Dziś już zapomniane, a 100 lat temu królowały w przestworzach. Samoloty o wielu płatach

Marzenie ludzkości o lataniu ziściło się na początku XX wieku. Odkrycie sekretu lotu spowodowało prawdziwy wysyp pomysłów i idei, jak uczynić latanie nie tylko pewniejszym i bezpieczniejszym, ale i bardziej ekonomicznym. Jedną z dróg było zwiększanie liczby płatów.

Co daje wiele płatów?

Wielopłatowiec NBL-1

Zwiększenie liczby płatów w samolocie przekłada się na jego osiągi na kilka różnych sposobów. W większości efekty są korzystne, jednak ich wykorzystanie ogranicza prędkość lub ograniczenia aerodynamiki. Po pierwsze, więcej skrzydeł to większa powierzchnia i siła nośna. Oznacza to, że samolot taki jest stabilniejszy w locie, można powiedzieć, że „lepiej trzyma się powietrza”. Do tego jest pewniejszy w trakcie manewrów, zwłaszcza tak trudnych, jak start i lądowanie. Szczególnie w tym ostatnim przypadku wpływa na zmniejszenie prędkości lądowania, co podnosi bezpieczeństwo maszyny i ludzi.

Szybsze wznoszenie, większy udźwig czy lepsze właściwości pilotażowe ograniczane są jednak z drugiej strony przez zwiększone opory aerodynamiczne. Stawiają je tak skrzydła, jak też podtrzymujące je poprzeczki, tak zwane zastrzały. Stąd też układ ten jest efektywny tylko do pewnych prędkości. Nic więc dziwnego, że w połowie lat 30. XX wieku samoloty dwupłatowe zaczęły odchodzić do lamusa, a triumfy święciły jednopłatowce – słynne typu Messerschmitt Bf-109, Supermarine Spitfire czy North American P-51 Mustang.

Dążąc do maksymalnego wykorzystania zalet układu wielopłatowego, wielu konstruktorów posuwało się jednak aż do granic absurdu. Omówimy jednak tylko część z bardzo wielu zaskakujących lub dziwacznych maszyn, które miały opanować niebo czy to w okresie pokoju, czy też wojny.

Supermarine Nighthawk

P.B.31 Nighthawk

I wojna światowa oto okres, kiedy lotnictwo rozwijało się szczególnie szybko, podobnie jak inne bronie techniczne. Na nowe zagrożenia – w tym bombardowania miast przez olbrzymie sterowce – spotykały się z niemal natychmiastową odpowiedzią w postaci sprzętu przeznaczonego do ich zwalczania. Taką właśnie genezę ma przedstawiany projekt – Supermarine Nigthawk (nocny jastrząb). Londyn i inne miasta Wielkiej Brytanii nękały niemieckie Zeppeliny w trakcie nocnych nalotów. Wobec braku urządzeń umożliwiających namierzanie ich w ciemnościach, w tym radaru, który wynaleziono w następnych dziesięcioleciach, trzeba było sięgać po „analogowe” środki przeciwdziałania.

Wielkość potencjalnych celów – sterowce były olbrzymie – dawała im jednocześnie znaczną odporność na uszkodzenia. Projektowany samolot przechwytujący musiał być więc ciężko uzbrojony, najlepiej w działko i kilka karabinów maszynowych. Na pokładzie Nighthawka znalazła się armatka kalibru 37 mm i dwa kaemy Lewisa. Żeby udźwignąć tak rozbudowane uzbrojenie, trzeba było dość ciężkiej maszyny, najlepiej dwusilnikowej, zdolnej do dość stabilnego lotu przy prędkościach osiąganych przez sterowce, czyli około 100 km/h. Stąd zastosowanie aż… czterech płatów, które obniżały tzw. prędkość przeciągnięcia, czyli taką, kiedy przepływ powietrza wokół skrzydeł jest zbyt mały, by generować siłę nośną. Prędkość maksymalna wynosiła zresztą zaledwie 120 km/h, na co wpływ miały także olbrzymie opory generowane przez sylwetkę i skrzydła samolotu.

Nighthawk powstał w jednym tylko egzemplarzu. Okazało się, że nie udało się wykorzystać wszystkich zalet wielopłatowości. Ze względu na niską prędkość i opory powietrza, samolot wznosił się ociężale, a wzbicie się na pułap 3000 metrów zajmowało mu aż godzinę. Oznaczało to po prostu, że nie będzie w stanie dogonić swoich celów, zanim one zrzucą bomby na miasta.

Euler Dreidecker

Euler Dreidecker

Kiedy Brytyjczycy wprowadzili do użytku myśliwiec Sopwith Triplane, okazało się, że dzięki trzem płatom jest on o wiele bardziej zwrotny w walce od starszych modeli dwupłatowych, a także szybciej się wznosił. Te niezaprzeczalne zalety skłoniły również siły powietrzne kajzerowskich Niemiec do rozpoczęcia badań nad podobnym typem. Rozwojem nowego modelu zajął się najzdolniejszy konstruktor lotniczy I wojny światowej – Anthony Fokker. Zastosował on ten sam układ, choć skrzydła nie były identyczne – dolne pary były krótsze od górnych, górne były też odrobinę bardziej wysunięte do przodu samolotu niż dolne, co wpływało korzystnie na manewrowość.

Samolot, który wyszedł spod jego ręki, Fokker Dr.I, nazywany po prostu Dreidecker (trzypłatowy), stał się jedną z ikon Wielkiej Wojny. Zgrabny myśliwiec z trzema równoległymi płatami, charakterystycznym ogonem i stałym podwoziem, zwykle malowany fantazyjnie na jaskrawe kolory, wyróżniał się manewrowością. Nic więc dziwnego, że najlepsi niemieccy piloci z elitarnych eskadr Jagdgeschwader 1 otrzymali go do testów bojowych i święcili na nim swoje największe triumfy. Oczywiście najbardziej znanym pilotem używającym Dreideckera był Manfred von Richthofen zwany Czerwonym Baronem.

Co ciekawe, dość często zdarzało się, że najwyższy płat ulegał oderwaniu lub złamaniu w trakcie lotu. Zginęło tak wielu dobrych lotników, a kilku zostało ciężko poszkodowanych, między innymi brat Czerwonego Barona, Lothar von Richthofen. Mimo to myśliwiec ten był jednym z najbardziej udanych samolotów I wojny światowej, mając niską prędkość przeciągnięcia i dość wysoką prędkość maksymalną, połączone z siłą ognia dwu karabinów maszynowych Maxim MG08.

Johns Multiplane

Johns Multiplane

W tym przypadku można się pogubić, licząc liczbę płatów. Było ich w sumie aż siedem – dwa zestawy podwójnych otaczały pojedynczą kolumnę trzech płatów. Układ ten był tak pomyślany, by przednie i tylne płaty generowały siłę nośną w przerwach między płatami środkowymi. Obydwa tez zestawy miały też mniejszą rozpiętość. Dawało to olbrzymią powierzchnię nośną, która wespół z trzema potężnymi silnikami Liberty L-12 w układzie pchającym miała stworzyć stabilną platformę bojową. Wielkość maszyny sugerowała jej wykorzystanie do bombardowań miast i fabryk wroga.

Załogę i uzbrojenie umieszczono w prostym, prostopadłościennym kadłubie wciśniętym pomiędzy płaty. Nawet stery ogonowe miały po dwa płaty. Sterowanie odbywało się za pośrednictwem sześciu lotek zamontowanych na końcach środkowych płatów, jednak masa i opór stawiany przez liczne wsporniki, zastrzały, cięgna, silniki i rozbudowane podwozie powodował, że trzeba było w sterowanie wkładać tyle siły, iż stawało się ono niemożliwe. Samolot z tego też powodu nigdy nie wzbił się w powietrze, wykonując tylko kilka nieskoordynowanych podskoków w trakcie próby startu.

Caproni Ca.4

Caproni Ca.4

Włosi nie radzili sobie w trakcie I wojny światowej zbyt dobrze w walkach lądowych, ale za to w powietrzu stawali z podniesionym czołem przeciwko swojemu głównemu wrogowi – Austro-Węgrom. Usiłując atakować tamtejsze miasta, poszukiwano coraz bardziej niezwykłych, ale potencjalnie efektywnych rozwiązań. Nie sposób odmówić wizjonerstwa firmie Caproni z Mediolanu, szczególnie w przypadku bombowca Ca.4.

Otrzymał on trzy pary długich skrzydeł, co dawało mu rozpiętość niemal 30 metrów. Połączone były one około 40 pionowymi wspornikami, dodatkowo wzmocnionymi zastrzałami i cięgnami napinającymi. Wszystko to zwiększało sztywność płata w locie, zwiększając bezpieczeństwo, ale też wpływało na opory powietrza. Napęd stanowiły trzy silniki – dwa ze śmigłem ciągnącym i jeden z pchającym. Układ kadłuba był nie mniej niezwykły – składały się nań gondola środkowa, krótka i wysunięta do przodu, oraz po jej bokach dwie długie belki połączone na końcu wspólnym ogonem z trzema statecznikami pionowymi. Podwozie było równie rzadkie – z kółkiem przednim.

Prędkość maksymalna wynosiła zaledwie 125 km/h, a zasięg 500 km, ale jak na tamte czasy samolot był potężnie uzbrojony. Do samoobrony służyły cztery karabiny maszynowe, a ładunek bomb wynosił do 1450 kg. Przy tak delikatnej konstrukcji osiągi te należy oceniać jako więcej niż dobre, nawet na tle coraz doskonalszych bombowców dwupłatowych o bardziej zwartej i mocniejszej budowie. Były na tyle atrakcyjne, że poza Włochami Ca.4 wykorzystywały w pojedynczych egzemplarzach również siły zbrojne USA i Wielkiej Brytanii. Ogółem produkcja zamknęła się liczbą 32 sztuk.

Lloyd 40.08 Luftkreuzer

Lloyd 40.08 Luftkreuzer

Front pomiędzy Austro-Węgrami a Włochami oparł się na Alpach i rzece Soczy (wł. Isonzo), gdzie stał przez długie lata. Żadna ze stron nie miała sił przerwać impasu, gdyż w górach obrońcy mieli zdecydowaną przewagę nad atakującymi. Dwanaście bitew nad Isonzo, w których poległo 1,3 miliona Włochów i 500 tysięcy poddanych Franciszka Józefa I dowodzi tego aż nadto dobrze. Nic więc dziwnego, że w sporej części ciężar walk przeniósł się w powietrze.

Przeciwko włoskim bombowcom Austriacy wystawiali swoje myśliwce. Obydwie strony chciały zadać sobie wzajemnie jak największe straty. To między innymi ten okres stał się podstawą późniejszych rozważań generała Giulio Douheta na temat roli bombowców i lotnictwa w ogóle w przyszłej wojnie światowej. Jego książka Panowanie w powietrzu napisana tuż po I wojnie światowej została przyjęta z głębokim zainteresowaniem, a część postulatów zrealizowano w latach 1939-1945, zwłaszcza w obszarze terrorystycznych nalotów na miasta.

By zwiększyć swoje niszczące oddziaływanie, Austriacy rozpoczęli w 1915 roku prace nad ciężkim bombowcem. Firma Lloyd zaproponowała maszynę w rzadkim układzie trójpłata połączonym z równie unikatowym układem gondoli kadłubowej i dwu belek ogonowych złączonych wspólnymi sterami. Dwie pary górnych skrzydeł miały jednakową długość, najniższe zaś były zauważalnie krótsze. Samolot napędzały trzy silniki – dwa ciągnące sześciocylindrowe i jeden pchający, główny o dwunastu cylindrach. Ogólne założenia były podobne co we wcześniej opisanym Caproni Ca.4, jednak nie wiadomo, na ile austriacki projekt miał wpływ na Włochów.

Kabina pilota była częściowo zamknięta przez dużą zaokrągloną osłonę z niewielkimi oknami, a pomiędzy gondolą a dolnym płatem znajdowało się stanowisko bombardiera, również osłonięte blachą wyprofilowaną aerodynamicznie. Uzbrojenie defensywne stanowiły cztery karabiny maszynowe, a ofensywne 220 kg bomb. Widoczna jest tu rażąca dysproporcja w stosunku do włoskiego półbliźniaka. W przeciwieństwie do niego krążownik powietrzny Lloyd 40.08 nigdy nie wziął udziału w walce, powstał tylko jeden prototyp.

Pomysłowość konstruktorów była wielka, nie można temu zaprzeczyć. Choć wiedza o aerodynamice dopiero raczkowała, to już widoczne były próby zwiększania pozytywnych efektów zastosowania poszczególnych rozwiązań. Przynosiły one czasem odwrotne efekty, jeśli użyto ich nieprzemyślanie lub starano się wykorzystać je wszystkie na raz, jednak to właśnie te próby i błędy sprawiły, że lotnictwo rozwijało się w następnych dziesięcioleciach tak dynamicznie.

Bibliografia:

1. Shelton J., From Nighthawk do Spitfire: The Aircraft of RJ Mitchell, Cheltenham 2015.
2. Herris J., Pearson B. , Aircraft of World War I, 1914-1918, Londyn 2010.
3. Weyl, A.J. Fokker: The Creative Years. Londyn 1965.