Podivuhodní létající pokřivenci: historie asymetrických letadel

Mnozí fanoušci letectví považují za vrchol okřídlené krásy slavnou stíhačku Spitfire s elegantními eliptickými křídly a štíhlým trupem s výkonným řadovým motorem. Jiní zase nedají dopustit na ikonickou špičatou siluetu proudového dopravního Concordu bez vodorovných ocasních ploch. Co kdybychom si ale tentokrát ukázali letadla, jejichž konstruktéři se na eleganci tak trochu vykašlali a z mnoha technických důvodů záměrně stvořili letadla nesymetrická?

Povíme si o strojích, které postrádaly jednu ze základních vlastností klíčových v estetice, a to osovou souměrnost. Ta přirozeně vyvolává pocit stability a vyváženosti. Lidé a další živočichové jsou evolučně nastaveni tak, že vnímají symetrické tvary jako pozitivní a žádoucí znak. V přírodě je souměrnost obvykle spojena s genetickou bezchybností a vitalitou. Hmyz si podle ní vybírá květy k opylování a samice mnoha druhů ptáků preferují rovnoměrně působící samce. Lidský mozek souměrné tvary, například v případě rysů tváře, podvědomě vyhodnocuje jako atraktivnější. Většinu života se pozorujete v zrcadle a jste zvyklí vídat svou tvář stranově obrácenou. Když se pak podíváte na fotku, která není zrcadlově otočená, a vidíte se tak, jak vás vidí ostatní, váš mozek to typicky vnímá jako chybu.

V letectví však asymetrie může fungovat jako důmyslné technické řešení řady specifických aerodynamických, konstrukčních a praktických problémů. Ačkoli je většina letadel na první pohled dokonale souměrná, ve vzduchu na ně působí síly, které symetrické nejsou – například krouticí moment motoru. Letouny z první světové války, jako například Sopwith Camel s rotačním motorem, který se celý otáčel spolu s vrtulí, dokázaly pozoruhodně dobře točit ve směru rotace, otáčení letounu na opačnou stranu bylo ale nepoměrně náročnější. Někdy také může osově nesouměrná konstrukce letadla pomoci s rozložením nákladu, lepším výhledem posádky z kabiny, nebo přinést vhodnější aerodynamické charakteristiky při vyšších rychlostech či snazší ovladatelnost v případě vysazení jednoho z motorů.

Wright Flyer (USA, 1903)

Už stroj, který považujeme za první skutečné letadlo na světě, Flyer od amerických bratří Wrightových z roku 1903, se vyznačoval částečně asymetrickou konstrukcí, která byla patrná zejména při pohledu zepředu. Poloha motoru a pilota byla totiž záměrně posunutá vůči ose a pravé křídlo bylo o asi 10 centimetrů delší než to levé. Řadový, vodou chlazený čtyřválcový motor o výkonu 12 koní vážil více než 80 kilogramů a nacházel se mírně vpravo od podélné osy. Oba bratři, kteří se v pilotování Flyeru střídali, leželi nalevo od podélné osy a byli přibližně o 15 kilogramů lehčí než pohonná jednotka.

Motor poháněl dvě protiběžné vrtule pomocí řetězů podobných těm z jízdního kola, protože Wrightové se mimo jiné zabývali ve své dílně v Ohiu i stavbou bicyklů. Řetěz vedoucí k pravé vrtuli byl standardní, ale řetěz pro levou vrtuli byl delší a musel být překřížen, aby se obě vrtule otáčely proti sobě a rušily tak nežádoucí gyroskopický moment.

Gotha G.VI (Německo, 1918)

Vagonka Gothaer Waggonfabrik z durynského města Gotha začala za první světové války vyrábět bombardovací letouny mnoha různých typů. Britskou metropoli Londýn bombardovaly dvoumotorové Gothy poprvé v polovině roku 1917. Známé byly zejména typy G.IV a G.V, kterých bylo dohromady postaveno přes čtyři sta. Konstruktéři firmy si ale dobře uvědomovali, že dva tlačné motory a krabicový trup mají poměrně velký čelní odpor. Aby ubylo jedno těleso, které ho zvyšovalo, byl navržen asymetrický prototyp Gotha G.VI. Na levé straně byl delší trup s tažným motorem, kabinou pilota a ocasními plochami, zatímco na pravé kratší gondola se střelištěm pro pozorovatele vpředu a tlačným motorem vzadu. Pravá gondola byla umístěna o něco blíže středu křídla než delší trup. Jeden prototyp byl v roce 1918 zničen při havárii, druhý nebyl nikdy dokončen. Neortodoxní bombardér se tak bojového nasazení nikdy nedočkal.

Blohm & Voss BV 141 (Německo, 1938)

Loděnice Blohm & Voss z německého Hamburku začaly ve třicátých letech kvůli nedostatečnému odbytu v době hospodářské krize i se stavbou hydroplánů a dalších typů letadel, o nichž se předpokládalo, že časem zaoceánskou osobní lodní přepravu úplně nahradí. Když se moci chopila nacistická strana a začal rychlý rozvoj leteckého průmyslu, firma sloužila jako subdodavatel větších leteckých podniků. Začala produkovat součásti dopravních Ju 52/3m pro firmu Junkers, čímž získala zkušenosti se stavbou celokovových letounů. Blohm & Voss během třicátých a čtyřicátých let dodával součásti letadel i pro další letecké společnosti jako Messerschmitt, Heinkel, Dornier a Focke-Wulf. Vlastní konstrukce letadel firmy byly nejprve značeny písmeny Ha a později BV.

V roce 1937 poptávalo Říšské ministerstvo letectví pozorovací letoun, který by v budoucnu nahradil tehdy čerstvě zaváděné jednomotorové hornoplošníky Henschel Hs 126. Mělo jít o jednomotorový třímístný stroj, který nabídne především dobrý výhled z kabiny. Firma Arado postavila klasický, ale poněkud bachratý středoplošník s výraznou prosklenou spodní částí trupu označený jako Arado 198. Focke-Wulf navrhl i přes požadavek na jednomotorový stroj dvoutrupý Fw 189 s dvojicí slabších motorů Argus. Blohm & Voss představil asymetrický jednomotorový BV 141 od konstruktéra Richarda Vogta. Soutěž nakonec vyhrálo nejkonzervativněji pojaté Arado, nicméně jeho letové vlastnosti se ukázaly jako natolik neuspokojivé, že byl nakonec pro službu u Luftwaffe zvolen Focke-Wulf Fw 189 Uhu.

Blohm & Voss přesto stačil postavit více než dvacet kusů svého typu BV 141, který dodnes zůstává pravděpodobně nejznámějším a vizuálně nejzajímavějším asymetrickým letounem všech dob. Úvodní prototyp se lišil tvarem kabiny od pozdějších prototypů, předsériových strojů série BV 141 B-0 a úvodní desetikusové série BV 141 B-1, které měly prostornou rámovanou kabinu. V té seděla tříčlenná posádka tvořená pilotem, pozorovatelem a radistou, který také plnil roli zadního střelce. Nalevo se nacházel trup s ocasními plochami a devítiválcovým hvězdicovým motorem BMW 132N, který se ale brzy ukázal jako příliš slabý. Byl tedy nahrazen podstatně výkonnějším čtrnáctiválcem BMW 801, který později poháněl slavné stíhací letouny Focke-Wulf Fw 190 A. Letové testy ale provázely problémy, které se dařilo řešit jen velmi pomalu. Bojového nasazení na frontě se BV 141 nikdy nedočkal.

Stíhačky Macchi C.200 Saetta, C.202 Folgore a C.205 Veltro (Itálie, 1939, 1941 a 1943)

Série italských stíhacích letounů C.200, C.202 a C.205 od inženýra Maria Castoldiho ze společnosti Macchi se vyznačovala jen „mírnou asymetrií v mezích zákona“, která nebyla patrná na první pohled. Levé křídlo všech těchto letounů bylo o zhruba 20 centimetrů delší než pravé kvůli vyrovnání krouticího momentu. Odlišný vztlak křídel měl ale zároveň být příčinou toho, že zejména první z typů, C.200 Saetta, měl tendenci přecházet do vývrtky.

Firma Macchi původně vyráběla ve městě Varese v italské Lombardii již od devatenáctého století kočáry a omnibusy, později se ale začala zabývat i produkcí automobilů a letadel. Ve dvacátých letech stavěla rychlostní speciály pro letecké závody o Schneiderův pohár, kdy její elegantní a výkonné hydroplány soupeřily s britskými konkurenty od firmy Supermarine. Poslední ročník Schneiderova poháru proběhl v roce 1931, ale už o necelou dekádu později se stroje firem Macchi a Supermarine potkaly na obloze znovu, tentokrát již jako soupeři v letecké válce.

Do konfliktu Itálie vstoupila v roce 1940 se stíhačkami CR.42 a G.50 od firmy Fiat a C.200 Saetta (Blesk) od Macchi. Ani jeden z typů ale nebyl ničím převratným. C.200 disponoval dvouřadovým čtrnáctiválcovým hvězdicovým motorem Fiat A.74 o vzletovém výkonu 850 koní. Stíhačka ve středních výškách dosahovala maximální rychlosti okolo 500 km/h a byla poměrně obratná. Dovedla se celkem úspěšně utkávat s britskými Gladiatory a Hurricany. Problém ovšem nastal v případě setkání se Spitfiry, případně s pozdějšími americkými letouny.

Dvojice 12,7mm kulometů u starších verzí nebyla dostačující a přidání dvou 7,7mm kulometů do křídel to nijak závratně nevylepšilo. V severní Africe byly Saetty s ohledem na celkem robustní konstrukci a odolnější hvězdicový motor s oblibou používány jako stíhací bombardéry.

Počínaje srpnem 1941 bojovaly stíhačky C.200 i na východní frontě proti sovětskému letectvu a do roku 1942 zde dosahovaly poměrně slušného poměru sestřelů vůči vlastním ztrátám. Od roku 1943, kdy se objevila kvalitnější sovětská letadla a také více amerických strojů dodávaných do SSSR v rámci dohody o půjčce a pronájmu, ale přestaly Saetty stačit i tomuto bojišti.

V roce 1941 byl do boje poprvé nasazen vylepšený Macchi C.202 Folgore (rovněž Blesk, ale v jiném a hrozivějším významu než u Saetty) s dvanáctiválcovým motorem Alfa Romeo RA.1000 Monsone, což byl v podstatě licenční německý Daimler-Benz DB 601 o výkonu 1 085 koní. Většinu letounů C.202 postavila továrna Breda v Miláně a poprvé byly nasazeny během obléhání Malty na konci září 1941.

Ukázaly se být nadřazené jak britským Hurricanům, tak americkým Warhawkům. Držely krok se Spitfiry Mk Vb, později během války ale nemohly konkurovat Spitfirům Mk IX s Merlinem 60. Rovněž výzbroj shodná s pozdějšími verzemi C.200 s absencí kanonů se ukázala jako nedostatečná, zejména proti odolným spojeneckým bombardérům při bojích nad Sicílií a Itálií. Každopádně se ale jednalo o nejpočetnější druhoválečný italský stíhací letoun, který byl vyroben ve vyšším počtu a nebyl vysloveně zastaralý.

Posledním typem byl C.205 Veltro (Chrt) s motorem Fiat RA.1050 R.C.58 Tifone (licenční Daimler-Benz DB 605) o výkonu 1 475 koní. Letoun konečně obdržel silnější výzbroj tvořenou 20mm kanony MG 151. Oproti německému Messerschmittu Bf 109 G s totožnou motorizací se letoun Veltro díky odlišné konstrukci křídla vyznačoval podstatně vyšší horizontální obratností. Ve vertikálním boji naopak exceloval německý stroj, který dokázal lépe využívat taktiky „udeř a uteč“. Italský stíhač měl výhodu ve stabilnějším podvozku, který se na rozdíl od Bf 109 zatahoval směrem od křídel k trupu, a měl tak větší rozchod. Hlavní problém spočíval v tom, že C.205 přišel příliš pozdě, a tak bylo postaveno jen něco přes dvě stovky kusů.

Když Veltro hodnotili piloti německé Luftwaffe, byli vůči němu poměrně skoupí. Protože šlo víceméně o C.202, do něhož byl vestavěn silnější motor, vzrostlo plošné zatížení křídla a výrazně se zhoršila ovladatelnost ve vyšších nadmořských výškách, kde se očekávaly souboje se spojeneckými letouny. Nebyli příliš nadšeni ani z kabiny, která poskytovala horší výhled zejména ve srovnání s Focke-Wulfem Fw 190. Za nejlepší italskou stíhačku Němci považovali konkurenční Fiat G.55 Centauro, který také disponoval licenčním DB 605, byl ale kompletně novou konstrukcí s rozměrnějším křídlem a lepším rozložením výzbroje.

NASA AD-1 (1979)

Na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let testovala americká NASA ve výzkumném středisku Dryden na základně Edwards v Kalifornii experimentální proudový letoun NASA AD-1 s unikátním šikmým křídlem, které se mohlo celé otáčet až o 60 stupňů. To letoun odlišovalo od letadel s měnitelnou geometrií, jako např. F-14 Tomcat nebo Suchoj Su-22, u kterých se obě křídla sklápěla pod totožným úhlem. Vše bylo motivováno snahou snížit aerodynamický odpor a dosáhnout delšího doletu a vyšší rychlosti při stejné spotřebě paliva.

Pohonnou jednotku tvořily dva malé a úsporné proudové motory Microturbo TRS 18-046, každý o tahu 0,98 kN. Maximální rychlost stroje byla okolo 270 km/h. Drak letadla byl postaven z plastické hmoty vyztužené skelnými vlákny a vzletová hmotnost celého stroje činila jen necelou tunu. Ukázalo se, že při úhlech křídla vyšších než 45 stupňů se ovladatelnost AD-1 zhoršovala, a výzkum tak ke stavbě dalších podobných strojů nevedl. Letoun je dnes vystaven v muzeu Hiller Aviation na letišti San Carlos v Kalifornii.

Rutan Model 202 Boomerang (1996)

Americký inženýr Burt Rutan navrhl nesouměrný dvoutrupý letoun Boomerang s dopředu skloněnými šípovými křídly, který poprvé vzlétl v roce 1996. Cílem bylo postavit stroj, který i po vysazení jedné z pohonných jednotek zůstane snadno ovladatelný. Letoun dostal dvojici motorů, z nichž ten pravý, který se nacházel v delším trupu s pilotní kabinou, produkoval o 10 koní více kvůli technické úpravě, jinak byl typově shodný s druhým motorem. V obou případech se jednalo o motory Lycoming TIO-360 o výkonu 210 a 200 koní. Maximální rychlost Boomerangu byla 530 km/h.

Boomerang byl postaven z lehkých a pevných uhlíkových vláken. Sedadla pilotů a cestujících jsou vůči sobě posunuta, a každý uvnitř má tak poměrně dost prostoru. Konstruktér byl ze všech svých výtvorů v oblasti letectví nejvíce pyšný právě na Boomerang, protože se jej podařilo vyvinout bez testů v aerodynamickém tunelu, a přesto měl uspokojivé letové vlastnosti a potvrdil všechny jeho teorie.

Další prvky asymetrie u jiných letounů

Článek neaspiruje na to představit všechna letadla, která byla nějakým způsobem asymetrická, a ukazuje zejména to, co vybočovalo výrazněji. Nesouměrné byly ale i různé proudové bombardéry, které sloužily jako nosné jednotky pro testování motorů umístěných pro zkušební lety pod křídly či na jedné straně trupu. Nesouměrný byl i slavný bombardér Heinkel He 111, protože střeliště v prosklené přídi bylo posunuto vůči ose, aby měl pilot lepší výhled. Při testech laminárního proudění byla v roce 1996 upravena jedna strana křídla zkušebního letounu NASA F-16XL. A konečně, pokud bychom šli do důsledku, je díky ocasnímu vyrovnávacímu rotoru nesymetrická ve své podstatě i většina vrtulníků.

_________

Zdroje informací:

Publikace:

Cristini, L. S., Macchi C.202 Folgore, 2026.

Fernandez, J., Macchi C.200 Saetta, 2012.

Lepage, J. D., Aircraft of the Luftwaffe 1935-1945, 2009.

Murawski, M. Letadla Luftwaffe část 1, 1997.

Webové zdroje:

aerocrafted.com

aeroplanes.fr

en.wikipedia.org/wiki/NASA_AD-1

plane-encyclopedia.com

rutanaircraftflyingexperience.org