Eredeti megjelent:
Magyar Repülés
1948. 3. szám 40.-42. old.
Nagy Ernő
Csupaszárny-A
jövő repülőgépe?
Milyen lesz a jövő repülőgépe? Milyen alakúak lesznek azok a 180-200 tonnás, sőt még nehezebb repülő óriások, amelyek 5-600 kilométeres óránkénti sebességgel 3-400 utast szállítanak a tengerentúli forgalomban? Vajon milyen lesz a formája azoknak a villámgyors gépeknek, melyek a hangsebességnél jóval gyorsabban száguldanak. Olyan kérdések ezek, amelyek ma a világ legnagyobb repülőkísérleti intézeteit állandóak foglalkoztatják. Mérnökök, tudósok százai, sőt ezrei dolgoznak e kérdések elfogadható megválaszolásán. Biztosat ég nem tudunk, de az eddig nyomdafestéket látott eredmények alapján nagy bizonyossággal jósolhatjuk meg, hogy a repülőgépeknek nagy, talán túlnyomó része a csupaszárnygépek családjába fog tartozni.
Mi az előnye a csupaszárnygépeknek? Miért karolták fel legújabban, miért nem használták eddig és mik a hátrányai, hol találkoztak műszaki nehézségekkel e gépek építése és repülése során?
Ezzel az AW 52 G siklógéppel kísérletezték ki a motoros AW52. repülőtulajdonságait
Northrop első kísérleti gépe 1929-ből: még nem igazi csupaszárny
Ezeket a Northrop N-9 M gépeket használják a csupaszárny
pilóták átképzésére
A közönséges repülőgép, úgy, amint vele nap mint nap találkozunk, szárnyain hozza létre a repüléshez szükséges felhajtóerőt, a hasznos teher legjavát pedig a törzsben raktározza el. A szárnyban legfeljebb üzemanyag, katonai gépeknél fegyverzet nyer elhelyezést, míg az utasok, személyzet, poggyász, teheráru a törzsben helyezhető el.
Már korán felmerül a tudósokban az a gondolat, hogy a törzs végeredményben csak ront a gép teljesítményein, növeli a gép káros ellenállását anélkül, hogy a felhajtóerő létestésében maga résztvenne, tehát a gép fokozatos fejlesztése esetén el fogunk jutni egy olyan helyzethez, amikor a nagy, káros ellenállású törzset a lehetőség szerint igyekszünk kiküszöbölni és ezzel javítani a gép légerőtani teljesítményeit. Junkers professzor, Zsukovszki professzor és még sokan mások a repülőtechnika úttörői közül gondoltak a csupaszárnyrepülőgép megvalósítására, de néhány elszigetelt jellegű kísérlettől eltekintve, valójában csak napjainkban jutott el a repülőtechnika fejlődése arra a fokra, hogy a csupaszárnyrepülőgép kérdéseivel nem csak lehet, de kell is foglalkozni.
A csupaszárnygép lényege elnevezésében benne van. A szovjet, angol, francia repülőtechnikában „repülőszárny”-nak, a németek „csakszárny”-nak, az olaszok „csupaszárny”-nak nevezik azt a repülőgépet, amelynél a személyzet, utasok, hasznos teher elhelyezése a megfelelő térfogatú szárny belsejében történik s ahol ekkép a törzset elhagyhatták.
A kérdés persze nem ilyen egyszerű. A problémának két oldala van: légerőtani és szilárdságtani. Utóbbi kérdés talán a kisebb, mert az eddig megépített csupaszárnygépek mind rendkívüli szilárdságúaknak mutatkoztak, a rendelkezésre álló szerkezeti méretek mellett minden szilárdsági követelménynek fölényesen eleget lehet tenni. Nem olyanegyszerű a kérdés légerőtani oldala. A tervezés szempontjából itt nem a kívánt teljesítmények elérése, tehát ellenállás-felhajtóerő stb. kérdések játszanak szerepet, hanem a stabilitási kérdések.
A Northrop XP-79 kétmotoros, hőlégsugaras vadászgép
A General Aircraft kísérleti
siklógépe repülés közben. Ezt a gépet különböző szárnyformákkal repülik
A két kísérleti AW gép ennek az Armstrong-Whitworth
utasgépnek az előfutára
A csupaszárnygépek kormányozhatósága, stabilitási viszonyai ma az újabb repülőtechnikai kutatás egyik legfontosabb vizsgálati területe. S itt nincs mód arra, hogy a szélcsatornában vizsgált modellek mérési eredményeiből valóban eredményesen következtessenek a megépítendő hatalmas, esetleg 100 tonnás gépek kormányozhatósági viszonyaira. Éppen ezért tényleges repülőkísérletekre van szükség.
Ezért a nagy gyárak és a nagy kísérleti intézmények egyaránt ahhoz a megoldáshoz folyamodtak, hogy a megépítendő gépek egy kisebbített, de repülőképes mását készítették el. Nézzük talán itt az amerikai Northrop-gyár példáját. E gyár vezetője, John K. Northrop, a csupaszárny gépek egyik legjobb úttörője, aki ezt a gondolatot 1929 óta próbálta megvalósítani. Akkortájt még nem építhetett teljesen csupaszárny gépet, célja csak az volt, hogy bebizonyítsa, hogy az ő faroknélküli, vagy helyesebben törzsnélküli megoldása beváltja a szerkezeti szempontból hozzá fűzött reményeket. Minthogy a stabilitási kérdések akkor még megoldhatatlanoknak tűntek (akár a néhány évre rá épült német Junkers G. 38. gépnél, ahol szintén nem hagyhatták el ez okból a törzset), a gép egyensúlyozó és kormányfelületeit két rúdtartón a szokásos elrendezésben helyezték el.
A gondolat akkor jóidőre elaludt, de a második világháború közeledte ismét felszínre vetette a problémát. S ámbár valószínűtlennek tűnt, hogy a második világháborúban még bevetésre kerülhessenek ilyen típusú gépek, mégis –jórészt éppen a típus nagysebességű és nagy teherbírási előnyei alapján- megkezdték a kísérleti, most már valóban csupaszárnygépek építését. Az első ilyen kétmotoros a Northrop N 1 M volt. A szárny stabilitásának növelésére a szárnyvéget 35 fokos szögben lehajlították, amivel jobb harántstabilitást reméltek elérni. Később ezt elhagyták. Ez a lehajtott szárnyvég szolgált oldalkormányként is. A repüléssel foglalkozó olvasóban nyilván az a kérdés merül fel: ha a farokfelületek elmaradnak, akkor hogyan történik a magassági kormányzás és hogyan a csűrés, hiszen így végeredményben az összes kormányfelületeket a szárnyon kell elhelyezni? Így született meg a kombinált magassági kormány és csűrő, amit ő az „elevátor” és „aileron” egybevetésével „elevon”-nak nevezett. Ezek tehát párhuzamosan (mindkét szárnyon fel vagy le) működhetnek, ekkor magassági kormányzást vagy pedig differenciálisan (egyik oldalon fel, a másikon le) mozoghatnak, ekkor csűrést kapunk. E kormányok a gyakorlatban jól beváltak. Az oldalkormányzást a fékszárnyszerű kormánylapokkal végzik, ezek együttesen lecsapva fékhatást, csak az egyik oldalon alkalmazva kormányhatást adnak. Természetes, hogy a csupaszárny fordulékonysága –ha jó is,- de nem oly nagy, mint a közönséges gépeké.
A gépek megfelelő önstabilitását a szárnyszelvények megfelelő megválasztásával és a szárnyforma helyes kikísérletezésével érték el. Így ma már valósággá vált, hogy a csupaszárny gép teljesen önstabil és eleresztett kormányokkal is jól repül. Ne felejtsük el azonban, hogy jópár kiváló pilóta és mérnök életébe került, amíg eddig eljuthatunk.
S most tekintsük át néhány sorban az eddigi legfontosabb csupaszárnygépeket.
Elöljáróban emlékezzünk meg egy nagyszerű szovjet mérnökről, Cseranovszkiról. Az ő kísérleteiről külön cikkben fogunk beszámolni, a „repülő csészealjak” ismertetésénél. Cseranovszkira tehát lapunk egy későbbi számában visszatérünk. Rajta kívül még több más szovjet kísérletező foglalkozott e gépekkel, sajnos, a nyilvánosságra jutott adatok ma már elavultak.
Az Egyesült Államokban Northrop csupaszárnygépei aratak teljes sikert. Annyira, hogy az XB-35 csupaszárny-bombázógépet ma sorozatban építik és YB-49 jelzésű nyolc-hőlégsugármotoros változata is repül. Néhány érdekes adat: fesztáv 52 méter, hossz 16 méter, repülősúly 73 tonna, túlterheléssel 95 tonna. Négy 3000 lóerős motorja 2x4 ágú ellentétesen forgó légcsavarokat hajt (az átmérő csökkentésére alkalmazzák az ellentétesen forgó csavarokat). Northrop számos más kísérleti gépet is épített, néhány faroknélküli vadászgépet, az egyiket dugattyús motorral (XP-56), egyet egyet hőlégsugármotorokkal (XP-79) és néhányat rakétahajtással (MX-324 stb.).
Northrop N-1 M kísérleti kétmotoros, lehajtott
szárnyvéggel
Northrop XP-56 kísérleti vadászgép – teljesen magnéziumból készült
A Northrop B-35 négymotoros csupaszárny
bombázó
Angliában a csupaszárnygépeket kétirányú kísérletekre használják: A hangsebesség körüli nagy sebességek kutatására épült a De Havilland FH.108 (mely nem „csupaszárny” csak „faroknélküli”, mert a vékony szárnyban nem helyezhető el a pilóta és a motor). Legnagyobb sebessége valahol 1100 km/h körül lehet. Első példányával Geoffroy De Havilland egyik kísérleti repüléskor 1075 km/h sebességnél zuhant le. A lezuhant gépből sikerült épen megmenteni a műszerek jelzését regisztráló fényképezőgépet s e tapasztalatok alapján repülik most a gép második és harmadik példányát, amelyekkel még nagyobb sebességek lesznek elérhetők. Egy másik kísérleti gépsorozat a légiforgalmi alkalmazás lehetőségeit kutatja, elsősorban stabilitási szempontokat vizsgálva. Az egyik ilyen géptípus az Amstrong Witwort-gyár fogja megépíteni és repülőtulajdonságainak meghatározására először a géphez hasonló szárnyformájú siklógépet építettek, és ezzel végeztek méréseket motoros vontatásban és szabad siklásban. Utána két hőlégsugármotorral megépítették az AW 52. gépet, amely azóta számos eredményes repülést végzett. Ez a gép már teljesítményviszonyaiban is hasonlít a teljes nagyságú forgalmi géphez: legnagyobb sebessége 880 km/óra. S majd ha mindeme kísérletek eredménnyel zárulnak, lesz meg a kellő tapasztalati alapja annak, hogy a légiforgalom számára biztonságos nagysebességű csupaszárnygépet építsenek. Addig még eltelik néhány év . Az AW. géphez hasonló kísérletsorozatot végez a General Aircraft-gyár, amely három faroknélküli siklógépet készített s ezzel a hátranyilazás hatását is akarják vizsgálni.
Franciaország sem hagyott fel e kérdés vizsgálatával, amint az olaszok sem vették le a napirendről a csupaszárnygépek problémáját. A franciák meg is építettek egy kísérleti faroknélküli sportgépet, az S.N.C.A. du Sud-Est SE. 2100. jelű gépet, amely 2-3 üléses túragép. A kanadai repülőtechnikai intézet is csupaszárny-vitorlázógépek segítségével vizsgálja a stabilitási viszonyokat.
Mint láthatjuk, ma már egész sora repül a csupaszárnygépeknek, a világ valamennyi nagyobb állama foglalkozik a kérdéssel és fontosnak tartja a csupaszárnyprobléma kielégítő megoldását. S ez is igazolja állításunkat, hogy a csupaszárnygépek a forgalmi gépek nagyságának növekedésével és a hangsebesség körüli sebességek elérésével csak egyre fokozódó jelentőséghez fognak jutni, ha nem is a közvetlen közeljövőben, de öt-tíz éven belül.
A De Havilland DH 108. kísérleti csupaszárny.
Kis sebességhez a résszárny elengedhetetlen. A géptől 100 km/óra körüli
sebességet várnak.
Nagy Ernő
♣ Archiválta SRY 2006 november 10. ♣ CANON LiDE system ♣ Microsoft Word ♣ SRY MODELL 2006