VTOL '60 - 6. rész: A Dornier Do 31 és német társai

2016. október 09. 16:50 - Maga Lenin

Jókora szünet után folytatódik a VTOL '60 sorozat, mégpedig a legtovább jutott NBMR-4/-22 nevezővel, a Dornier Do 31(E)-vel. A poszt második felében pár további, német tervről lehet olvasni. Az első rész ITT, az előző pedig ITT olvasható.

A legkomolyabb pályázónak az NBMR-4-re ismét a németek bizonyultak. A Dornier már 1958 óta dolgozott egy VTOL teherszállítón, ezért ez a cég kapta meg a hivatalos szerződést a védelmi minisztériumtól 1962 februárjában. Így az egyetlen (sőt, mint később kiderült: a valaha is egyetlen), teszteknek is alávetett, függőleges le- és felszállásra képes sugárhajtású teherszállítónak a Dornier Do 31(E) bizonyult. A típus a Luftwaffe (tervezett) VTOL harci gépeinek 500 km-es körön belüli ellátásán kívül képes kellett, hogy legyen sebesült- és csapatszállításra, továbbá egy 3 tonnás teherautó harctérre juttatására is. Ehhez már lenyitható hátsó rámpa kellett. A létező, helyből felszálló gépekhez képest az új teherszállító 2-3-szor nehezebbnek ígérkezett a maga 20 tonna körüli tömegével, tehát a területen meglévő, kevés tapasztalatot sem igazán tudták felhasználni. (A már bemutatott VJ 101 és VAK 191B ekkor még szintén papíron léteztek csupán.)

dornier-do-31-1.jpg

A második Do 31E, orrán a próbák egy részéhez szükséges, nagy pontosságú nyomásmérést tartalmazó rúddal (forrás)

do_29.jpg

A Dornier Do 29, a cég kísérleti gépe az ultra-STOL kategóriában. A Do 27 STOL futár- és kiképzőgépből átalakított, két példányban megépült könnyű repülőgép tolólégcsavarokat kapott, melyek ráadásul egészen 90°-ig lefelé fordíthatóak voltak. Ettől függetlenül nem volt alkalmas függőleges fel- vagy leszállásra a gép, viszont 60 fokos beállításnál is csupán 24 km/h (!) volt az átesési sebessége, de nagyobb kitérítéssel végül nem tesztelték a típust. A légcsavarok feletti, nagyméretű fékszárnyak a kényszerített áramlásból származóan a szokásosnál is nagyobb felhajtóerőt generáltak. Az orr-részt is jelentősen átépítették, kiváló kilátást biztosító, szinte teljesen üvegezett buborékká. (forrás: fenti, lenti)

dornier_do_29_engine_from_right_dornier_museum_2009-09-27.jpg

A Dornier vezető mérnöke, Hans Schabronath, és persze csapata, számba vette a lehetőségeket a meghajtásra. A valódi függőleges felszállás és a nagyobb sebesség igénye, valamint a rendelkezésre álló hajtóművek alapján a tisztán sugárhajtás mellett döntöttek, a különféle légcsavaros és rotoros megoldásokkal szemben. Ezzel nem utolsó sorban csökkentették a gép üres tömegét, és nagy mértékben a bonyolultságát is. Szintén lényeges szempont volt, hogy a típusnak – az elképzelt repülési profilja alapján – nem volt szüksége hosszas lebegésre, amikor a légcsavaros megoldások kedvezőbbek lehettek volna. Mindez később be is igazolódott a tesztek során. A nehéz gépnek mindenképpen számos hajtóműre volt szüksége a felszálláshoz, ezért az ezek okozta összetettséget igyekeztek a típus előnyére fordítani. A tervek szerint egyrészt a sok hajtómű növelte az üzembiztonságot, ha az egyik mégis kiesett valamilyen okból, másrészt, még felszállás közben is elég volt 80% körül üzemelnie a teljes rendszernek, ami jelentős tartalékot biztosított. A viszonylag bonyolult vezérlést sehogyan sem lehetett elkerülni.

A Dornier Stuttgartban és az USA-ban is tesztelt számos modellt szélcsatornában, és sokáig egy olyan verzióval számoltak, ami a szárnyak alatt egy-egy Bristol Siddeley BS.100 hajtóművet alkalmazott, PCB utánégetővel. Mivel ezek egyenként 16 tonna feletti tolóerőt adtak le, így önmagukban elengedőnek tűntek. A következő elgondolás a teljesen külön emelőhajtóműves (2x5) gondolák a szárny kétharmadánál, és a normál menethajtóművek az egyharmadánál volt. A kísérletek értékelését követően aztán a Do 31 végül is a VAK-191-eshez hasonló elrendezést kapott.

dornier_do-31-e3_d-9531_vtol_lsidefront_dmfo_10june2013_14563819586.jpg

Az egyik Do 31E múzeumban, mellette jobbra a VAK-191B, amellett pedig, kissé rosszul láthatóan, de az RB.162 emelőhajtómű kiszerelt és megbontott kiállítási példánya (forrás)

dornier-do-31e1-1-von-4.jpg

A Pegasus hajtómű az első Do 31E szárnya alatt, néhány ezer szegecs társaságában. A kiömlők részben lefelé fordítva (forrás)

A szárnyak alatt egy-egy Pegasus 5-2 változatú, forgatható kiömlőnyílású gázturbina biztosított emelő- és tolóerőt egyaránt, míg a szárnyvégeken 4-4, csak emelésre szolgáló, szintén angol RB.162 foglalt helyet közös konténerben. A megszokott, nagy nyomású levegővel táplált fúvókák, melyek lebegés alatt stabilizálták és irányították a VTOL gépeket, ezúttal csak hátul, a farokkúpban voltak beépítve. Ide a Pegasus-ok kompresszorai mögül két, független és szigetelt vezetéken át áramoltatták a máris 380°C-ra melegedett levegőt, és egy-egy pár, szabályozható fúvókán át nyomták ki felfelé és lefelé is. Ezzel lehetett szabályozni a bólintó irányú mozgást.

fuvoka.jpg

A farokrészben lévő fúvókák alulról fotózva, így mind a négy látszik, és a rajtuk lévő mozgó szabályozó és takarólemezek is (forrás)

gondola.jpg

Az emelőhajtóműves gondolát mutató képen észrevehető a lemezelésből, hogy a négy RB.162 döntve van beépítve. A piros keretes felületek szerepéről sehol sem volt információ, de plexivel fedett részek és a „Tűz esetén betörni!” felirat van alattuk. Érdekes, hogy számos felirat a gépen előbb angolul van, és csak utána németül. A gondola jobb alsó részében egy gyalogkakukk skicc látható, ez Drury Wood (lásd lejjebb) személyes emblémája, és az orrfutóakna ajtaján is rajta van (forrás)

A két főhajtómű kiömlői a vízszinteshez képest lefelé néztek 10 fokkal normál repülés során is, míg leszálláshoz előbb fokozatosan 90°-ig lehetett őket fordítani, és hogy a Do 31 „tolatni” is tudjon, még 30 fokkal (120°-ig) előre is állíthatták őket. Ugyanehhez, vagyis a vízszintes síkban való mozgáshoz a nyolc RB.162 mindegyike egy gyűrűs elemet kapott a kiömlőnyílása után építve, melyek előre-hátra 15-15 fokot tudtak elfordulni. Maguk az emelőhajtóművek szintén 15 fokkal hátrafelé döntve voltak beépítve. A két, szárnyvégi gondola, melyekben az RB.162-esek foglaltak helyet, egyrészes, de kétfelé nyíló, hosszanti ajtókkal rendelkezett a levegőellátás biztosítására, és persze alul a kifúvásra. A különböző oldali hajtóművek fúvókáinak ellentétes irányú (részleges) eltérítése biztosította a függőleges tengely körüli elforgatást, a hossztengely körüli orsózó mozgást pedig a differenciált gázadás tette lehetővé. A Do 31 számára a Bodensee-Gerätewerk készítette a háromdimenziós vezérlésre is képes robotpilótát, mely alkalmas volt egy előre beállított állásszögű leszállásra és egy megadott magasság automatikus tartására. A rendszert a Dornier saját fejlesztésű (!), analóg és digitális elemeket is tartalmazó, DO-960 számítógépe szolgálta ki. Az analóg elemek dolgoztak a ténylegesen megoldandó feladatokon, a digitális egységek pedig az egész folyamatot irányították.

Az nem egészen világos, hogy a Bodensee-Gerätewerk rendszere minderre tényleg képes volt-e, mert nagyon komoly feladat a mai helikopterek esetében is a kijelölt pont feletti, stabilizált automatikus lebegés. Elképzelhető, hogy a magasság tartásán, azaz a tolóerő szabályozásán kívül a személyzet beavatkozását igényelte a robotpilóta.

a90244d34d58e6ccf3b32023fed8dcea.jpg

A Do 31E metszeti rajza (forrás)

A Pegasus 5-2 változata (egészre kerekítve) 6850 kg tolóerővel rendelkezett (vészhelyzeti módban 7750 kg), az RB.162-4D változatú emelőhajtóművek pedig 1905 kg-mal (vészhelyzetben 1995 kg). Az RB.162 rendkívüli tolóerő:tömeg aránya megmaradt, bár romlott egy kicsit, mivel ez a variánsa közvetlenül magában foglalta a 30 kg-os terelőgyűrűt alul; így lett az arány 12-szeres. Összességében a Do 31 számára 28940 kg tolóerő állt rendelkezésre.

Egyetlen helyen adják meg az üzemanyag mennyiségét, 8000 literben, azaz kb. 6200 kg-ban. A pilóták és egyebek számára (legalább) 200 kg-ot kell számolni, a normál terhelhetőség pedig 3500 kg, míg a maximális (már vízszintes felszálláshoz) 5000 kg. A NASA jelentésében (lásd majd a források közt) 15558 kg üres tömeget és 21800 kg VTOL limitet találunk, ez úgy lehetséges, ha a hivatal tesztjei alatt sosem vitt terhet a gép és nem alkalmaztak teljes kerozinmennyiséget sem (15,58+6,2+0,2=21,98 t > 21,8 t). Ezek a kitételek hihetőek, ha összevetjük a NASA repüléseinek céljaival, lásd lejjebb. Általában 27,5 t legnagyobb tömeget adnak meg normál felszállás esetére, ez az amerikai adatokkal – ismét csak az előző kitételekkel, de – stimmel: a NASA 24,5 tonnát ír, de ez ugye megint teher nélkül értendő. Ebből következik, hogy nem sikerült tartani a 80%-os tolóerő-igényre vonatkozó, egyébként elég ambiciózus célt a normál műveletekre, a felesleg csak 12% maradt a 20% helyett (28,94 t tolóerő és 15,58+6,2+0,2+3,5=25,46 t felszállótömeg). A Do 31 kapcsán a források egyébként szokatlanul nagy szórást mutatnak a tömegek terén, de számos, ránézésre is téves adat van köztük.

dornier-do-31-7-ralf-manteufel.jpg

A Do 31 a földön. A pilótafülke sok átlátszó felületét és a gondolákat leszámítva teljesen hagyományosan néz ki a típus (forrás: fenti, lenti)

dornier-do-31-6.jpg

A Do 31 tervei a különleges meghajtástól eltekintve elég egyszerűek voltak. A kör keresztmetszetű törzs orrában a nagyon nagy részben üvegezett fülke helyezkedett el a kétfős, Martin Baker katapultülésekben helyet foglaló személyzet részére, jó kilátást nyújtva a lebegési fázisban is. A raktér egy 3 tonnás teherautó számára is elegendő méretű volt, de 36 katonát, vagy 24 sebesültet és ápolókat is vihettek benne, 5 t felső határig. A járművek saját kerekükön gurulhattak be a lenyitható rámpán át hátul, a farokrész alatt, és egy további ajtó volt a fülke mögött, elöl, bal oldalon személyek részére. A szárny viszonylag kis fesztávolságú volt, és csak a belépőélnél nyilazva (8,5°). A kilépőélen, a Pegasus-ok gondoláján kívül egy-egy fékszárny és csűrő helyezkedett el, előbbit 45 fokig, utóbbit +/-25-ig lehetett kitéríteni. A szárny felülete 57 m2, fesztávolsága 17 m (vö. a 20,6 m hosszú törzzsel), és 2 fokos állásszögű volt, illetve 1,5 fokos V-beállítást is kapott. A vízszintes vezérsíkok szintén csak nagyon enyhén kerültek nyilazásra, és félmagasságban voltak bekötve a már jobban nyilazott függőleges vezérsíkba. Mind az oldalkormány, mind a magassági kormányok kétrészesek voltak. A kormányfelületeket 205 baros hidraulika mozgatta, egy fő és egy tartalék rendszerrel. Utóbbi csak a kormányfelületeket tudta állítani. Az üzemanyag-készletet 5 szárnytartályban tárolták, a törzset fenntartották a fülkének és a 9,2x2,75x2,2 m-es raktérnek. A törzs külső átmérője 3,2 m volt, a gép magassága 8,53 m. Az orrfutót előre, a főfutókat hátrafelé, a főhajtóművek gondoláiba lehetett behúzni. Minden futószáron két, alacsony nyomású kerék volt, figyelembe véve a várható, előkészítetlen, puha talajú, előretolt leszállóhelyeket.

Mire a program a Do 31-esek megépítéséig jutott, a nyugatnémet légiipar jó része benne volt. Ugyanis teljesen csak a meghajtás/vezérlés, valamint a szárny volt a Dornier terméke, a törzs elejét és végét a Hamburger Flugzeugbau (HFB) készítette, míg a törzsközéprészt és a farokrészt a VFW (lásd korábban) adta.

teherter.jpg

A kiállított gépen a tehertér, sárga korlátokkal a látogatók miatt. Láthatóan nem volt túl nagy a hely, de egy teherautó vagy hasonló jármű még elfért. A legnagyobb, valódi teher a típus második ILA kiállításán felvett kisbusz volt (forrás)

 

A „Kelletlen Sárkány” és a többiek

A Do 31, hasonlóan a másik két német kísérleti harci géphez, a VJ 101-eshez és a VAK 191B-hez, szintén nem került volna közvetlenül rendszeresítésre, csak a tesztekre szolgált. Ennek okán a megépült három példány már a Do 31E (E: Experimentell, azaz kísérleti) jelzéssel repült. De még előttük, jó német szokáshoz híven, repülő próbapad is épült, de nem is egy, hanem mindjárt kettő, hogy előbb azokkal vizsgálhassák a lebegés közbeni vezérlést és hajtómű-elrendezést. Az első a Reglerversuchsgestell (RVG) nevű volt, ami kb. a Vezérlőrendszer Próbapadot jelentette. Ez a többi típusnál látottakhoz hasonló, csővázas szerkezet volt, csak a legszükségesebb felszereltséggel, és négy Rolls Royce RB.108 emelőhajtóművel, valamint ezeknek kb. 5 percre elegendő üzemanyagával. Az RB.108-asok a „szárnyvégeken”, illetve a „szárnyak” közepén foglaltak helyet, imitálva a Do 31E elrendezését. A sűrített levegős fúvókák a „törzsvégben” voltak, elöl pedig a pilóta ült, és az egész szerkezet jó magas futószárakon állt a földön, hogy valóban jól közelítse az igazi gépet. A koncepción túl a tesztek másik alanya az RVG-vel a Bodenseewerk robotpilótája volt. Az RVG 1964. április 21-én repült első ízben szabadon Oberpfaffenhofen repterén, München közelében. A korábbi tesztek során a szerkezetet egy gömbcsuklós, teleszkopikus oszlopra rögzítették, mely alatt gázelvezető aknák voltak, elkerülendő az égéstermékek újbóli beszívását. Az RVG végül összesen 370 alkalommal működött az oszlopon, és 249-szer szabadon lebegett.

rvg.jpg

Bár a kép elég kis felbontású, mégis jól látszanak rajta az RVG fő jellemzői. A magas futószárak miatt a balra lévő létrán át tudott felmászni a pilóta, hátul pedig egy jókora támaszték védte a szerkezetet a durva vagy rossz pozíciójú földetéréstől (forrás)

gsg_elore.jpg

Az oszlopra rögzített GSG két állásban. Ezeken a képeken a szerkezet rendelkezett valamiféle provizórikus függőleges irányfelülettel, de repült enélkül is, lásd a következő videót (forrás: fenti, lenti)

gsg_piros.jpg

A második próbapad a GSG nevet viselte, ami a Großes Schwebegestell, azaz Nagy Próbapad rövidítése. Ez is egy csővázas szerkezet volt, de már teljesen a Do 31E-vel egyező méretekkel bírt, csak éppen nem volt farokrésze. Ez azt jelentette, hogy a GSG nem tudott hagyományosan repülni, mivel nagy sebességnél irányíthatatlan lett volna. A törzsrészt egy burkolat fedte, elöl szintén burkolat alatt ültek a pilóták, és az egész vörösre lett festve. A „szárny” alatt a megfelelő helyen voltak a Pegasus-ok, a szárnyvégeken pedig a gondolák, de a kisebb felszállótömeg miatt csak 3-3 RB.162-essel. 1966. július 20-ától az oszlopon tesztelték a GSG-t, mégpedig immár Drury Wood vezetésével.

Wood azzal a George Brighttal végezte el a US Navy tesztpilóta iskoláját, aki a VJ 101 program pilótája volt, így ő ajánlotta be Woodot is az NSZK-ban. A volt tengerészgyalogsági pilóta addigra már volt a Douglas és a Northrop pilótája, továbbá tesztelt a US Army részére is. Wood felkészülésként 145-ször repült az RVG-vel és 21-szer a Hawker P.1127 Kestrel 5. példányával, majd végig a program meghatározó tagja maradt.

wood.jpg

Drury Wood a GSG előtt (a gondola látszik jobbra), közvetlenül az első lebegés után ('67. február 7.)

(forrás)

A GSG-vel történt Wood és német pilótatársa, Franz Rödel legnevezetesebb „repülése”. Miután az oszlopokon végzett tesztek jól mentek, ’67. január 24-én következett az első, szabad lebegés. Noha a műszerek szerint a Pegasus-ok 87 fokra kitérített, azaz közel függőleges fúvókákkal mentek, a valóságban, a hibás kalibráció miatt, már 90 foknál vagy azon is túl voltak. Mindez a 3-4 fokos eltérés már pont elég volt ahhoz, hogy a hajtóművek nagy mennyiségben szívjanak be a saját égésgázaikból, ami kompresszor-átesést okozott, és jól látható, narancssárga lángnyelvekben nyilvánult meg. Ekkor már nem az oszlop körül lévő, gázelvezető terelők felett indult el a GSG. A szerkezet alaposan megtáncoltatta magát, és persze a pilótákat, alig pár méter magasságban, az ingadozó tolóerő miatt. A mutatvánnyal a GSG kiérdemelte a „Kelletlen Sárkány” nevet, maga Wood pedig csak röviden a „Sárkányt”. Két héttel később, a hibákat kijavítva, a Wood és Rödel hibátlan felszállást és lebegést mutatott be. A GSG-vel aztán mindössze 24-szer repültek, és négy másik pilóta, mégpedig a NASA-tól, szintén részt vett ezeken (lásd később).

A remek videón számos részletét bemutatják a gépnek, ráadásul angol hanggal. 6 percnél látható a GSG-vel történt, „sárkányos” teszt, 13:55-nél egy teherautóra szerelt sugárhajtóművel vizsgálják a talajra gyakorolt hatásokat, 14:14-től pedig az LTV leteríthető leszállópadját mutatják be. Noha a szöveg szerint nagyon megbízható volt az anyag, azért a képek mást mutatnak… 15:20 után szó esik arról, hogy a földön 60 fontos telemetriai adatot monitoroztak folyamatosan, és további 240-et rögzítettek mágnesszalagra későbbi elemzés céljából

 

Mire a GSG első sikeres tesztje megtörtént, a már említett, Dornier-HFB-VFW együttműködés legyártotta a „valódi” Do 31E három példányát. Az E-2 jelzésű gépet földi szilárdsági tesztek során darabokra törték. Az E-1 prototípus (lajstroma: D-9530) csak a Pegasus-okat kapta meg, mivel ennek célja csupán az aerodinamikai kialakítás és a hagyományos repülési profil tesztelése volt. Ez a példány 1967. február 10-én szállt fel először, ismét csak Oberpfaffenhofen repteréről, és teljesen hagyományos módon. Persze a repülés más volt az elfordítható tolóerő-vektorokkal: a leszállás során például nem kellett feltétlenül a szokásos módon lassítani, a fúvókákat lefelé fordítva, részben a gázsugarakra „támaszkodva” is le lehetett lassulni. Az E-1-gyel tehát a konstrukció alapvető, normál repülési jellemzőit vizsgálták. Júniusban a gép átrepült a Le Bourget-ban tartott légiszalonra is.

A legfontosabb természetesen a teljes felszereltségű, minden tervezett képesség birtokában lévő E-3 példány volt (D-9531), mely azév augusztus 24-én emelkedett a levegőbe először, ekkor még normál felszállással, de továbbra is Wood irányításával. A próbarepülést kisebb orrfutómű-problémák miatt kellett bő egy hónappal halasztani. Szeptemberben az E-1-gyel átesési próbákat végeztek, ami különösen lényeges volt, mivel a normál, azaz VTOL repülés során legalább egyszer szándékosan a minimum sebesség alá kellett lassítani a gépet még nagyobb magasságban. Ezalatt az E-3 már az RB.162-esek légi indítását tesztelte, hogy aztán segítségükkel november 22-én nekifutás nélkül, az állóhelyéről a levegőbe emelkedhessen. Alig száz nappal később pedig az E-3 végre is hajtotta az első, teljes átmenetet egyetlen repülés során, igazolva a gép képességeit. Ez nagyon rövid idő az első tényleges felszállást követően, ami egyaránt jelezte a kiváló konstruktőri munkát és persze azt, hogy a sok előzetes teszt meghozta a gyümölcsét.

A VJ 101C legalább a ’60-as évek első felében repült, de ugyanúgy, mint a ’70-es évekig húzódó VAK 191B projektnél, 1 évre volt szükség az első szabad lebegéstől eljutni a teljes átmenetig.

lebeg.jpg
Az E-3 lebegés közben (forrás: fenti, lenti)

lebeg_2.jpg

A felszállások során igazolódott a Dornier elképzelése a tekintetben, hogy a függőleges startot követően a Pegasus-ok fúvókáinak vízszintes felé állításával a Do 31E-3 jól gyorsult, és általában 20 másodperc után már elég aerodinamikai felhajtóerő állt rendelkezésre ahhoz, hogy az emelőhajtóműveket az automatika kikapcsolhassa. Ez az érték a normál bevetéseken is 30, legfeljebb 40 másodperc lett volna, ami azt jelentette, hogy az ilyenkor iszonyú mértékű fogyasztás ellenére is megérte a gázturbinákat alkalmazni rotorok vagy légcsavarok helyett. A hagyományos, aerodinamikai repülés mintegy 250 km/h körül kezdődött. A leszállások során Wood visszaemlékezései szerint jellemzően egy-egy bejövetelt nem vittek végig, hanem a gép, kihasználva az RB.162-eseket, újra magasságot (és sebességet) nyert, és jöhetett is a következő megközelítés. Az amerikai berepülőpilóta véleménye szerint nagyon kezes volt a Do 31E normál repülésben, és bár lebegés közben sem volt rosszindulatú, de messze nem volt elég idejük igazán kiismerni a viselkedését, ahhoz kevés volt a repülések száma. Ami egyedül kisebb gondot jelentett, hogy ha már nagyon alacsonyan és lassan haladt a gép leszálláskor, egy pont után nem volt mód átstartolásra az égésgázok örvénylésében. A leszállás vizsgálata mindenképpen kulcsfontosságú volt, mert az előzetes tanulmányok azt mutatták, hogy ez a VTOL szállítógépek legkritikusabb repülési fázisa. Míg a felszállás várhatóan rendes reptérről, de mindenképpen már ismert helyről történik, addig a leszállás lehet bárhol. Nem mellesleg, az ismeretlen helyen való landolásra minden időjárási viszonyok között képesnek kellett lennie a gépnek, ami szintén nem volt triviális. Szintén fontos kiemelni, hogy egy újabb futómű-becsuklást és egy földi pilótafülke-tüzet leszámítva balesetmentes volt a gép berepülése, ellentétben mondjuk a VJ 101C-vel vagy a Dassault Balzac V-vel.

atmeneti.jpgÁtmeneti repülés közben, alulról fotózva (forrás)

44896264_2094860420731781_8985320974803009536_n.jpg

Mint fent, csak kicsit élethűbb fotón (2018. október 27-ei kiegészítés) (forrás)

Az ezúttal is mérföldkőnek számító, teljes átmenetet (függőleges felszállás, majd vízszintes repülés, végül újra függőleges leszállás) ’68. február utolsó napján teljesítette az E-3. Vele együtt az E-1 is elrepült az április 24-én a hannoveri ILA repülőkiállításra, persze nagy sikert aratva a bemutatott, ekkora gépektől végképp szokatlan légibalettel (lásd a videókon; a gépek nem szálltak le). Ekkorra egyébként az eredeti, 200 millió márkás állami költségkeretet majdnem kimerítette a program. Egy hónappal később az amerikai Ling-Temco-Vought cég VTOL gépek számára fejlesztett, bárhol leteríthető, 30x30 méteres, üvegszálas műanyag burkolatát tesztelte az E-3. A tesztek során Wood elég tapasztalatra tett szert, és a Do 31E elég jóindulatúnak bizonyult ahhoz, hogy egyedül is repülhesse a típust. Mindez ismét azt mutatta, hogy a német ipar remek munkát végzett. 1968-ban Wood megkapta a Kincheloe Díjat a tesztprogramban végzett munkájáért a Society of Experimental Test Pilots szervezettől, és 1970-ben a (Német) Szövetségi Érdemrendet is az NSZK elnökétől. November végén az idős Claude Dornier professzornak csinált egy kis bemutatót az E-3 (a nagyszerű mérnök egy évvel később hunyt el).

1969-ben már a 28 tonnás tömeggel történő, rövid nekifutásos felszállást tesztelték, majd, a gépet már eléggé kiismerve, következett egy párizsi szereplés. Bár ’67-ben az E-1 már járt a francia fővárosban, de csak a földön lehetett megtekinteni rövid időre. Ezúttal azonban jóval komolyabb tervek voltak a show-val. Az E-3 már az odaúton a FAI által is elismert rekordokat állított fel, miután Wood és másodpilótája, Dieter Thomas rájött, hogy egyedülálló gépükkel nem kelhet versenyre senki. Az E-3-ast felműszerezték, a FAI pedig úgy is Párizsban székelt, így nem volt probléma. A nagyon rövid felszállás után a gép 9000 méteren repült, de akadt egy kis gond. Emelkedés közben Wood észrevette, hogy oxigénmaszkja hibás, ami a nem túlnyomásos gépen a rekordkísérlet végét jelentette volna. Egy golyóstoll segítségével megfelelő áramlást tudott létrehozni a leleményes pilóta, és az út során végig figyelte az oxigénmennyiséget mérő műszert, nehogy mégis elveszítse az eszméletét (aminek ugye számára alig lett volna előjele). Amint a megközelítés során a Do 31 alacsonyabbra süllyedt, Wood elengedhette az addig egyik kezével tartott tollat – a keze már egészen elzsibbadt addigra. Hogy az érkezés a rekordrepüléshez illő legyen, engedélyt kértek Le Bourget-től arra, hogy a műszeres leszállás után a gép lebegve „guruljon” az állóhelyére. A torony ezt egy felháborodott (és ünneprontó) Mais non! válasszal tiltotta meg, amihez azért természetesen tartották magukat a pilóták. A repülés 5 rekordot eredményezett a H kategóriában: csúcssebesség, magasság, megtett távolság, repült időtartam, és adott távon mért (átlag?)sebesség. Ezek ma is érvényben vannak, megtekinthetők a FAI honlapján (ITT; jobbra a H kategóriát kell beállítani, és legalul vannak a Do 31-essel repült rekordok). Egy hónappal később (az akkor még csak miniszter) Gerhard Schröder és Johannes Steinhoff tábornok (176 légigyőzelem) számára repült az E-3.

vizszintes.jpg

A Do 31E-3 vízszintes repülés közben (forrás)

 

Továbbfejlesztések és más német VTOL szállítógép-tervek

Mint gyakran az ebben a sorozatban bemutatott VTOL gépeknél, a Do 31 is számos verzióban „létezett”, legalábbis papíron és makettek képében. Ezek között 50-60 év távlatából nem is olyan egyszerű eligazodni. A most következők elsősorban a secretprojects fóruma alapján lettek összeállítva.

A Do 31E, bár használhatónak tűnt, közvetlenül nem került volna sorozatgyártásra. Ahogyan azt a tervezés elején már megfontolták, a vízszintes és függőleges repüléshez külön hajtóműveket alkalmaztak volna a későbbi, továbbfejlesztett tervekben. Do 31 (E nélkül) és Do 131(A) jellel a későbbi, de még szintén a ’60-as években született elgondolások vissza is tértek a beljebb lévő gondolához, de ezúttal RR RB.168(-25-38 verzió, ahol ezt is megadják) Spey menethajtóművekkel. Ezek hátul lévő, osztott, szintén forgatható kiömlőket kaptak volna, a Pegasus-hoz képest egyszerűbb és hatékonyabb szerkezetet lehetővé téve így, de még mindig segítve a rövidebb vagy akár a helyből felszállást is. Feltehetően a hasznos tömeg növelése érdekében több, 10-14 db RB.162-81 lett volna a gondolákban.

do31_19.jpg

A Do 131 vagy Do 131A néven is hivatkozott, sorozatgyártásra alkalmas(abbnak szánt) továbbfejlesztés. A fenti ábrán a jelzés szimplán Do 31, hogy egyszerű legyen az eligazodás a tervezetek közt… Egy másik képen, mely a Jane’s ’67-68-as kiadványára hivatkozik, két RB.168 (egyenként 5645 kg tolóerő) mellett 2x7 RB.162 (2675 kg) biztosítja az emelőerőt, és az ezek összes toló-, vagyis emelőerejével megegyező, 37,5 tonnás függőleges felszállótömeget írnak (STOL: 41 t), 4900 kg terhelhetőség mellett, továbbá 925 km-es hatósugárral (forrás: fenti, lenti)

do-131.jpg

A VTOL fejlesztések aranykorában a britek is gondolkodtak egy, a Do-31-eshez teljesen hasonló típusban, a Hawker Siddley HS.129-esen (eredetileg de Havilland D.H.129). A gép a többi, tervezett VTOL szállítótípushoz képest már kissé továbbgondolt hajtómű-elrendezéssel épült volna meg. A szárnyak alatt, mára hagyományos, de akkoriban még nem olyan régi megoldással, pilonokra függesztett RR Spey gázturbinák voltak, de egy terelőelemmel lefelé eltérített gázsugarat bocsátottak ki. Ezektől kijjebb, de még nem a szárnyvégeken pedig, leszerelhető konténerek formájában, oldalanként nem kevesebb, mint 8 db RB.162 emelőhajtómű foglalt helyet. De, és ez a legszokatlanabb, nem lefelé nézően, hanem vízszintesen beépítve! A levegő beszívása a géptörzs felől történt, míg a gázáram kifelé hagyta el az RB.162-eseket, de ismét lefelé terelő kiömlőnyílásokon át. Ezzel a módosított elrendezéssel az égéstermékek újbóli beszívását kívánták megakadályozni, illetve a két Spey esetében az egyszerűbb felépítést érték el. Így a függőleges felszállás teherrel nem igazán volt lehetséges, de a már többször említett RVTO, vagyis nagyon rövid gurulásos módszer adta magát.

hs_129_feature.jpg

A HS.129-esről a megadott helyen számos, remek rajz érhető el. A fenti kiválóan bemutatja a fő tervezési vonásokat, a lenti pedig az okot, hogy miért nem a „megszokott” állásban kerültek be a gondolákba az emelőhajtóművek. A kifelé irányuló áramlások eleve kevéssé zavarták egymást, és még ezeket is szétválaszthatta volna maga a törzs (elvileg legalábbis). A Spey-ek főként hátrafelé tartó gázai szintén az ismételt beszívást csökkentették kisebbre (források)

hs_129_aramlas.jpg
do_31_gondolak_be_2.jpg

A Do 31 számos kialakítása közül az egyik, amelynek makettje döntött gondolákat mutat (és talán RR Spey menethajtóműveket). A cél ugyanaz volt, mint a HS.129 esetében: az ismételt égéstermék-beszívást megakadályozni, csökkenteni. A háttérbeli felirat is érdekes: Rolls Royce nukleáris [repülőgép-]meghajtás (forrás)

A ’60-as, ’70-es évek fordulóján a német projekt végső verziója a Do 231 lett volna, ekkor már főleg polgári célra (Do 231C), de Do 231M (M: Military) néven katonai szállítógépként is. A Do 231, nagyobb (hossz)méretei és felszállótömege miatt, már az orrába is kapott két emelőhajtóművet. Ezek az új, a nagyobb teljesítmény érdekében kétáramú RB.202-25 típusúak lettek volna, melyek különlegessége, hogy a nagy átmérőjű első fokozat miatt szélességük kétszerese lett volna a hosszuknak! A tolóerőt 5,9 tonnára várták, ami 1,2 VTOL tolóerő:tömeg arányt biztosított a Do 231C számára. A fúvókák helyett a farokrészbe is két gázturbinát terveztek. Ezek jelenléte az M verzión a kétfelé nyitható, kagyló alakú tehertérajtó mellett azt jelentette, hogy felszállás közben az ajtó hátsó részét nyitva kellett volna tartani (!). A jókora, a szárnyfőtartó(k)nál megosztott gondolában oldalanként 3+1 RB.202 foglalt helyet. Az elérhető rajzok alapján a Do 231 menethajtóművei már egyáltalán nem rendelkeztek tolóerő-vektorálásra alkalmas kiömlőkkel, ezért azok kizárólag a normál repülést biztosították. Az RB.220 néven említett típus a Lockheed TriStaron és a Boeing 747-esen is szolgáló, nagy kétáramúsági fokú RB.211 csökkentett méretű változata lett volna, 10,8 tonna körüli tolóerővel. Mindez azt jelentette, hogy a Do 231 összesen 2+2+4+4, azaz 12 darab RB.202-est és két RB.220-ast, tehát 14 hajtóművet alkalmazott volna, horrorisztikus üzemeltetési költségeket kreálva. És ha ez nem lenne elég, egyik gázturbina sem létezett még! A 80-100 személyesre vagy 10 tonnás teherre tervezett Do 231 variánsok 35,55 m törzshosszal (a Do 31-hez képest +15 m), 26 m-es fesztávval (+9 m), 120 m2 szárnyfelülettel (+63 m2) és 9,55 m/10,5 m (C/M verzió, utóbbinál kellett a hely a hátsó tehertérajtónak) rendelkeztek, 59 tonnás maximális VTOL tömeggel (67 t STOL tömeg a Do 231M-nél). Mindezek másfélszer nagyobb és bő kétszer nehezebb gépet jelentettek volna, egyben áramvonalasabb kialakítással, így 900 km/h-s legnagyobb sebességet is. Az M további eltérése az egyes kerekek helyett tandem főfutók alkalmazása volt, nagyobb, de alacsony nyomású kerekekkel a laza talajú leszállómezőkhöz, és hozzájuk nagyobb futógondolákkal. Azonban a katonai igények eltűnése után a civil változatra sem volt valódi igény. A tervezett, városközpontokból felszálló VTOL utasgépeknek nem sok esélye volt olyan alapvető gondok miatt, mint a megfelelő teherbírású (magas)épületek hiánya és költségei, és persze a 12-14 hajtómű keltette iszonyú zaj miatt. De üzleti oldalról sem érte volna meg a nagyon drágán beszerezhető, majd üzemeltethető, meghibásodásra hajlamos repülőgépek alkalmazása.

do231.jpg

A Do 231 korabeli színes rajza, a Lufthansa színeiben. Az alsó, metszeti ábrán az emelőhajtóművek helye és a levegőbeáramlást biztosító, nyitható fedelek láthatóak jól. A Do 231 hosszan előrenyúló orra normál leszállásnál is eléggé kitakarta volna a látóteret, függőleges ereszkedéskor pedig talán még nagyobb gondot okozott volna (források)

do231c.gif

Ekkoriban még nem csengett le a VTOL típusok fejlesztési hulláma. Egyfelől, bár a sokszor említett módon, a katonai igény csökkent, a Harriert szolgálatba állították, és a helikopterek is nagy számban jelentek meg a hadseregeknél, például az erős tengelyturbináknak köszönhetően. Másfelől, kezdett gondot okozni a repterek forgalma és megközelíthetősége, ami előtérbe helyezte a városokon belülről indulni képes utasszállító repülőgépeket. Ezért készült el Angliában a Hawker Siddeley HS.141 terve, mely egészen hasonló volt a Do 231-eshez, csak a törzshöz illesztett gondolákban voltak az emelőhajtóművei, és a 80-100 fős helyett a 100 vagy kicsit több utasos méretre tervezték. A Do 231 („V-jet”) pedig egy, a német kormány által életre hívott program résztvevője volt, melyen a indult még a HFB 600 Vertibus, az MBB Bo 140 és a VFW VC 180/VC 400/VC 500 is.

hfb600a.jpg

Fent a Hamburger Flugzeugbau 600-as számú terve, lent pedig meghajtási rendszere (forrás: fenti, lenti)

hfb600_meghajtas.jpg

A HFB 600 egy „kedves”, bumfordi törzsű, de elég furcsa hajtómű-elrendezésű terv volt. Mivel a HFB az emelő csőlégcsavarokban látta a megoldást a függőleges felszállásra, ilyenek kerültek az emiatt meglehetősen mély törzs aljába, a gép súlypontjába. (Ezúttal nem az oldalt lenyíló megoldást választották, mint számos, másik tervjavaslatuknál.) A HFB 600 meghajtása így aztán, talán tényleg még a sorozatban szóba került repülőgépek közül is legelképesztőbb bonyolultságúra sikerült. A csőlégcsavarok előtt és kicsit felettük (a törzs aljában) volt négy darab, General Electric 1/10 gázturbina (lásd az AVS-nél), helyesebben ezúttal gázgenerátor. Ezek feladata csupán nagy mennyiségű és nyomású gáz átáramoltatása volt a csőlégcsavarokon, emelőerőt képezve. További négy ilyen egység volt a szárnyak alatti gondolákban, mégpedig felül. Ezek egy „szelep” segítségével vagy az alattuk lévő, nagyobb átmérőjű házba továbbították a gázaikat, normál meghajtáshoz, vagy – a külső kettő esetében – a szárnyvégi konténerekben lévő, terelőlapos szabályozású egységekbe. Utóbbiak szabályozták a gép orsózó mozgását lebegés közben. A négy, hasi turbina közül a belsők hasonló módon a bólintó és legyező mozgást biztosító, farokrészben lévő fúvókáknak adtak levegőt. A szárnyakon lévő, „menethajtóműként” szolgáló egységek ráadásul terelőlapok sorozatával lefelé irányítható gázkiömlést tettek lehetővé, megint csak emelőerőt adva. Az nem világos utólag, hogy a törzsben, középen és alul lévő GE 1/10-esek honnan szívták be a levegőt, már csak az idegen test bekerülésének veszélyét is figyelembe véve. Mindezek után nem csoda, hogy nem a HFB 600-ast választották a Do 231 ellenében.

bo_140m.JPG

A Bo 140 katonai (M) és civil (Z) verziójának rajzai. A helikoptereknél sokkal nagyobb méretű, de főleg tömegű, VTOL utasszállítók számára nem voltak az alsó képen is látható, megfelelő épületek a városokban (forrás: fenti, lenti)

bo_140z.jpg

Az MBB terve egy, akkoriban több gyártónál feltűnő megoldást javasolt, mégpedig az elfordítható szárnyat, és vele együtt hajtóműveket. A négy, nagyméretű, 8,24 m átmérőjű légcsavart megforgató, egyenként 11 ezer lóerőt meghaladó teljesítményű GE gázturbinák a szárnyon tulajdonképpen hagyományos helyzetben voltak, csak a külsők kicsit kijjebb lettek felfüggesztve. A függőlegesbe emelt szárny révén elhárult az akadály a levegőt lefelé nyomó légcsavarok útjából, így a Bo 140 felszállhatott helyből. Z és M jellel civil és katonai (szállító) verziót is felvázoltak. A VTOL felszállótömeget legfeljebb 51 tonnára kalkulálták, 80 utassal vagy 90 katonával.

vc180.jpg

A VC 180 photoshopolt képe, VC 180P jellel és a „Bréma” elnevezésű, természetesen képzeletbeli példánnyal, alul pedig a VC 180T teherszállító változat leszállás közben (forrás: fenti, lenti)

vc_180t.jpg

vc181.jpg

A VC 181, mely kinézetre a HFB 600-asra hasonlított, technológiában viszont a HS.141-esre (lásd feljebb és képen lejjebb, valamint pl. ITT) (forrás)

A VFW maga is több projektet vizsgált a pályázat keretében. A VC 180(P?) egy, akkoriban megszokott, három farokhajtóműves, rövid távú utasszállító volt, de a szárnyvégeken egy-egy jókora, 5-5 RB.202-25 emelőhajtóművet tartalmazó gondolával. A törzs fölé helyezett pilótafülkével teherszállítóként is tervezték a gépet (VC 180T). VC 181 jellel vállszárnyas kialakítással, négy, párosával a szárny alá függesztett menethajtóművel és oldalanként 2x3, bevonható RB.202-25-össel nagyobb verziót is megrajzoltak a mérnökök. Teljesen eltérő módon, tandem szárnyakkal és az ezek végein lévő légcsavaros gázturbinákkal született meg a VC 400 és a vele szinte azonos, csak nagyobb VC 500. Előbbi 6 tonna vagy 40 utas, utóbbi már 120 utas kapacitású lett volna. A hajtóművekkel együtt ismét az egész szárny mozgatható volt.

Mivel 1973 is beköszöntött időközben, és vele az első olajválság, az előzőleg leírt, nem kis gondok mellé társult a számos hajtómű jelentette, nagy, ezért immár elviselhetetlenül költséges üzemanyag-fogyasztás. Ez pedig megpecsételte az angol után a német programokat is a VTOL területen.

av_week_compilation.jpg

Egy később talált oldal az Aviation Week & Space Technology 1970. május 11-ei számából, több, fent bemutatott típusról (forrás)

vc-400-interavia-10-1966-1.jpg

Fent a VC-400 makettje. A légcsavarok és a gép összessége a V-22 Osprey/”Quad Tiltrotor” vonalat idézi. Lent a VC-500 láthatóan teljesen hasonló, csak nagyobb (hosszabb) (forrás: fenti, lenti)

fokker_vc-500.jpg

Azonban a Do 31E számára még fontosak voltak ezek az erőfeszítések. A korábbi német kísérleti gépekhez hasonlóan a szintén éveket csúszó Do 31 így lett a tervezett, városközpontokba repülő utasszállítók zajterhelését és leszállási profiljait tanulmányozó NASA kísérletek alanya. Ehhez ’69 októberétől újra a GSG-vel gyakoroltak az amerikai pilóták, majd 1970. február-március között néhány felszállást végeztek az E-3-assal is. Április 30-án, a legutolsó repülések keretében a gép ismét az ILA kiállításon vett részt Hannoverben.

Végül az E-1 összesen 101-szer emelkedett a levegőbe, 59 órát összegyűjtve, míg az E-3 154 alkalomból 39 órával fejezte be pályafutását. Utóbbi a müncheni Deutsches Museum kincse lett, együtt a VJ 101-essel és a VAK-191B-vel, az előbbi viszont évekig állt gazdátlanul, mielőtt teljesen felújítva a Friedrichshafenben lévő Dornier Museum gyűjteményébe került.

A Do 31E repüléseit és számos részletét bemutató, ezúttal német nyelvű videó. Főleg a hajtóművek mozgatása látszik remekül, de az RVG „repülése” is látható

A neten könnyen található egy olyan háromnézeti rajz a Do 31E-ről, ahol Do 31/4P néven a gondolákat a beljebb lévő Pegasus-okkal egyező hajtóművekre cserélik. Ez elsőre jó ötletnek tűnhet, hiszen így azok nem holtsúlyként vannak jelen a repülés 99%-ában, hanem segítik előre hajtani a gépet. A valóságban azonban erre egyáltalán nem lenne szüksége egy olyan, legfeljebb közepes kategóriájú gépnek, mint a Do 31. Négy Pegasus feleslegesen nagy tolóerőt és fogyasztást eredményezne vízszintes repülésben. Ezek után már az is jobban érthető, miért érte meg a különleges emelőhajtóműveket használni inkább. Azokat a rövid üzemidőre optimalizálták, és egyszerű szerkezetük miatt tömegük a lehető legkisebb maradt, magas tolóerő leadása mellett. Ugyanez a meggondolás vezetett a Do 231 esetében a nem vektorálható menethajtóművek kiválasztásához, vagyis, úgy számították, hogy a hajtómű megbonyolítása az állítható kiömlőkkel még a plusz emelőerővel együtt sem éri meg.

do31_grossgeraete.jpg

A három „nagy” Do 31: az E-1, a GSG és az E-3 a gyárudvaron (forrás)

A források a következő rész végén lesznek feltüntetve. Ott lesz szó a főbb brit tervekről és az NBMR-4/-22-ről magáról is, némi extrával kiegészítve. A VTOL '60 sorozat további részeit lásd a szövegben lévő linkeken és a Köszöntőben!

5 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr2711721617

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Flankerr 2016.10.09. 20:34:02

A Do-31 sorsának a "vége" a következő részben lesz? :)

Maga Lenin 2016.10.09. 21:17:24

@Flankerr:
Hát igazából ennyi a sorsa, sajnos. De összességében, valamilyen szinten még lesz szó a dologról a következő részben.
@enpera: Én köszönöm!

gyújtómágnes 2016.10.29. 21:34:37

Majdnem tökéletes az összefoglalód a repülőgéről.
Szeretnék egy-két dolgot pontosítani.
A "nagy pontosságú nyomásmérő rúd",valójában a pitot cső. A sebesség mérésre szolgál a statikus és a dinamikus nyomásokból számítja ki a gép sebességét. A kisérleti ill. teszt gépeken ilyen hosszú, hogy pontos adatokat szolgáltasson, és ne zavarja a gép körüli ármlás a mért adatokat. A sorozatban gyártott repülőkön már sokkal rövidebb.
A "kompresszor-átesés" magyarul ez a hajtómű pompázs. Az angol ugyanazt a kifelyezést használja a repülőgép sebesség vesztése során bekövetkező jelenségre, és a hajtómű instabil mükődésére. A magyar ellenben a gázturbina müködése közben fellépő nyomáslengésre a pompázs szót használja.
A "pirossal bekeretezett felületek" a hajtómű gondolában keletkezett tűz eloltásában segítettek volna. A szokatlan pozícióban elhelyezett gázturbinák amiket ráadásul még ajtókkal is lezárnak egy szűk hajtóműgondolában igencsak megnehezítik a tűz elfolytását. Ezért ha tűz gyulladt volna a tesztek során valamelyik hajtóműnél a plexi betörése után sokkal könnyebben és biztonságosabban tudták volna megfékezni a lángokat.

Maga Lenin 2017.07.07. 20:55:30

@gyújtómágnes: Kedves gyújtómágnes, elnézést, de csak most vettem észre ezt a remek kommentet!
Azért írtam ilyen furán, hogy nyomásmérő rúd, mert egyrészt elvileg valójában nem is Pitot, hanem Prandtl cső mindig, úgy olvastam anno... Meg lehet hogy egyéb szenzorokat is tartalmazott a rúd.
A pompázzsal kapcsolatban valószínűleg igazad van, mentségemre szolgáljon, hogy olvastam sokszor úgy is, ahogy itt írtam.
A plexis kiegészítést pedig igazán köszönöm, erre nem számított gondoltam egyáltalán!

Ленин