Veliki pobornik razvoja helikoptera i sličnih letjelica bila je njemačka ratna mornarica

Inženjer Anton Flettner (1. 11. 1885. – 29. 12. 1961.) počeo se zanimati za problematiku letjelica s rotirajućim krilom još davno prije dolaska nacističke stranke na vlast. Već 1930. godine sagradio je prvi helikopter s dva Anzani benzinska klipna motora od 30 KS. Svaki od ugrađenih motora pokretao je svoj dvokraki (dvoelisni) rotor. Takvom konstrukcijom Flettner je nastojao ukloniti teškoće nastale zbog momenta vrtnje rotora (kod Focke Achgelisovih konstrukcija taj su problem rješavali uporabom dvaju kontrarotirajućih rotora). Kasniji konstruktori, posebno Sikorsky, problem će rješavati uporabom snažnog repnog rotora. Svojim prvim prototipom helikoptera Flettner je postigao samo usputni uspjeh. Tijekom letnih ispitivanja pod punim opterećenjem, helikopter se srušio. Flettner se tom projektu više nikada nije vratio, a sama letjelica nije nikada popravljena.

Sljedeći projekt kojem se Flettner posvetio bila je konstrukcija dvosjedećeg autožira s kabinom za potrebe Kriegsmarine. Izgradio je prototip s radnom oznakom Fl 184. Autožir je bio opremljen sa 104 KS snažnim Siemens-Halske Sh 14 benzinskim radijalnim motorom, koji je pogonio dvokraku vučnu elisu. Iznad pilotske kabine montiran je trokraki rotor, koji je tijekom leta autorotirao. Na Flettnerovu žalost i taj je prototip doživio havariju. Za jednog leta izbio je požar na motoru. Nakon prisilnog spuštanja vatra je potpuno uništila letjelicu. Flettner je potom konstruirao novi autožir pod oznakom Fl 185, koji je bio zapravo kombinacija autožira i helikoptera. Njegov radijalni Siemens-Halske motor, ugrađen u sam nosni dio letjelice, pokretao je dva propelera promjenjivog koraka, montirana sa svake strane prednjeg dijela trupa letjelice. Glavni rotor, koji je inače autorotirao, dobivao bi snagu s motora, ovisno o izabranom modalitetu leta same letjelice. Kada bi letio kao autožir, onda bi bočni propeleri upotrebljavali svu snagu za vuču letjelice, a glavni rotor bi autorotirao.

Pri helikopterskom modalitetu rada, najveći postotak snage motor bi davao glavnom rotoru, koji je ostvarivao uzgon. Preostala snaga motora trošila se na rad bočnih propelera, koji su se u tvoj inačici rada okretali u suprotnim smjerovima te na taj način poništavali moment glavnog rotora, tako da je pilot mogao održavati željeni kurs letjelice. Letjelica je napravila samo nekoliko pokusnih letova prije nego što se Anton Flettner posvetio konstrukciji sljedećeg autožira pod oznakom Fl 265. Njegov prototip pod oznakom D-EFLV prvi put je poletio u svibnju 1939. Odlikovao se vrlo sličnim oblikom trupa kao i model Fl 185, ali nije imao bočne noseće elemente konstrukcije, koji su držali bočne propelere. Umjesto bočnih propelera Flettner je ugradio dva dvokraka kontrarotirajuća propelera. Oba rotora bila su sinkronizirana, s mogućnošću diferencijalne kolektivne kontrole nagiba krakova elise (pitch kontrola).

Zbog rotacije u suprotnim smjerovima međusobno su se poništavali momenti obaju rotora. Prvi prototip je izgubljen tijekom testiranja tri mjeseca poslije, u kolovozu 1939. Uzrok gubitka letjelice bio je u međusobnom sudaru dvaju rotora. Unatoč tomu proizvedeno je do početka 1940. za potrebe njemačke ratne mornarice još šest takvih prototipnih letjelica. Sve je bilo spremno za početak serijske proizvodnje, ali se od tog projekta ipak odustalo zbog toga što je Flettner krenuo u projektiranje mnogo razvijenijeg i tehničko-taktički mnogo sposobnijeg modela dvosjednog helikoptera.

. Fl 265 tijekom ispitivanja
Flettnerov model autožira Fl 265 odlikovao se sljedećim tehničkim svojstvima:
• motor: benzinski, 7-cilindrični, radijalni
• tip: Brahmo Sh 14A
• snaga: 119 Kw brzina: 160 km/h
• dijametar rotora: 12,3 m
• težina praznog: 800 kg
• maksimalna poletna težina: 1000 kg

Njemačka Kriegsmarine koristila se tim letjelicama i ispitivala ih uglavnom na velikim plovnim jedinicama – krstaricama u vodama Baltičkog i Sredozemnog mora. Mornarički autoriteti bili su više nego zadovoljni performansama letjelice, što je nesumnjivo širom otvorilo vrata razvoju VTOL letjelica (svih vrsta) i njihovoj primjeni najprije u njemačkoj, a zatim i u ostalim ratnim mornaricama svijeta. Fl 265 se dosta često koristio i za potrebe postrojbi njemačke kopnene vojske, obično za izvidničke i logističke zadaće. Nakon Kriegsmarine određeno zanimanje za Fl 265 pokazala je i Luftwaffe. Tijekom 1940. organizirana je demonstracija letnih mogućnosti autožira. U provedbu te demonstracije, njemačke zračne snage uključile su po jedan zrakoplov tipa Messerssmit Bf 109 i Focke-Wulf Fw 190 (koji su tada svakako spadali u ponajbolje svjetske tipove zrakoplova u svojim kategorijama). Umjesto pravih topova i strojnica bili su opremljeni nekom vrstom topovskih kamera, koje su mogle snimati tijek zračne borbe i precizno registrirati ostvarene pogotke. U simuliranoj zračnoj bitki, koja je trajala više od 20 minuta, dva lovca napadala su Flettnerov Fl 265. Kad su filmovi iz obaju zrakoplovnih kamera razvijeni i pregledani, na zaprepaštenje zrakoplovnih časnika registriran je samo jedan jedini pogodak. Ta zračna prezentacija na najbolji je način uvjerila vojne autoritete u iznimne manevarske mogućnosti letjelica s rotacijskim krilom, tj. autožira i helikoptera. Shvativši da će posebno helikopter biti “tvrd orah” i savezničkim lovcima RLM je bio spreman poduprijeti nastojanja njihovih konstruktora, posebno Flettnera, u razvoju novih projekata.

Flettner Fl 282 Kolibri
Najvažnija modifikacija ili, bolje rečeno, inovacija koju je Flettner uveo na svojoj novoj letjelici bilo je premještanje pogonskog motora iza pilotskog sjedišta, gotovo u sredinu trupa letjelice. Ta modifikacija donijela je dvostruku korist: težište helikoptera pomaknulo se prema sredini letjelice, a pilot je, kao i drugi član posade – izviđač, dobio mnogo bolji pogled i pregled zračne i zemaljske situacije.

Snaga pogonskog motora prenosila se preko ugrađenog reduktora na zajedničko vratilo i križnu rotorsku glavu, koja je prenosila snagu na dva rotora. Svaki rotor imao je dvije elise i bio nagnut u odnosu na horizontalu pod kutom od 24° i pod kutom od 6° prema naprijed. Omjer redukcije broja okretaja motora i uzgonskih rotora iznosio je 12,2:1. Elise obaju rotora bile su montirane tako da su dolazile u međusobno uporedan položaj kada bi se zaokrenule pod kutom od 45° u odnosu na uzdužnicu helikoptera. Repne površine vodoravnih i okomitih kormila bile su mnogo veće nego na dotadašnjim Flettnerovim helikopterskim konstrukcijama. Upravljanje helikopterom bilo je kombiniranog tipa i uporabom kormila visine i pravca te diferencijalnom kolektivnom kontrolom obaju rotora.

Flettner je u svog Kolibrija ugrađivao benzinski sedmerocilindrični radijalni motor tipa BMW-Brahmo Sh 14A, koji je mogao razviti 160 KS. Na prototipnim ispitivanjima Fl 282 pokazao je zavidne karakteristike. Unatoč velikoj buci i početnim velikim vibracijama što ih je proizvodio hladni motor do postizanja punih radnih parametara, na njega nije bilo većih zamjerki. Masa praznog helikoptera iznosila je 760 kg, a maksimalna poletna masa okruglo 1000 kg. S jednim članom posade (pilotom) Fl 282 je mogao postići maksimalnu vodoravnu brzinu leta od 150 km/h. U obrušavajućem letu (pikiranju) brzina je mogla doseći čak do 175 km/h. Taj helikopter je mogao izvesti i bočni let, pri čemu je postizao brzinu od 24 km/h.

Snaga pogonskog motora bila je sasvim dovoljna da helikopteru osigura trajnu krstareću brzinu od 135 km/h i okomitu brzinu uspinjanja od 91,5 m/min. Opterećen samo jednim pilotom, helikopter je mogao preletjeti udaljenost od gotovo 300 km. S dvojicom pilota dolet se smanjivao za 40% i iznosio tek 180 km. Opterećen težinom samo jednog pilota, mogao se popeti na visinu od 4100 m, a standardni operativni plafon leta bio je specificiran na 3300 metara.

Flettner Fl 282 bio je konstruiran za dva člana posade: pilota i izviđača. Vanjske dimenzije helikoptera bile su: duljina 6,56 m, visina 2,20 m. Dijametar svakog kontrarotirajućeg rotora iznosio je 11,96 metara i pokrivao površinu od 112,3 m2. U početku je Flettner proizvodio inačicu s potpuno otvorenim pilotskim kokpitom, opremljena samo s nekoliko osnovnih poluga za upravljanje motorom i rotorom te nekoliko osnovnih instrumenata koji su pokazivali radne parametre. Kasnije su proizvođeni modeli s poluzatvorenim i potpuno zatvorenim kokpitom. U okviru kompanije Anton Flettner GmbH bilo je obučavano pedesetak pilota, koji su trebali letjeti na tim helikopterima. Najiskusniji među njima bio je svakako kompanijin pokusni pilot Hans Fuisting, koji je na Kolibriju sakupio više od 170 sati naleta. Od 1942. godine počela je serija ispitivanja primjenjivosti tog helikoptera u mornaričkim izvidničkim zadaćama. Testovi provedeni na krstarici Köln pokazali su da je helikopter uporabljiv ne samo u normalnim već i u lošim vremenskim uvjetima. Već 1943. godine 20 primjeraka helikoptera bilo je ukrcano na brodove njemačke Kriegsmarine, čije su palube bile opremljene posebnim sletnim platformama.

Uporaba helikoptera Flettner Fe 282 u mornaričkim izvidničkim zadaćama tijekom 1944. bila je uglavnom vezana za vode Mediterana, posebno za Egejsko more. Zanimljiv je podatak da su još u listopadu 1942. dva helikoptera Fl 282 bila prebačena u Trst zajedno s kompletnim letno-tehničkim osobljem, uključivši i dvojicu zasigurno najboljih i najiskusnijih pilota: Fuistinga i kapetana Clausa von Vinterfeldta. Od početka studenoga 1942. pa do početka veljače 1943. jedan od helikoptera Fl 282 V6 sa serijskom trupnom oznakom GF+YF bio je ukrcan na minopolagač Drache (Schiff 50 – bivši starojugoslavenski brod-matica za hidrozrakoplove Zmaj). Drugi helikopter trupne oznake CJ+SC služio je kao pričuvna letjelica i bio stacioniran na obali. Kao nastavak tih ispitivanja u razdoblju travanj-svibanj 1943. provedena su ispitivanja jednog Fl 282 V5 u vodama Baltičkog mora. Helikopter je također bio ukrcan na jedan od minsko-protuminskih brodova Kriegsmarine (KUJ-13). Na osnovi tih ispitivanja, RLM je odlučio pokrenuti serijsku proizvodnju helikoptera Fl 282, i to uglavnom u njegovim naprednijim inačicama sa zatvorenim kokpitom, koji je pilota štitio od vremenskih utjecaja. S tvornicom BMW ugovorena je proizvodnja 1000 motora tipa Brahmo Sh14A snage 119 kW (160 KS). Tvornica je počela pripremu serijske proizvodnje u svojim pogonima u Munchenu i Eisennachu.

Budući da su njemački industrijski kapaciteti, a pogotovo tvornice koje su proizvodile oružje i vojnu opremu, bili izloženi intenzivnom dnevnom i noćnom savezničkom bombardiranju, takva sudbina nije mogla mimoići ni BMW-ove proizvodne pogone.

Isto kao i proizvodni pogoni u Münchenu i Eisennachu, teško su stradali i Flettnerovi projektni i radni pogoni u Johannistahlu. Koliko je poznato iz njemačkih i savezničkih podataka, njemačka industrija je uspjela izgraditi samo 24 helikoptera tog tipa, i to isključivo u prototipnoj ili predserijskoj inačici. U trenutku kapitulacije, saveznici su zatekli i zaplijenili samo tri operativno sposobna helikoptera tog tipa. Prema podacima iz ruskih izvora, dva su preuzeli SAD i Velika Britanija, a treći je prebačen u SSSR.

U posljednjoj godini rata, usporedo s pokušajima da pokrene serijsku proizvodnju helikoptera Fl 282, Anton Flettner otpočeo je s projektiranjem velikog transportnog helikoptera pod oznakom Fl 339, predviđenog za transport 20 vojnika pod punom ratnom spremom, ali taj projekt je doživio sudbinu kao i mnogi drugi prije njega – ostao je samo projekt na crtaćoj dasci svog projektanta. Rat je bio pri kraju i za njega jednostavno više nije bilo ni novca ni vremena.

Doblhoff/WNP 342
Friedrich von Doblhoff je sigurno mnogo manje poznat od ostalih konstruktora helikoptera i ostalih letjelica s rotacijskim krilom u Trećem Reichu. Ipak, letjelice koje je on konstruirao i izgradio u svojoj tvrtki Wiener Neustadter Flugzeugwerke u predgrađu Beča pokazale su još jedan novi, inovativni pristup u rješavanju problema zakretnog momenta, što ga je proizvodio glavni rotor helikoptera.

Doblhoff je na svome helikopteru koristio male, na vrhovima rotorskih elisa postavljene mlaznice, koje su služile za pokretanje i upravljanje elisama. Zapaljiva mješavina zraka i goriva prolazila je posebno namijenjenim cjevovodom kroz glavčinu glavnog rotora i kroz samu elisu do male komore za izgaranje (mlaznice) na vrhu elise, gdje je dolazilo do izgaranja. Zapaljiva smjesa tlačena je kroz cjevovode posebnim kompresorom što ga je pokretao konvencionalni klipni motor. Klipni motor je pokretao također i jedan mali propeler, koji je tjerao zrak preko repnih površina namijenjenih za upravljanje helikopterom.

Tijekom rata Doblhoff je izgradio samo četiri prototipna helikoptera WNF-342 pod oznakama V1 – V4. Jedan od većih problema s kojim se suočio njegov konstruktor bila je i velika potrošnja goriva. Taj problem je bio osobito izražen kod prototipa V1 i V2. Zbog toga je na trećem i četvrtom prototipu sustav mlaznica korišten samo pri polijetanju, slijetanju i lebdenju. Selektivno kvačilo dopuštalo je prijenos snage na stražnje postavljeni rotor i “guranje” helikoptera, dok bi glavni rotor, postavljen iznad otvorene pilotske kabine, autorotirao. Ovisno o broju izgrađenog prototipa (V1 – V4), razlikovale su se i repne stabilizatorske površine i kormila pravca i visine. Na WNF-342 V3 bila su postavljena dva okomita i dva vodoravna ovalna kormila, a na modelu WNF-342 V4 uporabljeno je samo jedno okomito kormilo i jedna vodoravna površina po simetrali helikoptera. Prototipni modeli WNF V1 i V4 imali su ugrađen radijalni Siemens-Halske Sh.14A motor od 105 kW (140 KS). Promjer trokrakog rotora iznosio je 9,96 metara (inačica V3 imala je promjer rotora od 9,88 m). Duljina trupa helikoptera bila je 5,07 metara, visina 2,4 metra, a težina 640 kg (inačica V3 imala je težinu 548 kg). Helikopter WNF 342 mogao je postići brzinu od 40 – 45 km/h i bio je predviđen za dva pilota, u kokpitu u samom nosu helikoptera, koji je imao ugrađeno samo vjetrobransko staklo, a sa strane bio otvoren. Prva tri prototipna helikoptera imala su fiksne rotorske elise, kojima se nije moglo upravljati. Inačica V4 bila je mnogo kompleksnija i odlikovala se kolektivnom kontrolom nagiba sva tri kraka rotora.

Prototip V3 uništen je tijekom ispitivanja na zemlji zbog rezonantnih vibracija, koje konstrukcija helikoptera nije uspjela izdržati. Na prototipu V4 uspjelo se obaviti 25 sati testnog programa prije nego što je u travnju 1945. žurno prevezen na zapad, prema Bavarskoj, kako bi se spriječilo da ga se domognu postrojbe Crvene armije u svom pohodu na Beč. Helikopter je završio u američkim rukama.

Friedrich von Doblhoff preselio se nakon rata u SAD, gdje je još neko vrijeme eksperimentirao na svom helikopteru, a zatim se pridružio kompaniji McDonell i radio na razvoju američkih modela helikoptera. Njegovi suradnici Stephan (koji je i obavio najveći broj letnih testova na sva četiri prototipa helikoptera WNF-342) i Laufer pridružili su se britanskim i francuskim konstruktorskim timovima.

Ostale konstrukcije
Austrijski inženjer iz Beča, Paul Baumgartl, dao je također svoj doprinos razvoju letjelica s rotacijskim krilom tijekom II. svjetskog rata. Konstruirao je 1941. godine mali leđno nosivi uređaj, koji je dobio ime Heliofly I. Ni danas se ne može sa sigurnošću utvrditi je li pri razvoju svoga prvog prototipa Baumgartl imao potporu njemačkih vojnih krugova. U svakom slučaju, njegova konstrukcija te leteće opreme bila je vrlo slična projektu koji je razvijao projektni ured Nagler?Rolz.

Za njegov projekt Heliofly I može se reći da je bila riječ o običnoj leđnonosivoj konstrukciji autorotirajuće žiro-jedrilice s dvije elise, namijenjenoj isključivo sportskoj uporabi. Već sljedeće godine (1942.) Baumgartl je konstruirao mnogo ozbiljniju konstrukciju nazvanu Heliofly III-57. Također leđnonosiva konstrukcija imala je dvije kontrarotirajuće elise. Svaku elisu pogonio je vlastiti benzinski motor tipa Argus As 8 snage 8 KS, koji je igrao i ulogu kontratereta. Pri ispitivanju tog modela, Baumgartl je došao do zaključka da je bolje dva motora zamijeniti jednim i postaviti rotor na krutu konstrukciju. Zato je svoj drugi prototip redizajnirao novim modelom, koji je dobio naziv Heliofly III-59. Konstrukcija je dobila motor od 16 KS i dva kontrarotirajuća dvoelisna rotora, postavljena jedan iznad drugog tako da su se njihovi momenti okretanja međusobno poništavali. Pilot je sjedio na sjedalu montiranom na cijevne nosače ? saonice. Rotor te letjelice?helikoptera imao je promjer od 6,1 metar. Težio je prazan samo 35 kg, a njegov motor mogao je podići maksimalnu težinu od 120 kg. Baumgartlove letjelice trebale su poslužiti u izvidničkim misijama, ali nema konkretnih dokaza da su tijekom rata operativno uporabljene.

Još jedan austrijski inženjer, Bruno Nagler, ostavio je vrijedan trag na području razvoja letjelica s rotacijskim krilom. Zajedno s Raoulom Hafnerom sagradio je 1929. svoj R 1 Revoplan. Bila je to jednosjedna letjelica s dvokrakim rotorom koju je pogonio benzinski motor od 45 KS. Letjelicu slična oblika i karakteristika pod oznakom R 2, Nagler je uspješno demonstrirao 1932. u Velikoj Britaniji.

Već 1934. konstruirao je svoj Heliožiro, koji je opremio s 90 KS snažnim Pobjoy zračno hlađenim motorom. I ta je letjelica testirana u Velikoj Britaniji 1937. godine. Pred izbijanje rata Nagler se udružio s konstruktorom Franzom Rolzom pa su zajedno osnovali firmu Nagler ? Rolz Flugzeugbau.

Nova kompanija sagradila je letjelicu načelno vrlo sličnu modelima R 1 i R 2. Početkom II. svjetskog rata, njihova kompanija je uspostavila kontakte s njemačkim vojnim vlastima, koje su nadalje sponzorirale njihova istraživanja i konstrukcije. Rezultat suradnje bio je NR 55, sagrađen 1940. godine, čiji je rotor imao samo jednu elisu i bio pomalo čudna izgleda. Kontrateret toj elisi dugačkoj 5,25 m, bio je benzinski motor snage 40 KS, koji je pokretao i dva mala bočna propelera (u suprotnim smjerovima) brzinom od 135 o/min radi poništenja momenta rotora. Konstrukcija teška više od 100 kg mogla je postići zavidnu brzinu od čak 97 km/h.

Daljnji razvoj tog koncepta nastavio se i u 1941., kada je konstruirana letjelica pod imenom NR 54 V1, na kojoj su izvedena znatjne redukcije dimenzija i težine. Pogonski motor je zamijenjen slabijim, ali fleksibilnijim motorom od 24 KS. Duljina elise također je smanjena na 3,9 metra. Letna ispitivanja pod opterećenjem od 80 i 175 kg pokazala su da ova letjelica može postići maksimalnu brzinu od gotovo 80 km/h. Drugi prototipni model NR 54 V2, sagrađen također 1941. slobodno se može nazvati prvim svjetskim portabl-helikopterom. Njegov 6,9 metara široki rotor sastojao se od dvije elise, a svaku je pokretao po jedan 8 KS snažni benzinski motor. Letjelica je mogla ponijeti samo jednog pilota. Mala letjelica mogla je postići brzinu od 80 km/h i brzinu uspinjanja od 140 m/min, što je vrlo respektabilan podatak za raspoloživih 16 KS pogonskih motora. Težina letjelice iznosila je 36,5 kg. Ukupna poletna težina dosezala je 140 kg. Plafon leta iznosio je 457 metara a dolet čak 45 km. Bila je namijenjena za izvidničke zadaće. Iz raspoloživih podataka razvidno je da su proizvedena samo četiri prototipna primjerka NR 54 V2 prije nego što je rat završio. Nije poznat podatak je li ta letjelica ikada bila blizu serijskoj proizvodnji.

Igor SPICIJARIĆ