Příběh letících křídel „Jacka“ Northropa
Sága letících křídel Northrop
John Knudsen Northrop (později známý jako „Jack“ Northrop) opustil školu v roce 1913 s jednoduchým maturitním vysvědčením. V roce 1916, ve věku dvaceti let, pracoval jako automobilový mechanik v Santa Barbaru, nedaleko dílny, kde bratři Allan a Malcom Loughead (jejich jméno brzy přejmenovali na Lockheed) kreslili plány své budoucí hydroplánu F-1. Northrop byl pozorně všimnut oběma bratry, rychle začal pracovat ve týmu a byl přezdíván „domácím inženýrem“. V roce 1927 poprvé letěl jednomotorový letoun s vysokým křídlem navržený mladým Northropem, bez vodorovného ocasu – slavný Lockheed Vega, velmi oblíbený mezi známými piloty jako Amelia Earhart, který okamžitě zaznamenal velký obchodní úspěch. Mohl přepravovat čtyři pasažéry rychlostí 170 km/h na vzdálenost 900 kilometrů. Později založil Northrop vlastní společnost. Už na počátku války začal Northrop uvažovat o výhodách letadel bez ocasu a trupu. Tak vznikl N-1M. Tento stroj jste mnozí z vás viděli, protože sloužil jako model v jedné scéně filmu „Dožívání Arký“:
Northrop N-1M (1940)
Dvanáct metrů rozpětí, dva motory po 65 koních, postavený z dubového dřeva, N-1M měl sloužit k výzkumu možností letících křídel. Jako „letoun s proměnlivou geometrií“ mohl být N-1M na zemi při přípravě k letu upravován – měnil se jeho dihedrál a sklon křídel (zde v dolní poloze). Před výrobou stroje provedl Northrop zkoušky v velkém tanečním sále v Pasadena. Z výšky nejvyššího balkonu spustil 35 cm velkou modelovou kopii a začal testovat svůj přesně vyvážený model, zda dokáže se zvládnout výstup z šroubování. V sále si poznámky dělal von Karman, později slavný aerodynamik.
- Protože se model vždy znovu stabilizoval do normálního letu před dopadem na zem, odjeli jsme uklidněni.
N-1M byl tedy postaven a začaly se provádět letové zkoušky.
Northrop N-1M s rozvinutými křídly.
I přes relativně slabou motorizaci měl tento první stroj uspokojivé chování. Northrop zavrhl svůj původní nápad o snížených křídlech, který mu možná napadl při pozorování ptáků. Během následujících tří let se stroje staly jemnějšími a plynulými, jako například N-9M, který v roce 1943 prováděl přibližně sto letů.
Northrop N-9M ve vzduchu, 1943
Ve skutečnosti se jednalo o letající model obrovského bombardéru s velkým dosahem. Tento stroj mohl dosáhnout rychlosti 400 km/h a vystoupit až do výšky 6000 metrů. Když Japonci 7. prosince 1941 napadli Pearl Harbor, Američané chtěli zrychlit vývoj bombardérů s velkým dosahem, aby mohli útočit na Japonsko z vzdálených pozic. Tak vznikl první krok projektu – čtyřmotorový YB-35 s každým motorem výkonu 3000 koní.
Northrop YB-35 s osmi protisměrně otáčejícími se vrtulemi dokončeným v roce .... 1946. Rozpětí: 52 metrů (stejné jako u jeho nástupce B2)
Proč byl tento stroj tak dlouho stavěn? Důvodů je mnoho. Již na modelu ve třetinové velikosti, N-9M, se objevily problémy s stabilizací a výstupem z šroubování. Stroj se ukázal být těžší a méně elegantní, než bylo plánováno. V Evropě již v roce 1944 umožňovala možnost používat pokročilé základny účinné bombardování Německa jednoduchými B-17. V průběhu války dovolila osvobození ostrovů na jih od Japonska Superfortress B-29, které ve svých posledních dnech konfliktu přepravily první atomové bomby, bombardovat Japonsko. Navíc se objevily první turbovrtule, což znamenalo konec vývoje letadel s vrtulí. Ve Spojených státech se tato změna, i když pozdní, odehrála rychle a nápadně. Tak vznikl projekt YB-49 – YB-35 vybavený osmi turbovrtulemi, který poprvé letěl v roce 1947.
Northrop YB-49 octoréaktor, první americký skrytý letoun.
Zkoušky YB-49 nebyly bez obtíží, již při prvních letech. Slabým místem takových strojů bylo jejich chování při odtržení, jev, při němž část křídla přestane být nosnou. Tyto oblasti na křídle jsou nestabilní a tendence k migraci směrem k okrajům křídel způsobuje okamžitý výstup do šroubování. Proto byl YB-49 vybaven „fences“ (přepážkami), dobře viditelnými na fotografii končící neúčinnými směrovými křídly. Bohužel tyto přepážky nevedly až ke střednímu okraji křídla a ukázaly se tak neúčinné při prevenci šroubování.
Zároveň Američané objevili koncept skrytosti. Skutečnost, že každýkrát, když obrovské letící křídlo přibližovalo aerodrom svého určení, radaroví operátoři nebyli schopni jej zaznamenat. Při dvacáté páté misi byl druhý prototyp ztracen. Protože letěl bez doprovodu, přesná příčina nehody zůstala neznámá. Vojenské letectvo požadovalo dodatečné zkoušky, aby byly analyzovány letové vlastnosti stroje, jeho chování při odtržení a schopnost výstupu z šroubování. V tomto okamžiku se situace zhoršila. Koncem roku 1948 při zkouškách odtržení ve výšce 9000 metrů se YB-49 zdálo, že se zahýbal na krátké ocasní části, poté se začal svižně řítit k zemi jako mrtvá listina. Pilot stroj zachránil až ve výšce 2500 metrů. V militárním použití se ukázalo, že letící křídlo je velmi nevhodný bombardér kvůli nestabilitě letu. Průměr rozptylu bomb na zemi dosahoval dvakrát větší hodnoty než u slavných Superfortress.
Studená válka vedla k vzniku významného strategického vzdušného příkazu USA. Problém s uchováním bombardérů s velkým dosahem se znovu objevil. Vojenské letectvo proto zvolilo „Stratofortress“ Convair B-36 s vrtulí jako první strategický mezinárodní bombardér:
Na jednom snímku „Stratofortress B-36“, Northrop YB-49 a Stratojet B-49.
Na předním plánu je Northrop YB-49, který byl vydán na odiv ve prospěch Stratojetu B-49, čtyřmotorového bombardéru středního dosahu. Před nástupem raket s dlouhým dosahem byly později B-52 nahrazovány B-36. Jsou viditelné v slavném filmu „Dr. Strangelove“. Všechny fotografie pocházejí z výstavního čísla AIR FAN č. 57 z června 1998. Aifan nanavia, 48 Bd des Batignoles, 75017 Paříž. Poslední, málo známé snímky jsou naprosto úžasné. V roce 1949 byl Harry Truman velmi nadšený letící křídlem YB-49. Při jednom letovém představení požádal, aby stroj přeletěl Bílý dům „aby lidé viděli, co chci koupit!“, řekl.
15. února 1949 přelet YB-49 nad Bílým domem.
Druhá fotografie ukazuje jedenáct z třinácti postavených YB-35, které byly v procesu přestavby na osm turbovrtulí Allison. Fotografie pravděpodobně pochází z počátku roku 1949. Nakonec však všechny tyto stroje, ať již přestavěné nebo ne, byly rozbité mezi koncem roku 1949 a koncem roku 1953. Tak skončila sága letících křídel Northrop.
Možná migrace odtržení proudů, jev při odtržení, je charakteristický pro všechna křídla s úhlem šíření. Všechny letouny „Delta“ musí vytvořit na profilu vír, který brání této migraci odtržení. Původně byly křídla s úhlem šíření vybavena jednoduchými přepážkami (anglicky „fences“), viz obrázek (a) (jako tomu bylo u naší „Caravelly“). Později se objevily křídla s výstupem středního okraje (b), které vytvářely vír, který sloužil jako „virtuální bariéra“. U Miragů a moderních Delta mají křídla druh „pily“, který dosahuje stejného efektu. Tyto řešení nebyly známy v době, kdy firma Northrop prováděla své zkoušky, a zřejmě byly přepážky navržené pro tyto obrovské letadla nedostatečné pro prevenci šroubování. Na obrázku (d) je řešení použité na skrytém bombardéru B2: zubatý zadní okraj křídla.
Prevence výstupu z šroubování při odtržení u křídel s úhlem šíření.
Jedenáct z třinácti YB-35 shromážděných pro změnu motorizace (turbovrtule)
V roce 1979 si vojenské letectvo uvědomilo potřebu bombardéru s minimální radarovou signaturou (skrytý). Letící křídlo se v té době ukázalo jako nejúčinnější řešení a tak byl zahájen vývoj slavného B-2 Spirit ve továrnách Northrop:
Známý skrytý bombardér B-2.
Rozpětí: 52 metrů. Posádka: dva muži. Maximální hmotnost při startu: 160 tun. Bez předpalivového spalování. Praktický strop: 15 000 metrů, rychlost: 750 km/h. Dosah: 12 000 km s nákladem 11 tun vojenského materiálu (16 atomových bomb po dvou megatonech). Zvláštní tvar zadní části křídla představuje moderní řešení problémů, které vznikly u YB-49 – na místě zlomu zadního okraje se vytvoří „turbulentní vír“, který zabrání migraci odtržení a výstupu do šroubování po celé „tětivě“ v tomto bodě. U křídla takového rozpětí není vertikální ocas vůbec nutný (ptáci jej nemají). Přesto je zpomalená rychlost B2 velmi záhadná. Je odvozena z profilu křídla, jehož okraj je relativně zaoblený, což neodpovídá vývoji přesvětelnému. Ale je B2 skutečně podzvukový? O něm se šíří mnoho zpráv. Pokud by tento stroj mohl vytvořit velmi vysoké napětí podél elektrody proudící po středním okraji, mohla by se v tomto bodě vytvořit rozsáhlá výboj (glow discharge), což by vytvořilo „virtuální střední okraj“ a umožnilo by přesvětelný a dokonce i… hypersonický let.
Možný virtuální střední okraj B2
Výboj by také vytvořil ochranný plazmový obal (proti zbraním s zaměřenou energií). Ionizace, která obklopuje celý profil, by se pak hodila pro funkci spojující … MHD. Všechno to bude předmětem budoucího dokumentu.
Počítadlo inicializováno dne 23. října 2001. Počet návštěv:
Odkaz na německé letící křídla druhé světové války