Flettner Fl 282

„Gépkolibri”


Tervezés:

Az első praktikus repülőgépek az 1800-as évek második felében jelentek meg és az 1900-as évek elejétől gyorsuló ütemben terjedtek. A századfordulón megkezdődtek az érdemi forgószárnyas kutatások is, de ezen a téren évtizedeken át nem történt áttörés, annak ellenére, hogy több országban, köztük az Amerikai Egyesült Államokban, az Egyesült Királyságban és Németországban is tehetséges mérnökök állami támogatás mellett kísérleteztek helikopterekkel.

A forgószárnyas légi járművek fejlesztésében az 1930-as években történt áttörés, amikor (egymástól függetlenül) többen is eljutottak a gyakorlatban is használható helikopterek megalkotásáig - ezen mérnökök közé tartozott a német Anton Flettner is. Flettner 1885-ben született és már fiatalon bizonyságot tett képességeiről. Az első világháború alatt Flettner megalkotott többek között egy irányítható torpedót, egy távvezérlésű autót és 1918-ban egy kísérleti távirányítású rakétát.

A német mérnök később is számos előremutató találmányt hozott létre, majd 1926-ban érdeklődése a repülés felé fordult, ennek kiszolgálására pedig céget is alapított. Flettner kifejezetten egy forgószárnyas légi járművet szeretett volna létrehozni - gyakorlatilag saját korábbi rotorjával kívánta helyettesíteni a repülőgépek merev szárnyát.

A többi kortárs mérnökhöz hasonlóan Flettner is szembesült a stabilitás problémájával: egy repülőgép a megfelelő farokrésszel (függőleges és vízszintes vezérsíkokkal) stabilan repülhető - e rendszer egyetlen hátránya, hogy a repülőgép képtelen a levegőben megállni, mivel a szükséges felhajtóerő csak mozgás közben keletkezik a szárnyakon.

A helikopterek forgó szárnya ezt a problémát ugyan kiküszöböli, de a rotor forgása nagymértékű forgatónyomatékot eredményez. Amíg a helikopter bekapcsolt hajtóművekkel a földön áll, ez a forgatónyomaték kizárólag a gép felemelésére fordítódik, de amint a jármű elemelkedik a talajtól, már semmi nem stabilizálja, ezért a rotorokat forgató főtengely forgatónyomatékával azonos nagyságú, de ellentétes irányú erő hat a helikopterre. Ez praktikusan azt jelenti, hogy külön stabilizáló rendszer nélkül a helikopter irányíthatatlanul (a rotorral ellentétes irányban) forogni kezd a főtengely körül.

Ez kezdetben leküzdhetetlen akadályt jelentett, ezért először a repülőgép és helikopter között átmenetet jelentő autogirók jelentek meg: gyakorlatilag olyan repülőgépek, amelyek forgószárnnyal rendelkeznek, de ezt a légáramlat forgatja, a járművet egy hagyományos (vízszintes propellerel rendelkező) repülőgépmotor mozgatja.

Az autogirokból kiindulva alkotta meg Flettner 1939-ben a Flettner Fl 265-öst, amely még egy lépés volt a helikopterek irányába. Ez a típus gyakorlatilag már helikopternek számított, mivel amellett, hogy autogiro-ként képes volt az orrába szerelt, 160 lóerős hajtóművével repülni (ebben az esetben a rotorlapátokat a légáramlat forgatta, amelyet autorotációnak neveznek), át lehetett állítani: ekkor a hajtómű a rotorlapátokat forgatta.

Az Fl 265-ös ugyan nem volt teljes értékű helikopter és a kettős rendszer bonyolulttá tette, ugyanakkor ez azzal az előnnyel járt, hogy helikopterként repülhetett, vészhelyzetben viszont visszaválthatott az autogirok autorotációjára.

Flettner cégét a felesége által felhajtott gazdag befektetők mellett a német állam finanszírozta, lehetővé téve 6 példány legyártását, de amikorra ezek kiértékelése megtörtént, Flettner már bemutatott egy, az Fl 265-ösből továbbfejlesztett járművet, a hadsereg pedig ez utóbbi javára ejtette az Fl 265-öst. Ez az átmeneti típus így végül nem került sorozatgyártásba - ellentétben a Flettner Fl 282-essel, amelyet Kolibri becenévvel illettek.


Konstrukció:

Az Fl 282-es ugyan az Fl 265-ös közvetlen utódja volt, ám ahhoz külsőre egyáltalán nem hasonlított. A Kolibri már valódi, teljes értékű helikopter volt, ami többek között azt jelentette, hogy elhagyták róla az első propellert, ezáltal a motort áthelyezhették az ülések mögé: ezzel egyrészt javították a gép súlyelosztását, másrészt javult a kilátás (egyben radikálisan megváltoztatva a helikopter látványát).

Az Fl 282-es rendkívül kis méretű helikopter volt: hossza alig 6,56 métert tett ki, üres tömege pedig az 1 tonnát sem érte el - ez a mai helikopterekkel összehasonlítva már kevésnek tűnhet, de a Kolibri kortársaihoz (pl.: a Sikorsky R-4-eshez) vagy a háború utáni Kamov Ka-15-öshöz képest nem volt kiemelkedően kicsi.

A legfontosabb kérdés az Fl 282-esnél is a stabilitás megoldása volt. Flettner az Fl 184-es és Fl 185-ös autogirokon bonyolult kiegészítő lapátokat alkalmazott, ami növelte a jármű légellenállását, miközben csökkentette a teljesítményt, de nem bizonyult kellően megbízhatónak (ez az Fl 184-es lezuhanásához vezetett; jobbra az Fl 185-ös látható).

A keletkező forgatónyomaték kioltásához az amerikai Igor Sikorsky az imént említett Sikorsy R-4-esben a máig használt farokrotort használta: egy kisméretű, másodlagos rotorral, amely a főrotorra merőlegesen forog, megoldva a problémát. A farokrotor alkalmazásának azonban több hátránya is van, amelyek közül a legfontosabb az, hogy miközben a hajtómű teljesítményének akár harmada is a farokrotor meghajtására fordítódik és e rendszer növeli a gép bonyolultságát, a stabilitás biztosítása mellett ez az egység gyakorlatilag holtsúlynak számít, miveé a lebegésben, illetve az előrehaladásban nem segít (hiszen a farokrotor lapátjai függőlegesek).

Egy másodlagos, kisméretű rotor farokrotorként történő alkalmazása mellett több más megoldás is született, felismerve, hogy két teljes értékű, vízszintes, a helikoptert hajtó rotor is alkalmas egymás forgatónyomatékának kioltására, amennyiben szinkronizálva, egymással ellentétes irányba forognak. Ennek hasznosítására 4 mód született: a német Focke-Wulf vállalat a két rotort egymás mellett helyezte el (ld. Fw 61), később, a világháborút követően több helikopteren egymás mögötti rotorokat alkalmaztak. Ezen kialakítások viszont csak nagy méretben voltak megvalósíthatóak, mivel az egymással ellentétes irányba forgó rotorlapátokat olyan távol kell elhelyezni, hogy azok ne érhessenek egymáshoz.

A Szovjetunióban Nyikolaj Iljics Kamov kidolgozta a (koaxiális elrendezésnek nevezett), egymás fölé épített kettős rotor-rendszerét, Flettner viszont egy negyedik megoldást, az ehhez hasonló szinkrokopter kialakítást választotta. Ez utóbbi esetében két különálló rotor-tengelyt alkalmaznak, de ezek egymástól kis távolságban, egymáshoz képest kismértékben (az Fl 282-esben előre 6, oldalirányban 24 fokban) döntve kerülnek beépítésre, ezért forgás közben átfedésbe kerülnek (a rendszer kulcseleme a tökéletes szinkronizáció, mert ellenkező esetben a két rotor lapátjai egymásnak ütközhetnek).

Flettner megoldása veszélyesnek tűnhet, de hatékonynak bizonyult és amellett, hogy így a motor teljes teljesítményét 100 %-ban a haladásra fordíthatták, nem volt szükség farokrotorral (ehelyett a fordulást segítő hagyományos vezérsíkokat használt), ráadásul az elkészült helikopter igen kompakt lett. A Kolibri-t egy 7 hengeres Bramo Sh.14A csillagmotor hajtotta, amely 160 lóerőt adott le: ez az erőforrás amellett, hogy igen kisméretű volt, már bizonyított Flettner korábbi típusaiban.

A rotoronként kétlapátos Fl 282-est előremutató módon három kerékkel szerelték fel, amely megkönnyítette a földi mozgatást: az első tengely kormányozható volt, a hátsó tengelyeket kissé ferdén építették be.

A Kolibri kis mérete ellenére kétszemélyes volt: a pilóta az orrban található, nyitott fülkében kapott helyet, ami ugyan nem védte az elemektől, viszont tökéletes, közel teljes körkilátást biztosított számára (a második prototípus teljesen zárt, a harmadik félig zárt, üvegezett pilótafülkét kapott, de ezek egyszemélyesek voltak).

Az Fl 282-es a pilóta mellett egy utast szállíthatott, szokatlan módon a rotor mögött, hátrafelé néző ülésben - e helikopter korlátozott kapacitása miatt bombákat vagy más fegyvereket nem hordozhatott.


Szolgálatban:

Anton Flettner 1940-ben kezdte meg az Fl 282-es fejlesztését, az első prototípusok egy évvel később emelkedtek a levegőbe. Ekkor a kisméretű, fegyverzet nélküli, igen kezdetleges helikopterek iránt elsősorban nem a szárazföldi hadsereg vagy a légierő, hanem a német haditengerészet, a Kriegsmarine érdeklődött, mivel a helikopterek megfelelőnek tűntek tengeralattjárók felderítésére.

A Flettner Fl 265-öst a próbákat követően megfelelőnek ítélték és szerették volna megrendelni, de Anton Flettner meggyőzte a döntéshozókat, hogy adjanak némi időt az Fl 282-eshez. A Kolibri-ből (azért, hogy felgyorsítsák a típus gyártását) a német hadügyminisztérium 30 prototípust és további 15 előszériás helikoptert rendelt.

Az első példányokon több kialakítást kipróbáltak, majd a helikopterek a haditengerészethez kerültek tesztelésre. Itt igen részletes kiértékelésre került sor: a járművet 1942-ben a Köln cirkálóról több esetben is indították és a típust tesztelték a Balti-tengeren, az Égei tengeren, valamint a Mediterránon is. A próbák igen kedvező eredménnyel járultak - a helikopter megbízhatóan működött, még rossz időjárási körülmények között is. Az acélvázas, faborítású rotorlapátokkal szerelt Fl 282-es egyetlen felfedezett problémája az volt, hogy végsebességen a helikopter már veszélyesen rezgett.

A Kolibri-ből több variánst létrehoztak: az Fl 282A-1 modell együléses volt, míg a meg nem valósított Fl 282A-2-es egy hasonló gépet takart, de ezt kifejezetten tengeralattjárók számára és egy speciális, vízhatlan hangárban terveztek őket szállítani. Az A-1-es mellett egyetlen további sorozat került sorozatgyártásba, az Fl 282B-1, amely a helikopter kétüléses, szárazföldi felderítő- és futár-változatát jelölte.

A teszteket követően a német hadügyminisztérium elrendelte az Fl 282-es sorozatgyártását: mivel Flettner cége a fejlesztésre koncentrált, nem voltak berendezkedve, ezért a nem kevesebb, mint 1000 db Fl 282-esre szóló megrendelést a BMW kapta meg.

A BMW azonnali hatállyal megkezdte két gyártósor felállítását: egyet müncheni, a másikat eisenachi gyáraiban, de nem sokkal az összeszerelés megkezdését követően a Szövetségesek légibombázásaiban nemcsak mindkét BMW üzem pusztult el, de Flettner berlini gyára is. Emiatt mindössze 24 db Kolibri készült el, az Fl 282-es azonban így is a világ első sorozatgyártású helikopterévé vált (az elkészült példányokra 50 pilóta kapott kiképzést).

Az Fl 282-es furcsa kialakítása ellenére korának egyik legfejlettebb helikoptere volt, amely ráadásul igen stabilnak bizonyult, ugyanakkor kiemelkedően mozgékony volt (csupán kisebb problémákat jegyeztek fel, például a helikopter felszálláskor hajlamos volt enyhén berezonálni).

Sajnos az Fl 282-es alkalmazásáról csak minimális adat maradt fent, ám annyi bizonyos, hogy a helikoptereket több konvojkísérő cirkálón használták és a német második világháborús helikopterek közül ezzel a típussal teljesítették a legtöbb repült órát. A kedvező tapasztalatok alapján, a háború végén kialakították a Kolibri szárazföldi változatát is, amely kiválóan megfelelt tüzérségi tűzhelyesbítésre.

A német légierő a Messerschmitt Bf 109-es és Focke-Wulf Fw 190-es vadászgépekkel tesztelte a hasonló, ám valamivel rosszabb teljesítményű Fl 265-ös túlélőképességét: e próbán a fotógéppuskákkal felszerelt vadászrepülők 20 perc alatt egyetlen ”találatot” sem tudtak elérni az alacsonyan repülő, mozgékony helikopteren.

Nem ismert, hogy akár egyetlen Fl 282-es is megsemmisült volna Szövetséges vadászgépek tüzétől, a földi légvédelem viszont több helikoptert is lelőtt. A háború végén a megmaradt példányok közül többet is a németek semmisítettek meg, de legalább két röpképes példányt (a V15-öst és a V23-as) így is az amerikaiak, egyet pedig a szovjetek szereztek meg és szállítottak haza, tesztelés céljából.

Flettner időközben folytatta kutatásait, még a háború alatt megalkotva az Fl 282-es fejlettebb változatát, az Fl 285-öst és az Fl 339-es teherszállító helikoptert, de ezek már nem valósultak meg. Flettnert sok már vezető német tudóshoz hasonlóan az amerikaiak az Amerikai Egyesült Államokba hurcolták, ahol az amerikai haderő támogatásával folytatta munkáját.

Amerikában megpróbálta újjáéleszteni cégét, ám ez nem volt sikeres, ezért Flettner az amerikai Kaman helikoptergyár alkalmazottja lett - e vállalat főtervezőjeként több helikopter tervezésében vett részt, köztük a Kaman HH-43 „Huskie”-éban, amely szintén a Kolibri-n is használt szinkrokopter rotor-kialakítást kapta.


Műszaki adatok:

Név: Flettner Fl 282 ”Kolibri” (kolibri)

Típus: könnyű helikopter

Fizikai jellemzők:

Hossz: 6,56 m

Rotorátmérő: 11,56 m

Magasság: 2,20 m

Szerkezeti tömeg: 760.kg

Max. felszálló tömeg: 1.000.kg

Motor: dugattyús, 160 Le-s (Bramo Sh.14A, ”csillag” hengerelrendezésű, 7 hengeres)

Személyzet: 1 fő (+ max. 1 fő)

Fegyverzet: nincs

Teljesítmények:

Végsebesség: 150 km/h

Csúcsmagasság: 3.000.m

Emelkedőképesség: 91,2 m/perc

Hatótávolság: 170 km


Vissza
Ötlet.Minőség.Elfnet.hu | 2011-2017 | Minden jog fenntartva.