Vznik kolmostartujících vojenských letadel v minulém století. O vývoj se snažilo mnoho zemí, vše doprovázely smrtelné nehody

Vertikálně startující a přistávající rakety dnes nejsou žádným překvapením. Pokusy o dosažení téhož s pilotovanými bojovými letouny se však až na výjimky (Harrier, F-35C, Jak-38) nepodařilo ve světě dotáhnout do běžně užívané podoby, i když takové projekty a programy byly ve světě koncem 50. a počátkem 60. let minulého století poměrně hojně rozvíjeny.

První americké pokusy v 50. letech 20. století

V té době byl nejdůležitější úkol vyřešen, vznikly nové letecké reaktivní motory s tahem přesahujícím možnou hmotnost jimi vybaveného letadla. Zdálo by se, že zbývá málo – postavit takové letadlo. A tak se 50. a 60. léta stala zlatou érou pro vznik a vývoj letadel schopných kolmého startu a přistání. Nejen USA a SSSR, ale i Kanada, Velká Británie, Francie a Německo vynaložily značné prostředky na vývoj. Naprostá většina však zůstala jen na papíře. Následující výčet si proto nedělá nárok na encyklopedickou úplnost a vybírá jen ty nejdůležitější stroje.

V roce 1950 vypsalo americké námořnictvo soutěž na návrh stíhacího letounu schopného operovat z nákladní lodě, tankeru, torpédoborce či křižníku. Do finále se tehdy dostaly dvě společnosti – Convair s XFY-1 Pogo a Lockheed s XFV-1 Salmon. Oba letouny měly turbovrtulový motor Allison YT-40-A-14 o výkonu 4 362 kW (5 500 HP) se dvěma koaxiálními třílistými protiběžnými vrtulemi. XFV-1 Salmon byl vybaven provizorním čtyřkolovým podvozkem, díky kterému mohl letoun normálně odstartovat, ale kolmo nikdy nevzlétl.

iZdroj fotografie: Clemens Vasters / Creative Commons / CC BY

XFY-1 Pogo 4. června 1954 uspěl, kolmo vzlétl a přistál, přičemž byl ale pro jistotu zavěšen na laně od jeřábu. Na podzim 1956 však armáda došla k závěru, že pilotovat takový letoun je nad síly běžného pilota, a projekt byl zastaven. A přesto ještě v dubnu následujícího roku vzlétl a vertikálně přistál další americký letoun, Ryan X-13 Vertijet. Byl již vybaven proudovým motorem Rolls-Royce s tahem 4 540 kg (hmotnost samotného letadla byla 3 630 kg).

Ve vertikálním režimu byl letoun řízen změnou vektoru tahu hlavního motoru a jeho stabilitu udržovaly i trysky na koncích křídel, kam byl přiváděn stlačený vzduch z kompresoru motoru. Testy pokračovaly až do roku 1959 a X-13 prokázal naprostou převahu nad vrtulovými konkurenty, lépe se ovládal, byl jednodušší a bezpečnější. Ale pro řadové piloty toto letadlo také nebylo vhodné, a tak projekt nakonec skončil.

I v Německu se snažili, Francie volila dvě cesty

Přibližně ve stejné době se podobné nápady chystali realizovat v Německu (tak trochu i v návaznosti na projekty z druhé světové války), kde se do toho pustilo hned několik společností. Bolkow s bezpilotním projektem P-110.0 moc neuspěl a začal pomáhat například firmě Focke-Wulf s Fw-860. Další projekty tehdy vznikly u firmy Messerschmitt s Me X1-21 a Heinkel s He-231, He-231-2 a He-231-3. Každý z nich byl originální a svým způsobem zajímavý, ale žádný z nich nedošel z projektového stádia do stádia letových testů skutečného prototypu.

Až teprve s masivní státní podporou vznikly v NSR v 60. letech alespoň létající prototypy VAK 191B, VJ-101 a velmi zajímavý transportní letoun Dornier Do-31. VAK-191B na konci 60. let velmi připomínal tehdy zkoušený britský Harrier, VJ-101 vycházel z projektu He-231-3 a použil část trupu z letounů F-104G Starfighter. Kolmo startující Dornier Do-31 byl transportním letounem pro 36 vojáků a stal se jediným kolmo startujícím dopravním letounem na světě. Všechny tyto létající prototypy po dokončení zkoušek ale skončily v muzeích.

iZdroj fotografie: Bergfalke2 / Creative Commons / CC BY-SA

Prototypy kolmo startujících letadel ve Francii byly dvou kategorií. Největší naděje tehdy byly vkládány do kolmo startujícího stroje typu SNECMA C.450 Coleoptére. Zvláštní letoun s prstencovým křídlem vzlétl poprvé 11. května 1959 jako další vývojová etapa po zkušebním SNECMA Atar Volant. Skončil při devátém letu fatální havárií.

Také firma Dassault zkusila vyvinout na bázi svého úspěšného typu Mirage III i kolmostartující variantu, tentokrát klasičtější podoby. Upravila průvodní prototyp Mirage III, namontovala do něj osm vztlakových motorů RB108 a zahájila s ním zkoušky v roce 1962. Letoun dostal název Balzac 001 a skončil o rok později katastrofou, když ho pilotoval americký pilot, který ho v rámci dohod v NATO měl za úkol vyzkoušet.

Nejúspěšnější byli Britové

Prvním britským proudovým strojem s kolmým vzletem a přistáním byl Rolls-Royce Thrust Measuring Rig (TMR), což byl doslova průkopnický letoun v této kategorii. Vyvinul ho Rolls-Royce v 50. letech 20. století. Design TMR byl velmi jednoduchý. Byl poháněn dvojicí proudových motorů Nene, které byly namontovány zády k sobě vodorovně v ocelové klecové konstrukci. Celé to stálo na čtyřech nohách vybavených kolečky jako u nemocniční postele.

TMR postrádal jakékoli pevné plochy, jako jsou třeba křídla, místo toho byl vztlak generován čistě tahem proudových motorů nasměrovaného kolmo k zemi. Pro svůj netradiční vzhled dostal přezdívku Flying Bedstead neboli létající postel. První „let“ proběhl v srpnu 1954, během série zkušebních letů byly provedeny rozsáhlé studie o tom, jak lze provést stabilizaci během visení reaktivního letadla rodící se kategorie VTOL.

iZdroj fotografie: aceebee / Creative Commons / CC BY-SA

Prvním britským letounem s vertikálním vzletem a přistáním s pevným křídlem byl pětimotorový letoun Short SC-1. Čtyři motory Rolls-Royce RB 108 byly napevno zabudovány do draku jako vztlakové a jeden v zádi trupu stejného typu jako propulsní. Letoun byl navržen a vyroben na objednávku Ministerstva zásobování (!) na experimentální letadlo pro studium letů kategorie VTOL. V objednávce bylo výslovně zmíněno, že půjde o studium a experimenty při přechodu mezi vertikálním a horizontálním letem.

Unikátní na něm bylo mimo jiné i to, že šlo o první letoun na světě řízený systémem Fly-by-wire. Dva prototypy byly použity pro letové zkoušky v letech 1957 až 1971. Výzkumná data z testovacího programu SC.1 pak zásadním způsobem přispěla k vývoji Hawker Siddeley P.1127 a následného Hawker Siddeley Harrier, prvního operačního letounu VTOL. Popis vývoje a zkoušek tohoto legendárního letounu ale stojí za samostatný článek, a proto ho zde dnes nebudeme podrobněji popisovat.

SSSR jako druhý zavedl vojenský kolmo startující letoun

Také v SSSR se pokoušeli o letadla s kolmým startem a přistáním. První studie bojového letounu kategorie VTOL v SSSR zpracovali K. V. Šulikov a A. J. Ščerbakov. Zatímco Šulikov si nechal již v roce 1947 patentovat použití otočných trysek umístěných v aerodynamickém těžišti, Ščerbakov viděl řešení v instalaci motorů v otočných gondolách na konci křídla letounu. Ščerbakov svou ideu dokonce dotáhl do etapy zkoušky modelu s označením VSI na speciálním pozemním testovacím přípravku.

Vůbec první praktické poznatky s chováním proudového motoru při visu byly v SSSR získány v letech 1955 až 1957 za pomoci několika vzdušných zkušeben z dílny institutu LII ze Žukovského. Zatímco ke studiu ovladatelnosti proudového letounu při malé letové rychlosti v průběhu kolmého stoupání posloužil stíhací letoun MiG-15, vliv horkých výtokových plynů na povrch VPD byl studován za pomoci pozemního testovacího přípravku z přední partie trupu s pohonnou jednotkou letounu MiG-17.

iZdroj fotografie: Depositphotos

Pro potřeby studia chování proudového letounu a jeho pohonné jednotky při kolmém vzletu a přistání, vznášení na místě a v neposlední řadě též při dopředném letu rychlostí blížící se nule byla institutem LII zhotovena pilotovaná vzdušná platforma, která je známá pod názvem Turboljot. Poháněl ji proudový motor z Migu-19 typu RD-9BP a svým vzezřením připomínala spíše lunární modul než skutečný letoun.

Velmi zajímavým projektem byl kolmo startující letoun Škval-1A, který stojí za podrobnější popis. Tehdejší absolvent moskevského leteckého institutu Rollan Martirosov v roce 1962 v oddělení pokročilých projektů OKB-51 pod vedením Pavla Suchoje kolem sebe shromáždil skupinu deseti stejně starých inženýrů a začal vyvíjet letoun, jaký v SSSR do té doby neměl obdoby – vertikálně startující bombardér.

Projekt sice získal podporu Pavla Suchoje, ale „kluci“ mohli v kanceláři na projektu pracovat jen mimo pracovní dobu – večer a o víkendech. Nový letoun byl pojmenován „Škval-1A“, což zdůraznilo jeho neoficiální status. Podle tradice měl experimentální proudový letoun od Suchoje index „C“ pro letouny se šípovým křídlem a „T“ pro stroje s trojúhelníkovým křídlem.

Poprvé použité joysticky k ovládání letadla v SSSR

Mladí inženýři se rozhodli opustit použití vztlakových pomocných motorů a postavili svůj letoun „na ocas“ s tím, že o vzlet a přistání se postarají hlavní pohonné jednotky letounu. Jako pohonné jednotky byly plánovány dva proudové motory od Tumansky Design Bureau. Pro letoun s křídlem ve tvaru X bylo zvoleno schéma aerodynamické konfigurace „canard“ neboli kachní. Na koncích křídel byly umístěny palivové nádrže doutníkového tvaru s přistávacím zařízením s tlumiči.

Pro vertikální stabilizaci bylo použito schéma ovládání podobné Ryanu X-13 pro vychylování vektoru tahu hlavního motoru se speciálními proudovými kormidly s automatickým systémem řízení a plynovými kormidly na koncích křídel. Pilot měl ovládat celý stroj z otočného sedadla tak, že ve všech letových režimech seděl s hlavou „nahoře“. Poprvé v sovětském leteckém průmyslu bylo rozhodnuto opustit tradiční řízení kniplem a nahradit ho ovládacími joysticky po stranách kokpitu a využít v rozsáhlé míře i řízení fly-y-wire.

iZdroj fotografie: Uživatel Sheeju / Creative Commons / CC BY-SA

Projekt dospěl do fáze, kdy konstruktéři dokonce vyrobili několik zmenšených modelů a testovali je v aerodynamickém tunelu CAGI. Pavel Suchoj však se zahájením prací na plnohodnotného projektu ve své projekční kanceláři nijak nespěchal. Stalo se ale to, co se mohlo stát jen v SSSR – první tajemník ÚV Komsomolu navštívil konstrukční kancelář a protože všichni nadšenci a tvůrci projektu Škval-1A byli členy Komsomolu, dostali peníze a politickou podporu od ÚV Komsomolu.

I když byl projekt dost fantastický, nadšení a podpora jeho mladých tvůrců nakazila mnoho dalších, a tak mladíkům pomáhali téměř všude, v CAGI, CIAM, MAI a příbuzných institucích. V srpnu 1963 skupina Rollana Martirosova skutečný a plnohodnotný projekt úspěšně obhájila ve Vědeckotechnické radě Ministerstva leteckého průmyslu. Ale tady narazili na strop svých možností, za nimi nestála žádná skutečná projekční kancelář a ani jejich šéf, Pavel Suchoj další vývoj nepodpořil. Skončilo to rozdáním diplomů a písemných uznání všem protagonistům.

Definitivní řešení od kanceláře Jakovlev

Skutečný vývoj kolmostartujících letounů v SSSR dovedený do funkčních prototypů šel nakonec jinými cestami. Nejdříve zkoušeli v SSSR vybavit řadové proudové stíhačky silným pomocným a odhazovatelným raketovým motorem a s ním odstartovat například z pohyblivé rampy na nákladním automobilu. Takto byl odzkoušen například Mig-19 (v USA také například F-84).

Ale toto řešení bylo zřetelně nouzové a nesplňovalo představy velitelů sovětské armády a letectva. Jako postupný krok šli v SSSR cestou razantního zkracování délky rozjezdu a přistání letadel zabudováním do běžných strojů pomocných vztlakových reaktivních jednotek. Takto byl upraveny například Mig-21 či Mig „Faithless“, první prototyp Migu-23 ještě s pevným trojúhelníkovým křídlem. Ale bylo jasné, že pomocné urychlovací startovní raketové motory jsou efektivnějším řešením.

Definitivní řešení VTOL letounu v SSSR tak přinesla až konstrukční kancelář Jakovleva. Ten se pustil do vývoje stroje této kategorie kvalitativně nové konstrukce. V roce 1961 předložil GKAT (Státní komise pro leteckou techniku) návrhy tří odlišně koncipovaných letounů kategorie VTOL. Oceněny byly jen dva, první byl jednomístný dvoumotorový stíhací bombardér poháněný dvojicí proudových motorů R-21M-300 s otočnými tryskami (měly zastávat zároveň funkci letových i zdvihových jednotek).

Druhý měl zase zastávat roli taktického útočného stroje a jeho pohon měly obstarávat dva motory typu R-11V-300. Oficiální zelenou dostal 30. října 1961 pouze projekt prvního uvedeného letounu. Zmíněný letoun vešel ve známost jako Jak-36 (Freehand) dle zadání měl vykazovat rychlost 1 000 až 1 100 km/h (ve výšce 1 000 m), dolet 500 až 600 km a bojovou nosnost 500 kg. Jeho vzletová hmotnost neměla přesahovat 9 150 kg. Datum předání prototypu Jaku-36 (Freehand) byl rok 1963, ale první prototyp opustil továrnu již v roce 1962.

Vznikly čtyři prototypy, z toho jen dva letové. Až v roce 1964 stroj provedl první let s kolmým startem a přistáním. Stal se také hvězdou při předvádění nových sovětských letadel v roce 1966 v Domodědovu. Experimentální stádium však nikdy nepřekročil a Jakovlev pro běžnou službu na základě zkušeností s tímto strojem nakonec vyvinul nový letoun, označovaný Jak-38. Ale toto letadlo si ponechme na jiný článek.