War Thunder background
: Projektowanie Lotnictwa Morskiego
Uwaga! Artykuł został opublikowany na starszej wersji strony. Mogą wystąpić problemy z wyświetlaniem na niektórych przeglądarkach.

Od Wtorku 29 października, 16:00 do Środy 30 października, 16:00

-10% za zakup samolotów F8F-1B, N1K2-Ja oraz Sea Meteor F3.
-20% zniżki na zakup kwalifikacji dla F8F-1B, N1K2-Ja oraz Sea Meteor F3.
 

 

 

 
 
Celem tego artykułu jest przedstawienie wielu faktów i decyzji, jakie podejmuje się przy projektowaniu samolotów morskich. Jest to poziom podstawowy, wieć z góry przepraszam wszystkich czytających znających się na rzeczy – z pewnością wiecie więcej niż ja!
 
Wielu ludzi z pewnością zauważy, że P51 Mustang wygląda znacznie inaczej niż F4U Corsair. Podczas gdy oba były jednosilnikowymi, jednoosobowymi amerykańskimi myśliwcami z z czasów Drugiej Wojny Światowej, zostały zaprojektowane w różnych celach, i w końcu różniły się od siebie znacznie zarówno charakterystyką jak i parametrami. Spójrzmy więc zatem na różne czynniki jakie wpływały na projektowanie samolotów morskich w czasie Drugiej Wojny Światowej i być może wtedy zrozumiemy, dlaczego smukły i elegancki Mustang wyglądał tak odmiennie od Corsaira, oraz dlaczego ten ostatni otrzymał przezwisko ‘Bękart z wygiętymi skrzydłami z Connecticut’.
 
Podczas projektowania samolotu morskiego czy konwertowania samolotu lądowego na morski trzeba wziąć pod uwagę dużą liczbę czynników. Najważniejszym z tych czynników jest początek i koniec każdego wylotu – czynności na pokładzie startowym.
 
I.) Czynności na pokładzie startowym
 
Podczas startu również należy rozważyć kilka czynników , ale najbardziej skomplikowanym procesem jest lądowanie na lotniskowcu. Mówiąc prościej, lądowanie na lotniskowcu obciąża samolot znacznie bardziej, aniżeli lądowanie na pasie startowym. Podczas Drugiej Wojny Światowej znakomita większość lądowań na pokładzie była lądowaniami wspomaganymi; z tyłu samolotu wystawał hak, którego pilot używał do zaczepienia się o jedną z rozciągniętych na pokładzie lin. Samolot mógł w ten sposób zatrzymać się znacznie szybciej niż z pomocą zwykłych hamulców. Bez tego, większości samolotów nie udałoby się zatrzymać na pokładzie i spadłyby one do morza.
 
Wracając do Corsaira, mamy więc ważący 4 tony samolot (przed dodaniem paliwa i amunicji) który zniża się do lądowania z zalecaną prędkością podejścia wynoszącą od 80 do 83 węzłów. Hak mający zatrzymać taki ciężki i rozpędzony samolot musi więc być bardzo mocny. Do tego mocowanie haka musi również być silne, gdyż w innym wypadku zaczepy puszczą. Nwet jednak jeśli hak i mocowanie są mocne, to siła hamowania zostanie przeniesiona na kolejną część - ogon samolotu. Bez wzmocnionej konstrucji sekcja ogonowa zostanie po prostu oderwana przez siłę hamowania z hakiem. A zatem hak, mocowanie i ogon muszą być wystarczająco mocne,a by wytrzymać napięcie. Te modyfikacje jednak sprawiają, iż samolot stanie się cięższy. Jeśli spojrzymy na samoloty przekonwertowane, to zauważymy wiele potencjalnych problemów.
 
Supermarine Seafire (Spitfire przystosowany do operacji morskich) jest bardzo dobrym przykładem na to, jakie problemy towarzyszyły inżynierom przystosowującym. Delikatny i zwrotny Spitfire był jednym z najlepszych myśliwców lądowych. Obok zamontowania haka i mocowania, należało zwiększyć wytrzymałość sekcji ogonowej. Cała ta dodatkowa waga na ogonie przesunęła środek ciężkości do nieakceptowalnego poziomu – oznaczało to, że na nosie należało zamontować przeciwwagę, która zwiększyła jeszcze bardziej wagę samolotu. Seafire IB ważył o 5% więcej niż Spitfire V na którym był oparty – oznaczało to poważny spadek osiągów. Wzrost wagi nie był w 100% połączony z hakiem i ogonem – o tym jednak później.
 
Gdy sekcja ogonowa  jest już gotowa do lądowania, musimy się przyjrzeć podwoziu głównemu. Aby zahaczyć o linę z pomocą haka, lądowanie na pokładzie musi się charakteryzować opuszczeniem ogona niżej niż w wypadku konwencjonalnego przyziemienia co sprawia, że nos samolotu musi być zadarty wyżej. Z pokładem podskakującym na falach, łatwo było zahaczyć kołami o linę podczas lądowania czy przyziemić tak, że samolot odbijał się; w obu wypadkach koła uderzają o pokład z dużą siłą. Z tego powodu podwozie musi być bardziej wytrzymałe niż w samolotach lądowych i być również mniej sprężyste – ponownie, wracając do problemów z hakiem, siła ta może przenieść się po podwoziu na skrzydła i uszkodzić je. Z tego powodu należy ponownie wzmocnić maszynę. W wypadku maszyn o dużych osiągach prowadzi to do kolejnych komplikacji; aby okiełznać 2000 koni mechanicznych mocy (a w późniejszych modelach jeszcze więcej) generowanej przez silnik Double Wasp w Corsairze potrzebne było śmigło o sporym rozmiarze. Potrzebne było również wydłużone podwozie, aby śmigło nie zahaczało o pokład.. Tak długie i cienkie podwozie mogło łatwo zapaść, więc aby upewnić się, że podwozie mogło być silniejsze i krótsze zastosowano odwrócone skrzydło mewy przy użyciu segmentów wychylonych w dół i w górę. Widać, że charakterystyczne skrzydła Corsaira zostały zastosowane w celu umożliwienia lądowania i nie były połączone z osiągami.

 

 

II. Operacje morskie
Nawet gdy problemy związane ze startem z pokładu i powrotem nań zostały rozwiązane, dalsze dociążenia samolotów były możliwe. Samoloty Sił Powietrznych Brytyjskiej Floty, oprócz standardowych urządzeń komunikacyjnych, nakazano wyposażać w radiostacje wysokich częstotliwości, by mogły się one komunikować bezpośrednio z okrętami floty. Nawet myśliwce musiały dźwigać tę wyjątkowo ciężką radiostację, aby mogły być wykorzystywane do takich zadań, jak korekta ostrzału podczas operacji wsparcia wodnych desantów przez okręty wojenne.
 
Co więcej, ograniczenie dla ilości samolotów na pokładzie lotniskowca sprawiało, że pożądanym było, by by samoloty, które zdążyły wzbić się w powietrze, wykorzystywane były do działań jak najdłużej. Fairey Fulmar był brytyjskim myśliwcem morskim, który rozpoczął służbę w Siłach Powietrznych Floty w 1940 roku. Podobnie jak Spitfire i Hurricane RAFu, był wyposażony w 8 karabinów maszynowych Browninga o kalibrze 7,7 mm. Jednakże podczas gdy Spitfire posiadał 300 sztuk amunicji na każdy karabin, Fulmar posiadał tych sztuk 1000. Dodatkowo Fulmar był w stanie wykonywać dwa razy dłuższe patrole. Z drugiej strony zwiększona masa przełożyła się na niższe osiągi, jako że Fulmar był wyposażony w identyczny silnik Merlin Rolls-Royce'a jak jego lądowe odpowiedniki, a był przy tym dwa razy cięższy. Ta masa jednak nie wynikała jedynie ze zwiększonej ilości amunicji i paliwa - chociaż samolot był napędzany przez ten jeden silnik Merlin, to obsługiwany był przez załogę złożoną z pilota i obserwatora. Wynikało to z ówczesnego przekonania Brytyjskiej Admiralicji o niemożliwości prowadzenia skutecznej długodystansowej nawigacji morskiej przez zajętego prowadzeniem samolotu pilota, co doprowadziło do poszerzenia załogi o drugiego członka, co jest kolejną cechą charakterystyczną morskich operacji.
 
Ograniczenia narzucone na same skrzydła operujące z lotniskowca w związku z ograniczoną przestrzeń hangarów doprowadziły do kolejnych przemyśleń. Pożądane stało się posiadanie maszyn zdolnych do wykonywania różnorodnych zadań. Jeśli jeden model był w stanie pełnić wiele ról, byłoby możliwe posiadanie większej ilości samolotów zdatnych do wykonania danego zadania, zamiast trzymania w tym czasie na pokładzie maszyn, których funkcji nie dałoby się wykorzystać w tej konkretnej operacji. Grumman Hellcat i Vought Corsair łączyły role myśliwca i samolotu wsparcia sił lądowych. Były one w stanie przenosić bomby i rakiety, dzięki czemu były w stanie zarówno wspierać siły lądowe, jak i angażować się w walkę z wrogimi samolotami. Jednakże ten koncept można było również posunąć za daleko, doprowadzając do niepotrzebnych ograniczeń. Blackburn Skua był nieudaną próbą połączenia funkcji myśliwca i bombowca nurkującego - podczas gdy w przypadku Hellcatów i Corsairów dodano po prostu rakiety i bomby do samolotów zdolnych do przenoszenia sporego załadunku, Skua był o wiele dalej idącym kompromisem. Posiadał on dwuosobową załogę, hamulce powietrzne do nurkowania oraz 500-funtową bombę, ale był przy tym uzbrojony jedynie w cztery skierowane w przód karabiny 7,7 mm. Chociaż był on zdolny do pełnienia ról, do których był przeznaczony, odmienne wymagania dla każdej z nich powodowały, że w obu był co najwyżej przeciętny.
 

 

 III. Napęd
 
Sam silnik samolotu morskiego zasługuje na szczególna uwagę. Jedną z głównych bolączek pilotów marynarki były (i są) awarie silnika. Podczas gdy utrata mocy dla każdego samolotu jest istotnym problemem, jest to co najmniej możliwe, by wypróbować lądowanie mniejszym samolotem na polu, jeśli ów samolot leci nad odpowiednim terenem. Jednak nad wodą przestaje to być korzystną opcją i niezawodność staje się jeszcze ważniejsza. W związku z tym, wiele samolotów marynarki posiadało preferowanie silniki gwiazdowe, aniżeli rzędowe. Cylindry w silniku rzędowym umieszczone są wzdłuż wału, co stawia mniejszy opór powietrza, ale wymusza chłodzenie cieczą. Ogólnie rzecz biorąc, silniki rzędowe maja tą cechę, że są w stanie przyjąć większe turbodoładowanie, co jest ważne zwłaszcza na wyższych wysokościach, ale chłodzenie cieczą sprawia, że ​​tylko jeden pocisk jest w stabnie uszkodzić cały układ chłodzenia,  czyniąc silnik bezużytecznym. Silniki w układzie gwiazdowym mają cylindry ułożone w okrąg, skierowane na zewnątrz z centralnej osi wału korbowego.  Taki układ ma znacznie większą powierzchnie poprzeczną i jest chłodzony powietrzem. Istnieje wiele potwierdzonych przypadków, gdzie całe cylindry były odstrzelone od silnika- motor w układzie rzędowym nie byłby w stanie poradzić sobie z takim poziomem uszkodzeń. W rezultacie, i Amerykanie i Japończycy prawie wyłącznie wykorzystywali „gwiazdówki” w swoich maszynach lotnictwa Marynarki Wojennej.
 
Jak już było wcześniej wspomniane, rzędowe silniki często miały potencjał do większej wydajności na wyższych wysokościach. Miało to mniejsze znaczenie nad morzem niż w walkach nad lądem, z jednej prostej przyczyny- bombowce. Choć nie było to regułą, walki na dużych wysokościach były podyktowane pułapami operacyjnymi bombowców. Jeżeli ciężkie bombowce przeprowadzały naloty obszarowe z wysokości 9 kilometrów, wrogie myśliwce musiały osiągnąć ten pułap by doszło do spotkania, z kolei eskorta własnych myśliwców również musiała być w stanie działać na takiej wysokości. Jednakże bywały przypadki, gdzie stawiano wymogi operowania na takich wysokościach również samolotom pokładowym. Ogólnie rzecz biorąc bombowce morskie były przeznaczone do innego typu ataków, niż te „lądowe”- miały one prowadzić precyzyjne ataki na floty wroga. Zrzuty torped wykonywano często z odległości ok. 30 metrów, a i bombowce nurkujące rozpoczynały swoje ataki w zależności od Standardowych Procedur Operacyjnych, określanych przez dany kraj, ale zwykle poniżej 3 000 metrów. W rezultacie i myśliwce i bombowce morskie były najlepiej przystosowane do lotów bojowych na niskich i średnich wysokościach. Silniki mogły być kalibrowane, biorąc pod uwagę większą gęstość powietrza na niższych wysokościach czy takie zmienne jak- aktualnie produkowane turbodoładowanie czy wybrany wymiar wirnika, by finalnie dać jak najlepszy wynik na pułapach poniżej 3 kilometrów. Temat optymalizacji silnika nadaje się wręcz na całą serię artykułów, więc postaram się sensownie uprościć: kluczowym punktem było to, że samoloty marynarki miały wybrane i odpowiednio skonfigurowane silniki dla jak najlepszej wydajności na niższych wysokościach ze względu na charakter operacji morskich. Nie była to wyłączność samolotów morskich- wiele samolotów lądowych miało wysokie wymagania względem najlepszych wyników na niskich pułapach.
 
Było wiele innych czynników wpływających na konstrukcje samolotów pokładowych w tym okresie. Japoński Zero A6M jest chyba najlepszym przykładem na to, jak krajowa filozofia projektowania może stworzyć coś wyjątkowego. Japońska filozofia projektowania myśliwców oparta była wokół manewru, a nie mocy. W rezultacie niska masa i duża zwinność były ważniejsze niż potężny silnik. Było to potęgowane przez przeżywalność pilota jak i samego samolotu. Jednak poświęcono opancerzenie dla pilota i samouszczelniające się zbiorniki z paliwem by jeszcze więcej wycisnąć z samolotu. Daleki zasięg uznano za równie ważny aspekt, szczególnie biorąc pod uwagę geograficzne wyzwania stojące przed japońskim lotnictwem. Jednak oszczędności w masie maszyny, które zostały już wykonane, miały właśnie wpływ na wzrost zasięgu. W rezultacie, choć A6M posiadał wiele już wspomnianych cech konstrukcyjnych, był to wciąż zupełnie różny samolot, od innych mu współczesnych. Jednak w toku ewolucji Zera, dodano mu opancerzenie i samouszczelniające się zbiorniki, co doprowadziło do regresji zwrotności.
 
Mam nadzieję, że ten krótki artykuł da wam kilka podstaw niezbędnych do zrozumienia, dlaczego samolot marynarki wojennej są często tak różne od samolotów bazujących na lądzie, przeznaczonych do podobnej roli.
 

 
Mark Barber, Konsultant Historyczny War Thunder
Mark Barber jest pilotem Brytyjskiej Royal Navy. Jego pierwsza książka została opublikowana przez Osprey Publishing w 2008 roku, następnie napisał kilka tytułów dla Ospray i publikacji dla kilku magazynów, takich jak Brytyjski topowy magazyn poświęcony tematyce lotnictwa FlyPast. Jego główne dziedziny zainteresowań to Brytyjskie Lotnictwo Morskie podczas I i II Wojny Światowej oraz Dowództwo Myśliwskie RAF podczas II Wojny Światowej. Obecnie współpracuje z Gaijin jako konsultant historyczny, wspomagając funkcjonowanie Sekcji Historycznej War Thundera (forum) oraz rubryki As Miesiąca.


Czytaj więcej:
Skrzynka z narzędziami!
  • 8 kwietnia 2024
Mad Thunder: Gniew i Grabież!
  • 1 kwietnia 2024
Maszyny z Przepustki Bitewnej: Kungstiger
  • 19 kwietnia 2024
Maszyny z Przepustki Bitewnej: P-51C-11-NT Mustang (Chiny)
  • 18 kwietnia 2024