Galerie: Vrtulníky s rotory vedle sebe. Navzdory mnoha pokusům vznikly jen malé série pár typů

Vrtulníky s rotory vedle sebe byly oblíbené v počátcích konstrukce tohoto druhu létajících aparátů. Důvod byl jednoduchý - působiště vztlaku bylo zhruba ve stejné poloze vůči těžišti, jako u letounu, což zajišťovalo podélnou stabilitu. Tím pádem měli konstruktéři o starost méně, protože tato otázka již byla spolehlivě teoreticky vysvětlena a prakticky ověřena. Výhodou bylo i to, že se část výkonu motoru „neztrácela“ pohonem vyrovnávacího rotoru.

Úpadek této koncepce nastal v okamžiku, kdy vrtulníky začaly létat rychlostmi převyšujícími 150 km/h, protože neúměrně rostl aerodynamický odpor. Nevýhodou byl i značný nárůst rozměrů vrtulníku jak v podélné (kvůli nákladu), tak v příčné ose. Z tohoto pohledu je praktičtější tandemové uspořádání, které je mnohem běžnější.

Myšlenka „vrtulníku“ s rotory vedle sebe se poprvé objevila v náčrtech sira George Cyleye, považovaného za otce letectví. Ten objevil základní čtyři síly nutné k uskutečnění „motorového“ letu: vztlak, tíhu, odpor a tah a popsal vztahy mezi nimi. Popsal význam asymetrického profilu křídla a vztah mezi působištěm vztlaku a těžištěm létajícího aparátu. Postavil několik létajících modelů. Jeho náčrt z roku 1843, zobrazuje „aerial carriage“, což byl létající aparát s předpokládaným kolmým vzletem a přistáním.

V seznamu jsou vrtulníky s rotory vedle sebe (anglicky side by side nebo transverse).

Seznam nezahrnuje vrtulníky s prolínajícími se rotory (anglicky intermeshing) ani konvertoplány (X-18, X-22, V-22 a další).

Berliner - USA - 1922

K prvnímu reálnému pokusu o stavbu „vrtulníku“ s rotory vedle sebe došlo ve Spojených státech. Na svědomí jej mají páni Berlinerové, otec a syn. Pan Emile Berliner v roce 1908 experimentoval s vrtulníkem s koaxiálními rotory, poháněnými dvojicí motorů Rotary 5. Tomuto stroji říkal „Gyrokopter“. Po smrti Emile Berlinera v roce 1914 se pokusů s kolmo vzlétajícími stroji ujal jeho syn Henry.

V roce 1922 postavil s využitím trupu vyřazeného stíhacího dvojplošníku Nieuport N.23 C.1 „vrtulník“. Odstranil křídla a na dva boční nosníky namontoval dvě protiběžné dřevěné vrtule s průměrem 4,5 m, poháněné rotačním devítiválcem Bentley Rotary BR. 2, s výkonem 120 kW. K řízení příčného náklonu (klonění) a pohybu do stran sloužily trojité „žaluzie“ pod každou vrtulí. Klopení ovládala malá vrtule s měnitelným úhlem náběhu listů na ocase a pro bočení mohl pilot naklápět nosné „rotory“ proti sobě otáčením obou polovin nosníku. Pro lety vyšší rychlostí zůstaly zachovány klasické ocasní plochy.

K historickému vzletu došlo v College Parku v Marylandu. „Vrtulník“ uletěl asi 90 m a dokázal viset ve výšce kolem 3 metrů. Nicméně výsledky byly neuspokojivé. Henry Berliner své další pokusy směřoval ke strojům s krátkým vzletem a přistáním, který říkal „Helicoplane“.

Focke Wulf Fw 61 - Německo - 1936

V meziválečném období dosáhly velkého rozmachu vírníky, především díky práci Španěla Juana de la Ciervy. Ty však nepatřily do kategorie VTOL, ale potřebovaly krátkou plochu. Navíc nedokázaly viset. Německý profesor Henrich Focke, vyvíjel vlastní vírník Fw 186 vycházející z Ciervových typů. Postupně si uvědomil, že jedinou cestou ke vzletu z místa je pohon nosného rotoru. Společně s leteckým akrobatem a inženýrem Gerdem Achgelisem začali v roce 1932 vyvíjet skutečný vrtulník.

V roce 1934 postavili volně létající model s motocyklovým motorem, což vzbudilo zájem Říšského ministerstva letectví RLM (Reichsluftfahrtministerium). Jako základ posloužil trup cvičného letounu Focke-Wulf Fw 44 Stieglitz, u kterého byla křídla nahrazena trubkovou konstrukcí s dvěma rotory vedle sebe. Licence na rotory byla zakoupena od firmy la Cierva. Motor poháněl kromě obou rotorů malou vrtuli, která sloužila k jeho chlazení.

Vrtulník dostal označení Fw 61. První vzlet se uskutečnil 26. června 1936. O necelý rok později 10. května 1937 předvedl zkušební pilot Ewald Rohlfs přistání autorotací z výšky 400 m. Kromě něho létala na vrtulníku i hvězda nacistické propagandy a bezesporu výborná zkušební pilotka Hanna Reitsch. Vznikly celkem dva prototypy, které postupně ustanovily několik světových rekordů.

Weir W.5 a W.6 - Velká Británie - 1938

Němci nebyli jediní, kdo v meziválečném období vyvíjel vrtulníky. V britské firmě Weir, pobočce Cierva Autogiro Company, pracoval hlavní konstruktér Cyril G. Pullin na stavbě vrtulníku W.4 s koaxiálním rotorem. Pod vlivem Fw 61 svou konstrukci upravil a označil Weir W.5. Jednomístný vrtulník měl dva rotory s průměrem 4,5 m, upevněné na skříňových nosnících z překližky. K pohonu sloužil vzduchem chlazený motor s výkonem 37 kW.

Zkušební pilot Raymond A. Pullin, syn konstruktéra, poprvé vzlétl 7. července 1938 ve skotském Dalrymple. Do začátku druhé světové války vrtulník Weir W.5 nalétal zhruba 80 hodin. Vrtulník byl zajímavý tím, že neměl systém kolektivní změny úhlu náběhu listů rotoru. Stoupání a klesání se ovládalo změnou otáček motoru.

Cyril G. Pullin se svým týmem využil zkušenosti, získané s vrtulníkem W.5 a navázal návrhem mnohem propracovanější, dvojmístné verze Weir W.6. Vrtulník byl poháněný vzduchem chlazeným invertním řadovým šestiválcem de Havilland Gipsy Queen s výkonem 150 kW, umístěným v přídi. Motor poháněl dva trojlisté dřevěné rotory s kovovou náběžnou hranou a průměrem 7,62 m. K prvnímu vzletu došlo v říjnu 1939, opět s Raymondem A. Pullinem za řízením. Během testů se na druhém sedadle „svezl“ Air Vice Marshall Arthur William Tedder a stal se tak prvním pasažérem na palubě vrtulníku.

Focke Achgelis Fa 226 Drache - Německo - 1940

Úspěch Fw 61 vyústil v zájem RLM. Henrich Focke byl sice nacistickým režimem, jako politicky nespolehlivý, odstaven z firmy Focke Wulf, ale RLM mu navrhlo vybudovat novou továrnu na výrobu vrtulníků, což udělal v roce 1937 se svým spolupracovníkem Gerdem Achgelisem. Jejich prvním návrhem byl šestimístný vrtulník Fa 226 Hornisse, který v roce 1938 objednala Lufthansa. Ještě před zahájením sériové výroby ho RLM přeznačilo na Fa 223 Drache.

Nový vrtulník se koncepcí podobal Fw 61, ale měl dvojmístný kokpit, uzavřenou čtyřmístnou kabinu a trup potažený plátnem. K pohonu sloužil hvězdicový devítiválec Bramo 323 s výkonem 750 kW, přenášeným hřídelemi na dva trojlisté rotory s průměrem po 12 m, umístěné vedle sebe na trubkových pylonech. Prototyp byl hotov v září 1939. K prvnímu letu došlo 3. srpna 1940, zhruba po 100 hodinách pozemních testů. Fa 223 postupně dosáhl rychlosti 182 km/h, dostupu 7100 m a stoupavosti 8,8 m/s. První prototyp havaroval. Druhý byl upraven a nesl kulomet obsluhovaný střelcem, takže se jednalo o první ozbrojený vrtulník.

V roce 1942 byla zahájena sériová výroba, ale v červnu spojenci továrnu vybombardovali. Zničili dva prototypy a sedm nedokončených předsériových strojů. Pokusy o obnovení výroby probíhaly velmi vlažným tempem, přestože kromě armády se o vrtulníky začalo zajímat i námořnictvo. Celkem bylo dokončeno asi 20 kusů. Tři stroje sestavené z německých dílů byly testované i v poválečném Československu.

Platt-LePage XR-1 - USA - 1941

O vrtulníky projevil zájem i letecký sbor americké armády USAAC (US Army Air Corps) a vyhlásil soutěž. Jedním z jejích účastníků byla společnost Platt-LePage z Pennsysvanie. Firma již dříve vyvíjela vrtulník PL-1, ale ten nebyl úspěšný. Do soutěže se přihlásila s typem PL-3 a zvítězila. USAAC stroj objednal pod armádním označením XR-1 (R - Rotorcraft).

Vrtulník XR-1 byl poháněný hvězdicovým motorem Pratt&Whitney R-985 s výkonem 340 kW, roztáčejícím dva trojlisté rotory s průměrem 9,6 m. Nosníky rotorů měly profil jako křídlo a při letu vpřed vyvíjely vztlak, odlehčující rotory. Tandemový kokpit byl dvojmístný, vpředu seděl pilot, vzadu pozorovatel.

Vrtulník poprvé vzlétl v 12. května 1941. Celkem byly postaveny dva prototypy. Druhý měl upravené zasklení a nesl označení XR-1A. Výrobce dostal objednávku na sedm předsériových strojů, ale ta byla zrušena kvůli problémům s vibracemi a řiditelností. Navíc během testů prototyp havaroval.

Landgraf H-2 - USA - 1944

Fred Landgraf byl letecký konstruktér a bývalý zaměstnanec firmy Douglas Aircraft Company. Na začátku války založil vlastní společnost Landgraf Helicopter Corporation. Navrhl a 2. listopadu 1944 zalétal malý vrtulník H-2, který nabízel armádě. H-2 se měl stát začátkem pro vývoj větších strojů H-3 a H-4, určených až pro 8 cestujících.

Vrtulník H-2 byl poháněný hvězdicovým sedmiválcem Pobjoy R s výkonem 63 kW, který roztáčel dva trojlisté dřevěné rotory s průměrem 5,5 m. Rotory se částečně prolínaly, protože pylony měly rozpětí jen 3,6 m. Skořepina listu, tvořící profil se otáčela volně kolem trubkového nosníku. Úhel náběhu listů měnilo křidélko na jeho konci. Jednomístný vrtulník byl vybaven příďovým zatažitelným podvozkem. Armáda sice objednala stavbu jednoho kusu, ale o další neměla zájem.

McDonnell XHJD-1 Whirlaway - USA - 1946

O vrtulníky se v USA kromě leteckého sboru zajímalo také námořnictvo, které v nich (celkem správně) vidělo ideální prostředek na záchranu sestřelených osádek. V roce 1944 vydalo specifikace, požadující vrtulník schopný nést kromě pilota 10 „pasažérů“. Na požadavek zareagovala agilní firma McDonnell s typem XHJD-1. Po zalétání byl přeznačen na XHJH-1 Whirlaway.

Vrtulník vycházel z Platt-LePage XR-1, protože James McDonnell firmu v červnu 1944 koupil. Vrtulník poháněly dva hvězdicové devítiválce Pratt&Whitney R-985 s výkonem 340 kW. Trojlisté rotory měly průměr 14 m, ale během testů se zkoušely i rotory s jiným průměrem. Trubková konstrukce pylonů dostala potah až k rotorové hlavě. Vzletová hmotnost XHJH-1 dosahovala bezmála 5 tun. Stroj poprvé vzlétl 27. dubna 1946. Ve své době se jednalo o největší vrtulník na světě.

Přestože XHJH-1 splnil požadavky, k sériové výrobě nedošlo, protože námořnictvo zjistilo, že konstrukce s rotory vedle sebe, je pro omezené paluby lodí příliš rozměrná a „nemotorná“. Tento stroj měl štěstí, že se zachoval v Národním leteckém a kosmickém muzeu ve Washingtonu.

Bratuchin Omega a Omega II - SSSR - 1946

Sovětský svaz měl, díky spolupráci s Německem, poměrně podrobné informace o Fockeho strojích. V prosinci 1939 rozhodl lidový komisariát pro letectví o zřízení konstrukční kanceláře OKB-3. V březnu 1940 byl konstruktér Pavel Bratuchin pověřen konstrukcí dvoumístného vrtulníku, poháněného dvěma motory MV-6 s výkonem po 160 kW. Prototyp měl být hotov v květnu 1941, ale byl dokončen až v srpnu.

Vrtulník s označením Omega (2MG nebo Gelikopter G-1) měl dva trojlisté rotory s průměrem 7 m. Motory byly propojené, takže v případě vysazení jednoho, mohl vrtulník mírným sestupným letem pokračovat k nějaké vhodné přistávací ploše. Napadení Sovětského svazu oddálilo zahájení letových zkoušek. Vrtulník byl v roce 1945 schválen do sériové výroby, ale k té nedošlo.

Mezitím byl v Moskevském leteckém institutu MAI postaven vrtulník Omega II (G-2), který se lišil instalací motorů MG-31-F s výkonem po 257 kW. V gondolách byly ventilátory pro nucené chlazení motorů. Vrtulník byl dokončen v září 1945 a předán ke zkouškám, které pokračovaly do ledna 1946. Byla objednána první „série“ šesti strojů, ale mezitím skončila výroba motorů MG-31-F, takže zůstalo u prototypu, protože s obnovením výroby starých motorů se nepočítalo.

Bratuchin G-3 a G-4 - SSSR - 1946

Na stejném draku jako vrtulníky Omega byly postaveny další dva prototypy označené G-3 (Gelikopter), které se lišily americkými hvězdicovými motory Pratt & Whitney R985 s výkonem po 330 kW. K prvnímu vzletu došlo 1. října 1946. Vrtulník měl sloužit pro dělostřelecké pozorovatele. První prototyp 7. ledna 1947 havaroval a na palubě zahynuli oba členové osádky.

Na vrtulníku G-3 se experimentovalo se systémem řízení. Původně měl oddělený ruční plyn, jako letouny, ale později byl přemístěn na páku kolektivu. Celkem bylo postaveno osm „sériových“ strojů. Tyto vrtulníky se staly základem první vrtulníkové jednotky v SSSR.

Další dva prototypy označené G-4 byly trojmístné. Poháněly je motory Ivčenko AI-26GR, což byly první sovětské pohonné jednotky, navržené speciálně pro vrtulníky. Měly reduktor, vývody pro spojovací hřídel a ventilátor pro nucené chlazení, při nulové dopředné rychlosti. Později poháněly klasické vrtulníky Mil Mi-1. Druhý prototyp byl zničen při havárii. V tomto případě naštěstí pilot vyvázl bez zranění, ale stroj byl na odpis. Kromě prototypů byly postavené ještě 4 kusy G-4.

Bratuchin B-5, B-9, B-10  a B-11 - SSSR - 1947

V roce 1945 začal Bratuchin stavět nový typ dopravního vrtulníku, označený B-5 (Bratuchin). Vycházel z předchozích zkušeností, ale stroj měl motory umístěné na konci křídla, které mělo při dopředném letu odlehčit rotory. Novinkou byl i celokovový trup s hliníkovým potahem, kokpitem pro dva piloty a kabinou pro šest cestujících. Letové zkoušky byly zahájené v zimě 1947, ale byly brzy ukončené, kvůli problémům s vibracemi. Byl postaven jen jeden prototyp.

Od B-5 byla odvozena sanitní verze B-9 s prostornějším trupem, aby pojala dva páry nosítek nad sebou a jednoho doprovázejícího zdravotníka. Kromě toho byl postaven prototyp trojmístného pozorovacího vrtulníku B-10. Ten byl na přídi vybaven otočnou střeleckou věží a druhým střeleckým stanovištěm na zádi trupu s kulomety ráže 12,7 mm. Trup tvořila celokovová poloskořepina. K letovým zkouškám B-9 a B-10 nedošlo kvůli nedořešeným problémům s vibracemi na B-5.

Posledním dílem Pavla Bratuchina byly dva prototypy B-11. První vzlétl 18. července 1948. Druhý se k testům připojil v září 1948. O tři měsíce později však během testů však havaroval a oba členové osádky zahynuli. Bratuchin měl na papíře ještě projekt B-11M pro osm cestujících a sanitní verzi pro 4 ležící, 2 sedící pacienty nebo zdravotníky. První prototyp pokračoval v testech až do prosince 1950, kdy byly veškeré práce na Bratuchinových vrtulnících definitivně ukončeny a „vládu nad vrtulníky“ převzal v SSSR Michail Leonťjevič Mil.

Mil V-12 - SSSR - 1968

Největším vrtulníkem světa je zatím Mil V-12, často se používá plánované sériové označení Mi-12. Tento vrtulník byl postaven pro dopravu částí mezikontinentálních balistických raket. Rozměry nákladového prostoru a nosností měl odpovídat turbovrtulovým letounům Antonov An-12. Protože byl enormní tlak na rychlost dokončení, použili konstruktéři dvě kompletní pohonné jednotky, včetně šestilistých rotorů z nedávno dokončeného vrtulníku Mi-6.

Původně se zvažovalo tandemové uspořádání, jako na Jaku-24, ale panovaly obavy z nasávání spalin předních motorů zadními a při uspořádání vedle sebe bylo možné využít zkušenosti Bratuchinovy konstrukční kanceláře. Vývoj byl zadán v roce 1965. K prvnímu oficiálnímu vzletu došlo 10. července 1968. Byly postaveny jen dva prototypy, které byly hojně prezentovány v zahraničí, kde budily zaslouženou pozornost.

K zahájení sériové výroby nedošlo, protože zájem vojáků opadl. V SSSR se začaly stavět balistické rakety na kolových podvozcích a jejich přeprava vrtulníkem nebyla nutná. Provoz obřího stroje v civilních podmínkách byl finančně příliš náročný. Oba prototypy se dochovaly. Jeden je k vidění v leteckém muzeu v Moninu.

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:

- Letadla se sedmi a více motory

- DANA - první samohybná houfnice na kolovém podvozku, všechny její sestry a sestřenice

- Stíhací a průzkumné letouny s motorem uprostřed. Airacobra nebyla ani první, ani jediná

- Civilní trijety - nejhezčí generace dopravních letadel

Zdroje:

Apostolo, Giorgio. The Illustrated Encyclopedia of Helicopters. New York: Bonanza Books, 1984.

Polmar, Norman and Floyd D. Kennedy. Military Helicopters of the World: Military Rotary-wing Aircraft Since 1917. Naval Institute Press, 1981

Witkowski, Ryszard. Rotorcraft of the Third Reich. Redbourn, UK: Mushroom Model Publications, 2007

Taylor, Michael J. H. (1989). Jane's Encyclopedia of Aviation. London: Studio Editions

Gordon, Yefim; Dimitriy and Sergey Komissarov (2005). Mil's heavylift helicopters : Mi-6, Mi-10, V-12 and Mi-26. Red Star. Vol. 22 (2nd ed.). Hinckley: Midland Publishing

Charnov, Bruce H. (2003). From Autogiro to Gyroplane: The Amazing Survival of an Aviation Technology. Westport, CT: Praeger

Leishman, J. Gordon (2006). Principles of Helicopter Aerodynamics. New York: Cambridge University Press