A Saunders-Roe SR.45 Princess repülőcsónak története, 1. rész

2017. szeptember 14. 21:18 - Maga Lenin

Egy valamelyest rendhagyó poszt következik, mivel (alapvetően) nem katonai célú repülőeszközről lesz szó. Azonban a lenyűgöző Saunders-Roe SR.45 Princess története mindenképpen megéri az ismertetést.

A Saunders-Roe SR.45-öse az olyan korabeli gépek, mint a Hughes H-4 Hercules, a Convair B-36, vagy akár a nevezetes Bristol Brabazon mellett nem volt „híres” típus. Mégis, elkészültekor a valaha volt legnagyobb, fémépítésű utasszállítógép és repülőcsónak, és nem mellesleg a legnagyobb, gázturbinás hajtású repülőgép címeket is viselhette. Bár a Princess (Hercegnő) egyazon évben (1952) repült először, mint amikor a(z eleinte) sokkal sikeresebb, immár nem légcsavaros de Havilland Comet szolgálatba állt, akár lehetett volna helye a polgári repülésben. Ekkor még – bár a háború utáni időszakban vagyunk, de – nem a brit repülőgépipar mélyrepülésének idején. Azonban a történet végül mégis máshogyan alakult.

in_1952_the_saunders_roe_princess_becomes_the_largest_all-metal_flying_boat_in_the_world.jpg

 

Az SR.45 tervezése

Már 1939 márciusában, a neves Short Sunderland szolgálatba állítása után nem sokkal megkezdték az utód keresését (R.5/39 kiírás). Magán a Shorton, illetve a Supermarine-on kívül a Saunders-Roe is pályázni kívánt, az S.38 gyári jelű tervezettel. Ennek, és akár más, későbbi, korszerű vízirepülőgépek fejlesztése érdekében készítették el még 1939 októberére az A.37-est a cégnél. Ez a jövendőbeli törzsformák és más megoldások próbáira szolgáló, személyzet vezette, de kisméretű (az S.38 fele) kísérleti típus volt. A Shrimp (Garnélarák) nevet kapott gép, bár négymotoros volt, imitálva a nagyobb társait, de csak 2,8 tonna maximális tömeggel emelkedhetett a levegőbe. A négy Pobjoy Niagara III csillagmotor egyenként csupán 95 lóerős volt, és ezzel alig 200 km/h fölé gyorsulhatott a kétfős gép.

1940 júliusában az eredeti helyett már a módosított R.14/40 specifikáció volt érvényben, és győztesének szokatlan módon a Short és a Saunders-Roe együttműködését mondták ki állami szinten, vagyis az alapvetően Short tervezte Shetland lett a Sunderland utódjának kiválasztva, közös fejlesztéssel. Ezért 1944-ben már átépített formában, azaz más törzzsel és kettős helyett normál függőleges vezérsíkkal repült az A.37, a Shetlandet imitálva így. Végül 1949-es feldarabolásáig a Shrimp két, meg nem valósult típusnak is az előfutára volt (S.38 és Shetland), mégis hasznos volt kísérleti gépként.

A videón az A.37 repülése. Az összeállítás elején az orrban lévő személyből látható, hogy mennyire kicsi is volt a Shrimp. Alul a még egyetlen vezérsíkkal repülő gép, azaz a kezdeti kialakítással (a kép forrása)

shrimp.png

Valamilyen, már a háború utánra szánt, nagy (azaz eredetileg csak kb. 50 tonnás) utasszállító vízirepülőgép koncepciójával közelebbről 1943-tól foglalkozott Saunders-Roe, akkor még elsődlegesen az óceánt uraló hajók ellenében. Egy 100 fős gépben gondolkodtak, ami akkoriban nagyon nagynak számított, és természetesen – a hajók első osztályú közönségére gondolva – nagy luxusban kívánták az utasokat átvinni az Atlanti-óceánon. Lényeges momentum, hogy ezek az utasok tudták csak kifizetni az akkor igen drágának számító repülőutat, tehát ekkor még szinte teljesen luxustermékként tekintettek – legalábbis az ilyen hosszú – repülőutakra. A későbbi Bristol Brabazon is eléggé hasonló elvek alapján született. A géppel világméretű, immár a gyarmati célokon – mint India, Ausztrália, Dél-Afrika – kívül Észak- és Dél-Amerikát is repülőjáratokkal elérhetővé kívánták tenni.

A feladat nem tűnt lehetetlennek, mert mind amerikai (Martin Mars), mind német (Blohm & Voss BV 222 és 238) gyártók előálltak használható, igen nagy repülőcsónakokkal. A terv mellett szólt, hogy lényegében nem volt reptérigénye, azaz közelebbről futópálya-hosszra vonatkozó szükségletei, csak a kiszolgáló létesítmények kellettek hozzá. Akkoriban egy nagyméretű gép számára szükséges, erős burkolatú pályák nem sorakoztak még mindenhol a városok mellett. A lehetséges hajtóművek tekintetében a rendkívül bonyolult, utolsó generációs dugattyús motorok elég hajlamosak voltak a meghibásodásra, pláne a hosszú utakon, a sugárhajtóművek pedig minden fajtájukban még teljesen újak és kiforratlanok voltak. Ezért a biztonság szempontjából jelentős pozitívum volt, hogy motorhiba esetén a gép simán leszállhatott bárhol az óceánokon, ahol tervezett főbb útvonalai vezettek szinte végig.

dsc_5426b.jpg

A 2016-ban készült fotón a már nem repülőképes, de ettől függetlenül kifogástalan állapotú Philippine Mars, azaz a Martin JRM Mars repülőcsónak egyik megmaradt példánya. A csodás sötétkék színben pompázó, klasszikus gép is jókora, de az SR.45 nála is sokkal nagyobb (forrás)

 

Konkrétan az SR.45 eredete a világháború utolsó időszakáig nyúlik vissza. Még 1943-ban a Short Brothers cégtől, a másik jelentős brit vízirepülőgép-építőtől érkezett a céghez Arthur Gouge. A Saunders-Roe főmérnökével, Henry Knowlerrel így a nagy repülőcsónakok építésének tudásbázisa a cégnél összpontosult ebben az egyre szűkülő szegmensben. (Nem véletlen, hogy a további fontosabb szereplő, a Vickers tulajdonolta Supermarine is felhagyott ilyen irányú tevékenységével.) Persze 1944-ben ez a folyamat még kevéssé látszott, hiszen például a háború előtt még a repülőcsónakok erős pozíciókat foglaltak el a gyártók számára elsődleges, transzatlanti útvonal piacán. Ebben az évben a mérnökök már felvázoltak egy 85 tonnás, hatmotoros vízirepülőgépet, mint a győzelem utáni légiközlekedés egyik (fő)szereplőjét. De már a rákövetkező évre sokkal nagyobbra növelték a méreteket (fesztáv: 67 m), amivel összefüggésben légcsavaros gázturbinás meghajtásra váltottak (Armstrong Siddeley Cobra), és, nem utolsó sorban, ismét csak az előzőtől nem függetlenül, túlnyomásos törzset irányoztak elő. Így a gép majdnem 12 km-es utazómagasságon 5300 km-re repülhetett, ami figyelemreméltó a korban. Ez jó lett volna a gázturbinák számára, bár kevésbé optimális a légcsavaroknak. A nagy repülőcsónakok között nem volt ismeretlen az alkalmazott, kétfedélzetes kialakítás, melyet az ekkor már SR.45-ösként említett, új gép is megkapott, nyolcas alakú törzskeresztmetszettel, 44,5 méteres hosszal. A kikötési manővert egy automatikus rendszer biztosította volna.

1945-ben a Saunders-Roe már közvetlen ajánlatot tett az SR.45-ösre a Ministry of Supply-nak (Ellátási Minisztériumnak), mely vevő is volt a tervre. Így kiírták a C.10/46 specifikációt, a gépre szabva. A fő felhasználónak természetesen az 1940-ben létrehozott brit nemzeti légitársaság, a British Overseas Airways Corporation (BOAC) ígérkezett. A társaság egyfelől óriási hagyományokkal rendelkezett az egyik elődjének számító Imperial Airways révén a repülőcsónakok használatában, mivel az Imperial végezte a brit gyarmatbirodalom és az anyaország közötti repüléseket a háború előtt. Másfelől viszont világosan látszott a szárazföldi bázisú utasszállítók előretörése a polgári légiközlekedésben, amit a BOAC sem hagyhatott figyelmen kívül. Ezzel együtt persze érdeklődtek az SR.45 iránt, de kötelezettséget nem kívántak vállalni. Londonban azonban derűlátóan úgy gondolták, hogy az akkor (is) legnagyobb presztízsű transzatlanti útvonalra ideális lesz az új repülőcsónak a BOAC flottájában.

pre_princess.png

Az egyik előzetes művészi ábrázolás a gépről fent, lent pedig a Flight magazin egyik korabeli számának cím- és hátlapjának közös rajza a gépről. Utóbbi világosan jelezte, hogy az óceánjárók konkurensének szánták a típust

boat_princess.jpg

knowler_es_gouge_2.png

Arthur Gouge (1948-tól Sir A. G.) és Henry Knowler, az SR.45 mögött (illetve itt előtt…) álló mérnökök

1947 elejére már kezdtek véglegessé válni az SR.45 tervei, amikor közbejött az első probléma. Az addig számításba vett Tweed légcsavaros gázturbina fejlesztését a gyártó Rolls Royce (RR) beszüntette. Ez súlyosan érintette a programot, mert a vastag szárnyba ágyazott hajtóműhöz tervezték az aerodinamikát. Bár a dugattyús RR Eagle-t is megvizsgálták, azért persze egy másik gázturbina, a Bristol Proteus mellett döntöttek. Csakhogy a Proteus – egyébként nem teljesen szokatlan módon – fordított áramlási irányú volt, azaz a légbeömlést a végén kellett biztosítani. Ezért hatalmas légcsatornákat kellett a szárnyba vágni. Az SR.45 szárnya ugyan nagyon vastag volt, és belefértek volna a vizsgált hajtóművek, mégsem a teljesen beágyazott elhelyezést választották, hanem előre lógó, de síkban lévő gondolákat. (Előbbi megoldásra lásd a B-36-ost és a Brabazont.) További probléma volt, hogy a Bristol turbinája nem hozta még a kívánt teljesítményt, ezért nem kevesebb, mint 10 Proteus kellett. Így alakult ki, hogy a hat motorgondolás gép belső négy gondolája két-két turbinát tartalmazott, a szélsők pedig egyet-egyet. Ennek megfelelően előbbiek koaxiális, utóbbiak normál légcsavart forgattak meg. A koaxiálisak közül az egyiket az egyik, a másikat a másik Proteus mozgatta, így az egyik meghibásodása esetén is megmaradt egy működő légcsavar.

 

Hercegnő a ’40-es évek végéről

1948-ban a tervek megváltoztak, elsősorban a Proteus fordított elrendezése miatti szárnymódosítások, a függőleges vezérsík nagyobbítása, és a vízszintes vezérsíkok pozíciójának módosítása tekintetében. Az orrforma is változott, a korábbi majdnem tiszta félgömb alakról a felül lévő pilótafülke kissé előreugró lett, növelve a kilátást. Az úszók úgy módosultak, hogy új helyükről visszahúzva őket, éppen a szárny végéhez illeszkedtek. Ez – a híres Consolidated Catalinán is alkalmazott megoldás – tisztább aerodinamikát eredményezett a korábbinál. Valamikor ebben az évben kapta meg az SR.45 a Princess nevet is.

A kétszintes törzs első részétől nagyjából a kilépőélekig a csónaktest húzódott, mely nem volt túlnyomásos, de három rekeszenként egy-egy vízzáró kamrát hoztak létre benne. A felszállásnál a könnyebb elszakadást lehetővé tevő, már kipróbált, lépcsős elrendezést alkalmazták a forma kialakításánál. A hatalmas, két főtartós szárnyakban négy integráltartályt alakítottak ki, összesen 63645 liter üzemanyag számára. Az úszókat a Dowty gyártotta hidraulika mozgatta. A belépőéleken a jégtelenítést a Proteus-ok égéstermékeit a szárnyakon átvezető csatornák által felmelegített, forró levegő szolgálta. A vezérsíkoknál teljesen eltérően oldották ezt meg, paraffint égettek két kályhában, és ezzel fűtötték a szükséges levegőt. A vízszintes vezérsíkok elég nagy, 12 fokos pozitív V-beállítást kaptak. Mind a négy Coupled-Proteus meghajtott egy-egy 39 kW-os, 120 V-on működő generátort, és a külsők egy-egy 6 kW-os, 24 V-osat is.

princess-2.gif

Ezen az igazán kiváló metszeti rajzon a fontosabb és érdekesebb részletek is bemutatásra kerülnek. Jobbra lent a fotón is láthatóak a Proteus-okból jövő, igen hosszú légcsatornák a kiömlőnyílások felé. A 67-essel jelölt motorburkolatok lenyitva szerelőállványként is szolgáltak. Jobbra a 3 rajzból álló részlet a vezérlést mutatja be, közülük az alsó berendezés adta az erők visszacsatolását a pilótáknak (forrás)

A végső rajzokon a gép hossza 45,11 m, a magassága 16,99 m, a fesztávolsága repülés közben, azaz felhúzott úszótalpakkal 66,90 m, leeresztett állásban pedig 63,86 m volt. Ez 466,3 m2 szárnyfelületet jelentett. A Princess tehát nem volt kicsi, sem méretre, sem tömegre: üresen 86183 kg, feltöltve és útra készen 149685 kg, maximálisan pedig 156501 kg-ot nyomott. Összehasonlításképpen, a Boeing 707 első verziói 117 t körül kezdték, de az utolsók már csak kb. 5 tonnával maradtak el tőle legnagyobb tömegben, a Brabazon pedig legfeljebb 130 tonnásan emelkedhetett a levegőbe. Persze ezek a prototípus adatai, azonban ahogyan az lenni szokott, egy sorozatgyártott SR.45 nyilván nehezebb lett volna. A zuhanásban elérhető legnagyobb sebességet 540 km/h-ban határozták meg 3000 m környékén, de 11300 m-en akár 610 km/h is lehetett a tempó, tekintettel a ritkább levegőre.

2 pilóta, 1-1 rádiós és navigátor (a bal oldalon ültek, oldalra nézően) mellett a tíz hajtóművet 2 fedélzeti mérnök szolgálta ki (jobb oldalt).

princess_interior.jpegA kétszintes repülőcsónakot luxuskialakítással, 105 főre rendezték be, bárral, hálóhelyekkel, két lépcsővel, stb. A fenti ábráról is látszik, hogy kétosztályos  elrendezésről volt szó, azaz volt első és turista osztály is. De ez utóbbit sem épp úgy kell elképzelni, mint a mai, ugyanilyen elnevezésű szekciókat… A szárnybekötés elválasztotta a felső szintet. Lent egy másik, a fentivel nem átfedő elrendezés vázlata. Ez talán közelebb állt a várható tényleges elrendezéshez, mint a fenti, művészibb rajz (a fenti forrása)

interior_2.png

belter.png

A tervezett beltér egy részlete a Saunders-Roe saját újságából

 

 

Problémás Proteus

A Proteus a Bristol fontos fejlesztése volt, mivel a gyár le volt maradva a Rolls Royce mögött a sugárhajtóművek terén. A Proteus-tól legalább 3500 ekvivalens lóerőt vártak el, amiből 3200-at a tengelyen mérve, a maradékot pedig 363 kilogrammnyi tolóerőként teljesítette volna (3500 eshp, lásd ITT, a G.222-esnél). A fordított áramlású hajtóműbe belépő levegő egy 12 fokozatú axiális és az utána lévő, egyetlen centrifugális kompresszorfokozaton át érte az égőteret, mely ezúttal 8 csőből állt össze, és fizikailag körbevette a kompresszort. Ezért a csövekben a levegő egy újabb kanyart követően már ismét hátrafelé áramlott. Áthaladva a légbeömlést biztosító rések között, az égéstermékek a turbinába érkeztek. Ez két, független fokozatból állt, melyek közül az előrébb lévő két lapátsor a kompresszort hajtotta, a hátrébb lévő egy pedig – az előbbi tengelyébe ágyazott, saját tengelyén át – a légcsavart mozgató reduktornak adta le az energiát. Ezért a Proteus a szabadtengelyes turbinák közé sorolható. Ez a felépítés a légcsavar meghajtásához kapcsolva magával vonta nem csak a fordulatszám-határolót (a túlpörgés ellen), hanem egy fékezőművet is, hiszen a turbina leállása esetén sem volt a forgást csillapító ellenállása a propeller tengelyének. Ez persze jól jött a levegőben történt meghibásodás esetén, mert szabadon foroghatott a légcsavar, ha a vitorlába állítás valamiért nem sikerült.

proteus_2_full_cut.jpgA Proteus fantasztikus metszeti rajza a Flight archívumából, bár a feliratok nem olvashatók. A balra fenti (amúgy persze körkörös), rácsos részen lépett be a levegő a központi egységet alkotó kompresszorba, azaz balról jobbra váltva irányt. Ebből az ekörül lévő 8 csőbe haladt tovább újabb irányváltással, ahol elégett a kerozinnal, végül a 2+1 fokozatú turbinán át távozott hátrafelé. A hátsó turbinalapátsor beágyazott tengelye előrenyúlt a reduktorba, ami a légcsavart hajtotta (forrás)

coupled_prot_m.jpg

Fent és lent: a Proteus 610, azaz a közös reduktorra dolgozó variáns egyáltalán nem volt kicsi, hiába a fordított áramlás miatti kompakt kialakítás… (a fenti forrása)

coupled_prot_sz.jpg

Részletesebb fizikai adatok csak a késői, a Bristol Britannia utasszállítón viszonylag kiforrottá váló, Proteus 705 verzióról vannak. Ennél a 7,2-es, teljes nyomásviszonyú egység 1293 kg-os tömegű volt, 3780 eshp teljesítménnyel. Tíz, ilyen erejű hajtóművel a Princess 28 MW energiával repülhetett volna. A probléma az volt, hogy a Proteus nagyon nehezen érett be, és amikor beépítették az ’50-es évek elején a gépbe, még a Proteus 2 szériánál tartottak csak a fejlesztéssel. Ez – részben megbízhatósági korlátozások miatt – feszállóteljesítményen mindössze 2500 lóerőt adott le a tengelyen, 372 kg tolóerő mellett (folyamatosan üzemben: 2050 lóerő és 318 kg). Ennek következtében a gép erősen alulmotorizálttá vált, miközben a Proteus fejlesztése igencsak nehezen haladt. A program vezető mérnöke, a brit hajtóműfejlesztés egyik legnagyobb egyénisége, Sir Stanley Hooker életrajzában azt írta, hogy célul a lehető legkedvezőbb fogyasztást tűzték ki, „tekintet nélkül az esetleges nagy tömegre és méretekre. Ebből a nagy tömeget és a méretet elértük.” Máskor pedig úgy emlékezett vissza, hogy amint megoldottak egy problémát, a lehető legrosszabbul időzítve adódott egy újabb.

Érdemes visszautalni a B-36 ismertetőjében kitérőként jelen lévő, amerikai légcsavaros gázturbinák esetére. Egyrészt az USA gyártói is azonnal kétszer olyan erős típusokat (is) akartak, mint az akkori legnagyobb dugattyús motorok (azaz alaphangon 5-6000 lóerőseket), és mindezt úgy, hogy kedvezőbb fajlagos fogyasztást érjenek el, mint azok. Ebből egyiket sem sikerült megoldani, így az olyan tervek, mint a B-36C, a légcsavaros B-52 tanulmányok és a Douglas 1211-J papíron maradtak, mert a Wright T35 Typhoon és a Northrop T37 Turbodyne sosem lettek sorozatérettek. A később sikeres Allison T56 is inkább „csak” 4000, mint 5000 lóerős. A Proteus, amellyel 3500-4000 lóerőt kívántak elérni, mint az egyik legkorábbi, de nem csak prototípusig jutott próbálkozás, nem csoda, hogy igen problémás volt. Jellemző, hogy a Princess kapcsán a Bristol képtelen volt megadni konkrét okokat, amikor szembesítették azzal, hogy – az egyébként kirívóan optimistán becsült – 407.000 fontos költségek miért emelkedtek 1946 és 1951 márciusa között 4.920.000 fontra (1200%-ra!!), amikor pedig a Brabazon Mk.II programból is finanszírozták a Proteus fejlesztését.

princess_es_brabazon.jpg

A Princess a többször említett Brabazon társaságában. A hivatalosan Bristol Type 167 nevű óriásgép megépült verziója 4x2 db, ugyancsak Bristol gyártotta, 18 hengeres, 2650 lóerős csillagmotorral repült, 3 ágú, ellenforgó, fa (!) légcsavarokkal. A Brabazon is túlnyomásos törzsű és hidraulikus repülésvezérlésű, tehát egyes megoldásaiban elég fejlett típus volt, akárcsak a Princess (forrás)

Az SR.45 számára a Proteus 2-essel gyakorlatilag azonos, csak a géphez illesztett 600-as és 610-es, avagy Coupled-Proteus nevű változatokat szállította a Bristol. Utóbbi volt a páros elrendezésű egység, a négy belső gondolában. Ezek egy közös áttételházra dolgoztak, de ebből külön jött ki az egyik hajtómű ereje az egyik, és a másiké a másik légcsavarra, úgy, hogy egyik tengely a másikban volt elhelyezve. A páros gázturbinát egy méretes, acélcsövekből készült keretre építették rá, együtt a reduktorral. A gondolákat a szokásosnak megfelelően 1-6-ig számozták, de a páros egységeken belüli megkülönböztetésre 2A és 2B-től 5A és 5B-ig voltak kiegészítő megjelölések.

Utólag nézve elég nagy baklövés volt a Proteus kiválasztása a repülőcsónakhoz. A hajtómű pontosan azért is készült fordított áramlási iránnyal, hogy ne legyen túl hosszú – figyelembe véve az akkor szokásos, sokfokozatú (axiál)kompresszorokat. Az SR.45 két főtartós szárnya miatt azonban így is előre kilógó gondolában kellett elhelyezni a gázturbinákat, bár a leírások szerint eleve ilyenben gondolkodtak a háború alatti tervezési szakaszban is, az eredeti meghajtással. Másfelől, noha a Princess szárnya nagyon vastag volt, a Proteus is, pontosan a kompresszort körülvevő, csöves égőtér miatt, ami amúgy hosszirányban középen, és nem körben helyezkedett volna el. Egy szóval, bár egyik gond sem volt kirívó vagy egyértelműen okolható a gép alulmotorizáltságához járuló dolgok között, de a Proteus egyáltalán nem volt optimális választás. És mindezeknél sokkal fontosabb volt, hogy egyszerűen darabonként 1000 lóerővel kevesebbet tudott az elvárthoz képest.

 

Maga a Proteus az első próbapéldányt követően nagy áttervezésen esett át, amiből a 2-es széria lett, melyet a Princess-hez és a Brabazon Mk.II-höz szántak. A hajtómű azonban több száz kilogrammal nehezebb volt a vártnál, és sok száz lóerővel gyengébb. Hooker ezért munkatársaival újra áttervezte az egészet, amiből a 3-as széria jött létre, ami végre elérte a kívánt paramétereket. Ennél már a légcsavartengelyt hajtó turbinafokozat is két lapátsoros lett. Alapvetően a Bristol túl nagyot akart ugrani a számára ismeretlen területen, ezért volt nagyon problémás a Proteus projekt. A 705 majd 755 jelű, a Bristol Britannia esetében használt, végső széria már megfelelt a kívánalmaknak, de ezzel meg súlyos jegesedési gondok voltak, részben a Britannia gondolái miatt. Végül is a Proteus egy gyorsasági rekorddöntő gépkocsiban is szerepelt, hadihajók motorjaként is bevált, és az első, gyorsan bekapcsolható és teljesen távvezérelt kiserőművek alapját is képezte (legalábbis Angliában).

bristol_proteus_1-cross-section.jpgbristol_proteus_2-cross-section.jpgbristol_proteus_3-cross-section.jpg

A secretprojects fórum szokás szerint kiváló forrásnak bizonyult, ezúttal mindhárom Proteus-főverzió metszeti rajzát kínálva. Egymás alá téve őket, látszik, hogy mennyire eltérő egész alapvető dolgokban is a három széria. A teljesítmény kivétele szempontjából fontos lépés volt a Proteus 3 széria 2+2 soros turbinája a korábbi 2+1 helyett (mindhárom forrása) 

A légcsavarokat a de Havilland gyártotta, kifejezetten az SR.45 számára, mindegyiket 5,03 m átmérővel. A típusjelek a szimpla és a koaxiális esetben 4/6000/6 és 4+4/6000/6-7½. A források sajnos ellentmondóak, mivel a dúralumínium anyagú lapátokat vagy tömörnek, vagy éppen, hogy üregesnek írják le. A jégtelenítésük elektromos fűtéssel történt. Az állandó fordulatú, alapból állítható légcsavaroknál ezen a 12 fokos a normál tartományon felül a külső hajtóműveknél egészen -31 fokig lehetett mozgatni a lapátokat, hogy a negatív vonóerőt előállíthassák, így pedig a vízen való manőverezést elősegítsék. A vitorlába állításkor a csavarok az egyes, és a koaxiális típusoknál 83, és (elülső/hátulsó) 82/81,5 fokot vettek fel.

Érdekes, hogy a Proteus fordított áramlású felépítése miatt szükséges, hatalmas légbeömlők milyen bonyolultak voltak. Függőlegesen öt fő részre osztották őket, melyek közül a Proteus-okhoz közeli három szekció vitte a levegőt a hátul lévő beömlők felé. Ezeket tűz esetére el lehetett zárni. A kifelé számított negyedik egység vízszintesen is ketté volt osztva, egyik fele a gázturbinák kiömlőnyílásához épített hőcserélőhöz ment, a másik a hajtóműhöz kapcsolt generátort hűtötte. Az ötödik rész a Proteus és az áttételház olajhűtőit látta el levegővel.

dhv_prop.png

Felül a de Havilland propellerek metszeti rajza, a koaxiálisan forgó 4+4/6000/6-7½ verzióé. Nem csoda, hogy már rövidebb távon gondok voltak a rendszerrel. Lent a már vízen sikló Princess-re szerelve ugyanezek. A fülke mögött a személyzet egy tagja bújt ki, míg a gép orra a kikötéshez van nyitva. A fülke alatt, az orrban volt a kikötésre szolgáló eszközök kamrája (a lenti forrása)

princessflyingboat.jpg

 

Vezérlés és túlnyomás

Az SR.45, méretei okán, hatalmas kormányfelületeket kapott, amiket izomerővel mozgatni többé lehetetlennek tűnt. A Saunders-Roe itt is több lehetőséget megvizsgált, és egészen a fly-by-wire rendszer ötletéig (!) eljutottak, de ezt persze akkor nem valósították, valósíthatták meg. De nem is a B-36 esetében látott, szervolapos megoldást választották, hanem a Boulton Paul céggel együttműködve fejlesztettek ki egy hidraulikus rendszert. A kormányszervek mozgását kábelek továbbították a power unitnak nevezett, hidraulikus eszközökbe, melyekből 1 dupla egység a szárnyban, 2 pedig a törzsvég közelében volt. Ezekben egy-egy (összesen tehát 6 db), 120 V-os, egyenáramú, 7,5 lóerős elektromotor vette fel a kábelek jeleiből képzett utasításokat, így különböző mértékű nyomást generálva a kapcsolt hidraulikaszivattyúban. A motorok üresjáraton forogtak megszakítás nélkül, és csak akkor kapcsolódtak rá a szivattyúkra, ha tényleges kormányparancs érkezett. Ezzel biztosították, hogy ne legyen tolerálhatatlan késés a kormányzásban a parancs kiadásától a felületek kitérítéséig. Lényeges volt, hogy a fejlesztés során egy, ugyancsak hidraulikus „ellenállást” építettek be, ami a külső nyomásból származó sebességadattal biztosított egy arányos, a pilótáknál érezhető, mesterséges ellentartást a kormánymozdulatokkal szemben. Ez megoldotta, hogy a személyzet továbbra is „érezze”, hogy milyen tempóval megy a gépük, és nehogy túlságosan nagy kitérítéssel túlterheljék azt, hiszen ekkoriban számítógépes felügyeletre nem számíthattak. A biztonság fokozása érdekében a kormányfelületek több szegmensre lettek osztva, külön, közvetlen hidraulikus munkahengerekkel, így egy esetleges hiba is csak részleges funkcióvesztést okozott. A csűrők egyenként 4, az oldalkormány 3, a magassági kormányok oldalanként 2 egységre lettek osztva. Az egyszeresen réselt fékszárnyak 3 részre osztódtak. A rendszer meghibásodása esetére kézikerekekkel a kormányfelületek mindegyikét semleges helyzetbe lehetett állítani, hogy – lehetőség szerint – ne térítsék el a gépet a normál repüléstől.

vezerles.png

Fent a vezérlőrendszer sémája. Az osztott kormányfelületek és a 2+4 power unit is látszik, a fülke kezelőszerveivel együtt. A rendszert egy Sunderland Mk.V-ösön tesztelték is, persze kevesebb alkotóelemmel, de a gép például megnagyobbított függőleges vezérsíkot kapott. Lent ez a gép látható, szárnya alatt, háttérben pedig az első Princess

sunderland.png

 

A Princess további újdonsága volt a túlnyomásos kabin. Ugyan korábban több típus is rendelkezett már ilyen megoldással, de a dolog még nem volt elterjedt a tervezés idején. A fejlesztés jelentőségét jól mutatja ennek a technológiának a rövid története.

A kis számban, de már nem kísérleti vagy egyedi gépként használt Boeing Model 307, vagyis a B-17 szárnyait és fő elemeit új, nagyobb törzzsel kombináló utasszállító volt a túlnyomásos kabin úttörője, majd a háború alatt és közvetlen utána tervezett, dugattyús motoros amerikai utasszállítók következtek (Constellation, DC-6). A Princess-t ezekkel egyidőben tervezték, azaz a brit mérnököknek is maguktól kellett megoldani a felmerülő kérdéseket. A világháború miatt ugyan a polgári gépek ilyen irányú fejlesztése (is) leállt, de helyette a nagy magasságú bombázók és az elfogásukhoz szükséges vadászrepülők biztosították a terület előrelépését – elsősorban ismét a Boeing, mégpedig a B-29 révén. A Superfortress azonban csak a személyzeti tereknél volt túlnyomásos, ami a polgári gépeken nem volt elegendő. Lényegében az orrtól a hátsó válaszfalig, azaz a farokkúpot kivéve az egész törzset hermetizálni kellett. Ez nem is volt gond addig, amíg a sugárhajtás meg nem jelent. Az 5-7 km-en repülő, dugattyús motoros típusokhoz képest 10-11 km-re nőtt az utazómagasság, azaz a nyomáskülönbség a törzs és a külső levegő között is nagyobb lett. Az emelkedések és süllyedések során létrejövő nyomásváltozások immár nagyon komoly, ciklikus terhelésnek tették ki a szerkezeti elemeket, és ezeket a hatásokat eleinte nem pontosan ismerték még. Ennek egyenes következménye lett a de Havilland Comet 1-es szériájának szomorú története.

A korban tehát a Saunders-Roe hatalmas feladatot vállalt, amikor a kétszintes, így nyolcas alakú törzsű Princess esetében túlnyomásos kabint alakított ki. Igaz, végül komolyan nem került tesztelésre a rendszer és a gép szerkezete, lásd később. A műszaki megvalósítás a korban elterjedtebb módon nem a sugárhajtóművektől elvezetett, sűrített levegővel történt, hanem egy külön, kétfokozatú centrifugálkompresszorral. Ennek erejét a bal és jobb belső Coupled-Proteus-okon lévő, négysebességes lecsatolások adták. A kapcsolódó rendszert – csövek, szelepek, befúvók, stb. – a Normalair cég szállította, mellyel legfeljebb 55 kPa (0,55 bar) nyomáskülönbséget lehetett biztosítani.

A nyomás biztosításán kívül persze hűteni-fűteni is kellett a kabint. Előbbit a fő beömlőkön át érkező levegővel oldották meg, utóbbit pedig a Proteus-ok szárnyon való átvezetései által felfűtött levegővel. A páratartalmat is szabályozták egy Teddington Controls gyártmányú rendszerrel.

princess_modell.png

A szó szerinti utolsó simítások a típus egy fa modelljén

hydro_princess.png

Persze a gép modelljeit nem csak szélcsatornában, hanem hullámkeltő medencében is vizsgálták. A kép a Saunders-Roe Osborne-ban lévő tesztlétesítményében készült

A nyitókép forrása: link. A nem megjelölt képek forrása: link.

A következő rész ITT. A források az utolsó részben lesznek felsorolva.

A sorozat következő részen kívül azonban különösen ajánlom Mustard csatornáját, ami az itt beágyazott, a Princessről szólóhoz hasonló, egészen fantasztikus videókból áll. A számomra lenyűgöző, kifejezetten szemet gyönyörködtető és kellemes stílusú képi világon felül a tartalom is kiváló. A videós műfaj sajátosságaihoz igazított mennyiségű az átadott információ, az értéke viszont kiemelkedő, mivel szinte mindig, minden igazán fontos, lényeges tényezőt tartalmaznak az adott témáról. Ha csak egy külföldi youtube-csatornát támogatsz idén, az ez legyen!

/a poszt 2020. február 14-ei kiegészítése/

12 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr1512763082

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.

Galaric 2017.09.15. 06:51:17

nem semmi hajtómű. egy igazi mérnöki csoda.

gigabursch 2017.09.15. 15:21:28

Elborult egy elképzelés, az biztos.

Megjegyzendő a mai technológiai viszonyok között viszont a luxus-szigetek elérésében símán működőképes lehetne üzeletileg.

David Bowman 2017.09.15. 16:20:18

Mindig csak szegény Cometet emlegetitek (cikkírók), pedig a Tu-104es ugyanilyen tömény életveszély volt, csak az oroszok basztak rá.

David Bowman 2017.09.15. 16:21:06

@Galaric: Csoda, hogy gyártásba vették.

Maga Lenin 2017.09.15. 18:41:49

@David Bowman: A Cometről jó a sztori, ahogy a víztartályban tesztelve rájöttek a dologra, nem csoda, hogy mindig ez van szóba hozva. Amúgy is kapcsolódik a Princess-hez a Comet: azonos korszak, stb. De bizonyos vonalaktól eltekintve nem elég még mindig az orosz dolgok nyugati ismeretsége, pedig ott is vannak csuda történetek, az tuti.

David Bowman 2017.09.15. 20:13:51

@gigabursch: Arra gondoltam, hogy a Berijev milyen alkalmas lenne leintősbusznak az Amazonas mentén. Itt szállj le barátom, lécci!

David Bowman 2017.09.15. 20:16:13

@Maga Lenin: Azon gondolkodom, hogy az NK-12es mennyivel későbbi ennél a Proteusnál?

David Bowman 2017.09.15. 20:35:15

@David Bowman: Hat évvel. Ezalatt mennyit változott a világ!

Sigismundus · http://csakugyirkalok.blog.hu/ 2017.09.17. 08:40:38

Repülőcsónakok, imádom ezeket, bár inkább a harmincas évek hőskorának gyártmányait...

Burgermeister 2017.09.25. 10:54:51

Igenyes, preciz iras. Erdekes egy monster.