Zdjęcie dnia

  • Jacek Grześkowiak

    Jacek Grześkowiak

Newsletter

Cotygodniowa porcja informacji lotniczych

JOOMEXT_TERMS

Pogoda

 


Dołącz do nas !

FB TW google-plus-ikona-2012 YT 

 


 Hawker Siddeley

Hawker P.1127 i Hawker Siddeley Kestrel FGA.1 – eksperymentalne i rozwojowe samoloty, które dały początek serii samolotów Hawker Siddeley Harrier, pierwszych produkowanych seryjnie odrzutowych samolotów bliskiego wsparcia powietrznego pionowego/krótkiego startu i lądowania. P.1127 powstawał od 1957 roku na bazie nowego silnika Bristol Pegasus z ciągiem wektorowanym. W ciągu kolejnych sześciu lat testowano różne rodzaje startów i lądowań, także na lotniskowcach. Trzy pierwsze prototypy rozbiły się podczas testów, jeden podczas Międzynarodowego Salonu Lotniczego w Paryżu w 1963 roku.

Samolot przechodził wiele modyfikacji – zmieniano projekty m.in. skrzydeł, części ogonowej oraz stosowano mocniejsze silniki. Poprawiony P.1127, znany jako Kestrel testowany był przez Tripartite Evaluation Squadron (Trójstronną Eskadrę Sprawdzającą) – zespół pilotów wojskowych z Wielkiej Brytanii, Stanów Zjednoczonych i RFN. Później loty prowadziły także US Army, USAF i NASA.

Prace nad pokrewnym, naddźwiękowym samolotem Hawker Siddeley P.1154 zarzucono w 1965 roku. W rezultacie P.1127 (RAF), wariant zbliżony do Kestrela, w 1967 został skierowany do produkcji masowej pod nazwą Harrier. Harriery z powodzeniem służyły w lotnictwie wielu krajów, m.in. Wielkiej Brytanii, Stanów Zjednoczonych, Hiszpanii i Indii, często

 

Geneza

Pierwsze próby stworzenia samolotów VTOL pojawiły się w jeszcze w czasie drugiej wojny światowej, czego owocem był niemiecki rakietoplan Bachem Ba 349. Projektom daleko było jednak do doskonałości. W latach 50., zaostrzająca się zimna wojna dała impuls do projektowania innych samolotów pionowego startu, jak np. śmigłowe Lockheed XFV i Convair XFY-1 czy odrzutowy Ryan X-13 Vertijet. Żaden z nich nie nadawał się jednak do wykorzystania bojowego, przez co projekty zostały anulowane.
Samolot doświadczalny Short S.C.1

Również brytyjski Rolls-Royce zaczął badania nad technologią VTOL. W 1953 roku powstała Rolls-Royce Thrust Measuring Rig – latająca platforma testująca zachowanie się płatowców w płaszczyźnie pionowej. Koncepcją głównego inżyniera brytyjskiego producenta silników – Alana Arnolda Griffitha było zastosowanie większej liczby silników o mniejszej mocy. Brytyjskie Ministerstwo Zaopatrzenia zaakceptowało wizję Griffitha i rozpisało konkurs na projekt samolotu VTOL, do którego zgłosiły się dwie firmy – Avro i Short Brothers. Zakłady z Manchesteru zaproponowały przebudowę modelu 707 pod użycie sześciu ruchomych silników Rolls-Royce'a. Short natomiast chciał stworzyć nowy samolot, używający pięciu zamontowanych na stałe silników: czterech do pionowego startu i lądowania, piątego jako napęd w locie poziomym. Tak powstał samolot doświadczalny Short S.C.1. Konstrukcja była dość prosta – cztery silniki pod kadłubem generowały ciąg prostopadle do podłoża, co powodowało unoszenie się maszyny nad ziemią. Manewrowanie możliwe było dzięki ruchomym dyszom zamontowanym w nosie, ogonie i skrzydłach płatowca. W drugiej połowie 1958 roku Short S.C.1 wykonał swój pierwszy lot. Samolot miał też wadę – w razie awarii jednego z silników nośnych tracił stabilność. Do takiego wypadku doszło w 1963 roku podczas testów. Pilot nie przeżył katastrofy.

Z podobnych pobudek co Brytyjczycy, samolotami pionowego startu i lądowania zainteresowali się Francuzi. Na bazie silnika SNECMA Atar zbudowali samolot VTOL ze skrzydłem pierścieniowym – Coléoptère. „Chrząszcz” był jednak trudny w opanowaniu i projekt został zarzucony. Konstruktor Michel Wibault, wyciągając wnioski z nieudanych prób amerykańskiego X-13, stworzył własny projekt jednomiejscowego, jednosilnikowego myśliwca. Osiągnięcie własności VTOL miało być możliwe dzięki zastosowaniu czterech sprężarek odśrodkowych, generujących ciąg sterowany obrotowymi dyszami na spodzie kadłuba. Całość zasilana była silnikiem Orion – najmocniejszą znaną wówczas jednostką turbośmigłową. Wibault nazwał swoje dzieło Gyroptère i próbował pozyskać pieniądze na prace nad napędem. Rządy Francji i Stanów Zjednoczonych nie były zainteresowane pomysłem, w przeciwieństwie do NATO. W 1956 roku projekt trafił do Bristol Engine Company (BEC), które pracowało nad silnikiem Orpheus – napędem dla projektowanego myśliwsko-szturmowego Fiata G.91. Szef Biura Projektowego Gordon Lewis zauważył słabe punkty projektu Francuza, widział też w nim jednak spory potencjał. Gotowy w sierpniu 1956 roku projekt otrzymał oznaczenie fabryczne BE.48. Model został jednak szybko zastąpiony przez BE.52, w którym wymieniono nieefektywne sprężarki na wentylatory promieniowe i zastosowano osprzęt i przekładnie z silnika Orpheus. Wspólna konstrukcja Wibaulta i Lewisa została opatentowana w styczniu 1957 roku jako BE.53. Bristolska wytwórnia rozpoczęła starania o pozyskanie finansów na rozwój nowego silnika. Ostatecznie, w połowie 1958 roku, 75% inwestycji pokryło NATO, resztę dołożyło BEC. W międzyczasie rozesłałno projekt do wytwórni lotniczych, mając nadzieję na szybką sprzedaż rewolucyjnego silnika.

Pierwszym odbiorcą BE.53 były irlandzkie zakłady Short Brothers, które miały już doświadczenie z technologią VTOL. Zaczęli oni projektowanie nowego samolotu, którego bazą miała być nowa jednostka Bristol Engine Company. Jednocześnie, za pomocą przerobionego pod BE.53 samolotu Short S.C.1, promowali używanie silników z Bristolu[a]. Promocja okazała się na tyle skuteczna, że projektem zainteresował się potentat brytyjskiego przemysłu lotniczego – Hawker Aviation, który od czasów I wojny światowej (jeszcze jako Sopwith) dostarczał Royal Air Force takie maszyny jak Camel, Hurricane, Sea Fury czy Hunter. Mimo fiaska budowy wszechstronnego, naddźwiękowego myśliwca przechwytującego Hawker P.1103 na zlecenie RAF, konstruktorzy z Surrey przekształcili myśliwiec w jednomiejscowy samolot szturmowy, który oznaczyli P.1121. W kwietniu 1957 roku brytyjskie Ministerstwo Obrony wydało Defence White Paper, która nakazywała wycofanie ze służby samolotów załogowych i zastąpienie ich kierowanymi pociskami rakietowymi. Dokument ten przyczynił się do anulowania wielu projektów, w tym P.1121.

 

Dane techniczne:

Załoga 1 pilot
Długość 13,87 m
Rozpiętość skrzydeł 7,70 m
Wysokość 3,45 m
Powierzchnia nośna 18,70 m²
Masa własna 5579 kg
Maksymalna masa startowa 11 340 kg (STO)
Prędkość maksymalna ~1200 km/h
Pułap 16 764 m
Zasięg 648 km
Silnik 1 × Rolls-Royce Pegasus 11 Mk. 103
o ciągu 95,6 kN

 

Nowa wersja P.1127 spotkała się z bardzo dużym zainteresowaniem ze strony Mutual Weapons Development Programme – prace nad finansowanym przez NATO silnikiem BE.53 były bardzo zaawansowane, a większa liczba projektantów Hawkera dawała nadzieje na szybkie poprawki i rychłe wprowadzenie P.1127 do testów. Wiele wysiłku włożono w przekonstruowanie podwozia-podpórek na końcówkach skrzydeł, które szczególnie nie podobały się Cammowi. W maju 1958 zakłady z Surrey rozpoczęły budowę własnego tunelu aerodynamicznego pozwalającego na testy modeli statycznych. Początkowo używano tunelu Kingston College, a od czerwca, po zwolnieniu miejsc, obiektu użyczył Royal Aircraft Establishment. RAE uważnie przyglądał się projektowi, mogącemu zastąpić Huntera FGA.9, nie zdradzając jednak swoich planów Hawkerowi. Po zakończeniu podstawowych prac nad P.1121 i mając zapewnione finansowanie silnika, w sierpniu 1958 roku podlondyńskie zakłady lotnicze zajęły się skrzydłami P.1127.

Z rozpoczęciem roku 1959, ogłoszono zwycięstwo English Electric i Vickersa na budowę naddźwiękowego samolotu bombowego/rozpoznawczego TSR-2, wskutek czego Hawker ograniczył prace nad P.1121. Wytwórnia próbowała jeszcze zdobyć kontrakt na wsparcie programu, lecz propozycja została odrzucona i projekt P.1121 został ostatecznie zakończony. Jedyne nadzieje w dalszym istnieniu firmy pokładano w P.1127. Po rozstrzygnięciu konkursu na TSR-2, RAE opublikowało wymagania na samolot myśliwski o cechach V/STOL – następcę Hawker Huntera. Hawker przedstawił projekt P.1127, szacując, że gotowy samolot może wejść do służby w 1965 roku. Ministerstwo Zaopatrzenia złożyło zamówienie na dwa prototypy. W marcu przedstawiono Ministerstwu wstępną, a miesiąc później, ostateczną koncepcję nowego myśliwca V/STOL z poprawionym układem powietrznym. Zmiana projektu wymusiła na Bristolskiej fabryce przeprojektowanie silnika, który otrzymał rdzeń z jednostki Orpheus 6 i oznaczenie BE.53/3.

W maju 1959, brytyjski rząd wysłał Hawkerowi rozporządzenie ER 204D, w którym zawarł szczegółowe wytyczne dotyczące P.1127. Oznaczało to, że projekt mógł być zakupiony zarówno przez Royal Air Force (jako następca Huntera), jak i NATO (sukcesor Fiata G.91). W ciągu roku planowano wprowadzić dodatkowe oprzyrządowanie: radar, nawigację oraz rozbudowaną, bojową awionikę, a także dostosować samolot do ewentualnej prędkości naddźwiękowej. W lipcu 1959, na rok przed planowanym oblotem pierwszego prototypu, zakłady z Surrey rozpoczęły intensywne prace nad P.1127. W tym samym czasie pierwszy ukończony silnik BE.53/2, już pod nową nazwą Pegasus 1 , przeszedł pomyślne testy. W październiku, nowoutworzone Ministerstwo Lotnictwa (Ministry of Aviation, MoA) przeznaczyło 75 000 £ na rozwój prototypu. Hawker w tym czasie przygotowywał program testowy dla nowego płatowca. W tym celu szef biura projektowego – Bob Marsh wraz z Ralphem Hooperem wybrali się do Langley Research Center w Hampton (Wirginia), gdzie mieli okazję przyjrzeć się i przetestować Bella X-14 – niewielki samolot VTOL napędzany dwoma silnikami Armstrong Siddeley Viper. Projektanci Hawkera spotkali tam Johna Stacka, który był zagorzałym zwolennikiem P.1127. Planował on budowę modelu i udowodnienie płynnego przejścia z pionowego startu do konwencjonalnego lotu. We wrześniu 1959 rozpoczęto pracę, a w styczniu 1960 model odbył pierwsze udane próby VTOL. Sukces bardzo ucieszył Brytyjczyków. W marcu 1960, piloci testowi Hawkera – Bill Bedford i Hugh Merewether polecieli do NASA Ames, gdzie oblatali X-14. Po powrocie do kraju, odbyli jeszcze szkolenia na S.C.1, zdobywając cenne doświadczenie.
Pierwszy prototyp P.1127 XP831 unoszący się nad lotniskiem

W tym czasie montaż pierwszych dwóch prototypów był już bardzo zaawansowany. 15 lipca 1960 roku pierwszy prototyp, oznaczony jako XP831 opuścił fabrykę i został przetransportowany na zakładowe lotnisko w Dunsfold, gdzie odbyły się pierwsze próby statyczne[4]. We wrześniu do samolotu trafił najnowszy silnik Pegasus 2 (BE.53/3), dzięki któremu wszystkie wymagania MoA zostały spełnione i samolot był gotów do swojego pierwszego lotu[3]. Specjalnie dla programu testowego P.1127 zmodernizowano lotnisko w Dunsfold. Wybudowano dwa dodatkowe obiekty: specjalną hamownię używaną do testów silnika oraz miejsce do testowania techniki VTOL z wyciągami usuwającymi gorące powietrze, mogące wpłynąć niekorzystnie na stabilność samolotu. Pierwsze testy wykonywano bez zbędnego oprzyrządowania i minimalną ilością paliwa. Przygotowania trwały do 21 października 1960 roku, kiedy to Bill Bedford po raz pierwszy oderwał P.1127 od ziemi. Początkowo testy odbywały się na uwięzi, jednak krótkie liny powodowały niestabilność prototypu, po osiągnięciu maksymalnej ich długości. Po upewnieniu się, że swobodny lot będzie bezpieczny, 19 listopada Bedford wykonał pierwszy wolny pionowy start[5]. Tego samego dnia, opublikowano pierwsze oficjalne zdjęcia P.1127.

Po udanej serii badań VTOL, prototyp przygotowano do konwencjonalnych startów – zamontowano, zdjęte do prób startów pionowych, radio, drzwi podwozia oraz inne, niezbędne do lotu konwencjonalnego, podzespoły. Wymieniono także grube, dzwonowe wloty powietrza zastępując je cieńszymi, prostymi[b]. Próby kołowania ujawniły poważne usterki podwozia, głównie przedniego zestawu kołowego: goleń tarła o oś podwozia, co powodowało problemy ze sterowaniem i mogło doprowadzić do złamania podwozia. Hawker wprowadził niezbędne poprawki i 13 marca 1961 samolot odbył pierwszy konwencjonalny start z bazy RAE Bedford. Loty wykazały problemy ze stabilnością z wysuniętym podwoziem lub wysuniętymi klapami, konstrukcja skrzydeł powodowała, że maszyna łatwo ulegała przeciągnięciom, a silnik miał tendencję do niespodziewanego gaśnięcia. Usterki, znane z innych podobnych konstrukcji, nie przeszkodziły jednak w przejściu do kolejnej fazy prób – przejścia z pionowego startu do klasycznego lotu.

Na trzecią fazę testów zdołano dostarczyć drugi prototyp (XP836), który odbył swój dziewiczy lot 7 lipca 1961 roku. Używano go do osiągnięcia jak najwyższej prędkości – na pułapie 40 000 stóp (12 200 metrów) uzyskano 1,02 Ma. Przeprowadzano również testy stabilności przy IAS równej 95 kt (176 km/h). W tym samym czasie XP831 z nowym silnikiem generującym 53,4 kN ciągu, kontynuował program pionowych startów i lądowań. Udało się też osiągnąć prędkość w locie pionowym na poziomie 95 węzłów, co domknęło różnicę między prędkościami VTO i lotu konwencjonalnego. Pierwsze udane manewry wykonano 12 września 1961 roku, co zdaniem pilotów było wyjątkowo proste.

Ostatnim etapem testów było wykonywanie krótkich startów, co było ważne przy obciążeniu maszyny uniemożliwiającym pionowy start. Pierwsze testy STOL przeprowadzono 28 października 1961 na lotnisku w Dunsfold. Etap ten zakończył się pełnym sukcesem – maszyna bez problemów kontynuowała lot po starcie z kilkusetmetrowego pasa. Po około roku od pierwszego lotu, wykonano cały program testowy. Mimo kilku niedociągnięć, P.1127 wykonał wszystkie zadania, do których został zaprojektowan].

Projektanci Hawkera świadomi byli, że P.1127 może odnieść sukces, musieli jednak uporać się z wszystkimi usterkami pierwszych prototypów. Ministerstwo Lotnictwa również zadowolone było z pierwszych testów i zamówiło kolejne cztery maszyny, nazywając je "wersjami rozwojowymi". W prototypach XP831 i XP836 dokonano wielu, czasami zbędnych poprawek. Skutkiem jednej z nich był wypadek XP836 na skutek oderwania się dyszy znajdującej się w przedniej części kadłuba. Pilot Bill Bedford zdołał się katapultować. Dochodzenie ujawniło nietrwałość dysz wykonanych z włókna szklanego, które po wypadku zostały wymienione na stalowe odpowiedniki[5]. 8 lutego 1963 roku Bedford na XP831 wykonał także pierwszy pionowy start i lądowanie na lotniskowcu HMS "Ark Royal"[6][7]. Pierwszy samolot serii "rozwojowej", oznaczony jako XP972 został oblatany 5 kwietnia 1962. 30 października doszło do awarii silnika w locie, co zmusiło Hugh Merewethera do awaryjnego lądowania w bazie RAF Tangmere. Samolot został uszkodzony na tyle poważnie, że został wkrótce później zezłomowany. Następne dwa prototypy XP976 i XP980 po raz pierwszy wzbiły się w powietrze odpowiednio 12 lipca 1962 i 24 lutego 1963 roku. Zastosowano w nich poprawione skrzydła i większe stateczniki poziome o ujemnym wzniosie, poprawiające stabilność samolotu. W tym samym czasie wprowadzono nowe silniki Pegasus 3 oraz gumowe nakładki na wloty powietrza, które zwiększały wydajność silnika. Ze względu na zrywanie się ich podczas dużych prędkości, w ostatnim prototypie (XP984) zastąpiono je nakładkami metalowymi. Szósty P.1127, oblatany 13 lutego 1964 roku, wyposażono w skrzydła skośne, poprawiony kadłub i silnik Pegasus 5 generujący 66,7–69 kN ciągu[5][8]. XP984 został próbą kontrolną i punktem odniesienia dla serii dziewięciu nowych samolotów – Kestreli.