Článek
Vrtulníky s prolínajícími se rotory (synchroptery) mají, podobné výhody jako vrtulníky s rotory vedle sebe. Rotory otáčející se opačným směrem vyrovnávají své reakční momenty a vrtulník nepotřebuje vyrovnávací rotor. Konstrukce může být lehčí o ocasní nosník, hnací hřídel, reduktor a hlavu vyrovnávacího rotoru a jeho pohon nespotřebovává část výkonu. Navíc je vrtulník velmi stabilní ve visu.
Výhodou proti vrtulníku s rotory vedle sebe jsou kompaktnější rozměry a díky menšímu čelnímu průřezu i menší aerodynamický odpor. Na druhou stranu musí být rotory odkloněné od sebe, aby se jednotlivé listy mohly prolínat, což snižuje jejich účinnost, protože vektor tahu nesměřuje přímo nahoru. Většina synchropterů používá dvojlisté rotory. Výjimkou jsou konstrukce firmy Kellett, které měly rotory trojlisté .
Vrtulníky s prolínajícími se rotory mají nejkratší historii. Zatímco ostatní koncepce se objevily již na konci 19. století, první náčrty stroje s prolínajícími se rotory pocházejí z roku 1903 z pera švýcarského konstruktéra Emile Bourcarta. V roce 1914 podal patent na prolínající se rotory německý konstruktér Arthur Mees.
Patent Arthura Mees
Za otce vrtulníků s prolínajícími se rotory můžeme považovat německého vynálezce a konstruktéra Antona Flettnera. Ten je mimo jiné autorem odlehčovacích plošek na kormidlech nebo znovuobjeveného Flettnerova rotoru, který využívá Magnusův efekt a pomáhá lodím šetřit palivo. V roce 1935 navrhl průzkumný vírník pro ponorky, ale brzy poznal, že vrtulníky nabízejí zcela jiné možnosti.
Dnešní výčet je věnován vrtulníkům s prolínajícími se rotory (synchropter).
- zahrnuje pouze typy, které se dostaly do vzduchu
- nezahrnuje projekty a nelétající prototypy (až na jednu výjimku)
- vrtulníkům s rotory vedle sebe je věnován minulý díl
Flettner Fl 265 - Německo - 1939
Prvním skutečným vrtulníkem Antona Flettnera byl jednorotorový Typ Fl 185 z roku 1936. Jeho vývojem vznikl typ Fl 265 s dvěma prolínajícími se rotory o průměru 12 m. Vývoj podporovala německá Kriegsmarine, protože v něm viděla dokonalý průzkumný prostředek pro hladinové jednotky (především křižníky) umožňující vyhledat nepřítele. Vhodný byl i pro ponorky, kterým by pomohl vypátrat nepřátelské obchodní lodě a konvoje.
Flettner Fl 265 při předvádění nacistickým pohlavárům
Vrtulník poháněný hvězdicovým sedmiválcem BMW Bramo Sh.14A s výkonem 118 kW poprvé vzlétl v květnu 1939. Za řízením seděl zkušební šéfpilot firmy Richard Perlia. Jednalo se o první letuschopný synchropter na světě a také první vrtulník, který provedl přechod z visení do autorotace, což je manévr, který již zachránil život mnoha osádkám.
Flettner Fl 265, přední prstenec ukrývá hvězdicový motor
Flettner Fl 265 s prázdnou hmotností 800 kg dosahoval maximální rychlosti 140 km/h a dostupu 4100 m. Bylo postaveno šest kusů, ale k sériové výrobě nedošlo, mimo jiné proto, že jeden ze zkušebních pilotů měl na druhém prototypu smrtelnou havárii.
Flettner Fl 282 Kolibri - Německo - 1941
Flettner Fl 282 Kolibri byl pokračováním vývoje Fl 265. Byl to první sériově vyráběný vrtulník na světě. Na rozdíl od svého předchůdce byl poháněný motorem umístěným za pilotem. Jednalo se opět o hvězdicový sedmiválec BMW Bramo Sh.14A s výkonem 118 kW. Motor byl těžký a měl malý objemový výkon, jen 15,1 kW/l zatímco z modernějšího devítiválce Bramo 323 Fafnir vrtulníku Focke-Achgelis Fa 223 Drache, se dalo vyždímat až 20,7 kW/l. Jenže vhodnější motor v Německu nebyl k dispozici.
Flettner Fl 282 během přiblížení na přistání
K prvnímu vzletu Fl 282 Kolibri došlo 30. října 1941 v Berlíně s pilotem Ludwigem Hoffmannem za řízením. Německé námořnictvo bylo nadšeno a objednalo výrobu 15 kusů s předběžným příslibem na výrobu dalších 30 kusů. Vojskové zkoušky prvních dvou prototypů probíhaly mimo jiné na lehkém křižníku Köln, na jehož zadní palubě byla vybudována dřevěná plošina.
Kolibri v muzeu v Midland
Na jednom Fl 282 Kolibri se zkoušely i trojlisté rotory, které vykazovaly menší vibrace, ale další testy byly přerušeny. K operačnímu nasazení Fl 282 došlo jak v rámci Kriegsmarine, na palubě minonosky Drache (prototyp V6) v Egejském moři a v Terstu, tak u Luftwaffe. Ta plánovala využití vrtulníků pro kurýrní lety, průzkum a pro řízení dělostřelecké palby. Z toho důvodu vznikla dvojmístná verze Fl 282 B2. Dobré výsledky vedly v roce 1944 k objednávce 1000 kusů ze strany Ministerstva letectví. Po dokončení 24 strojů však byla továrna v Mnichově zcela vybombardována spojeneckým náletem.
Kellett XR-8 - USA - 1944
Firma Kellett Autogiro Corporation vznikla v roce 1929 v Kalifornii a zabývala se, jak název napovídá, výrobou vírníků. Když Igor Sikorski předvedl americkému letectvu první vrtulník VS-300, Wallace Kellett nechtěl zůstat pozadu. 11. listopadu 1942 předložil armádě návrh „dokonalejšího“ dvourotorového vrtulníku, který nepotřeboval vyrovnávací rotor a neztrácel výkon jeho pohonem. Letectvo návrh odsouhlasilo v lednu 1943 a objednalo výrobu dvou prototypů.
Kellett XR-8 během letových zkoušek
Výsledkem byl vrtulník s dvojicí prolínajících se trojlistých rotorů, poháněných plochým šestiválcem Franklin O-405-9 s výkonem 183 kW. Baňatý trup měl bohatě prosklený dvojmístný kokpit pro pilota a jednoho cestujícího. První vzlet se uskutečnil 7. srpna 1944 se zkušebním pilotem Dave Driskillem a samotným panem Kellettem na palubě. Kvůli malé směrové stabilitě byly na zadní část trupu doplněné dvě svislé ocasní plochy.
Kellett XR-8 při předvádění na tovární ploše
Horší závadou, zjištěnou během zkušebního letu 7. září, bylo, že listy dřevěného rotoru se prohýbají a narážejí do draku vrtulníku. Letectvo požadovalo výrobu nových tužších rotorů. Na druhém prototypu se mezitím od března 1945 zkoušely jednodušší dvojlisté rotory, ale zkoušky byly zrušené, kvůli silným vibracím. Začátkem roku 1946 byl program ukončen a vrtulník předán do muzea. Muzejní XR-8 momentálně prochází renovací.
Kaman K-125, K-190 a K-225 - USA - 1947
Dalším mužem, který se pustil do výroby synchropterů byl Charles Kaman. Jeho vrtulníkem s prolínajícími se rotory byl jednomístný K-125. Vrtulník měl příhradovou konstrukci bez potahu a pohonu sloužil plochý čtyřválec Lycoming O-390-3 s výkonem 93 kW. Stroj poprvé vzlétl 15. ledna 1947.
Kaman K-125 za řízení je sám konstruktér
Vývoj pokračoval o rok později zdokonalenou dvojmístnou verzí K-190. Vrtulník měl upravené pylony rotorů, před pilotem byl větrný štítek a na zádi rozměrná kýlová plocha pro lepší směrovou stabilitu. Plochý šestiválec Lycoming O-435-C nabízel se 165 kW pilotovi větší zálohu výkonu. Stroj se zkoušel se soupravou pro postřik polí. K tomuto účelu byl v roce 1949 certifikován. Postaven byl zřejmě jen jeden prototyp. Některé zdroje uvádějí ještě čtyřmístnou verzi K-190B, ale není jasné, zda šlo o druhý prototyp, nebo byla přestavěná z prvního.
Výkonnější Kaman K-190
Poslední verze Kaman K-225 poprvé vzlétla v červenci 1949. Celkem bylo postaveno sedm kusů. Dva zakoupilo americké námořnictvo a po jednom pobřežní stráž a letectvo. To vrtulník testovalo pod označením YH-22. Jeden K-225 zakoupilo v roce 1953 Turecko. Byl to první vrtulník, který v Turecku létal.
Kaman K-225 s původním plochým šestiválcem
K-225 se testoval s turbohřídelovým motorem Boeing 502 (YT50). Poprvé vzlétl 11. prosince 1951 a jednalo se o první vrtulník poháněný turbohřídelovým motorem na světě. Pro představu jaký to znamenalo výkonový skok; Lycoming O-435-C vážil 197 kg a dával výkon 165 kW zatímco Boeing 502 nabízel při vlastní hmotnosti 98 kg výkon 245 kW. Navíc byl turbínový motor jednodušší a méně poruchový. Takto upravený vrtulník nesl označení K-5.
Kaman K-225 (K-5) s turbohřídelovým motorem
Kellett XR-10 - USA - 1947
Druhým vrtulníkem Wallace Kelletta byl typ XR-10, který poprvé vzlétl 24. dubna 1947. Firma zareagovala na požadavek letectva na vývoj vrtulníku, schopného přepravovat osoby, náklad nebo zraněné v uzavřeném trupu. Dvoumotorový XR-10 připomínal zvětšený XR-8, ale atypické bylo umístění pohonných jednotek. Aby se uvolnil trup, byly motory v gondolách, připomínajících přídavné nádrže na bocích trupu. Rotory byly poháněné prostřednictvím dlouhých hřídelí, spojujících gondolu s pylonem rotoru.
11 Kellett XR-10 byl ve své době největším vrtulníkem v USA
Trup měl celokovový potah. Pojal dva piloty a 10 vojáků nebo 900 kg nákladu. Při vzletové hmotnosti 4990 kg se jednalo ve své době o největší vrtulník v USA. K pohonu sloužily dva hvězdicové devítiválce Continental R-975-15 s výkonem po 391 kW. Byly postaveny dva prototypy. Během letových zkoušek se objevil stejný problém jako u XR-8. Příliš pružné listy rotoru kolidovaly s trupem. Rotory byly narychlo upraveny, ale 3 října 1949 došlo k havárii, při které zahynul zkušební šéfpilot Dave Driskill. Firma plánovala ještě 16místnou verzi KH-2, ale po havárii byly veškeré práce ukončeny.
Kellett XR-10 dobře jsou vidět hnací hřídele od motorů k pylonům rotorů
Praga E-1 - Československo - 1947
Přestože jsem napsal, že ve výčtu budou jen vrtulníky, které alespoň jednou vzlétly, udělám jednu malou výjimku. Těsně po válce vyvíjel tým pod vedením Jaroslava Šlechty synchropter Praga E-1 (Experimental). Lehký dvojmístný vrtulník, s dvěma dvojlistými rotory, měl být poháněný motorem Praga M-107 o výkonu 74 kW. Prototyp však nebyl dokončen. V leteckém muzeu Kbely se dochoval motor s reduktorem a rotorovými hlavami.
Model vrtulníku Praga E-1
SNCAC NC.2001 Abeille - Francie - 1949
NC.2001 Abeille byl francouzský synchropter navržený konstruktérem René Dorandem z vrtulníkové divize SNCAC. Vrtulník byl poháněný invertním vidlicovým dvanáctiválcem Renault 12S s výkonem 429 kW a u vrtulníků neobvyklým kapalinovým chlazením. Vrtulník měl trup s bohatě proskleným dvojmístným kokpitem a místem pro tři cestující. Motor s reduktorem byly umístěné v těžišti za protipožární přepážkou za zadními sedačkami. Na konci trupu byl krátký ocasní pahýl s jednou vodorovnou a dvěma svislými ocasními plochami.
Synchropter NC.2001 Abeille měl bohatě prosklený kokpit
Celkem byly postaveny tři prototypy. První byl ještě před prvním vzletem zničen požárem. Druhý poprvé vzlétl 28. června 1949 pilotovaný zkušebním šéfpilotem Claude Dellysem. O měsíc později však byla společnost SNCAC zrušena a její majetek byl rozdělen mezi tři zbývající státní firmy. Celý program vývoje vrtulníku Abeille byl zrušen. Druhý prototyp se již do vzduchu znovu nedostal a třetí nelétal nikdy.
NC.2001 Abeille se svými tvůrci
Kaman HH-43 Huskie - 1953
Kaman HH-43 Huskie byl zdaleka nejpočetnější verzí synchropterů. Bylo vyrobeno nejméně 403 kusů. První prototyp vzlétl 21. dubna 1953. Konstrukce vycházela z předchozích typů K-225, ale prošla výrazným zdokonalením.
Když vynecháme prototypy, byla první verze HTK-1 poháněná plochým šestiválcem Lycoming O-435-4 s výkonem 180 kW. Tato trojmístná varianta byla určena pro americké námořnictvo. Celkem bylo postaveno 29 kusů pod „erárním“ označením TH-43E.
Kaman HOK-1 poháněný hvězdicovým motorem
Pro námořní pěchotu se stavěla verze HOK-1, kterou poháněl výkonnější hvězdicový devítiválec R-1340-48 Wasp poskytující 450 kW. Celkem bylo postaveno 81 kusů. Námořnictvo objednalo 24 kusů se stejným motorem označených HUK-1. Vojenská označení byla OH-42D respektive UH-43C. Letectvo dostalo 18 obdobných strojů označených HH-43A.
HH-43B zvedá hasicí soupravu pro misi LBR
Zásadní změnu přinesla montáž turbohřídelového motoru Lycoming T53-L-1B s výkonem 640 kW, která posunula možnosti vrtulníku na novou úroveň. První verze s touto motorizací nesla označení HH-43B. Postaveno bylo 200 kusů. Za zmínku stojí ještě verze HH-43F, s výkonem motoru redukovaným na 615 kW a menším průměrem rotorů. Vzniklo 42 kusů, ale část byla přestavěna z HH-43B.
HH-43F loví letovou osádku z vod Tonkinského zálivu, proto ho všichni piloti Huskie milovali
USAF vrtulníky HH-43 využívala primárně pro záchranné mise LBR (Local Base Rescue), tedy při haváriích letadel přímo na letištích a v jejich blízkosti. V takovém případě nesly záchranné vrtulníky v podvěsu speciálně navrženou hasicí soupravu. Vrtulníky byly na místě zásahu rychleji než vozidla a k hašení dokázaly využít i silný proud vzduchu od rotorů. Za život jim vděčí řada letových osádek.
HH-43B při zásahu, piloti poháhají hasičům potlačit plamen proudem vzduchu od rotorů
Největší slávu si HH-43 vydobyly ve Vietnamu, kde kromě LBR prováděly i záchranu sestřelených osádek při operacích CSAR (Combat Search and Rescue) a evakuaci raněných Medevac. O tom, že to nebylo bez rizika svědčí fakt, že osádky se často dostávaly do nepřátelské palby a 13 HH-43 bylo při těchto operacích ztraceno. Pro představu o intenzitě nasazení; mezi lety 1966 - 70 zachránily osádky HH-43 celkem 888 mužů a žen z palub havarovaných nebo sestřelených letadel. Kdo by chtěl tento zajímavý vrtulník vidět, má nejbližší příležitost v Hubschraubermuseum Bückeburg.
Kaman K-1125 - USA - 1962
Na základě úspěchu HH-43 firma Kaman navrhla a v srpnu 1962 zalétala prototyp dopravního vrtulníku Kaman K-1125, který využíval část komponentů HH-43. Hlavním rozdílem byl objemný trup pro 12 cestujících a pohonná jednotka, tvořená dvojicí turbohřídelových motorů Pratt & Whitney PT6B-11 s výkonem po 575 kW. Firma zkoušela K-1125 nabídnout letectvu, ale to neprojevilo zájem. Po dvou letech byl další vývoj ukončen.
Kaman K-1125 měla být dopravní verze využívající díly HH-43
DeGraw RDX1091 Hummingbird - USA - 1984
Dvojmístný synchropter RDX1091 Hummingbird si navrhl a postavil Richard R. DeGraw, ředitel motocyklového dealerství v Jacksonu ve státě Michigan v USA. S plánováním začal v prosinci 1981 a s konstrukcí na jaře následujícího roku. Na stavbě strávil zhruba 4000 hodin. První upoutaný vzlet se uskutečnil 20. července 1984 a 3. listopadu provedl vrtulník první volný let. V dubnu 1986 získal vrtulník certifikaci v kategorii Experimental. K pohonu vrtulníku slouží čtyřválec VW 1835 s výkonem 50 kW. Tvůrce neměl ambice prorazit se svým dílem na trhu. Jen chtěl mít „opravdu svůj“ vrtulník.
DeGraw RDX1091 Hummingbird jediný soukromý synchropter
Kaman K-MAX - USA - 1991
Kaman K-Max nebo podle továrního označení K-1200 je synchropter navržený speciálně pro přenášení těžkých nákladů v podvěsu. Tomu bylo podřízeno vše. Vrtulník je jednomístný. Trup je úzký s rozšířeným překrytem, navíc vybouleným na levou stranu, takže pilot má výborný výhled dolů na podvěšené břemeno. Na přání může být vrtulník vybaven vnější přístrojovou deskou s ukazateli hmotnosti podvěšeného břemene, kroutícího momentu rotoru, otáčkoměru, kontrolkami přetížení a požáru. Pilot je tak má v zorném poli i když sleduje podvěšený náklad.
K-Max mají většinou pestré zbarvení
Vrtulník má prázdnou hmotnost 2340 kg a nosnost 2700 kg. K pohonu slouží turbohřídelový motor Honeywell T53-17A-1 s výkonem 1010 kW. Pro představu Bell 205, který používá jinou verzi stejného motoru, má zhruba poloviční nosnost. Firma Kaman vyrobila v letech 1991 až 2003 prvních 36 kusů. Potom byla výroba přerušena, kvůli klesajícímu zájmu. V roce 2015 však byla linka znovu otevřena a bylo vyrobeno dalších 10 kusů. První vzlet K-Maxu z nové série proběhl v květnu 2017.
Čelní silueta Kaman K-Max je nezaměnitelná, pilot má dokonalý výhled dolů (pokud je na palubě)
V roce 1998 začal Kaman vyvíjet bezpilotní verzi pro nasazení v nebezpečných nebo zamořených oblastech a pro nasazení při opakovaných dlouhých letech bez možnosti oddechu nebo výměny pilota. Prototyp K-Max Titan byl předveden v roce 2008. 17. prosince 2011 americká námořní pěchota poprvé nasadila bezpilotní K-Max Titan k zásobování jednotek v bojové oblasti. Vrtulník se naváděl na radiomaják a přistával s přesností 3 m. Za první dva roky v Afghánistánu nalétaly verze Titan přes 1500 misí a přepravily přes 2500 tun nákladu.
Děkuji, že jste si přečetli můj článek. Pokud se vám líbil, zvažte možnost použít tlačítko „sledovat autora“. O vydání dalšího mého článku budete informováni automaticky.
Vážím si každé vaší reakce nebo připomínky. Náměty na témata, která by vás zajímala mi můžete napsat do komentářů nebo do zprávy.
Zvláštní poděkování patří všem, kdo se rozhodli mě finančně podpořit. Vaše jména se u příspěvků nezobrazují, takže toto je jediná možnost, jak vám poděkovat.
Další díly:
Zdroje:
Coates, Steve and Jean-Christophe Carbonel. Helicopters of the Third Reich. Crowborough, UK: Classic Publications
Green, William (2010). Aircraft of the Third Reich. Vol. 1 (1st ed.). London: Aerospace Publishing Limited.
Chiles, James R. (2007). The God Machine: From Boomerangs to Black Hawks: The Story of the Helicopter. New York, US: Bantam Books
Jackson, Robert, ed. „Flettner FL 282 Kolibri.“ Helicopters: Military, Civilian, and Rescue Rotorcraft (The Aviation Factfile). London: Grange Books Ltd, 2005
Lambermont, Paul Marcel (1958). Helicopters and Autogyros of the World.
Munson, Kenneth (1968). Helicopters and other Rotorcraft since 1907. London, UK: Blandford Publishing.
Mutza, Wayne (1998). Kaman H-43 An Illustrated History. Schiffer Publishing Ltd
Simpson, R. W. (1998). Airlife's Helicopters and Rotorcraft. Ramsbury: Airlife Publishing
Taylor, Michael J. H. (1989). Jane's Encyclopedia of Aviation. London: Studio Editions.
Thicknesse, P. (2000). Military Rotorcraft: Brassey's World Military Technology series. London, UK: Brassey's
