Modely pro scifisty #57: Projekt Ryan F-104 VTOL

V roce 1962 se v USA objevil pozoruhodný projekt nadzvukové helikoptéry, jejíž ideovým otcem byl Peter Girard, zkušební pilot firmy Ryan.

Ryan - modely
Ryan - modely
Ryan - modely

Myšlenka letounu s kolmým startem nedávala vynálezcům spát od počátku letectví. Po počátečních experimentech a zkoumání mnoha slepých uliček se vývoj začal ubírat směrem k letadlům s pevným křídlem. Prvním létajícím aparátům stačila ke vzletu a přistání každá vhodnější louka nebo pole a tak tomu zůstalo i nějaký čas po první světové válce. Myšlenka rotujícího křídla však zcela nezapadla. V meziválečném období se objevila kategorie letounů s rotujícím křídlem, tzv. vírníků. Ty sice ještě nesplňovaly požadavek na kolmý vzlet a přistání, ale už byly velmi blízko. Koncem třicátých let se pak objevily první vrtulníky, zpočátku malé a křehké, s omezenou možností využití. Druhá světová válka pak naplno ukázala potřebu výkonného letounu, nezávislého na dlouhých vzletových plochách. Vývojem kolmostartujícího letounu se intenzivně zabývali letečtí konstruktéři v nacistickém Německu, drceném spojeneckými bombardovacími svazy. Výsledkem bylo několik více či méně použitelných projektů. Jediný jakžtakž použitelný raketový stíhač Bachem Ba-349 Natter sice uměl kolmo vzlétnout, ale už nebyl schopen přistání a byl tedy na jedno použití. Další teoretické úvahy zůstaly jen na papíře, jako např. letoun Focke-Wulf Triebflügel, o kterém v této rubrice před časem referoval kolega Střelec. Kolmostartující stíhačky sice Třetí říši nezachránily, ale představa mohutných svazů strategických bombardérů strašila vojáky i v následujících letech studené války. Vrtulníky se sice vyvinuly do použitelného a plnohodnotného prostředku, ale měly svá omezení a stoupajícím výkonům proudových letounů nemohly stačit.

Výkony vrtulníku jsou limitovány především pevnostními nároky nosného rotoru. Listy hlavního rotoru jsou v podstatě křídlem, které je pro dosažení maximálního vztlaku dlouhé a extrémně štíhlé. Koncový oblouk rotorového listu se pohybuje vyšší obvodovou rychlostí než kořen a tato rychlost se sčítá, resp. odčítá od dopředné rychlosti letu. Po dosažení kritické rychlosti se tedy konce rotorových listů pohybují nadzvukovou rychlostí, zatímco kořeny rotorů rychlostí podzvukovou, což vyvolává rázové vlny a aeroelastické jevy, které kladou extrémní nároky na materiál. Zkombinovat vlastnosti vrtulníku a nadzvukové stíhačky tedy nebylo dost dobře možné.

Řešením tohoto problému se na přelomu 50. a 60. let zabývala firmy Ryan. Její zkušební pilot, Peter Girard, přišel s nápadem, jak omezení vrtulníku obejít. Základem myšlenky bylo rotující křídlo tvaru rovnostranného trojúhelníku, jeho vrcholy byly dále otočné a při vhodném úhlu náběhu vyvozovaly vztlak. Po startu a dosažení potřebné dopředné rychlosti se měla rotace křídla zastavit, křídlo mělo být uzamčeno v symetrické poloze a fungovat stejně jako u konvenčních letounů s pevným křídlem. Je zjevné, že malá nosná plocha pohyblivých částí rotujícho křídla v kombinaci s menším průměrem, a tudíž nižší obvodovou rychlostí by poskytovala jen velmi omezený vztlak. Z tohoto důvodu byl jako základ projektu nikoli náhodou vybrán letoun Lockheed F-104 Starfighter, protože se z dostupných letounů vyznačoval nejmenším plošným zatížením. Trojúhelníkové křídlo mělo být umístěno na pylonu nad trupem a poháněno motorem J79. Projekt byl rozpracován do fáze modelu, ale pro vážné technické potíže se neustále protahoval, až byl – zřejmě k nemalému ulehčení pilotů – nakonec ukončen. Smrtelnou ránu mu zasadil úspěšný vývoj britského letounu Harrier, který se ukázal výrazně životaschopnějším. Ryan F-104 VTOL (Vertical Také-Off and Landing) tak zůstává zajímavou, nicméně slepou uličkou aviatiky.

To ovšem nebrání fanoušků sci-fi a what-if, aby ho dotáhli do konce. Pěkně postavených modelů lze najít na webu několik, konverzní set na F-104C od Revella vyrábí firma Unicraft. Sada rezinových odlitků obsahuje trojúhelníkové křídlo a pylon; v českých obchodech je sice nedostupná, a ačkoliv se dá objednat ze zahraničí, je to IMHO zbytečné. K výrobě křídla stačí vhodná plastová deska (např. z výstražných cedulí, dostupných v obchodech s pracovními pomůckami), pylon lze vybrousit buď z plastu, nebo ze dřeva či jiného vhodného materiálu. Jako výchozí model jsem použil F-104G od firmy Academy (tvarově sice neodpovídá zcela přesně, ale, koneckonců, je to vhat-if). Stačí zatmelit otvory pro křídlo a na hřbet umístit pylon s křídlem. Co se výzbroje či markingu týče, zde se fantazii meze nekladou. Postavený vedle konvenčního Starfighteru představuje Ryan F-104 VTOL nepřehlédnutelný kousek ve sbírce proudové techniky.

Jan Jackvéz Borůvka (externí redaktor)

xBoruvkaJ@seznam.cz

Sdílet...Share on FacebookShare on Google+Tweet about this on TwitterPin on PinterestEmail this to someonePrint this page

3 komentáře

  1. “vyznačoval nejmenším plošným zatížením”?
    Já doteď žil v přesvědčení, že malé křídlo Starfighteru znamenalo plošné zatížení vysoké až rekordně (a tedy vhodné pro stroj s omezeným vztlakem); jaké jiné dostupné letouny měly větší?

  2. Takhle to stálo v původním cizojazyčném textu, ale pravda, nedává to smysl. Nějak mě to netrklo a uniklo to i korektorům. Nejspíš tam mělo být “nejlepším poměrem tahu a hmotnosti”. Se Starfighterem se v tomhle ohledu experimentovalo často, Němci zkoušeli start z místa pomocí raketového boosteru – http://www.hitechweb.genezis.eu/vtol4c.htm , existovala i kolmostartující varianta s výklopnými motory v gondolách na koncích křídel po vzoru Vertijetu, a snad to dokonce i letělo – http://aerostories.free.fr/dossiers/ADAV/f104.JPG. Neslyšel jsem, že by něco podobného zkoušeli s Phantomem nebo F-5, volba F-104 nejspíš nebude náhodná, i přes rekordní plošné zatížení, že.
    Tahle mrcha od Ryana na mě vyběhlá náhodou, když mi při hledání fotek F-104 Google vyhodil odkaz na fantasticplastic.com, víc se mi o tom zjistit nepodařilo. Každopádně u Ryanů se myšlenkou na hybridizaci letounu a vrtulníku zabývali delší dobu, v knize Vrtulníky od Svobody je náčrtek konvenčního vrtulového letounu, který nede na hřbetě rotor v mimořádně širokou hlavou a krátkými listy, po startu a dosažení dostatečné dopředné rychlosti se listy měly sklopit nebo zasunout do rotorové hlavy.

  3. Na vysvetlenie
    Ak by som mal cas, mozno by som castejsie aktualizoval svoj web. Peter Girard nenavrhol svoj stroj “Heliplane” ako upravu typu F-104 Starfighter. On navrhol lietadlo, ktore sa len v zakladnych rysoch podobalo Sarfighteru. Konkretne toto: http://i.imgur.com/ZFvRc.jpg Pre prezentaciu svojho navrhu vsak dal vytvorit aj ilustraciu hypotetickej nadzvukovej verzie, ktora sa opat len podobala Starfighteru – uzky trup, postranne polkruhove vstupy vzduchu k motoru, rozmerny prudovy motor v zadnej casti, chvostove plochy tvaru T… Konkretne toto: http://i.imgur.com/NILtt.jpg

    Omnoho neskor vsak niekomu napadlo “Aha, Starfighter!” a zrazu sa z toho stal hybrid F-104. To však nebolo povodnym zamerom Girarda. On len chcel lietadlo s nizkou vzletovou hmotnostou, uzkym prierezom trupu, vykonnym motorom (s dobrym pomerom tahu k hmotnosti) a malym kridlom s vysokym plosnym zatazenim. Napad vsak neuspel, kedze takyto koncept jednoducho nefunguje kvoli enormnemu plosnemu zatazeniu kridla, ktore ani nie je schopne generovat dostatocny vztlak pre zvisly vzlet. Presne pre ten isty problem o patdesiat rokov neskor havarovali oba prototypy bezpilotneho prostriedku Boeing X-50 Dragonfly.

    Dalsi spomenuty Starfighter s motormi (nie vyklopnymi) v gondolach na koncoch kridla ma meno Lockheed CL-704. V tomto pripade sa uz jednalo o derivat typu F-104G s charakteristikami VTOL, ponuknuty do sutaze NATO BMR-3 v roku 1961. V kazdej gondole mal mat sedem zdvihovych motorov, co robilo dohromady 15 motorov (!) v jednom lietadle. Asi je jasne, preco neuspel. http://i.imgur.com/ehTIY.jpg http://i.imgur.com/MKmbO.jpg Obrazok startujuceho stroja je len fotomontaz, resp. reklama, uverejnena vo viacerych casopisoch na zaciatku 60. rokov. Hovori sa, ze jeden upraveny stroj F-104G s hmotnostnymi a rozmerovymi maketami gondol pre zdvihove motory lietal z Edwards, ale pre toto tvrdenie som este nevidel presvedcive dokazy.

    Matej (Hitechweb)

Zanechat odpověď