Krilo promenjive strele

Sveto trojstvo lovačke avijacije – ”brzina, manevar, ubojitost”, izreka čije autorstvo se pripisuje Jakovljevu (Яковлев, Александр Сергеевич), dugo je bilo neprikosnoveno. Međutim, počelo je da gubi na snazi i da redefiniše svoje prioritete najpre kod pojave  raketa zemlja-vazduh, koje su bar dva brže od lovačkih aviona i dosežu mnogo viši plafon leta, kao i sve pouzdanijih raketa vazduh-vazduh.

Konstruktorima je ostalo da se okrenu razvoju aviona kao platforme za razne sisteme. Međutim, kao nov izazov pojavljuje se i zahtev za smanjenom vidiljivošću (‘nevidljivošću’), odnosno stelt-osobinama. Sada je u pitanje dovedeno, na strateškom nivou, pojavom dronova, i samo dugoročno postojanje aviona i ulaganja u njih.

Da li je to stvarno tako i šta će to moći da zameni živog pilota, možda ćemo saznati pre nego što mislimo. Da li će nestati avioni kakve poznajemo ili dobiti neku sasvim novu ulogu? Stoga se posvetimo prvom delu ovog trojstva, jer ono je dovelo do mnogih unapređenja u avijaciji, ali i stranputica, ponekad iznuđenih. Da li je krilo promenljive geometrije bilo stranputica ili ne, pokušaćemo da odgovorimo u ovom tekstu.

Postizanje velike brzine aviona zasniva se na dvama suprotnim faktorima: snazi motora i malom aerodinamičkom otporu. Da bi postigli nadzvučne brzine, avione su počeli da konstruišu sa strelastim krilom različitog stepena zakošenosti.

To je, međutim, stvaralo druge probleme – dužinu poletanja i sletanja, nosivost, potrošnju, cenu proizvodnje i održavanja, itd. U večitoj borbi da usklade zahteve iz trupe, pobede sile prirode i ovladaju novim tehnologijama, izvesno vreme konstruktori su pribegavali značajnoj novotariji – krilu promenjive strele. Kada se to krilo pojavilo bilo je toliko moderno i napredno da su ga zvali i ”pametno krilo”.

Međutim, pokazalo se da su prednosti i nedostaci kod ovog rešenja u ”mrtvoj trci”, s tendencijom da nadvladaju nedostaci. Zato se od takvih rešenja odustalo krajem osamdesetih godina. Interesantno je da ti avioni i danas se nalaze u velikom broju vazduhoplovstava. Izgleda da konstruktori nisu baš mnogo bili u zabludi ili su fabrike veoma temeljno obavile svoj posao pa njihovi proizvodi još lete?

Krilo promenjive strele (engl. Variable-sweep wing, fr. Voilure à géométrie variable, nem. Schwenkflügel, rus. Крыло изменяемой стреловидности) kod nas je u popularnoj literaturi često nazivano ”krilo promenljive geometrije”.

To nije netačno jer, kako vidimo, koristi se u dva svetska jezika, ali naši teoretičari su insistirali da ta vrsta krila bude definisana upravo strelom krila. Najkraće rečeno, ovo krilo omogućava avionu efektivnost na velikim brzinama (položaj sa najvećim stepenom strele), dok mu mali stepen strele omogućava prednosti na malim brzinama (poletanje, uzletanje, jedrenje, ekonomičnost krstarenja). 

”Dva u jedan”, kako bi se to marketinški danas reklo. Kada su aparati s promenjivom strelom krila počeli da ulaze u stroj, bili su elita i ekskluzivnost, a njihovi piloti posebno cenjeni. 

Ko se toga prvi dosetio? Ko bi drugi nego Nemci. Čuveni proizvođač ”Meseršmit AG” (”Messerschmitt AG”, Bamberg, Bavarska) u svojim redovima imao je i profesora doktora Aleksandra Lipiša (Alexander Martin Lippisch). I on je posle rata ”dobrovoljno” nastavio karijeru u SAD, gde se proslavio kao konstruktor prve jedrilice na raketni pogon.

Kao jedan od pionira aerodinamike i aeronautike, dao je veliki doprinos izučavanju letelica bez repa, korišćenju delta krila i ekranskog efekta zemlje. U njegove izume ubraja se upravo i krilo promenjive strele. On ga je patentirao još 1942. godine. Koristio ga je na eksperimentalnom lovcu ”Meseršmit P.1101” koji nije nikada poleteo. Na konkursu za novog lovca, februara 1945. godine, ovaj model je izgubio od konkurenta, aviona ”Foke Vulf Ta-183 Huckebein”, koga su, inače, Sovjeti kasnije kopirali i stvorili obećavajući ”MiG-15”.

Taj prvi ”Meseršmit” s promenjivom strelom krila bio je samo početak puta. Strela je mogla da se menja samo na tlu, da bi se tek posle ispitivanja ugradio mehanizam.  Kad već spominjemo kopiranja, Amerikanci su na osnovu ovog modela  stvorili već 1947. godine poboljšanu kopiju ovog aviona i označili je sa ”Bell X-5”. 

Kako funkcioniše krilo promenjive strele? Kao što znamo, osnovna prednost krila pod pravim uglom ili s blagom strelom krila je visok koeficijent uzgona. Reč je o klasičnom krilu aviona iz Drugog sv. rata i klipno-elisne avijacije u komercijalnoj upotrebi. Njegov nedostatak je visok koeficijent otpora pri većim brzinama. To je, naravno, azbuka aerodinamike.

Kada se zakosi krilo, omogućava se veća brzina. Ali i zakošeno krilo ima niz nedostataka, uključujući smanjenu nosivost i pogoršanje stabilnosti i upravljivosti u nekim režimima leta. Dakle, nije sve u brzini. Konstruktori su pokušali sa skupim, teškim i komplikovanim rešenjem – krilom promenjive strele. 

Šta su dobili i koje su prednosti? Najpre – odlične karakteristike poletanja i sletanja i prihvatljiviji odnos potiska motora prema težini aviona. Frontovski bombarder ”Su-24” koji je čak tokom decenija dokazao svoje vrednosti, ima maksimalnu brzinu od oko 1.700 km/h sa strelom od 69°, a brzinu sletanja od 280-290 km/h sa strelom od 16° uz upotrebu kočionog padobrana. Osnovni nedostatak je veća masa krila i složenost, osetljivost konstrukcije.

Sve komande, a posebno hidraulične, moraju biti udvostručene ili utrostručene. Rotirajuće konzole je potrebno sinhronizovati, ali i zaštititi od vremenskih uticaja. Međutim, korisnici su procenili da će naći način da se izbore s tim problemom, jer su ovom konstrukcijom krila dobili više aerodinamičkih pozicija na jednom avionu. Kod prvih modela to su bile samo tri (prednji, srednji i zadnji položaj), da bi savremeniji modeli dobili i automatiku postavljanja strele krila, te su na taj način iz njega izvukli maksimum. 

Prvi serijski proizvedeni avion bio je američki ”F-111” (”General Dynamics F-111 Aardvark – mravojed”), koji je u naoružanje uveden 1967. godine. Međutim, on je odavno van stroja, od 2010. godine, za razliku od nekih njegovih ”kolega” (pa i vršnjaka) koji i dalje lete. Reč je o avionima iz poznatih biroa ”Mikojan” i ”Suhoj”.

Poslednji koji je napravljen je ”Beli labud”, odnosno ”Tu-160” (NATO kod ”Blackjack”) koji je prvi put poleteo 1980. godine. Zašto se danas više ne prave takvi modeli? Zato što je novi sistem upravljanja kojim se postiže velika stabilost oko svih osa letilice eliminisao negativne osobine nepokretnih krila pa je potreba za njima nestala.

Posvetimo nekoliko redova i avionima koji su napravljeni s ovom tehnologijom:

● ”Su-17/20/22”. Lovci-bombarderi i frontovski bombarderi. Napravljeni u doba SSSR u impozantnom broju od 2.867 primeraka, još uvek lete u sedam zemalja, čak i u vazduhoplovstvu jedne članice NATO – Poljske. Korišćeni su u još 18 država. Razvijeni su iz bazičnog modela ”Su-7”. Serija ovih aviona započeta je šezdesetih godina i još uvek zadovoljavaju svoje korisnike posle niza modifikacija. 

● ”MiG-23” (SSSR). Dugo je to bio elitni lovac u mnogim zemljama. Napravljen je u 3.630 primeraka lovačke varijante i 760 primeraka u trenažno-školskoj varijanti. Koriste se još uvek u osam zemalja, a korišćeni su u 22 države.

● ”Su-24” , frontovski bombarder za duboke prodore, u raznim varijantama. Sedamdesetih godina NATO glasnogovornici su (s pravom) plašili Zapad pojavom ovog aviona jer, kako vidimo, on je jedna od zvezda Specijalne vojne operacije u Ukrajini. Leti i dejstvuje kao da je juče izašao iz fabrike. Ukupno je proizvedeno oko 1.400 primeraka. Koristi se još uvek u šest zemalja, a koristio se u još sedam. 

● ”MiG-27”. Jurišna varijanta lovca ”MiG-23”. Napravljeno je 648 ”MiG-23 B/BN” (praktično ista konfiguracija kao lovac) i 764 ”MiG-27”. Korišćen je u 13 država. Više ne leti. Njegov glavni konkurent, trapavi i neatraktivni ”Su-17”, nadživeo ga je zbog veće nosivosti i upotrebljivosti.

● ”Tu-22M”. Ovo moćno sredstvo, poznato i kao ”Backfire” napravljeno je kao strateški bombarder u 497 primeraka. Kada se pojavio, bio je predmet međunarodnih mukotrpnih pregovora o ograničenju njegovog broja kao asimetrične pretnje. Koristile su ga SSSR, Belorusija i Ukrajina. Sada ga još uvek koristi Ruska Federacija. 

● ”Tu-160”, ”Beli labud” (NATO kod – Blackjack). Strateški bombarder. Napravljen je u 35 primeraka i predstavlja nezamenjivi deo nuklearne trijade Ruske Federacije. Olako ga se odrekla Ukrajina, no to je posebna priča.

● ”F-111” (SAD). Lovac – presretač za prevlast u vazdušnom prostoru. Tek kada je dobio odgovarajuću ulogu, bombardersku, pokazao je svoja prava svojstva. Proizveden u 640 primeraka. Više ne leti. Koristile su ga SAD i Australija.

● ”Grumman F-14 Tomcat”. Palubni lovac presretač. Proizveden u 712 primeraka. Korišćen i kao kopneni avion. Koristila ga je mornarička avijacija SAD, a još uvek ga koristi Iran, mada je veliki znak pitanja u kakvom su stvarnom stanju ti primerci. 

● ”Rockwell B-1 Lancer – kopljanik”. Strateški bombarder. Napravljeno je 104 komada. Jedini avion s promenljivom strelom krila koju SAD još uvek koriste.

● ”Dassault Mirage G” (Francuska). Lovac presretač. Proizvedeno je tri prototipa između šezdesetih i sedamdesetih godina.

● ”Panavia Tornado” (Evropska Unija). Lovac-bombarder i presretač. Napravljen je u oko 1.000 primeraka. Velika Britanija ga je povukla iz naoružanja, a Italija, Nemačka i Saudijska Arabija još uvek ga koriste.

Navedimo, pored meseršmita i bell X-5, i druge eksperimentalne primerke koji su pravljeni u jednom primerku: 

● ”NASA AD-1” (eksperimentalni, za izučavanje efekata pokretnog krila).

● ”Northrop Grumman Switchblade” , avion-koncept, bespilotna letilica.

● ”Norton Switchblade”, takođe konceptualni avion, ali sa obrnutom strelom krila.

● ”Grumman XF10F Jaguar”, prototip, preteča ”Tomketa” iz pedesetih godina.

● ”Short SB5”, Britanski lovac na bazi ”Lajtninga”.

Bez obzira na to što je ovaj aerodinamički model prevaziđen, procena je da će još dugo biti u stroju, upravo zbog kvaliteta samih modela i njihove upotrebljivosti. I za ovaj izum može se reći – sve u svoje vreme.