Zbog čega vazduhoplovni konstruktori već više od jednog veka ne odustaju od koncepta “letećeg krila”?

Bavili smo se već sovjetskim pokušajima da naprave avion s konfiguracijom letećeg krila. Uverili smo se da to nije ni slučajno jednostavan i lak zadatak.

Treba napraviti avion u aerodinamičkoj šemi jedrilice, bez repa, s redukovanim trupom.

Ulogu trupa preuzima krilo u kome se nalaze svi agregati, posada i korisni teret. Takav avion koristi se na dozvučnim brzinama jer prilikom nadzvučnih brzina postaje praktički neupravljiv i visokorizičan, bez obzira na mogućnosti današnjih bord kompjutera.  

Zbog čega konstruktori već više od jednog veka ne odustaju od takvog koncepta?

Retko i skupo

Primetićemo da su svi do sada modeli bili predviđeni za bombardersku upotrebu. Očigledno je da se od njih ne traži (niti može dobiti) manevrabilnost lovca ili njegova brzina. Kada bi isključili kompjuter, on bi se pretvorio u ”leteću ciglu”, kako su to lepo oslikali u filmu ”Nebeski kauboji”.

Ovaj avion ima veliku  mogućnost da silu uzgona koristi celom površinom aviona,  a ne samo na nekim njegovim delovima kao kod klasične konfiguracije. Odsustvo potrebe za potrošnjom velike količine energije za poletanje smanjuje na taj način specifičnu težinu aviona za račun nosivosti.

Kraće rečeno – avion tipa ”leteće krilo” sa znatno manjim dimenzijama može nositi srazmerno više tereta nego klasični bombarderi. To istovremeno znači da se smanjuje i efektivna površina odbijanja, odnosno disperzije radarskih zraka, pa je njegov radarski ”potpis” veoma mali.

Ni to nije sve. Avion takve veličine zauzima manje prostora na skupoj površini i instalcijama vazduhoplovnih baza.

Svaki inžinjer aerodinamike odmah će navesti i nedostatke koji ovaj avion čine retkim i veoma skupim: malo rastojanje upravljačkih površina od centra osnovne mase tela aviona uslovljava nestabilnost u letu, kao i visok rizik tokom turbulentnih pojava u vazduhu. Do pojave sistema fly-by-wire ovo nije bilo moguće lako rešiti, stoga su ovi modeli bili izuzetno retki i po pravilu na nivou eksperimenta. Tek je FBW sistem i kompjuter s rendundiranim vezama omogućio relativno stabilan let i pojavu upotrebljivih modela.

SSSR

Sovjeti su 1922. godine prvi počeli da eksperimentišu, ali na jedrilicama. Tako je poznati konstruktor Boris Čerankovski radio na jedrilicama tipa ”leteće krilo” (jedrilice ”BIČ”). Nije ni čudo što se od njih krenulo, jer je glavno svojstvo jedrilica, kao što znamo, upravo njihova mogućnost da ostanu dugo u vazduhu bez sopstvenog pogona zahvaljujući velikom krilu i poznavanju teorije struja i ruže vetrova.

Pored neuspelog bombardera kojim smo se već bavili (Eksperimentalni bombarder DB-LK) kojim su Sovjeti pokazali neobičnu inovativnost i smelost da se upute u područja van konvencionalne aerodinamike, bilo je još pokušaja.

Konstrukor Nikitin (Никитин, Василий Васильевич) radio je čitavu deceniju, od 1930. do 1940. godine na lakom torpedonoscu – jedrilici posebne namene. Uspeo je da napravi dva modela (”PSN-1” i ”PSN-2” – Планёр специального назначения, jedrilica posebne namene) koji su ustvari bili leteća torpeda.

Oba su napravljena u dve varijante: za obuku i nišanjenje i bespilotni s punom automatikom. Njih je uspeo da proizvede u poslednje tri godine istraživanja u samo nekoliko primeraka, pa oni nisu ni ušli u serijsku proizvodnju.

Zabeležen je i uspešan primer (u jednom komadu) aviona K.A. Kalminina, koji je na Dan avijacije, 18. VIII 1937. preleteo arodrom Tušino pod oznakom ”VS-2” (”K-17”), a dobio je i popularan naziv ”Žar ptica”.

Čak i krajem devedesetih Sovjeti su imali multifunkcionalni projekt ”Ekip” (ЭКология и Прогресс) koji je naišao na nerazumevanje kod vojnog i građanskog vrha, pa su konstruktori (glavni konstruktor je umro od srčanog udara izazvanog odbijanjem ovog projekta), bili prinuđeni da potraže partnera u SAD. Izgrađena su dva primerka, što je posebna priča.

Nemačka-Argentina

Nemačka je imala druge priroritete, pa su se ovom shemom u nacističkoj Nemačkoj do Drugog sv. rata bavila najviše braća Horten. Oni zaslužuju da se spomenu pojedinačno: Reimar Horten, matematičar i pilot, i Walter Horten bio je takođe pilot, pratilac Galanda u bici za Britaniju, ostvarivši sedam pobeda.

Imali su još jednog brata, Volframa, koji se nije bavio konstruktorskim poslom. Poginuo je prilikom bombardovanje Denkerka. Rajmar i Valter su projektovali nekoliko eksperimentalnih jedrilica i aviona razne namene.

Njihov ideal ozvaničen je u programu ”1.000 x 1.000 x 1.000”: dostaviti hiljadu kilograma bombi na hiljadu kilometara rastojanja, pri brzini od 1.000 km/h.

Početkom 1943. godine oni su prvi u svetu uspeli da naprave upotrebljiv, veliki avion, a ne model, lovac-bombarder ”Horten Ho 229” s reaktivnim motorima, na bazi aviona ”Gota 229”. 

Do prvog leta su morali još mnogo da rade, pa se ovaj avion vinuo u vazduh prvog marta 1944. godine, da bi gotovo godinu dana kasnije, u februaru 1945. godine poleteo i drugi primerak, kao lovac. Proizvedeno je 18 kompleta delova, ali su sklopljena samo tri primerka.

Avion je bio apsolutno revolucionaran. Imao je dva motora ”Jumo” sa 900 kp potiska. Bio je impresivno naoružan (četiri topa ”MK-108” kalibra 30mm ili dva topa ”MK 103”, istog kalibra).

Braća su ispunila, pa čak i prevazišla obećanje kad je reč o performansama: avion je stvarno mogao da leti maskimalnom brzinom od gotovo 1.000 km/h do zadate udaljenosti, a nosivost je dvostruko premašio. Amerikanci su ovaj avion zaplenili na jednom aerodromu u Tiringiji i hitno prebacili na Freeman Municipal Airport u Indijani. 

U ovoj interesantnoj istoriji letećeg krila Argentina sa svojim kapacitetima ne bi imala šta da traži, da u nju nisu prebegla upravo spomenuta braća Horten! Njihov rad zainteresovao je firmu ”FMA” (FAdeA – Fábrica Argentina de Aviones «Brigadier San Martín» S.A) sa sedištem u Kordobi.

Ispitivanja su obavljana na pojedinačnim primercima: ”FMA I.Ae. 34 Clen Antú” (sportska jedrilica u šest primeraka), ”FMA I.Ae. 37 Ala Delta” (jedrilica, ali i prvi reaktivni aparat u Argentini, napravljen jedan primerak), ”FMA I.Ae. 38 Naranjero” (transportni avion s četiri klipno-elisna motora u jednom primerku) i ”FMA I.Ae. 41 Urubú” (jedrilica sa dva člana posade, jedina napravljena u pet primeraka). Sva ova iskustva i eksperimenti pomogli su Argentini da razvije laku sportsku i privrednu avijaciju, a posebno jedriličarski sport.

Sjedinjene Države

Najveću dobit ostvarili su i najdalje otišli Amerikanci. Firma ”Nortrop” bavila se još tridesetih godina, zahvaljujući svom osnivaču i entuzijasti Džonu Nortropu, pronalaženjem idealne šeme za avion.

Šemu ”leteće krilo” primenio je na prototipu ”Northrop N -1M” 1941. godine i na perspektivnom lovcu presretaču ”P 56 Black Bullet” (”Crni metak”) za vreme rata.

”Northrop N -1M” bio je poznat pod nadimkom ”Džip” i poslužio je za dalji razvoj letećeg krila. Broj primeraka nije poznat, dok je ”Black Bullet” ambiciozno zamišljen, odlično naoružan sa izuzetnom pogonskom grupom prekasno ušao u trku, jer su proizvodne linije u ratno doba imale druge prioritete.

Napravljeno su samo dva primerka. Pored toga, Amerikanci su se susreli s istim problemom kao i Sovjeti – velika brzina poletanja i sletanja, duga pista i slab stajni trap za tražene uslove.  

Prvi uspešan primerak pojavio se 1946. godine. Bio je to teški strateški bombarder ”XB – 35”, program koji je prekinut posle havarije svih prototipova 1949. godine. Međutim, na njegovoj osnovi 1947. godine napravljen je novi bombarder ”Nortrtop YB-49”.

Prva tri serijska prototipa napravljena su prepravljanjem već navedenog ”XB-35” tako što su mu dodati reaktivni motori ”Allison J35-A-5” potiska 1.814 kp. Ispitivanja su se razvlačila sve do početka pedesetih godina kada je i ovaj projekt, u međuvremenu bez prefiksa X, prekinut.

Amerikanci, međutim, nisu odustajali niti su zaboravili te pokušaje. Iskustvo koje su tada stekli moglo je da dođe do izražaja kada su ostvareni tehnološki uslovi za tražene projektne vrednosti. To se dogodilo tek nekoliko decenija kasnije, kada su ostvareni opipljivi rezultati u stelt tehnologiji.

Kompanija ”Lokid” tokom 1977. i 1978. godine stvorila je eksperimentalni prototip ”Have Blue”. Na njegovoj osnovi napravljen je i prvi u svetu serijski avion sa šemom ”leteće krilo” i stelt vrednostima – lovac-bombarder ”F-117 Night Hawk”.

On je u trupu ušao 1981. godine i korišćen je u nizu konflikata. Proizvođen je do 1990. godine, a iz naoružanja povučen 2008. godine. Razloga ima mnogo, a naši raletaši mogu da se pohvale činjenicom da je neoborivi ”Noćni soko” ipak oboriv.     

U kompaniji ”Nortrop” setili su se svojih početaka na ”letećem krilu” i uspeli su da stvore neverovatan, najskuplji avion na svetu! Bio je to ”B-2 Spirit” koji je postao najskuplji avion u istoriji avijacije. Prvi put je poleteo 1989. godine i još uvek je u stroju, bez obzira što je njegova proizvodnja prekinuta 1999. godine.

Uviđajući njegove značajne tt i strateške osobine i prednosti, udružile su se tri najiskusnije američke firme – ”Boing”, ”Lokid Martin” i ”Nortrop” u želji da naprave jevtiniji stelt bombarder ”B-3 NGB-Next Generation Bomber”, odnosno ”LRS-B, Long Range Strike Bomber”, uporedo radeći i na modelu ”Nortrop B-21 Raider”.

O ovim projektima naš portal je već pisao, a prema najnovijim saznanjima, optimistički se očekuje da se oni pridruže strateškoj floti USAF tokom 2025. godine.

No, ni to nije sve. Trougaonu šemu ”letećeg krila” koristi BPL koja je još uvek obavijena velom tajnovitosti.

Osim veoma retkih snimaka (za koje se ne može potvrditi autentičnost), smatra se da su Amerikanci krajem devedestih godina razvili u strogoj tajnosti hiperzvučnu BPL, izviđački avion ”SR-91 Aurora”.

Ono što je kod strateških bombardera retko i veoma skupo, sada je veoma zastupljeno kod bespilotnih letilica, a po svojim projektima izdvajaju se ”Boingovi” modeli, pre svega ”X-48”.

Kina i Rusija

Ko je mislio da će to proći bez Kine, naravno da se prevatio. Kineska kompanija ”Xi’an Aircraft Industrial Corporation” u gradu Sian, provincija Šansi, radi na projektu strateškog stelt bombardera ”Xian H-20”. Prototip je zasnovan na ”letećem krilu” i prve letove izveo je još 2013. godine, s očekivanjima da se u stroju nađe iduće, 2025. godine.

Moćna ruska vazduhoplovna industrija vratila se u ovu trku kroz rad u OKB ”Tupoljev”. U njemu se radi na teškom strateškom bombarderu daljinske avijacije po šemi ”leteće krilo” i sa stelt karakteristikama.

Označen je kao ”PAK DA” i očekuje se da ispitivanja počnu posle 2025. godine. Ako tu zaostaju za Amerikancima i Kinezima, ne zaostaju u razvoju BPL. Tako je razvijena udarna BPL ”S-70 Ohotnik – lovac”.

Njegova ispitivanja započeta su 2018. godine, a 27. septembra 2019. godine on je obavio prvi zajednički let sa lovcem pete generacije ”Su-57”. I o ”Ohotniku” smo već pisali, pa naši čitaoci mogu da se podrobnije upoznaju sa ovom lelelicom na našem portalu.

Tako jedna ideja, rođena u vreme kada se mnogo lutalo u traganju za idealnim rešenjima, svoj novi život započela je onda kada su se za to stekli tehnološki uslovi. Uzimajući u obzir pojavu veštačke inteligencije (AI), sigurni smo da na planu razvoja ”letećeg krila” možemo još svašta očekivati.