nego centrifugalni kompresori na von Ohainovim motorima. Tako će Bramovi mlazni motori postati osnova za sve suvremene mlazne motore koji se trenutačno rabe u vojnoj i civilnoj namjeni. Messerschmitt je razvoj novog lovca s turbomlaznim pogonom započeo u jesen 1938. Posao je dodijeljen doktoru Waldermaru Voightu koji se odlučio za lovac napredne aerodinamike, opremljen s dva turbomlazna motora smještena pod krilima. Zapravo se u početku razmatrala mogućnost ugradnje motora u krila, kao kod Gloster Meteora (vidi Hrvatski vojnik br. 11), ali su njemački projektanti vrlo brzo shvatili sve negativne posljedice tog rješenja i odlučili se za smještaj motora u gondole ispod krila - još jedno rješenje koje će se zadržati sve do danas na gotovo svim velikim putničkim avionima. Motori u gondolama nisu jedino revolucionarno rješenje primijenjeno na Me-262. Tijekom tridesetih godina u Messerschmittu su intenzivno istraživali zakonitosti aerodinamike letova pri vrlo velikim brzinama, koje će dosta kasnije postati poznate kao visokopodzvučne. Jedan od rezultata tih istraživanja bio je da je Me-262 postao prvi avion na svijetu sa strelastim krilima, rješenje koje je najviše zbunjivalo savezničke obavještajce ali i aeroinženjere. Zahvaljujući turbomlaznom pogonu i strelastim krilima, kasnije inačice Me-262 imale su letne odlike koje nisu bile nimalo slabije od većine današnjih jurišnih aviona. Da su ga mogli opremiti snažnijim motorima, Me-262 bi, uz male aerodinamičke dorade, postao bi prvi turbomlazni avion koji bi probio zvučni zid. Zbog toga ne čudi da je Adolf Hitler u Me-262 više vidio bombardera koji će nekažnjeno napadati britanske gradove nego lovca koji će zaustavljati savezničke bombardere. Prestrašen uspješnim savezničkim desantima u Africi, na Siciliji i Italiji, Hitler je odlučio da se u najkraćem roku mora razviti brzi lovac-bombarder (Jagdbomber / Jabo) koji će napasti desantne snage dok su još na obali i prije nego što ih njemačke kopnene postrojbe uspiju odbaciti natrag u more. S tom je namjerom 2. studenoga 1943. Reichsmarshall Hermann Goering osobno posjetio Messerschmitovu tvornicu u Augsburgu. Georing je pitao Willia Messerschmitta može li novi lovac nositi bombe. Messerschmitt je bez zadrške odgovorio da je Me-262 predviđen da nosi 500 kilograma bombi, te da bi bez većih problema mogao ponijeti i dvostruko veći teret. Time je umalo upropastio cijeli projekt jer je 26. studenoga 1943. Hitler osobno razgledao jedan Me-262 i Messerschmittu postavio jednako pitanje. I taj je put Messerschmitt odgovorio isto što i Goeringu. Tako je Hitler donio odluku da odmah počne serijska proizvodnja jurišnika Me-262 Jabo. Unatoč tomu, Messerschmitt je nastavio pripreme za serijsku proizvodnju lovačke inačice svjestan da Me-262 nije pogodan za ispunjavanje jurišnih zadaća. Cijelu je situaciju oko proizvodnje Me-262 dodatno zakomplicirao sam Hitler koji je 23. svibnja 1944. održao sastanak s čelništvom Luftwaffea. Saznavši da se njegova zapovijed o razvoju i proizvodnji inačice Me-262 Jabo zapravo i ne provodi, dobio je jedan od svojih učestalih napada bijesa jer je očekivao da će baš taj avion biti odlučujući u očekivanoj invaziji Saveznika na francusku obalu. Hitler nije mogao znati da će invazija uslijediti samo dva tjedna kasnije (6. lipnja), ali nakon toga više se nije našao nitko dovoljno hrabar da se suprotstavi idiotariji o razvoju Me-262 Jaboa. Kako bi koliko-toliko spasili situaciju, Messerschmittovi su se inženjeri dohvatili prototipa Me-262-V10 i na silu ga osposobili za nošenje dvije bombe od 250 kilograma. Bila je riječ o čistoj improvizaciji ali svi su se nadali da će kompanija Arado uspješno dovršiti svoj turbomlazni bombarder Ar-234 i tako im skinuti Hitlera s vrata. Umjesto toga već potkraj lipnja 1944. sastavljena je prva postrojba s devet Me-262 Jaboa, koja se samo mjesec dana nakon toga već našla u Francuskoj. Nakon savezničkih uspjeha na Normandiji i prodora prema Parizu, Hitler je odustao od Me-262 Jaboa i dopustio ubrzani razvoj lovačke inačice. Više o Me-262 možete pročitati u Hrvatskom vojniku broj 15.
Umjesto Me-262 Jaboa, prvi "pravi" bombarder s turbomlaznim pogonom postat će Arado Ar-234. Prema današnjim mjerilima, Ar-234 prije bi bio jurišnik nego bombarder, ali u vrijeme kad je nastao od njega se očekivalo, kao i od drugog njemačkog tajnog oružja, da preokrene tijek rata. U stvarnosti Ar-234 je imao vrlo mali utjecaj na tijek rata jer se na bojišnicama pojavio prekasno i u premalom broju. Umjesto toga, zajedno s eksperimentalnim Heinkelovim He-343 i Junkersovim Ju-287 turbomlaznim bombarderima, utjecao je na razvoj suvremenog vojnog i civilnog zrakoplovstva. Razvoj Ar-234 započeo je početkom 1941. kad je razvoj njemačkih turbomlaznih motora obećavao da će se njima moći napraviti toliko napredni borbeni avioni da će osigurati njemačku pobjedu. Proces projektiranja novog bombardera na sebe je osobno preuzeo tadašnji direktor tvrtke Arado profesor Walter Blume. Zbog nedostatne snage turbomlaznih motora, avion je trebao biti što laganiji. Stoga je dobio vitko valjkasto tijelo u čijem je nosu osigurano mjesto za jednog pilota.
Odabrana je konfiguracija visokokrilca, a motori su smješteni u gondole pod krilima. Zbog zahtijeva da avion ima dolet od 2150 kilometara a kako bi se smanjila masa aviona, Blume je predložio da se umjesto klasičnog stajnog trapa s kotačima koriste teretnim kolicima s tri kotača koja su se tijekom uzlijetanja odbacivala. Slijetanje se obavljalo na jednu veliku skiju smještenu ispod trupa aviona u visini krila, a pod svaku gondolu motora postavljena je po jedna manja skija namijenjena stabilizaciji. Već pri projektiranju određena je maksimalna brzina od 780 km/h i operativni plafon leta od 11 000 metara. Borbeni radijus djelovanja trebao je biti oko 2000 kilometara.
Problemi s isporukom turbomlaznih motora Jumo 004 uzrokovali su stalna odgađanja dovršetka prvog prototipa, koji je prvi put poletio tek 15. lipnja 1943. Nakon što su letna testiranja četiri prototipa obavljena bez većih problema, započela je izrada modela koji će ući u serijsku proizvodnju. Zbog toga je u Arado upućena narudžba za dva prototipa u bombarderskoj inačici pod oznakom Ar-234B te je dodano ime Blitz (Munja). Kako je avion bio premalen da bi nosio bombe unutar trupa, morao se pronaći prostor za nošenje bombi na vanjskim nosačima. Uz to dobio je i klasični stajni trap tipa tricikla jer su se skije pokazale vrlo loše rješenje, ali i da bi se dobio prostor ispod gondola motora za nošenje bombi. Prvi prototip sa stajnim trapom s kotačima dovršen je tek početkom 1944. i dobio je oznaku Ar-234 V9 ili Ar-234B-0. Prvi je let obavio 10. ožujka 1944., u vrijeme kad je već pokrenuta serijska proizvodnja. Do kraja lipnja iste godine već je isporučeno prvih 20 predprodukcijskih Ar-234B. Unatoč tomu ambiciozni plan o velikoserijskoj proizvodnji morao je biti odbačen jer su tijekom zadnjeg tjedna veljače 1944. saveznički bombarderi masovno napali njemačke pogone za proizvodnju aviona i znatno smanjili proizvodne kapacitete. Iako je taj napad zaobišao Aradove pogone koji su bili izvan dometa savezničkih bombardera, napadi su ostavili ozbiljnog traga u mogućnosti nabave raznih avionskih sustava, posebice motora. Ar-234B mogao je ponijeti 1,5 tona bombi na vanjskim nosačima ispod trupa i gondola motora. Najčešće je nosio tri bombe po 500 kilograma, iako je mogao ponijeti i jednu bombu mase 1000 ili 1400 kilograma na nosaču pod trupom. Kad je služio kao izvidnik, Ar-234B mogli su opremiti odbacivim spremnicima goriva zapremine 300 litara koje bi ovjesili ispod gondola motora. Za serijske avione odabrana je konfiguracija s dva turbomlazna motora Junkers Jumo 004B potiska 8,83 kN. Maksimalna brzina bez bombi i dodanih spremnika goriva bila je 740 km/h na visini od 6100 metara. S vanjskim teretom brzina bi se smanjila na 660 km/h, ali i to je bilo dovoljno da se u najvećem broju slučajeva izbjegnu saveznički lovci. Prvi su prototipovi postizali i 30 km/h veće brzine, ali je masa stajnog trapa s kotačima učinila svoje. Iako je u odnosu na Me-262 Ar-234B bio konzervativne konstrukcije, imao je vrlo dobra letna svojstva i čak akrobatske mogućnosti zbog čega su njegovi piloti u nekim slučajevima uspijevali izbjeći napade savezničkih lovaca. Pot kraj rata te su odlike Blitza dovele do planova za razvoj dvosjednog noćnog lovca. Najveći problem koji nikada nije riješen bili su nepouzdani turbomlazni motori Jumo 004B koji su zahtijevali remont ili zamjenu nakon samo deset sati leta. I kočnice su se prebrzo trošile te su se trebale mijenjati nakon samo tri slijetanja. Potrošnja goriva znatno je varirala ovisno o visini leta. Na 10 000 metara iznosila je samo trećinu potrošnje na razini mora. Ako bi se bombarderska zadaća trebala obaviti na maloj visini, ciljevi nisu smjeli biti dalje od 190 kilometara od uzletišta. S dopunskim spremnicima i leteći na velikim visinama Ar-234B je u ulozi izvidnika mogao doseći zonu izviđanja na udaljenosti od 720 kilometra.
Na osnovama Ar-234 nastali su prototipovi Ar-234 V6 i Ar-234 V8.
Opremili su ih turbomlaznim motorima BMW 003 potiska 7,85 kN. Ta dva prototipa posebno su važna jer su to prvi četveromotorni avioni na mlazni pogon. Ar-234 V6 imao je četiri motora pod krilima, svaki smješten u zasebnu gondolu, dok je Ar-234 V8 imao motore smještene u dvije dvostruke gondole. I jedno i drugo rješenje kasnije će se primijeniti na većem broju vojnih i civilnih aviona. Nakon letnih ispitivanja zaključeno je da je rješenje s dvostrukim gondolama uspješnije jer su pojedinačne gondole stvarale aerodinamičke probleme. Na iskustvima s Ar-234 V6 i Ar-234 V8, te jednim Ar-234B koji je također dobio četiri turbomlazna motora BMW 003, Arado je odlučio razviti novu inačicu znatno boljih odlika. Tako je Ar-234C dobio četiri turbomlazna motora BMW 003 svaki potiska 7,85 kN, po dva pod svakim krilom. Kako se ukupna snaga povećala sa 16,4 kN na 31,4 kN potiska uz povećanje mase praznog aviona za samo 790 kilograma, znatno se povećala maksimalna brzina leta na čak 873 km/h, isto kao i Me-262. S takvom brzinom Ar-234C je u izvidničkim zadaćama postao potpuno neuhvatljiv za savezničke lovce koji su bili 100 kilometara sporiji. I operativni plafon leta povećao se na 12 000 metara, dok se operativni radijus djelovanja smanjio na 660 kilometara, što u tom trenutku i nije bilo tako važno. No, kako je prvi Ar-234C prvi put poletio tek u listopadu 1944., njegova masovna serijska proizvodnja nije bila moguća. Unatoč tomu do kraja rata Arado je ipak uspio isporučiti Luftwaffi 14 Ar-234C, tek toliko da se ustroji jedna eskadrila.
No, ni tu nije bio kraj razvoja. Na njegovim osnovama Aradovi su projektanti započeli razvoj projekta strateškog bombardera E.560. Trebao je biti velik bombarder sa strelastim krilima raspona 18 metara. Zanimljivo je da su repni stabilizatori trebali imati delta oblik. Avion su trebali opremiti s četiri turbomlazna motora smještena pod krilima. Iako E.560 nikada nije otišao dalje od studije na papiru, zanimljivo je da je 15. travnja 1952. prvi put poletio Boeingov B-52 Stratofortress koji je koncepcijski vrlo nalik E.560.
U trenutku nastanka Me-262 i Ar-234 Saveznici su također razvijali svoje borbene avione s turbomlaznim pogonom, ali su oni u svakom pogledu bili koncepcijski zaostali. Uostalom, prvi zapadni bombarder s turbomlaznim motorima ? britanski English Electric Canberra, prvi je put poletio tek 13. svibnja 1949. Unatoč tomu, po mnogim je odlikama bio zaostaliji od Ar-234. Zbog toga ga nećemo opisivati, a o Canberri više možete pročitati u Hrvatskom vojniku broj 125.
Međutim, i zapadni su stručnjaci imali "svijetle trenutke". Jedan takav bio je američki bombarder Northrop YB-49. Priča o bombarderu YB-49 počinje mnogo prije 1947. kada je poletio prvi prototip. Ona se proteže sve do 1923. i Johna K. Northropa, koji je tada radio u tvrtki Douglas Aircraft Company. Te se godine mladi Northrop prvi put zainteresirao za izradu aviona u konfiguraciji letećeg krila. Mnogo će desetljeća proći prije no što mladi inženjer uspije svoje ideje iskušati i na eksperimentalnim letjelicama. U kolovozu 1939. John Northrop je postao predsjednik i glavni inženjer tvrtke Norhtop Aircraft, što mu je otvorilo mogućnost da se konkretnije pozabavi svojim naprednim idejama. Za manje od godinu dana u zrak se vinuo prvi eksperimentalni avion - leteće krilo, označen kao N-1M. Nakon njega uslijedilo je još mnogo eksperimentalnih aviona, koji su na kraju zainteresirali i američko ratno zrakoplovstvo. Zainteresiranost američkog zrakoplovstva za novu koncepciju kulminirala je 27. svibnja 1941. kada je od Northropa službeno zatraženo da napravi studiju bombardera-letećeg krila koji će imati dolet od 8000 milja (12 800 kilometara) i koji će letjeti krstarećom brzinom od najmanje 250 milja na sat (400 km/h). Operativni plafon leta trebao je biti čak 40 000 stopa (veći od 12 000 metara). Novi je bombarder trebao nositi 10 000 funta (4500 kg) bombi. To su bili mnogo oštriji zahtjevi nego i za jedan američki strateški bombarder tog vremena. Isti su zahtjevi poslani i drugim tvrtkama. Northrop je odgovorio svojim projektom XB-35. Zbog prenapredne aerodinamične koncepcije, prvo je napravljen eksperimentalni avion N-9M (izrađena su četiri primjerka), koji je bio umanjena inačica XB-35 (otprilike 1/3 originala). Zatim je odlučeno da se naprave dva prototipa, koje je trebalo dovršiti do travnja 1944. Naknadno je odlučeno da se napravi 13 predserijskih primjeraka radi dodatnih testiranja, što pokazuje da je američko ratno zrakoplovstvo imalo poprilične sumnje u uporabljivost novog bombardera. Tih je 13 aviona trebalo nositi oznaku YB-35. Na kraju je odlučeno da se umjesto četiri klipna motora Wasp Major ugradi osam turbomlaznih motora Allison J35-A-5 potiska 17,7 kN. Projekt je predviđao ugradnju po četiri motora u svako krilo. Kako se pokazalo da puka promjena motora zapravo iziskuje mnogo veće promjene i da se mora napraviti gotovo iz osnova novi avion, oznaka je naknadno promijenjena u YB-49. Prvi YB-49 (42-102367) poletio je 21. listopada 1947. Letna su ispitivanja trajala dvanaest mjeseci. Pri jednom je letu ostvarena maksimalna brzina od čak 520 milja na sat (830 km/h). Pri drugom YB-49 se popeo do visine od 12 600 metara. S 25 330 litara goriva YB-49 je mogao bombe mase 4500 kg prenijeti na otprilike 6400 kilometara, što je ipak bilo dvostruko manje nego dolet bombardera B-35. Uz to, YB-49 je tijekom leta, unatoč svim preinakama, stalno pokazivao opasnu nestabilnost i neupravljivost, koja je na kraju i dovela do tragedije. Pozitivan vrhunac testiranja ostvaren je 26. travnja 1948. kada je prvi YB-49 ostao u zraku devet sati, od čega je šest sati letio na visini od 12 000 metara, postavivši neslužbeni rekord. Negativan vrhunac dogodio se 5. lipnja 1948. kad je drugi YB-49 izmaknuo kontroli te se raspao u zraku. Unatoč tragičnoj nesreći i gubitku pet života, letna ispitivanja YB-49 nastavljena su i dalje. Nastavljen je i program konverzije dodatnih YB-35 u standard YB-49. Daljnja su letna testiranja otkrila da YB-45, u usporedbi s B-29, imao neprihvatljivo malu preciznost (koja u to vrijeme i nije bila osobito velika) te da bi se prihvatljiva preciznost ostvarila tek uporabom nuklearnih bombi. To je bio potpuno novi problem, jer YB-45 nije imao dovoljno velike spremnike za bombe u unutrašnjosti trupa u koju bi se mogle smjestiti tadašnje dosta velike nuklearne bombe. Da bi dobio tu mogućnost, trebalo je redizajnirati cijeli trup, a to jednostavno nije bilo isplativo.
XB-36/YB-49 bio je prvi bombarder napravljen prema konceptu "leteće krilo". To znači da avion nema klasični trup na koji se postavljaju krila te repne horizontalne i vertikalne stabilizatore, već je trup aviona istodobno i krilo. U teoriji je to genijalno rješenje koje omogućava znatno povećanje brzine i doleta pri uporabi istog pogona kao i na avionu klasične konstrukcije. Cijela je konstrukcija kompaktnija i, što se tiče uzgona, mnogo učinkovitija od klasične, te zbog toga ima i mnogo veći koeficijent nosivosti. Teoretski, takav avion treba imati i manji broj članova posade, ali je praksa pokazala da se broj posade može smanjivati tek razvojem suvremenih računalnih sustava. Uz to, "leteće krilo" omogućava ravnomjerni raspored korisnog tereta, u ovom slučaju bombi, na cijeli trup (YB-49 je imao čak osam spremnika za bombe), umjesto da ga se sabije u mali cjevasti trup klasične konstrukcije.
Koncepcija "letećeg krila" pruža još jednu, ništa manje važnu odliku - mali radarski odraz. Northrop to nije znao kada je konstruirao XB-35, a niti su to letna ispitivanja pokazala. Naime, velike elise klipnih motora same su davale dovoljan radarski odraz da se XB-35 tijekom leta jako dobro vidio na radarskim ekranima. Ugradnja turbomlaznih motora u krila YB-49 odjedanput je američkom ratnom zrakoplovstvu otkrila tu činjenicu. Vjerojatno je to bio glavni razlog upornog inzistiranja na razvoju YB-49, iako se već od početka pokazalo da je avion preopasan za letenje. Ta se odlika pokušala iskoristiti i na izvidničkom avionu YRB-49A, ali neuspješno. Najveći problem YB-49 bila je prevelika nestabilnost tijekom leta. Kod XB-35 elise su stvarale potrebnu stabilnost te nije bilo problema s upravljanjem. Kod YB-49 taj efekt se izgubio i avion je postao opasan za letenje. Tehnologija s kraja četrdesetih i početka pedesetih godina prošlog stoljeća nije mogla riješiti taj problem. Problem nestabilnosti riješit će se tek osamdesetih godina prošlog stoljeća kada tehnologija elektroničke kontrole leta (fly-by-wire) bude dopustila ponovnu gradnju bombardera u konfiguraciji "letećeg krila". YB-49 je bio najnapredniji bombarder razvijen četrdesetih godina XX. stoljeća, toliko napredan da jednostavno nije bio uporabljiv. Unatoč svim nedostacima koji su bili očiti od samog početka letnih ispitivanja, američko je ratno zrakoplovstvo vrlo brzo uočilo i njegove prednosti. Jedna je bila radarska "nevidljivost" koncepcije "letećeg krila". To je bio vjerojatno najveći razlog nastavka razvoja unatoč svim nedostacima, pa čak i nakon što je u zračnoj nesreći život izgubilo petoro ljudi. Iako je projekt YB-49 na kraju propao, kao feniks je oživio osamdesetih godina prošlog stoljeća kada je na njegovim osnovama tvrtka Northrop razvila danas najnapredniji strateški bombarder B-2. Tako je i YB-49 dokazao da svaki pokušaj razvoja zrakoplovne tehnike, premda se u početku činio promašenim, na kraju dovede do istinskog napretka.
izvor: www.hrvatski-vojnik.hr
Comments powered by CComment