Razvoj mlaznih aviona 1937.-1950.: Chance Vought F7U Cutlass

Iako je u operativnoj uporabi Cutlass ostao vrlo kratko ostat će zapamćen kao avion s velikim brojem inovacija koje se i danas rabe na najsuvremenijim lovcima. Uz to Cutlass je bio prvi palubni lovac na svijetu sa strelastim krilima

Potkraj četrdesetih godina prošlog stoljeća računala još nisu zavladala projektnim uredima zrakoplovnih tvrtki a sve snažniji turbomlazni motori pružali su mogućnost postizanja sve većih brzina. U to vrijeme projektanti lovačkih aviona još uvijek su imali širok raspon mogućnosti. Tako je Northropov lovac F-89 Scorpion (vidi Hrvatski vojnik broj 100), koji je prvi put poletio 16. kolovoza 1948. imao velika ravna krila koja su mogla biti i na nekom lovcu s klipnim motorom. S druge strane, nešto manje od godinu dana prije poletio je North Americanov F-86 Sabre (vidi Hrvatski vojnik 69) koji je imao strelasta krila koja bi se mogla naći i na današnjim suvremenim jurišnicima. S vremena na vrijeme pojavljivali su se i projekti koji su bili pola stoljeća ispred svog vremena. Jedan od njih je Northropov bombarder YB-49 s konfiguracijom letećeg krila koji je poletio još 1. listopada 1947. a koji smo opisali u Hrvatskom vojniku broj 73. Jedan od takvih prenaprednih projekata koji su uspjeli doći do faze operativne uporabe je i palubni lovac Chance Vought F7U. Nakon što se tijekom II. svjetskog rata proslavila svojim palubnim lovcem F4U Corsair tvrtka Chance Vought je svoj ugled odličnog proizvođača palubnih lovaca ozbiljno ugrozila lovcem F6U-1 Pirate (vidi Hrvatski vojnik broj 53). Pirate su Chance Voughtovi projektanti na brzinu “sklepali” a rezultat je bio očajan. Zbog toga Pirate danas nosi nezavisnu titulu najveće promašaja američke zrakoplovne industrije nakon II. svjetskog rata. I dok bi se druge tvrtke na njihovom mjestu prepustile projektiranju konzervativnih aviona, vodstvo Chance Voughta je krenulo u potpuno drugom smjeru – u rizičan razvoj najnaprednijeg lovačkog aviona svog doba.

Počeci

Razvoj Cuttlassa započeo je još dok je trajala izrada prvog prototipa Piratea. Naime, sredinom 1945. američka je ratna mornarica odlučila hrabro zatražiti napredni palubni lovac koji će letjeti brzinom od 600 nautičkih milja na sat (1080 km/h) na visini od 40 000 stopa (13 300 metara). To su bili zahtjevi koji bi u to vrijeme bili preveliki i za lovački avion ratnog zrakoplovstva. Za usporedbu tadašnji standardni palubni lovac američke ratne mornarice Corsair mogao je letjeti brzinom od 756 km/h i postići najveću visinu leta od 11 278 metara. Uviđajući sve probleme koji su nastali s Pirateom, Chance Vought je odlučio riskirati i na radikalan zahtjev američke ratne mornarice odgovorio radikalnim projektom lovca sa strelastim krilima i bez klasičnih repnih upravljačkih površina. Osnovu za svoj projekt stručnjaci Chance Voughta pronašli su u projektu Ar E.555 njemačke tvrtke Arado. Čitatelji koji ovaj feljton čitaju od početka sjetit će se da je tvrtka Arado napravila prvi bombarder na mlazni pogon AR.234 Blitz (vidi Hrvatski vojnik broj 72) koji je u operativnu uporabu ušao još tijekom II. svjetskog rata. Iako je Aradov projekt E.555 razmatrao projektiranje i gradnju srednjeg bombardera u konfiguraciji letećeg krila, stručnjaci Chance Voughta su odlučili na tim osnovama napraviti lovački avion. Bio je to izuzetno riskantan potez iz više razloga. Najveći problem bila je činjenica da tamošnji projektanti nisu imali baš nikakvog iskustva u projektiranju “letećih krila” te su morali u vrlo kratko vrijeme Aradove planove, projekte i proračune prilagoditi novom lovcu. Prije projektiranja tako radikalno novog lovca obično bi prethodilo možda i desetljeće ispitivanja na različitim prototipovima, ali tvrtka za to nije imala vremena.

Avioni inačice F7U-1 nikad nisu ušli u operativnu uporabu već su isključivo rabljeni za letna ispitivanja, uglavnom testiranja uporabljivosti Cutlassa na nosačima zrakoplova
Rad na novom lovcu započeo je već 1946. tako da projektanti nisu imali niti cijelu godinu da prouče njemačke projekte. Na osnovama E.555 projektanti su se odlučili za konfiguraciju sa središnjim trupom. Motore nisu smjestili na sam trup nego u zasebne gondole koje su smjestili između središnjeg trupa i krila. Tada je to bilo potpuno novo rješenje koje se danas može vidjeti na svim suvremenim dvomotornim lovačkim avionima. Od mjesta gdje su se krila spajala s trupom gondole motora i trup su tako oblikovali da simuliraju konfiguracija letećeg krila. To će rješenje dvadesetak godina kasnije do savršenstva razviti projektanti Grummanovog palubnog lovca F-14 Tomcat.
Projektanti su odustali od repnih horizontalnih površina kako bi se otklonila tendencija nekontroliranog propadanja nosa aviona pri brzinama većim od 0,75 Macha. Za nadzor po smjeru na krila su postavljena dva mala vertikalna stabilizatora, novost koja je prvi put rabljena na Cutlassu a koja je danas uobičajeno rješenje za većinu suvremenih lovačkih aviona. Kako bi se ostvario nadzor leta po visini i po pravcu, krila su na svojim izlaznim rubovima dobila ailevatore – nadzorna površina koja istodobno djeluje kao aileron i elevator. Ailevatore su postavili na krajeve krila, onako kako su to predvidili Aradovi projektanti. Kad je pilot određivao let po vertikalnoj osi, te su kontrolne površine djelovale kao elevatori, a kad je usmjeravao avion po horizontalnoj osi, djelovale su kao aileroni. Avion je projektiran za brzine veće od 0,9 Macha i visine leta od 40 000 stopa.
Ova su radikalna rješenja malo zabrinula američku ratnu mornaricu te su od Voughta zatražili da prvo naprave tri prototipa na kojima će dokazati uporabljivost svojih prijedloga. Avion su označili kao X7FU-1. Opremili su ga s dva turbomlazna motora s naknadnim izgaranjem Westinghouse XJ34-WE-32. Kako bi ga prilagodili uporabi na nosačima zrakoplova, opremili su ga sklopivim krilima koja su se prelamala prema gore, neposredno iza vertikalnih stabilizatora. Krila su opremili i velikim predkrilcima koja su trebala smanjiti brzinu slijetanja na prihvatljivu za kratku sletnu stazu nosača. Opremili su i ga i stajnim trapom tricikl pri čemu su se noge glavno stajnog trapa uvlačile u krila.
Prvi let X7FU-1 obavio je 29. rujna 1948. s Voughtovim testnim pilotom Robertom Bakerom. Zajedno s drugim i trećim prototipom X7FU-1 je prebačen u zrakoplovnu bazu Patuwent River kako bi na njima letjeli testni piloti ratne mornarice. U početku su avioni letjeli bez sustava za naknadno izgaranje, koji je ugrađen potkraj 1949. S tako pojačanim motorima 1950. su započela testiranja aviona na nosačima zrakoplova.

Nova aerodinamična rješenja zahtijevala su jako puno razvojnih testiranja. Obavljeno je jako puno letova na svim visinama i pri svim brzinama kako bi se dokazalo ne samo da će novi lovac ostati upravljiv već da će imati dostatno preciznu upravljivost za obavljanje lovačkih zadaća. Nastao je i ne baš očekivani problem s položajem stajnog trapa. Posebice je bila problematična nosna noga koja je bila vrlo dugačka i lomljiva, problem koji će Cutlassa pratiti do kraja operativne uporabe. Teškoće su se pojavile i sa sustavom za natpritisak kabine i avionikom. Poseban je problem bila slaba preglednost prema naprijed koja je pilotima zadavala probleme tijekom slijetanja na nosače.
Tijekom letnih testiranja izgubljena su sva tri prototipa. Prvo je nastradao drugi prototip pri čemu je poginuo pilot William Millar. Puno više sreće imao je pilot Paul Thayer koji se prvo sretno spasio prili nesreći prvog prototipa prigodom polijetanja, te i prili nesreći trećeg prototipa kojem je planuo motor.

F7U-1 Cutlass
Unatoč uočenim problemima i gubitku sva tri prototipa, američka ratna mornarica je odlučila F7U uvesti u operativnu uporabu. Prva inačica koja je odobrena za serijsku proizvodnju bila je F7U-1, u osnovi ista kao XF7U. Izmjene su napravljene na vertikalnim stabilizatorima (povećani su) i promijenjen je položaj stajnog trapa kako bi se olakšalo slijetanje. Produžena je nosna noga kako bi se povećanjem kuta olakšalo polijetanje aviona s parnih katapultova nosača. Avion je dobio naoružanje od četiri topa kalibra 20 mm te pod krilima dva nosača za dopunske spremnike goriva zapremine 945 litara svaki. Avione su opremili motorima J34-WE-32 sa Solarovim sustavom za naknadno izgaranje. Da je američka ratna mornarica ipak dvojila oko uporabljivosti F7U-1, najbolje se vidi po činjenici da je naručila samo 14 primjeraka. Prvi je primjerak novog mornaričkog palubnog lovca poletio 1. ožujka 1950. a ratnoj je mornarici predan u lipnju iste godine. Avion je odmah poslan na letna testiranja koja su se uglavnom svodila na slijetanja i polijetanja s nosača. Već su prvi letovi pokazali da F7U-1 ima velike nedostatke, bar za jednog palubnog lovca. Najveći je bio nedostana vidljivost iz pilotske kabine tijekom slijetanja na sletnu stazu nosača zrakoplova. Da stvar bude gora ni stabilnost pri malim brzinama nije mu bila baš za pohvalu. Sustav zaustavne kuke bio je toliko složen da su ga opisali kao neuporabljivog u normalnim operativnim uvjetima.
Zbog toga ne čudi da je američka ratna mornarica odlučila da ovakav F7U-1 ne može u operativnu uporabu i od Voughta zatražila da ga potpuno preradi. Nakon tavršetka testiranja uporabljivosti na nosačima svi F7U-1 još su neko vrijeme rabljeni za letna ispitivanja te su predani mornaričkoj letnoj skupini Blue Angels.

F7U-2 Cutlass
Istodobno s proizvodnjom i ispitivanjem inačice F7U-1 Voughtovi su projektanti razvijali inačicu F7U-2. Najveća razlika bila je u uporabi znatno jačih motora koji su Cutlassu trebali dati mogućnost iskorištavanja svih njegovih potencijala. Cijeli je projekt propao i prije prvog leta prototipa jer je razvoj odabranih motora zapao u “slijepu ulicu”.

F7U-3 Cutlass

Na temelju iskustava stečenih s XF7U i F7U-1 američka ratna mornarica je tvrtki Chance Vought dopustila razvoj nove inačice kojoj će otkloniti sve uočene nedostatke, ali i napraviti novi lovac još boljih letnih odlika. Proizvodnja potpuno prepravljenog F7U-3 započela je sredinom 1951. da bi prvi primjerak nove inačice poletio 12. prosinca iste godine. Kako bi se otklonili svi nedostaci uočeni na F7U, na novoj su inačici projektanti uveli veći broj izmjena na strukturi aviona, njegovom održavanju te su podigli razinu sigurnosti. Na taj su način poboljšali letne odlike, preglednost iz kabine (posebice prema naprijed). Povećan je dolet aviona i preciznost njegovog naoružanja.
I tako poboljšan Cutlass nije bio bez problema. Prvi su se javili već na samom početku jer su u prve primjerke ugradili motore Allison J-35 bez sustava za naknadno izgaranje koji su bili preslabi za tako velik avion. Kad je početkom 1949. Vought predložio američkoj ratnoj mornarici razvoj inačice F7U-3, predvidio je da će ga pokretati Westinghousov motor J46-WE-8. U to vrijeme Westinghousovi su stručnjaci tvrdili da će J46 davati potisak od 26,6 kN u osnovnom režimu rada i čak 40 kN s uključenim sustavom za naknadno izgaranje. Tom snažnijem motoru prilagođena je ojačana (masivnija) konstrukcija F7U-3 inačice. Kako je odmicao rad na J46, postalo je sve očitije da novi motor neće ostvariti predviđeni potisak. Umjesto 40 kN s uključenim naknadnim izgaranjem, motor je ostvarivao samo 26,5 kN. Uz to razvoj motore se zbog tehničkih teškoća odužio te su prvih šesnaest F7U-3 morali opremiti motorima Allison J35-A-29 koji nisu imali sustav za naknadno izgaranje. Kad je na kraju Westinghouseov J46-WE-8 bio spreman za ugradnju u Cutlassa, davao je skroman potisak od samo 25,7 kN, i to s uključenim sustavom za naknadno izgaranje. Bez njega motor je davao još skromnijih 17,6 kN. Tako mala snaga dobivena je jer Westinghousevi stručnjaci nikako nisu mogli riješiti probleme s nepouzdanošću motora. Problem je riješen smanjenjem snage. Tako motorizirani F7U-3 imali su znatno lošije letne odlike od onih koje je tvrtka Vought najavila ratnoj mornarici. Najveći problem koji su slabi motori izazvali bila je kronična tromost pri slijetanju koja je pilotima dodatno zagorčavala život. Uz to piloti su se bunili da prvi 16 F7U-3 još uvijek nemaju dostatno dobru vidljivost prema naprijed te da je slijetanje na nosač još uvijek vrlo teško i rizično. Zbog toga su svi F7U-3, počevši od sedamnaestog proizvedenog primjerka, dobili nos povijen prema dolje i povišeno sjedalo pilota.

Naoružanje inačice F7U-3 sastojalo se od četiri automatska topa Mk12 kalibra 20 mm koje su postavili s gornje strane usisnika, po dva iznad svakog – još jedno rješenje koje se danas masovno rabi na lovačkim avionima. Kako bi spriječili da topnički ispušni plinovi tijekom paljbe ne uđu u usisnik i uzrokuju zastoj motora, projektanti su usta topovskih cijevi postavili neznatno iza ruba usisnika. S gornje su strane postavljeni i posebni odušci čija je svrha bila kontrolirano odvođenje barutnih plinova. Na taj način dokle god se avion kretao, usisni plinovi nisu mogli ući u motore. Jedina bi opasnost bila ako bi avion stajao s upaljenim motorima i zbog nekog razloga aktivirao topove. Da bi topovi stali iznad usisnika morali su im dati bačvasti oblik s većim zadebljanjem s gornje strane. Topovi su smješteni iznad usisnika motora jer je nos aviona zauzeo radar AN/APG-30 koji je djelovao zajedno sa sustavom za nadzor paljbe A-10D. Zahvaljujući toj kombinaciji piloti su imali na raspolaganju automatski topnički ciljnik.

Kao dodatno naoružanje zrak-zrak F7U-3 je dobio podtrupni nosač na koji se vješalo lanser nevođenih raketa zrak-zrak Folding Fin Aircraft Rockets (FFAR) promjera 2,75 inča (7 cm). Rakete FFAR imale su učinkovit domet od oko 1800 metara. Te su rakete popularno nazvali Mighty Mouse po junaku crtanog filma. Cutlass je mogao nositi do 32 Mighty Mouse rakete. Zahvaljujući naporu eskadrile za razvoj VX4 inačica F7U-3 je dobila mogućnost nošenja projektila zrak-zrak Sidewinder s infracrvenim sustavom samonavođenja. Uvođenje vođenog projektila zrak-zrak u naoružanje Cutlassa znatno je povećalo njegovu učinkovitost te mu omogućilo obaranje ciljeva na znatno većim udaljenostima nego što bi to mogao rabeći samo topove i FFAR rakete.

F7U-3 zadržali su i potkrilne nosače na koje se moglo ovjesiti dopunske spremnike za gorivo, ali i dodatno oružje. Na svaki se nosač moglo postaviti oružje mase do 900 kilograma.
Unatoč slabim motorima Cutlass se pokazao kao izvrstan lovac, posebice u bliskoj zračnoj borbi (dogfight). Njegov masivan i čvrst trup omogućavao je da pilot izvede zaokrete i pri opterećenju od devet g bez opasnosti da za avion. Takav zaokret, naravno, bio je moguć samo bez vanjskog tereta. Uz to mogao je nositi bombe što ga je učinilo učinkovitim lovcem-bombarderom, što je američka ratna mornarica i te kako cijenila. Zbog većih panela za održavanje voljelo ga je i tehničko osoblje koje nije moralo slamati prste i ruke da bi dosegli neki dio aviona koji je trebalo pregledati, popraviti ili zamijeniti. Ostali su i neki nedostaci. Problem s preosjetljivom nosnom nogom stajnog trapa nikada nije uspješno riješen, a i cijeli je avion bio sklon kvarenju. Isporuke lovaca inačice F7U-3 započele su 1952. Prve je godine isporučeno samo 10 aviona, da bi 1953. mornarica dobila čak 82 Cutlassa ove inačice. Tijekom 1954. isporučeno je 68 komada, a 1955. samo 20. S Cutlassima inačice F7U-3 američka ratna mornarica je opremila trinaest eskadrila, od čega deset borbenih. Isporuka F7U-3 postrojbama trajala je od lipnja 1954. do prosinca 1956. Zbog velikih problema i preslabih motora Cutlassi inačice F7U-3 ostali su na američkim nosačima zrakoplova samo do 1957.

F7U-3M Cutlass

Pritisnuta novim palubnim lovačkim avionima koji su nadirali tvrtka Chance Vought je odlučila da američkoj ratnoj mornarici predloži još napredniju inačicu Cutalssa. Ovog puta naglasak nije bio na boljim letnim odlikama već na povećanju mogućnosti nošenja naoružanja. Na taj način od Cutalssa su htjeli napraviti višenamjenski avion koji bi istodobno služio i kao lovac za zaštitu flote i kao jurišnik. Kako su mogućnosti smještaja aviona na nosače ograničene, mornarica je uvijek htjela imati višenamjenske avione koji bi omogućavali da nosači obave više različitih zadaća. Tako je razvijena inačica F7U-3M.
Već samo oznaka otkriva da je bila riječ tek o nadogradnji inačice F7U-3 kojoj su dodani novi potkrilni nosači, po jedan na svako krilo. Da bi se povećao dolet, u vanjski dio krila postavljeni su spremnici za gorivo. Najveći napredak bio je prilagođavanje Cutlassa najnovijim radarski vođenim projektilima zrak-zrak srednjeg dometa Sparrow 1. Svaki je F7U-3M mogao ponijeti četiri Sparrowa, po jedan na svakom potkrilnom nosaču. Kako je već inačica F7U-3 dobila mogućnost nošenja projektila Sidewinder, svi su F7U-3M mogli nositi kombinaciju poluaktivnih radarskih i infracrveno vođenih projektila zrak-zrak, što ih je u to vrijeme svrstavalo u najubojitije lovce američkih oružanih snaga.
Tijekom 1953. Chance Vought je uspio dovršiti samo jedan primjerak inačice F7U-3M. Zato je 1954. isporučio 47, a 1955. 50 komada te inačice. Tako je američka ratna mornarica kupila ukupno 98 F7U-3M, što se vrlo brzo pokazalo kao loša investicija. Naime, svi su Cutalssi, pa tako i oni inačice F7U-3M povučeni iz operativne uporabe već 1957., niti pune dvije godine nakon isporuke zadnjeg F7U-3M.

F7U-3P

Zbog svojih letnih mogućnosti, prije svega zbog velike brzine i visine leta, ali i zbog stabilnosti u letu, F7U-3 je izabran i kao osnova za razvoj izvidničkog palubnog aviona američke ratne mornarice. F7U-3P su dobiveni na vrlo jednostavan način. Prvo su sa njih skinuli cjelokupno naoružanje. Uklonjen je i radar AN/APG-30. Nos je produžen za 635 mm. Na taj je način osiguran prostor za smještaj pet kamera koje su imale na raspolaganju devet prozora. To im je osiguravalo mogućnost snimanja u svim smjerovima, pa i okomito prema dolje. Ugrađen je i sustav za izbacivanje baklji čiji je rad kontroliralo računalo kako bi ga uskladilo s radom kamera. Cjelokupnim radom kamera upravljao je sustav 20VF koji je ugrađen umjesto sustava za nadzor paljbe Aero 10D. Sustav 20VF je osiguravao najoptimalniju oštrinu snimanja bez obziran na visinu i brzinu leta. Da bi se povećao dolet bez smanjenja brzine i visine leta, svi su F7U-3P dobili “mokro krilo” s inačice F7U-3M. Praksa je pokazala da uporaba F7U-3P i nije bila najjednostavnija. Najveći problem imalo je tehničko osoblje koje je, zbog visoke nosne noge stajnog trapa, teško dolazilo do kamera. Kako im na raspolaganju nisu bile posebne platforme koje bi taj posao olakšale, morali su rabiti ljestve, što je cijeli posao činilo teškim i opasnim. Zbog toga je ta inačica Cutalssa vrlo brzo došla na loš glas, te ne čudi da su iz operativne uporabe povučeni već 1955. Američka ratna mornarica je dobila samo 12 Cutlassa te inačice (šest komada 1954. i šest 1955.) te njihovim povlačenjem iz operativne uporabe i nije doživjela neku nenadoknadivu štetu.

Chance Vought F7U Cutlass
  XF7U-1 F7U-1 F7U-3 F7U-3M
Dužina 11,87 m 11,87 m 12,95 m 13,49 m
Raspon krila 11,6 m 11,6 m 11,9 m 11,79 m
Visina 3,55 m 3,55 m 4,35 m 4,27 m
Masa prazan 5776,65 kg 5776,65 kg 7695 kg 8260 kg
Maksimalna masa 10 800 kg 10 800 kg 14 625 kg 14 353 kg
Zapremina goriva 3670,38 litara 3670,38 litara 4989,6 litara ?
Zapremina ulja 37,8 litara 37,8 litara 15,12 litara  
Pogonska grupa dva J34-WE-32 dva J24-WE-32 dva J46-WE-8 dva J46-WE-8B
Potisak 34,1 kN 34,1 kN 25,7 kN 26,7 kN
Maksimalna brzina 964 km/h 1088 km/h 1088 km/h 1120 km/h
Brzina penjanja 4530 m/min 4530 m/min 4272 m/min 3900 m/min
Borbeni radijus djelovanja 1560 km 1560 km 1280 km 2250 km
Operativni plafon leta 11 400 m 11 400 m 12 180 m 12 200 m
Naoružanje četiri topa kalibra 20 mm četiri topa kalibra 20 mm četiri topa kalibra 20 mm četiri topa kalibra 20 mm

 

Domagoj MIČIĆ