Razvoj mlaznih aviona 1937.-1950.Northrop YB-49 Flying Wing

Iako je projekt razvoja YB-49 propao, četrdeset je godina kasnije urodio velikim uspjehom – i danas najsuvremenijim bombarderom B-2

U dosadašnjem pregledu razvoja mlaznih aviona od 1937. do 1950. isključivo smo pisali o borbenim avionima koji su ušli u operativnu uporabu. Svaki je od njih pomaknuo razvoj modernog zrakoplovstva barem za pola stube na više, ako ničim drugim onda greškama koje se više nisu ponavljale. Ovaj put ćemo napraviti mali iskorak prije svega zbog utjecaja aviona koji ćemo opisati na razvoj borbenog zrakoplovstva, ali i zbog činjenice da u operativnu uporabu nije ušao samo zato jer je bio četrdeset godina ispred svog vremena.
Priča o bombarderu YB-49 počinje mnogo prije 1947. kada je poletio prvi prototip. Ona se proteže sve do 1923. i Johna K. Northropa, koji je tada radio u tvrtki Douglas Aircraft Company. Te se godine mladi Northrop prvi put zainteresirao za izradu aviona u konfiguraciji letećeg krila. Mnogo će desetljeća proći prije no što mladi inženjer uspje svoje ideje iskušati i na eksperimentalnim letjelicama. U kolovozu 1939. John Northrop je postao predsjednik i glavni inženjer tvrtke Norhtop Aircraft, što mu je otvorilo mogućnost da se konkretnije pozabavi svojim naprednim idejama. Manje od godinu dana kasnije u zrak se vinuo prvi eksperimentalni avion – leteće krilo, označen kao N-1M. Nakon njega uslijedilo je još mnogo eksperimentalnih aviona koji su na kraju zainteresirali i američko ratno zrakoplovstvo.

XB-35

Zainteresiranost američkog zrakoplovstva novom koncepcijom kulminirala je 27. svibnja 1941. kada je od Northropa službeno zatraženo da napravi studiju bombardera-letećeg krila koji će imati dolet od 8000 milja (12 800 kilometara) i koji će letjeti krstarećom brzinom od najmanje 250 milja na sat (400 km/h). Operativni plafon leta trebao je biti čak 40 000 stopa (veći od 12 000 metara). Novi je bombarder trebao nositi 10 000 funta (4500 kg) bombi. To su bili mnogo oštriji zahtjevi nego i za jedan američki strateški bombarder tog vremena. Isti su zahtjevi poslani i drugim tvrtkama. Northrop je odgovorio svojim projektom XB-35, a Convair svojim XB-36. I dok je Northropov prijedlog bio potpuno nekonvencionalni bombarder, Convair se odlučio za konvencionalno rješenje koje je u mnogočemu podsjećalo na Boeingov B-29. Vrijeme je pokazalo da je razvoj Convairovog XB-36 bio mnogo brži te je, za razliku od Northropovog XB-35 ušao u operativnu uporabu. To ne znači da je Convairovo rješenje bilo bolje od Northropovog.
Zapravo je bilo potpuno suprotno. Američko je zrakoplovstvo više očekivalo od XB-35 nego od XB-36, ali se razvoj Northropovog bombardera odužio. Zbog prenapredne aerodinamične koncepcije, prvo je napravljen eksperimentalni avion N-9M (izrađeno je četiri primjerka), koji je bio umanjena inačica XB-35 (otprilike 1/3 originala). Zatim je odlučeno da se naprave dva prototipa koje je trebalo dovršiti do travnja 1944. Naknadno je odlučeno da se napravi 13 predserijskih primjeraka radi dodatnih testiranja, što pokazuje da je američko ratno zrakoplovstvo imalo poprilične sumnje u uporabljivost novog bombardera. Tih je 13 aviona trebalo nositi oznaku YB-35.

Prvi je prototip XB-35 dovršen već 27. prosinca 1942., ali su nastale nepredviđene teškoće oko nabave nekih sustava, prije svega motora. Bez obzira na to koliko je američka namjenska industrija proizvodila zrakoplovnih motora, potrebe su neprekidno bile veće od mogućnosti. Northrop je imao i dodatni vlastiti problem – neodgovarajuće proizvodne pogone u kojima se nije mogao sklapati avion veličine B-35. U rješenje problema s motorima uključio se i tadašnji “Materiel Command”. Oni su nadali da će uspjeti posuditi četiri motora potrebna za završno opremanje prvog XB-35 i početak njegovih letnih ispitivanja. Pokušaj je propao, ali je krajem 1942. potpisan sporazum s tvrtkom Glenn L. Martin Company (koja je u to vrijeme izgubila ugovor za proizvodnju 400 B-33) i koja je bila spremna na sebe preuzeti proizvodnju serijskih B-35. Northrop je za sebe ostavio proizvodnju prototipova i predserijskih primjeraka.
Iako se Northrop nadao da će prvi XB-35 dovršiti do studenoga 1943., prvi je let obavljen tek 25. lipnja 1946. U vrijeme svog prvog leta XB-35 rabio je klasične klipne motore, iako je njegova koncepcija omogućavala uporabu turbomlaznih motora. Zbog toga se ubrzo javila ideja da se novi bombarder opremi naprednijim motorima koji će mu dodatno povećati borbene mogućnosti.

Početak razvoja YB-45
Ugovor o konverziji dva YB-35 s turbomlaznim motorima potpisan je 1. lipnja 1945. Ugovorom je predviđeno da se umjesto četiri klipna motora Wasp Major ugradi osam turbomlaznih motora Allison J35-A-5 potiska 17,7 kN. Projekt je predviđao ugradnju po četiri motora u svako krilo. Doprema zraka potrebnog za rad turbomlaznih motora riješena je postavljanjem usisnika u napadnu ivicu krila. To nije bilo nešto naročito teško ostvariti, jer je i originalni XB-35 na istom mjestu imao usisnike za zrak namijenjene hlađenju klipnih motora. Prvotna oznaka novog bombardera bila je YB-35B. Kako se pokazalo da puka promjena motora zapravo iziskuje mnogo veće promjene i da se mora napraviti gotovo iz osnova novi avion, oznaka je naknadno promijenjena u YB-49.

Kako je ugradnja turbomlaznih motora obećavala znatno unapređenje perfomansi novog bombardera, odlučeno je da se obustavi projekt razvoja YB-35 i da se svi predviđeni (trinaest komada) primjerci, koji su bili u različitim fazama dovršenja, dovrše sukladno YB-49 konfiguraciji.
Za izradu prva dva YB-49 odabrani su trupovi drugog i trećeg YB-35 (serijskih brojeva 42-102367 i 42-102368). Odstranjeni su klipni motori i nakon neophodnih modifikacija unutrašnjosti krila na njihova su mjesta ugrađeni turbomlazni motori Allison J35-A5, po četiri u svako krilo. Postojeći usisnici na napadnim rubovima krila neznatno su povećani te su ugrađeni kanali za odvodnju zraka do svakog motora pojedinačno. Kako bi se povećala stabilnost aviona po pravcu, dodani su vertikalni stabilizatori. Na svako krilo, s desne i lijeve strane ispuha motora postavljena su po dva stabilizatora s gornje i donje strane. Stabilizatori su dodani jer su projektanti zaključili da će uklanjanjem elisa klipnih motora nestati i njihov stabilizacijski učinak tijekom leta te da će YB-49 zbog toga postati previše nestabilan. Određena je posada od sedam ljudi, koju su smješteni u središnji, najdeblji dio bombardera. Pilotsku su kabinu postavili gotovo na sam rub krila, a pilot je sjedio ispod velikog kapljičastog pokrova koji bi bio pogodniji za neki lovački avion. U svakom je slučaju pružao izvrstan pogled prema naprijed i prema gore. Pogled u stranu onemogućavao je oblik aviona. Projektanti su se pobrinuli i za odgovarajući odmor posade tijekom dugih letova. Zbog toga su osigurali prostor za odmor posade u repnom dijelu. Kod YB-35 posada od 15 ljudi trebala je imati na raspolaganju šest kreveta i malu kuhinju. Konverzija YB-35 u YB-49 konfiguraciju prvotno se trebala obaviti do lipnja 1946. Zbog raznoraznih nepredviđenih teškoća, rok je naknadno produžen za više od godinu dana.

Letna ispitivanja
Prvi YB-49 (42-102367) poletio je 21. listopada 1947. s Northropova uzletišta u Hawthorneu (Kalifornija). Avionom je upravljao šef Northropovih probnih pilota Max Stanley. On nije obavio samo prvi probni let YB-49, već i prvu operativnu zadaću bombardera, jer se na kraju leta spustio u Muroc Air Force Base u kojoj je nastavljen program testiranja. Drugi YB-49 (42-102368) poletio je 13. siječnja 1948. i odmah se priključio prvom u istoj zrakoplovnoj bazi. Letna su ispitivanja trajala dvanaest mjeseci. Northropovi su probni piloti letjeli na prvom YB-49 ostvarivši 200 sati leta u nekih 120 letova. Piloti američkog ratnog zrakoplovstva na istom su avionu nakupili 70 sati leta u ptprilike 20 letova. Northropovi su piloti s drugim YB-49 ostvarili otprilike 24 leta i 50-ak sati leta. Piloti američkog ratnog zrakoplovstva na drugom su YB-49 izveli 49 letova sa samo 13 sati leta. Pri jednom je letu ostvarena maksimalna brzina od čak 520 milja na sat (830 km/h). Pri drugom YB-49 se popeo do visine od 12 600 metara. Bila su to obećavajuća postignuća. Sa 25 330 litara goriva YB-49 je mogao bombe mase 4500 kg prenijeti na otprilike 6400 kilometara, što je ipak bilo dvostruko manje nego dolet bombardera B-35. Uz to, YB-49 je tijekom leta, unatoč svim preinakama, stalno pokazivao opasnu nestabilnost i neupravljivost koja je na kraju i dovela do tragedije. Pozitivan vrhunac testiranja ostvaren je 26. travnja 1948. kada je prvi YB-49 ostao u zraku devet sati, od čega je šest sati letio na visini od 12 000 metara, postavivši time neslužbeni rekord.

Negativan vrhunac dogodio se 5. lipnja 1948. kad se drugi YB-49, kojim su pilotirali bojnik Daniel Forbes i satnik Glen W. Edwards, izmakao kontroli te raspao u zraku. Svih pet članova posade je poginulo. U spomen na tu tragediju zrakoplovna baza Muroc je 5. prosinca 1949. preimenovana u zrakoplovnu bazu Edwards.
Ta je tragedija ponovno zaustavila letna ispitivanja. Ona su nastavljena tek nakon što su na prvom YB-49 napravljene dodatne izmjene i unapređenje, te nakon što su u njega ugrađeni dodatni ispitni instrumenti koji su trebali mjeriti sve parametre leta. Spletom okolnosti prvi YB-49 više nikada nije poletio. Naime, 15. ožujka 1950. jedna je posada američkog ratnog zrakoplovstva s tim avionom izvodila testove stabilnosti na zemlji. Prilikom vožnje velikom brzinom po poletno-sletnoj stazi nosna je noga počela “plesati”. I prije nego što je posada uspjela usporiti avion i vratiti ga pod kontrolu, nosna se noga kolapsirala, nakon čega je avion pao na nos i prelomio se na dva dijela. Tako je uništen i prvi prototip, iako u toj nesreći nije bilo ljudskih gubitaka.

Nastavak razvoja
Unatoč tragičnoj nesreći i gubitku pet života, letna ispitivanja YB-49 nastavljena su i dalje. Nastavljen je i program konverzije dodatnih YB-35 u standard YB-49. Još je jedan avion rabljen za statička ispitivanja čvrstoće trupa na zemlji. Uz to, naručeno je dodatnih 30 RB-49 inačice namijenjene strateškom izviđanju. Druga serija ispitivanja otkrila je nove nedostatke. Najočitiji je bio prevelika potrošnja turbomlaznih motora J35, tako da su YB-45 imali upola manji operativni radijus djelovanja od YB-35. Sva poboljšanja aerodinamike nisu učinila avion ništa lakšim za letenje, te su se piloti i dalje stalno bunili da je avion ekstremno nestabilan i težak za upravljanje. Ta ga je nestabilnost učinila potpuno neprikladnim za bombardersku ulogu, jer nikako nije mogao, uz svu umješnost pilota, duže vremena zadržati određeni pravac letenja i konstantnu brzinu. Uz to, YB-45 je imao tendenciju nekontroliranog poskakivanja i skretanja, koje su bile toliko česte i velike da bi operacija izbacivanja bombi iz spremnika bila prevelika opasnost za sam avion. Pri tim uvjetima ni ciljači nisu mogli konstantno držati objekte na zemlji unutar svojih ciljnika. Ono nešto malo testiranja mogućnosti bombardiranja pokazalo je da bi YB-45, u usporedbi s B-29, imao neprihvatljivo malu preciznost (koja u to vrijeme i nije bila osobito velika) te da bi se prihvatljiva preciznost ostvarila tek uporabom nuklearnih bombi.

To je bio potpuno novi problem, jer YB-45 nije imao dovoljno velike spremnike za bombe u unutrašnjosti trupa u koju bi se mogle smjestiti tadašnje dosta velike nuklearne bombe. Da bi dobio tu mogućnost, trebalo je redizajnirati cijeli trup, a to jednostavno nije bilo isplativo. Tijekom 1948. američko je ratno zrakoplovstvo procijenilo da se YB-49 više ne može smatrati teškim strateškim bombarderom, te ga je svrstalo u kategoriju srednjih bombardera. Tako se YB-49 našao u “natjecanju” s bombarderima XB-46, XB-47 i XB-48. Jedan je primjerak 9. siječnja 1949. preletio iz zrakoplovne baze Muroc u zrakoplovnu bazu Andrews kod Washingtona. Pritom je postavio novi transkontinentalni brzinski rekord preletevši 2258 milje (3613 km) za četiri sata i dvadeset minuta, letjevši prosječnom brzinom od 818 km/h. Avionom je upravljao bojnik Robert Cardenas, kojeg će ubrzo nakon toga zamijeniti satnik Glen Edwards. Tijekom prikaza YB-49 u zračnoj bazi Andrews, avion je obišao i američki predsjednik Harry Truman. Kroničari su zabilježili da je predsjednik Truman ostao impresioniran novim američkim bombarderom. Pri povratku u Kalifotniji avion je sletio i bazu Wright u Daytonu, kako bi ga prikazali čelništvu ratnog zrakoplovstva. Dana 23. veljače, tijekom leta za Muroc, zapalila su se tri motora na lijevoj strani i jedan na desnoj. Posada je uspjela avion spustiti u Winslow, u Arizonu. Iako se u početku sumnjalo na sabotažu, otkriveno je da tijekom dopune goriva u avion na Wrightu nisu napunjeni i spremnici za ulje. Iako je već u listopadu 1948. bilo jasno da je program razvoja YB-49 zapao u nerješive probleme, letna su se ispitivanja i dalje nastavila u nadi da će se problemi ipak na kraju nekim čudom razriješiti. Prvi signal da je američko zrakoplovstvo odustalo od YB-49 pojavio se u travnju 1949. kada je otkazan ugovor o kupnji 30 RB-49A. U studenom 1949. konačno je otkazana i daljnja konverzija preostalih YB-35 u YB-49.
Program razvoja YB-49 službeno je opstao sve do 15. ožujka 1950. kada je njegovo otkazivanje postalo službeno i konačno. Tog se dana dogodila već opisana nesreća na zemlji.

Opis aviona

XB-36/YB-49 bio je prvi bombarder napravljen po konceptu “leteće krilo”. To znači da avion nema klasični trup na koji se postavljaju krila te repne horizontalne i vertikalne stabilizatore, već je trup aviona istovremeno i krilo. U teoriji je to genijalno rješenje koje omogućava znatno povećanje brzine i doleta pri uporabi istog pogona kao i na avionu klasične konstrukcije. Cijela je konstrukcija kompaktnija i, što se tiče uzgona, mnogo učinkovitija od klasične, te zbog toga ima i mnogo veći koeficijent nosivosti. Teoretski takav avion treba imati i manji broj članova posade, ali je praksa pokazala da se broj posade može smanjivati tek razvojem suvremenih računalnih sustava. Uz to, “leteće krilo” omogućava ravnomjerni raspore korisnog tereta, u ovom slučaju bombi, na cijeli trup (YB-49 je imao čak osam spremnika za bombe), umjesto da ga se sabije u mali cjevasti trup klasične konstrukcije.
Koncepcija “letećeg krila” pruža još jednu, ništa manje važnu odliku ? mali radarski odraz. Northrop to nije znao kada je konstruirao XB-35, a niti su to letna ispitivanja pokazala. Naime, velike elise klipnih motora same su davale dovoljan radarski odraz da se XB-35 tijekom leta jako dobro vidio na radarskim ekranima. Ugradnja turbomlaznih motora u krila YB-49 odjedanput je američkom ratnom zrakoplovstvu otkrila tu činjenicu. Vjerojatno je to bio glavni razlog upornog inzistiranja na razvoju YB-49, iako se već od početka pokazalo da je avion preopasan za letenje. Ta se odlika pokušala iskoristiti i na izvidničkom avionu YRB-49A, ali neuspješno.
Najveći problem YB-49 bila je prevelika nestabilnost tijekom leta. Kod XB-35 elise su stvarale potrebnu stabilnost te nije bilo problema s upravljanjem. Kod YB-49 taj efekt se izgubio i avion je postao opasan za letenje. Tehnologija s kraja četrdesetih i početka pedesetih godina prošlog stoljeća nije mogla riješit taj problem. Problem nestabilnosti riješit će se tek osamdesetih godina prošlog stoljeća kada tehnologija elektroničke kontrole leta (fly-by-wire) bude dopustila ponovnu gradnju bombardera u konfiguraciji “letećeg krila”. Tako je 17. srpnja 1989. prvi put poletio “radarski nevidljiv” bombarder B-2 kojeg je napravila tvrtka Northrop. U osnovi je B-2 istovjetan s XB-35/YB-49 kojeg je John K. Northrop osmislio još 1941.

Uz probleme vezane uz nerazumijevanje aerodinamičkih zakona koji određuju let “letećeg krila” i nemogućnosti da riješe taj problem, projektanti XB-35 i YB-49 napravili su i neke nepotrebne pogreške. Tako je za pilota osigurana prostrana kabina s dobrom vidljivošću, ali se istodobno pokrov kabine nije mogao otvoriti. Iako je to oblik kabine i pokrova omogućavao, pilot nije dobio ni katapultirajuće sjedalo. Umjesto toga pilot je u slučaju kvara ili oštećenja morao svoje sjedalo prvo zarotirati za 90 stupnjeva, spustiti se kroz avion na nižu palubu, otprilike dva metra, te preći još pet metara kroz unutrašnjost aviona da bi došao do otvora za iskakanje.
Smještaj kopilota je bio još gori. Njega su projektanti smjestili iza pilota, te je imao gotovo pa nikakvu vidljivost iz aviona. To je značilo da kopilot ne može upravljati avionom tijekom polijetanja ili slijetanja.I XB-35 i YB-49 napravljeni su potpuno od aluminija, u skladu sa svojom naprednom aerodinamikom. U trenutku kada su nastali bili su to veliki avioni dužine 16,18 metara i raspona krila 52,4 metra. Površina krila im je bila čak 371,5 m2, rekord koji je dugo vremena ostao nedostupan. Visina im je bila 6,1 metar. Najveća masa pri polijetanju YB-49 bila je 87 953 kilograma. Tu je masu pokretalo osam turbomlaznih motora Allison J35-A-15 potiska 17,7 kN. To je bilo dovoljno za maksimalnu brzinu od 793 km/h i brzinu krstarenja od 674 km/h. U usporedbi s bombarderima koji su tada bili u razvoju ili su već ušli u operativnu uporabu, to je bilo za otprilike 100 km/h sporije. Ali su zato YB-45 mogli dosegnuti operativni plafon leta od čak 12 400 metara. To je visina koja bi bila dovoljna da ih sačuva od presretanja velike većine tadašnjih lovačkih aviona. Kao takvi mogli su dobro poslužiti za nuklearne udare, samo da su imali dovoljno velike spremnike za bombe u koje bi nuklearne bombe stale. A i dolet od 5080 km je bio taman dovoljan za nuklearne udare u dubinu Sovjetskog Saveza.

Zaključak

YB-49 je bio najnapredniji bombarder razvijen četrdesetih godina XX. stoljeća, toliko napredan da jednostavno nije bio uporabljiv. Unatoč svim nedostacima koji su bili očiti od samog početka letnih ispitivanja, američko je ratno zrakoplovstvo vrlo brzo uočilo i njegove prednosti. Jedna je bila radarska “nevidljivost” koncepcije “letećeg krila”. To je bio vjerojatno najveći razlog nastavka razvoja unatoč svim nedostacima, pa čak i nakon što je u zračnoj nesreći život izgubilo petoro ljudi. Iako je projekt YB-49 na kraju propao, kao feniks je oživio osamdesetih godina prošlog stoljeća kada je na njegovim osnovama tvrtka Northrop razvila danas najnapredniji strateški bombarder B-2. Tako je i YB-49 dokazao da svaki pokušaj razvoja zrakoplovne tehnike, ma kako se on u početku činio promašenim, na kraju dovede do istinskog napretka.

Domagoj MIČIĆ