Priča o razvoju lovačkog aviona na mlazni pogon J-21R neodvojiva je od priče razvoja prvog švedskog domaćeg lovca – J-21A

Neposredno pred početak II. svjetskog rata Švedska se ubrzano pripremala za obranu svoje neutralnosti i neovisnosti. Posebno teško stanje bilo je u tamošnjem ratnom zrakoplovstvu (Flygvapnet) koje je imalo 180 uglavnom zastarjelih aviona kupljenih u Sjedinjenim Državama (Seversky EP-1 i Vultee 48C Vanguard) i Italiji (Fiat C.R 42 i Reggiane Re.2000). Kako bi izbijanje sveopćeg europskog i svjetskog rata istodobno značilo i potpuni prestanak dostave oružja i doknadnih dijelova švedskoj vojsci tadašnji je švedski politički i vojni vrh odlučio pokrenuti ubrzani razvoj vojne industrije koja će biti potpuno samodostatna. Tako je u travnju 1937. osnovana tvrtka za proizvodnju aviona SAAB (Svenska Aeroplan Aktiebolaget). Predviđanja su se pokazala potpuno ispravnim jer su već u listopadu 1940. Sjedinjene Države proglasile embargo na izvoz oružja, opreme i rezervnih dijelova Švedskoj. Iako nikada formalno potvrđen talijanski se embargo, zbog pritiska Berlina, počeo provoditi još 1939.
Prvi proizvod novoosnovane tvrtke bio je SAAB 17, izvidnički dvosjed koji je kasnije prenamijenjen i za zadaće bombardiranja iz obrušavanja. Gotovo istodobno pokrenut je i razvoj dvomotornog bombardera i izvidničkog aviona SAAB 18. Iako su se oba ova aviona pokazali relativno uspješnim švedsko je ratno zrakoplovstvo, nakon izbijanja II. svjetskog rata, još više trebalo suvremeni lovački avion kojim će uspješno štititi svoj zračni prostor od namjernih i nenamjernih preleta njemačkih i sovjetskih aviona. Zbog toga su u SAABu pokrenuli projekti suvremenog lovca nazvan SAAB 19, koji je po svojim vanjskim odlikama najviše sličio japanskom lovcu Mitsubishi A6M Reisen (Zero). Projekt nije uspio te je švedsko ratno zrakoplovstvo radilo veliki pritisak da u najkraćem vremenu dobije najnapredniji lovački avion. Tako je počeo razvoj naprednog lovačkog aviona SAAB 21A.

Početak razvoja J-21A

Švedsko je ratno zrakoplovstvo od SAAB-ovih stručnjaka tražilo najnapredniji lovački avion koji će se moći nositi sa svim tadašnjim prijetnjama, a ponajviše s opasnošću od bombarderskih udara. Da bi odgovorili na sve te zahtjeve projektanti su zamislili veliki lovački avion s motorom smještenim iza pilotske kabine, što je u to vrijeme bio jedinstveno rješenje. I prije nego što su počeli radovi na izradi planova pojavio se problem motora. Kako nije bilo ni dovoljno vremena ni dovoljno iskustva za razvoj švedskog motora odlučeno je da se problem riješi kupnjom licence. Prvobitna je odluka bila kupnja licence za američki motor Pratt & Whitney S3C4 (R-1830) Twin Wasp koji je imao turbokompresor, a koji je trebala proizvoditi tvrtka Svenska Flygmotor AB (SFA). Provedbi te odluke ispriječilo se već prije spomenut američki embargo, te se u najkraćem vremenu trebalo naći novo rješenje. U ožujku 1941. švedsko je ministarstvo zrakoplovstva odlučilo ugroziti status neutralnosti i od njemačke tvrtke Daimler-Benz kupiti licencu za proizvodnju motora DB 601, da bi vrlo brzo promijenilo odluku i na kraju kupilo motor DB 605. Naravno, švedska je vlada tu pogodbu “platila” ugrožavanjem državne neutralnosti, dostavom sirovina i specijalnih proizvoda (oružja) nacističkoj Njemačkoj.

Kad je napokon riješen problem motora započeo je intenzivan rad na razvoju novog lovca. Službeni rad na projektu SAAB 21 počeo je u travnju 1941., te je švedsko ratno zrakoplovstvo novi lovac označilo kao J-21 (J kao Jakt – lovac). Kako bi osigurali mogućnost smještaja snažnog naoružanja u nos aviona, i tako omogućili obaranje i najvećih bombardera u samo jednom napadu, projektanti su motor smjestili iza pilota. Takvo je rješenje trebalo osigurati i vrlo dobru vidljivost iz pilotske kabine. Postavljanje motora iza pilota uvjetovalo je i neka druga rješenja. Da bi se osigurao nesmetani rad elise postavljena su dva vitka trupa na čijem se kraju nalazio rep s dva mala vertikalna i jednim velikim horizontalnim stabilizatorom – rješenje koje je jako podsjećalo na američki lovac Lockheed P-38 Lightning. Ta dva trupa dobro su poslužila i za smještaj visokih i masivnih nogu glavnog stajnog trapa tripa tricikl. Kako elisa tijekom polijetanja ne bi zapela za pistu J-21 je dobio vrlo visoki stajni trap, što je za posljedicu imalo nestabilnost tijekom slijetanja. Taj je problem donekle riješen velikim razmakom nogu glavnog stajnog trapa. Zbog specifičnog smještaja motora pojavio se i problem njegovog hlađenja, koji je na kraju ipak uspješno riješen ugradnjom visokotlačnih ventilatora za hlađenje.
Još prije nego što je poletio prvi prototip postalo je jasno da takva koncepcija aviona stvara još jedan problem – kako da pilot sigurno napusti oštećeni avion u zraku. Dotad standardno istakanje pilota iz kabine tako da bi otvorili pokrov i sami iskočili nije dolazilo u obzir zbog elise i širine stražnjeg dijela. Očekivati da će pilot uspjeti oštećeni avion okrenuti na leđa i tako sigurno iskočiti ipak je bilo previše, te se moralo pronaći neko novo rješenje. A ono je bilo ugradnja katapultirajućeg sjedišta koje će pilota izbaciti dovoljno brzo i daleko od prijeteće elise. Tako je J-21 postao jedan od prvih aviona u svijetu opremljen tim sustavom.
Prvi prototip novog švedskog lovca označen kao 21001 poletio je 30. srpnja 1943. s pokusnim pilotom Clara Smith za komandama. Drugi je prototip 21002 poletio tek u srpnju 1944. Letna su ispitivanja pokazala da motor DB 605B sa 1475 KS nema dovoljno snage da pokreće avion mase 4400 kg, te da je maksimalna brzina razočaravajućih 640 km/h. Zbog toga su i SAAB i švedsko ratno zrakoplovstvo odmah počeli potragu za snažnijim motorom.

Nastanak J-21R
Nakon što se pokazalo da se J-21A ne može nositi s najnovijim njemačkim i savezničkim lovcima sva je krivnja svaljena na preslab motor DB 605B. Kako se rat bližio kraju i postajalo sve očitije tko će pobijediti, Šveđani su odlučili novi motor potražiti na pobjedničkoj strani. Prvi je izbor bio britanski Rolls-Royce Merlin. Nova je inačica označena kao J-21B. Novi je motor zahtijevao znatne preinake središnjeg trupa, a kako nije bilo sigurno da će bitno poboljšati odlike aviona SAAB je potražio drugo rješenje. Najlogičnije je bilo ugradnja nekog od novorazvijenih turbomlaznih motora, tim prije jer je konstrukcija aviona dopuštala ugradnju bez većih preinaka. Sredinom četrdesetih godina prošlog stoljeća ispitivanjem nove vrste pogona u Švedskoj bavile su se tvrtke SFA, SB Lundstroms Angturbin (ALA) i Svenska Turbinfabrik AB Ljungstrom (STAL). Na osnovi tih pokušaja SAAB je na proljeće 1945. napravio dvije studije lovačkih aviona ? RX-1 i RX-2. Projekt RX-1 u osnovi je bio SAAB 21 prilagođen ugradnji turbomlaznog motora. Proračuni su pokazivali da bi J-21 opremljen motorom potiska 14,7 kN postizao 740 km/h, što bi bilo na razini najbržih lovaca s klipnim motorima. Na jesen 1945. pojavio se i projekt R 101 koji je jako nalikovao na američki lovac Lockheed P 80 Shoting Star (vidi Hrvatski vojnik broj 27). Švedski izvori tvrde da R 101 nije bio kopija američkog lovca jer u trenutku njegovog nastajanja švedski stručnjaci nisu imali nikakvih spoznaja o američkim lovcima s turbomlaznim motorima.

Na osnovi domaćih motora SAAB je tijekom cijele 1945. intenzivno razvijao nekoliko novih projekata eksperimentalnih i lovačkih aviona, sve do 9. studenog, kad je došao dopis iz švedskog ratnog zrakoplovstva kojim se tražio prekid svih ispitivanja. Razlog je bio zaustavljanje svih švedskih projekata razvoja turbomlaznih motora, do kojeg je došlo zbog potpisivanja ugovora o licenčnoj proizvodnji britanskog turbomlaznog motora de Havilland Goblin. Nakon što je tako brzo riješen problem nabave najsuvremenijeg motora odlučeno je da se taj u što kraćem roku ugradi u neki od švedskih lovaca. Izbor nije bio veliki jer je samo SAAB 21 omogućavao ugradnju bez većih promjena konstrukcije. Studija izvedivosti potvrdila je da bi ugradnja Goblina u središnji trup J-21A zahtijevala izmjenu samo 20 posto konstrukcije aviona, te da bi istodobno bitno poboljšala letne i borbene mogućnosti aviona. Novi je lovac dobio oznaku J-21R, a švedsko je ratno zrakoplovstvo odmah naručilo 120 komada. Odmah je odlučeno da se četiri J-21A-1 (21116, 21119, 21121 i 21123) preurede u prototipne avione s turbomalznim motorima Goblin. Projektanti su podcijenili sve potrebne izmjene i prilagodbe koje je zahtijevala ugradnja turbomlaznog motora na mjesto klipnog, te je stoga prvi prototip (21119) poletio tek 10. ožujka 1947. Prvi let na prvom švedskom mlaznom lovcu obavio je probni pilot Ake Sundenem. Prvi prototip lovca J-21R imao je samo 50 posto dijelova originalnog J-21A-1.
Velike su izmjene obavljene na stražnjem dijelu središnjeg trupa koji se morao produžiti i proširiti kako bi u njega stao široki turbomlazni motor s radialnim kompresorom. Uz to na bokove su mu morali dodati velike usisnike koji su motoru dobavljali potrebnu količinu zraka. Isto tako velike su izmjene obavljene i na repnom dijelu. Kod originalnog J-21A repni horizontalni stabilizator nalazi se na otprilike polovici visine vertikalnih stabilizatora. Da je tamo ostao i kod J-21R bio bi točno u struji vrelih ispušnih plinova turbomlaznog motora. Zbog toga je podignut na vrh vertikalnih stabilizatora. To je pak zahtijevalo promjenu konstrukcije vertikalnih stabilizatora i njihovo dodatno ojačanje jer je, zbog novog položaja horizontalnog stabilizatora njihovo naprezanje bilo znatno veće.

Kasnije će operativna uporaba pokazati još jedan problem na koji švedski projektanti nisu imali veliki utjecaj – neotpornost motora Goblin na teške švedske zime. To se ponajviše odrazilo na sustav za podmazivanje motora koji se znao smrznuti dok bi avion stajao na zemlji. Istovjetan je problem imalo i kanadsko ratno zrakoplovstvo sa svojim lovcima de Havilland D.H.100 Vampire koji je rabio isti turbomlazni motor.
Tijekom letnih ispitivanja izgubljena su dva prototipa. Prvom je popustio spoj ispuha motora što je rezultiralo eksplozijom aviona u zraku. Kod drugog se otrgnula lopatica turbine te je proletjela kroz motor i ostatak aviona, nakon čega je pilot izgubio kontrolu nad avionom. Zanimljivo je da su u oba slučaja razlozi gubitka bili problemi s motorom, dok se sama konstrukcija aviona pokazala dovoljno čvrsta da izdrži sva naprezanja.
Novi motor povećao je maksimalnu brzinu na prihvatljivih 800 km/h ali je borbena okretnost J-21R ostala jednako loša kao i kod J-21A. Zbog toga je švedsko ratno zrakoplovstvo smanjilo narudžbu na samo 60 aviona, te u međuvremenu 1946. odlučilo kupiti lovce Vampir Mk.1. Serijska proizvodnja J-21R započela je 1949. Prva serija J-21 RA (od serijskih brojeva 21403 do 21409 te od 21411 do 21433) predavana je švedskom ratnom zrakoplovstvu od 2. kolovoza 1949. do 21. kolovoza 1950. Ove su avione opremili motorom Gobllin II (švedske oznake RM-1) potiska 13,3 kN.

Operativna uporaba

Prvi su J-21R dodijeljeni eskadrili F-10 smještenoj u Angelholmu u južnoj Švedskoj, a u operativnu su uporabu ušli već početkom 1950. Brzo se pokazalo da novi lovac ima znatne nedostatke i ograničenja. Jedan je bio autonomija od samo 40 minuta leta jer je novi motor jednostavno gutao gorivo. Uz to projektanti su zadržali sustav upravljanja s J-21A koji nije projektiran za tako velike brzine koje je mogao postići J-21R. Zbog toga su se piloti žaliti na teškoće tijekom velikih brzina kad bi upravljačka palica postala preteška za pokretanje. I operativni plafon leta od 12 500 m, koji je naveden u tehničkoj dokumentaciji koja je pratila svaki avion, piloti su teško mogli doseći svojim serijskim avionima. Na visinama iznad 6000 metara sposobnost penjanja bi se znatno smanjila, dok bi većina pokušaja da avion dosegne više od 10 000 metara završavala padom u kovit. Uz to su svi pokušaji pilota eskadrile F-10 da sa svojim J-21R u simuliranim zračnim borbama obore “protivnički” avion završavali porazno za njih. Zbog toga je vrlo brzo postalo očito da se J-21R ne može, unatoč svojoj brzini, rabiti kao presretač ili kao izvidnički zrakoplov. Zbog toga se velika nada polagala u novu seriju koja je označena kao J-21 RB i koju su opremili još snažnijim motorom SFA FM-1A (licenčno proizveden Goblin III) potiska 14,7 kN. Ti avioni počeli su se isporučivati od 1. srpnja 1950. Posljednji je dostavljen 4. siječnja 1951. Unatoč jačem motoru letne se odlike nisu ništa poboljšale. Kako su iskustva pilota pokazala da obje inačice J-21R imaju vrlo dobre odlike pri letenju na malim visinama odlučeno je da ih se rabi kao jurišnike. Zbog toga su svi J-21RA prebačeni u eskadrilu F-7 u Satenasu gdje su se isključivo rabili za napade na zemljane ciljeve. Primjereno tome promijenjena im je oznaka u A-21R. Da bi ih se što bolje prilagodilo novoj ulozi A-21R su dobili i novo oružje. Uz već postojeće koje se sastojalo od četiri teške strojnice kalibra 31,2 mm i jednog topa kalibra 20 mm, razmatrala se i mogućnost nošenja tri kontejnera s po jednim topom kalibra 20 mm. Umjesto tri topa kalibra 20 mm odabrana je kombinacija od osam teških strojnica kalibra 8 mm koje su se nosile u kontejnerima zajedno sa streljivom. Avion su mogli naoružati i nevođenim raketama zrak-zemlja u kalibrima 76,2 mm, 100 mm, 145 mm te čak 210 mm.

Snažniji motori i dobra upravljivost A-21R na malim visinama, osobito ako je bio opterećen dodatnim naoružanjem, dozvolili su da piloti F-7 eskadrile uvedu i novu taktiku napada na zemaljske ciljeve. Kako bi izbjegli otkrivanje od strane radara piloti su letjeli na vrlo malim visinama. Ciljevi bi se napadali ili iz takvog brišućeg leta (topovima) ili nakon kratkog propinjanja i obrušavanja (nevođenim raketama). Jedini je problem bio što su pri takvim letovima motori morali dugo raditi snagom od oko 80 posto, što je dodatno smanjivalo operativni radijus djelovanja. Pojava znatno boljeg jurišnika SAAB A-29B, koji je u postrojbe počeo dolaziti tijekom 1954. potisnula je A-21R u drugi plan, ali je tek pojava znatno boljeg SAABa 32 Lansena (koji je u operativnu uporabu ušao 1956.) zapečatila njegovu sudbinu.

Opis aviona

SAAB J-21R je, kao i njegov prethodnik J-21A, bio jednosjedni jednomotorni niskokrilac s tri trupa. U središnjem trupu, koja se naziva i gondola, projektanti su smjestili motor, kabinu pilota i streljačko naoružanje. Konstrukcija gondole je bila naprednog “semi-monocoque” principa, te je smanjivala ukupnu masu aviona. Kompletna konstrukcija aviona napravljena je od aluminija, uključujući i krila. Zahvaljujući tome ugradnja turbomlaznog motora nije predstavljala nemoguću zadaću. Kabina je bila pod natpritiskom, a specifičnost je bila mogućnost otvaranja pokrova kabine na obje strane. Nos gondole zauzeo je prednja noga stajnog trapa i naoružanje koje se sastojalo od topa Bofors M-45 kalibra 20 mm i dvije teške strojnice Colt kalibra 13,2 mm. Još po jednu tešku strojnicu Colt projektanti su smjestili u prednji dio dva vitka trupa. Ta su dva trupa iskorištena i za smještaj glavnih nogu stajnog trapa. Kako je J-21R rabio turbomlazni motor i nije imao elisu znatno su skraćene noge stajnog trapa, tako da mu je visina s originalnih 3,97 m kod J-21A smanjena na znatno prihvatljivijih 2,9 m.

Raspon krila J-21R bio je 11,37 m (0,23 m manji nego kod J-21A), a površina krila 22,3 m2. Dužina J-21R bila je 10,56 m (0,11 m veći nego god J-21A). Masa praznog aviona bila je 3 112 kg, dok je najveća poletna bila tek 5200 kg (jurišnik A-21R imao je najveću poletnu masu od 5615 kg). U J-21R ugrađivala su se, kako je već spomenuto, dva turbomlazna motora. Prvi je bio de Havilland Goblin II koji je u švedskom ratnom zrakoplovstvu dobio oznaku RM-1. Taj je motor davao maksimalni potisak od 13,3 kN. Kako je motor bio širok čak 1260 mm i dugačak 2550 mm projektanti su morali bitno promijeniti konstrukciju stražnjeg dijela gondole, s obzirom na to da je klipni motor Daimler-Benz DB 605B (koji se ugrađivao na J-21A) imao bitno drugačije mjere. Druga posljedica ugradnje turbomlaznog motora bila je promjena konstrukcije repa. Naime, kod J-21A horizontalni je stabilizator išao otprilike po sredini visine vertikalnih stabilizatora. Da je zadržano to rješenje horizontalni bi se stabilizator našao usred struje vrelih ispušnih plinova turbomlaznog motora. Zbog toga je premješten na vrh vertikalnih stabilizatora. Kako s motorom RM-1 lovac J-21R nije imao odgovarajuće letne odlike (posebno je bila problematična brzina penjanja) projektanti su odlučili ugraditi nešto snažniji turbomlazni motor SFA RM-1A (licenčno proizvedeni de Havilland Goblin III) koji je davao maksimalni potisak od 14,7 kN. S tim je motorom J-21R dostizao maksimalnu brzinu do 800 km/h, dok je brzina krstarenja bila 700 km/h (neki izvori navode podatak od 610 km/h). Brzina penjanja bila mu je skromnih 17 metara u sekundi. Kako je nastao na osnovi klasičnog lovca s ravnim krilima J-21R je imao sletnu brzinu od samo 155 km/h. Tako mala sletna brzina u kombinaciji s masivnim stajnim trapom omogućavala mu je djelovanje s neuređenih poletno-sletnih staza.

Iako se pokazao lošim lovcem i ne baš učinkovitim jurišnikom J-21R je pružio tvrtki SAAB i švedskom ratnom zrakoplovstvu neprocjenjivo iskustvo u uporabi turbomlaznih motora
Uz slabe manevarske mogućnosti i tešku upravljivost J-21R je imao još jedan veliki nedostatak – mali borbeni radijus djelovanja. Iako se kao službeni podatak navodi da je imao dolet od 900 km u praksi ga je bilo teško ostvariti. Naime, slabi je motor zahtijevao da piloti na J-21R, kad su letjeli kao piloti-lovci, stalno imaju polugu gasa pomaknutu ili na punu snagu ili ne ispod 80 posto snage motora. U takvim bi uvjetima turbomlazni motor jako trošio te bi pilot rijetko kad na raspolaganju imao više od 40 minuta leta. U takvim uvjetima operativni radijus djelovanja J-21R nije bio veći od 200 km, pri čemu treba uzeti u obzir da je pilot trebao imati pričuvu goriva za zračnu borbu. Taj je nedostatak bilo jako teško ukloniti jer su spremnici J-21 projektirani za potrebe klipnih motora sa znatno manjom potrošnjom. Tako je glavni spremnik imao zapreminu od samo 590 litara, dok se u dva krilna spremnika moglo staviti još 150 litara goriva. Da bi se donekle smanjio taj problem na krajevima krila postavljena su dva dopunska spremnika svaki zapremine 400 litara. Dodavanje spremnika na krajevima krila sigurno nije povećalo pokretljivost aviona i više je pogodovalo ulozi jurišnika.
Kao jurišnik A-21R je mogao ponijeti do najviše 700 kg tereta. On se mogao sastojati od jedne bombe mase 600 ili 500 kilograma, ili dvije bombe mase 250 kg. Mogao je ponijeti i četiri bombe mase 50 kg. Puno češće su ga naoružavali s nevođenim raketama zrak-zemlja. U toj ulozi mogao je ponijeti do dvije rakete promjera 210 mm, do pet raketa promjera 180 mm, te do deset raketa promjera 100 ili 80 mm. S dva dopunska spremnika goriva na vrhovima krila operativni radijus djelovanja bio mu je 190 km.

Zaključak

Lovački avion J-21R, nastao na osnovama klipnog lovca J-21A, pokazao se nedorastao svojim suvremenicima. Činjenica je da je J-21A imao naprednu konstrukciju te da je bio jedini lovački avion s potisnim klipnim motorom koji je ušao u operativnu uporabu. Ipak, i kao takav bio je preslaba osnova za razvoj suvremenog lovca s turbomlaznim motorom. Ipak je J-21R više nego dobro poslužio i projektantima SAAB-a i pilotima i osoblju švedskog ratnog zrakoplovstva da steknu potrebna iskustva s uporabom turbomlaznih motora. Da su ta iskustva i te kako dobro iskoristili pokazat će znatno uspješniji SAAB 29.

Domagoj MIČIĆ