Dlaczego Jastrząb zawiódł?- część 2

Czy Jastrzębiowi był pisany los Wilka? Z pewnością nie. Projekt można było uratować. Paradoksalnie, najmocniejszą stroną samolotu był niezawodny i nieźle dobrany silnik. Jego zalety uwidoczniłyby się po wyeliminowaniu wad płatowca. Dowództwo Lotnictwa stanęło przed koniecznością podjęcia decyzji w jakim kierunku poprowadzić zmiany. Dylemat rozstrzygnięto rezygnując z funkcji samolotu pościgowego na korzyść myśliwca przechwytującego. Tę rolę miał pełnić drugi prototyp, wyposażony w silnik Gnome&Rhone 14N. Była to błędna decyzja, ponieważ nie posiadaliśmy silników produkcji francuskiej, a zadania myśliwca przechwytującego mógł wykonywać PZL P.11c.

Cyfrowa rekonstrukcja Jastrzębia na podstawie oryginalnego zdjęcia. Autor: Artur Sudnik via Odkrywca.pl

RODOWÓD

Rodowód PZL.50 sięgał połowy lat trzydziestych. Za sprawą konstrukcji Puławskiego zostaliśmy liczącym się w Europie producentem myśliwców. W 1934 polski samolot PZL P.24 Super ustanowił światowy rekord prędkości dla samolotów z silnikiem gwiazdowym wynoszący 414 km/h. W 1935-36 tylko rosyjski I-16 latał z większą prędkością. Na początku II WŚ jedynie dwa typy samolotów (Bf-109E i Spitfire Mk 1), dzięki silnikom o nadzwyczajnych zaletach osiągały prędkości znacznie przekraczające 500 km/h. Podstawowym błędem w ocenie Jastrzębia było oczekiwanie osiągów na poziomie wspomnianych maszyn. Owa cezura pięciu lat była najbardziej dynamicznym okresem w rozwoju światowego lotnictwa i sprawiła, że wszystkie miary i standardy wypracowane na początku dekady straciły swoją wartość. Jeszcze w 1938 roku siły powietrzne Francji, Włoch, USA czy Japonii wyposażone były w dwupłatowce i jednopłaty o stałych podwoziach, które nie przekraczały prędkości 400 km/h. Era samolotów zdolnych do osiągania wielkich prędkości dopiero nadchodziła, a jej uosobieniem stał się szybki jednopłat o dużym obciążeniu jednostkowym skrzydeł i mocy silnika sięgającej 2000 KM. W gruncie rzeczy, Jastrząb należał do pierwszej generacji samonośnych dolnopłatów z chowanym podwoziem napędzanych silnikami gwiazdowymi, koncepcyjnie wywodzących się z początku lat trzydziestych, którą stanowiły takie maszyny jak Severski P-35 czy Curtiss P-36 Hawk. Jednak ze względu na niewielkie wymiary i moc silnika, bliżej mu było do japońskich Nakajima Ki-27, Mitsubishi A5M, czy też rosyjskiego Polikarpowa I-16.

P-36 Hawk

 SILNIKI BRISTOL MERCURY

W konkursie na silnik dużej mocy, przeprowadzonym przez Departament Aeronautyki w 1929 roku, został wybrany silnik Bristol Jupiter, oferowany przez francuską firmę Gnome et Rhone. Odrzucono oferty firm Rolls-Royce, Hispano- Suiza i Lorraine- Dietrich. Wynik konkursu do dziś jest wykorzystywany jako podstawowy argument w krytycznej ocenie „ polityki silnikowej” gen. L. Rayskiego. Krytykę uzasadnia wiele przesłanek, m.in.

1. Polskie Zakłady Skody produkowały już rzędowe silniki Lorraine-Dietrich;

2. Prototyp samolotu myśliwskiego Z. Puławskiego PZL P.1 napędzany był silnikiem Hispano-Suiza;

3. Odrzucone silniki dysponowały większą mocą niż Bristol „Jupiter”;

4. Nie istniał żaden płatowiec, w którym można było zamontować wybrany silnik.

Czas kiedy samolot PZL P.11 wytyczał nowe trendy w projektowaniu myśliwców szybko przeminął. Kiedy w Anglii i Niemczech ogłaszano specyfikacje warunków taktyczno-technicznych na nowe samoloty myśliwskie, nasze elity całą uwagę skupiały na przygotowaniach do Challenge 1934 i nie byłoby w tym nic złego, gdyby ich postępowanie było konsekwentne. PZL.26 mógł być wytypowany, podobnie jak Messerschmitt Bf 108, jako technologiczny wzorzec dla przyszłego myśliwca. Maszyna Dąbrowskiego była lepiej dopracowana od niemieckiego konkurenta, choć mniej nowoczesna. Myśliwiec wyposażony w silnik Hispano-Suiza Y uzbrojony w działko strzelające przez wał śmigła i cztery km byłby rozsądną alternatywą dla Wilka. Przeszkodą był brak silnika. Przy okazji można dociekać, gdzie w takim razie zamierzano produkować silniki PZL Foka? Podobno ich wytwórczością miały zajmować się zakłady Avia. Wytwórnia Maszyn Precyzyjnych była niewielką firmą zatrudniająca 700 pracowników. Nie wiadomo w jaki sposób miałaby sobie poradzić z produkcją kilkuset silników, ale jeżeli decydenci uznali, że dosyć skomplikowany silnik Foka może być wytwarzany w zakładach Avia, to równie dobrze można było zlokalizować tam produkcję silników Hispano-Suiza. Pieniądze wydane na nieudany projekt z nawiązką pokryłyby koszty zakupu licencji. Co krok natykamy się na problemy, jakie rzekomo wynikłby z powodu zakupu licencji na silniki Bristol, a w gruncie rzeczy z niedostatków planowania i braku pokory. Znikomy potencjał naszego przemysłu lotniczego i ubogie zaplecze projektowo-konstruktorskie powinny skłaniać do realizacji projektów opartych o wypróbowane technologie. Wspomniany wcześniej PZL.26 był gotowym wzorem technologii. Gdyby gen. L. Rayski w czasie negocjacji z firmą Hispano-Suiza powstrzymał nerwy na wodzy, doszłoby do zakupu licencji na silnik, którego połączenie z technologią płatowca dałoby efekt w postaci nowoczesnego myśliwca. Jednak w ostatecznym miejscu i czasie były tylko silniki Bristol i to one napędzały samoloty walczące w Wojnie Obronnej 1939 roku.

Silnik Bristol Mercury opracowano w 1925. Rok później jego wyścigowa wersja przygotowana na zawody o puchar Schneidera osiągnęła 808 KM, potwierdzając ogromny potencjał angielskiej maszyny. Protoplastą Mercurego był zaprojektowany podczas I WŚ Jupiter. Jego twórcą był znany konstruktor Roy Fedden. Kolejne wersje Jupitera, a później Mercurego, były sukcesywnie modernizowane, przez co zyskiwały na mocy i długości resursów naprawczych. Fedden  preferował układ gwiazdowy. Uważał, że osiągnięcie mocy 1000-1100 KM z pojemności 25l jest możliwe poprzez zastosowanie wydajniejszych sprężarek, 100 oktanowego paliwa oraz dzięki lepszemu ukształtowaniu żeber chłodzących. Wielki autorytet Feddena oraz niezwykle twórcze i niekonwencjonalne podejście do konstruowania silników chłodzonych powietrzem przeczą tezie, że firma Bristol w połowie lat trzydziestych przeżywała zapaść. Przykładem były dwa niezwykłe silniki: pierwszy z nich nazwany Hydra w układzie „Double Octagon” już w 1931 osiągnął 33 KM/l na benzynie 76 oktanowej, drugi-20 cylindrowy prezentujący układ poczwórnej pięciocylindrowej gwiazdy przy masie 660 kg z pojemności 16,4l uzyskiwał moc około 1000 KM, czyli aż 61 KM/l. Pod koniec roku 1933 Zbysław Ciołkosz donosił z Anglii o pracach Bristola nad silnikiem „wielopierścieniowym o małej liczbie cylindrów, gdyż koncepcja silników takich jak np. K 14 ( G&R 14 K), a więc 2-pierścieniowych, zdaje się zbliżać do maksimum mocy jaką można przy tym układzie osiągnąć.”

W wyniku dwudziestoletniego procesu modernizacji wyprodukowano 20 tys. egzemplarzy w dwudziestu wersjach. Silnik został doprowadzony do technicznej doskonałości. Był bezpieczny i niezawodny. Mercury różnił się od Jupitera zmniejszonym skokiem tłoka o jeden cal, co skutkowało zmniejszeniem pojemności skokowej z 28,7l do 24,9l.  Mimo to, dzięki zwiększeniu obrotów i zastosowaniu wydajniejszej sprężarki moc silnika wzrosła. Ze względu na wzrost obrotów zastosowano planetarny reduktor obrotów typu Farman. Karter silnika i układ korbowy oraz głowice pozostawiono bez zmian. Stałe doładowanie zapewniała mechaniczna jednostopniowa sprężarka o przełożeniu 1:10. Konstruktor silnika Roy Fedden pisał: „czułem, że zastosowanie stałego zasilania poprawi wydajność skądinąd mniejszego silnika”. Zwiększenie mocy polegało na podniesieniu średniej prędkości tłoka i średniego ciśnienia roboczego, co wymagało proporcjonalnego zwiększenia wytrzymałości silnika. Zwarta konstrukcja umożliwiała podniesienie mocy bez większych zmian w jego budowie, opory tarcia zmniejszono stosując tuleje o wysokiej jakości gładzi cylindrowej. Bardzo nowoczesnym rozwiązaniem było zastosowanie czterech chłodzonych sodem zaworów na cylinder, co umożliwiało wzrost RPM do 3000. Wcześniej rozżarzone zawory powodowały samozapłon mieszanki, co stanowiło twarde ograniczenie w rozwoju wysokoobrotowych silników gwiazdowych. Układ czterozaworowy znakomicie wpływał na cieplne charakterystyki silnika. Mercury nie przegrzewał się w przeciwieństwie do wyposażonych w dwa zawory na cylinder silników firmy Gnome-Rhone, w których odprowadzenie nadmiaru ciepła było nieustannym problemem. Zapewniał również bardzo sprawną wymianę ładunku. Zastosowanie wydajniejszego systemu doładowującego oraz podniesienie stopnia sprężania, osiągnięte dzięki antydetonacyjnym właściwościom nowego rodzaju paliwa znacznie zwiększały moc silnika. Niedoceniany Mercury VIII prezentował parametry porównywalne do najlepszych silników Rollse-Royce - Merlin'a i  Sabre'a. Średnia prędkość tłoka, która obok ciśnienia roboczego dobrze oddaje „stopień wysilenia” silnika jest praktycznie dla wszystkich trzech silników identyczna: Mercury VIII (2750 rpm, skok 165 mm-15,125 m/s), Sabre (3800 rpm, skok 121 mm-15,36 m/s), Merlin (3000 rpm, skok 152 mm- 15.2 m/s).

Bardzo dobry gaźnik firmy Caudel-Hobbson współpracujący z doskonałą sprężarką odśrodkową zapewniał myśliwcom moc maksymalną na wysokości ponad 4000 m i pułap nawet 11587 m (Fokker D-XXI). Mercury XV zasilany benzyną o liczbie oktanowej 100, osiągał moc startową 920 KM przy 2650 obr./min, podniesienie obrotów do 2750/min dawało moc maksymalna ponad 1000 KM. Szwedzki NOHAB będący odpowiednikiem silnika Mercury XXIV na paliwie 100 oktanowym osiągał moc maksymalną 994 KM. Dane te wskazują jak błędnie oceniano możliwości Mercurego.

PZL.38 Wilk. 

Polskie lotnictwo nie posiadało silników wielkiej mocy, ponieważ nie zabiegało o nie. Przez całe ostatnie dziesięciolecia poszukiwano „trzeciej drogi”, która miała doprowadzić do powstania taniego i skutecznego myśliwca. Cenny czas stracono na Wilka i lekkie samoloty myśliwskie. Koncepcja Wilka z silnikami Foka zrodziła się w Departamencie Aeronautyki i była „ślepą uliczką". Do podjęcia tak brzemiennej w skutki decyzji mogły skłonić ustawiczne kłopoty finansowe, które trapiły Departament Aeronautyki. Na bazie silników Bristol można było przygotować zarówno prototypy Jastrzębia jak i Wilka. Płatowiec Wilka wzorowany na Łosiu był dopracowany aerodynamicznie (Cx-0,0225). Powiększenie jego wymiarów o jedną czwartą umożliwiłoby instalację silników Mercury VIII, w wyniku czego powstałby samolot podobny do znakomitego japońskiego myśliwca Kawasaki Ki-45, którego prototyp był napędzany silnikami Ha-20 Otsu, wzorowanymi na Bristol Mercury VIII. Silnik był dostępny w Anglii od 1935 roku. Moc 840 KM z  pojemności 25l (33-34 KM/l) przy obrotach 2750/min, jak na połowę lat trzydziestych dawała czołową pozycję wśród silników gwiazdowych. Dwusilnikowy Wilk/Mercury o ciężarze całkowitym około 4000 kG byłby groźnym drapieżnikiem. Przy okazji rodzi się pytanie: Dlaczego niewielki dział studiów Polskich Zakładów Skody nie pracował nigdy nad ulepszeniem Bristola? Zamiast doskonalić licencję Bristola, przystąpiono do realizacji programu Foka, który od początku nie dawał nadziei na sukces. Całą energię niewielkiego zespołu konstruktorów Polskich Zakładów Skoda skierowano na budowę silnika o średniej mocy, który był istnym kłębowiskiem przeciwieństw, porażka była więc nieunikniona. Bez wątpienia, w przypadku Mercurego można było liczyć na lepszy efekt. Wyprodukowana bez licencji kopia silnika Pratt&Withney Wasp Junior TB oznaczona jako G.1620 bis jest tu dobrym przykładem.

Mariusz Wojciech Majewski w książce "Samoloty i zakłady lotnicze II RP" stwierdza: „Warto zauważyć, ze afiliacje lotnictwa polskiego z licencjodawcą angielskim powodowało stałe 4-5 letnie opóźnienie w produkcji silników lotniczych, gdyż cechą charakterystyczną Bristol'a było konsekwentne trzymanie się starych, aczkolwiek sprawdzonych rozwiązań konstrukcyjnych. Spowolnienie w procesie projektowania silników o mocy ponad 1000 KM zostało nadrobione przez firmę angielską dopiero w końcu lat trzydziestych. W przypadku polskiego przemysłu silnikowego uzupełnienie braków było już w tym czasie niemożliwe.”

Parametry silników (Tab.1):

Lp.	Dane	Bristol Mercury  V S2	Bristol Mercury VIII	Gnome-Rhone 14Kfs
1.	Pojemność skokowa (L)	24,9	24,9	39,72
2.	Skok tłoka (mm)	165	165	165
3.	Średnica cylindra (mm)	146	146	146
4.	Ciężar	466	456	540
5.	Średnica silnika	1307	1307	1296
6.	Stopień sprężania	6,0:1	6,25:1	5,5:1
7.	Moc nominalna	565	710	900
8.	Moc maksymalna (KM)/obroty/wysokość(m)	600/2600/4500	840/2750/4270	2300/930/3770
9.	Reduktor	0,666	0,572	0,666
10.	Paliwo	87	87	87
11.	Ciężar jednostkowy silnika kg/KM	0,776	0,543	0,581
12.	Moc jednostkowa silnika KM/L	24,1	33,7	24
13.	Moc jednostkowa KM/kg	1,29	1,84	1,72
14.	Jednostkowe zużycie paliwa g/KWh	300	300	328

Wydawałoby się, że autor zupełnie obiektywnie przedstawia przyczyny technicznego zacofania, które między innymi spowodowały problemy projektu Jastrząb, dając do zrozumienia, że: po pierwsze silniki Bristol bazowały na przestarzałych rozwiązaniach, po drugie, że silniki o mocach ponad 1000 KM były powszechnie dostępne w latach 1934-35. Nic bardziej błędnego. Bristol Mercury VIII był dostępny od 1935 roku. Jego jedyny i największy europejski konkurent, a poniekąd przyrodni brat, francuski silnik G & R 14 K Mistral Major dysponował mocą 930 KM (Tab. 1). Z faktu, że Wytwórnia Silników podjęła produkcję silników przeznaczonych dla Jastrzębia w roku 1938, a pierwsza partia 150 egzemplarzy miała być dostarczona w drugim półroczu 1939, nie wynika, że nie można było zrobić tego wcześniej. Tak późne podjęcie produkcji źle świadczy o zdolności przywidywania ludzi odpowiedzialnych za modernizację lotnictwa. Winą obarczano Szefa Departamentu Lotnictwa gen. L. Rayskiego, urzędnika stosunkowo niskiego szczebla. Jednakże za przygotowanie lotnictwa do zbliżającej się wojny odpowiedzialny był Sztab Główny i GISZ.

Aby w 1939 roku polskie lotnictwo mogło dysponować znacząca ilością samolotów myśliwskich (300 egzemplarzy), prace projektowe powinny być rozpoczęte w 1935. Ponieważ projektowanie i budowa prototypu płatowca oraz przygotowanie do produkcji seryjnej trwały około 3-4 lata, a silnika około 7-8 lat, należy kierować się zasadą, że samolot projektuje się pod istniejący silnik. Wydajność Warszawskiej Wytwórni Silników wynosiła od 30 do 50 silników na miesiąc. Biorąc pod uwagę obciążenie fabryki pozostałą produkcją, budowa kilkuset silników mogła trwać około 2 lat (600 silników). Aby utrzymać się w tak wyśrubowanych reżimach czasowych, wyboru silnika należało dokonać w roku 1936, w tej sytuacji Bristol Mercury VIII, był jedyną alternatywą. Na wdrożenie nowej konstrukcji zabrakłoby czasu.

Poniżej przedstawiamy daty wprowadzenia do użytku kilku znanych silników gwiazdowych. Mówimy o silnikach dostępnych na rynku, po homologacji i zastosowanych w praktyce.

Oto przykłady (Tab. 2):

Typ silnika	Moc silnika	Początek użytkowania
GNOME & RHONE 14 Kfs GNOME & RHONE 14 N-07 FIAT A80 RC41 PIAGGIO P, XI RC 40 GNOME & RHONE  14N01 WRIGHT CYCLONE R-1820 G2 GNOME & RHONE 14N	950-970 KM 900-930 KM 1000 KM 1000 KM 1000 KM 1000 KM 1050 KM	1935 1937 1936 1937 1938 1938 1938

Silnik G&R 14Kfs wprowadzono w 1935 roku razem z Bristolem Mercury VIII, różnica mocy wynosiła 90 KM. Nie ma więc mowy o jakiejś rewelacyjnej przewadze. Wręcz przeciwnie, wszystkie parametry techniczne takie jak moc jednostkowa, ciężar jednostkowy silnika i jednostkowe zużycie paliwa świadczą dobitnie na korzyść silnika Bristol (Tab. 2). Rozstrzygającym argumentem w tym porównaniu jest niezawodność Mercurego, osiągnięta dzięki długiemu procesowi doskonalenia konstrukcji. Jedynie moc maksymalna, wynikająca z dużej pojemności skokowej przemawia za produktami firmy G&R. Samoloty wyposażone w silniki o mocy powyżej 1000 KM pojawiają się latach 1938-1939. W 1935 we Francji opracowano następujące samoloty wyposażone a silniki Gnome&Rhone  (Tab. 3):

Typ samolotu	Typ silnika	Moc
Bloch MB-300 Pacifique Breguet Bre 460 Farman  F -222 Late'coe're 582 Potez  543 Potez  620	G&R 14 Kfs G&R 14 Krsd G&R 14 Kdrs G&R 14 Kjrs G&R 14 Kdrs G&R 14 Kdrs	930 KM 825 KM 800 KM 890 KM 860 KM 820  KM

Poza silnikami Mistral Major wszystkie te maszyny łączy jedna cecha – brak im nowoczesności. Lotnictwo Francuskie w połowie lat trzydziestych zaczyna przegrywać w technologicznym wyścigu lotniczych potęg. Nabierały dynamiki procesy, które Arme'e de l'Air doprowadziły do majowej klęski w 1940 roku. Pozornie wszystko wyglądało dobrze, lotnictwo wojskowe było silne, wytwórnie wypuszczały po kilkadziesiąt prototypów rocznie, potencjalni wrogowie nie dysponowali ani taką ilością gotowych do walki samolotów, ani taką mnogością prototypów przygotowanych do produkcji seryjnej. Jednak lotnictwo tkwiło w okowach przestarzałych koncepcji rodem z I WŚ. W konfrontacji z przeciwnikiem, który z powodzeniem stosował wszechstronną doktrynę wojny błyskawicznej, jego słabość uwidoczniła się w całej pełni. Z podobnym dystansem należy podchodzić do produktów marki G&R.

Nowoczesność silników G&R jest wielce dyskusyjna. Przemawia za nią układ podwójnej gwiazdy, poza tym konstrukcja silnika niczym szczególnym się nie wyróżnia. Mercury góruje nad silnikiem francuskim we wszystkich kategoriach:

-konstrukcyjnie: budowa głowicy oparta na układzie czterozaworowym, znakomity gaźnik Claudel-Hobbson;

-technologicznie: lepsza jakość wykonania, aluminiowa odkuwka głowicy obrabiana precyzyjną frezarką, w G&R w całości odlewana. Wyższą moc G&R osiągnięto w najprostszy sposób, czyli dzięki dużej pojemności skokowej. Wszystkie siniki G&R miały tendencje do przegrzewania się i zacierania.

Umowa licencyjna z Bristolem gwarantowała dostęp do najnowszych produktów firmy, zatem Mercurego VIII mogliśmy mieć w 1936 roku. Polska misja wojskowa wysłana do Francji pod koniec 1936r. uznała, że silniki dużej mocy H-S -14 Aa i G&R 18 L stanowią odpowiednik Pegazusa XX, a więc ich zakup i wdrażanie nie mają sensu.

Jeszcze trwała produkcja PZL P.11c, projektowano Wilka, a o koncepcji Jastrzębia nikt nie myślał. Zapotrzebowanie na silnik o mocy ponad 1000 KM pojawiło się na przełomie 1938/39 i wynikało z problemów związanych z Jastrzębiem, dlatego wspomniana wcześniej misja prawdziwym zainteresowaniem obdarza silniki średniej mocy: HS 14Ab  i G&R 14 M. Oba silniki były bardzo interesujące technicznie. Zwarta i przemyślana budowa na pierwszy rzut oka czyniła z nich inżynierskie dzieła sztuki, gdyż charakteryzowały się bardzo małą średnicą (HS-100cm, GR-96cm). Miały stanowić alternatywę dla Foki i być stosowane w samolotach: PZL-48 Lampart, RWD-25, PWS-42, PZL-45. Silnik HS 14 Ab miał problemy z chronicznym przegrzewaniem, zastosowany w samolotach Bregeut 690 został szybko zastąpiony przez G&R 14M, który był również niedopracowany. W roku 1938 podjęto decyzję o zastosowaniu silnika G&R 14M w nowym samolocie rozpoznawczym LWS-3 Mewa. Przeprowadzone w ITL próby na hamowni silników HS 14Ab i G&R 14M potwierdziły jedynie nieco większą moc i niezawodność silnika G&R. Jednak we wrześniu 1938 w trakcie prób uległy kolejno zatarciu trzy silniki. Współpraca z francuską wytwórnią układała się źle, silniki dostarczono bez niezbędnych agregatów, brakowało też śmigieł. Mewa mogła latać z silnikiem Mercury, miał on ten sam ciężar, większą moc i średnicę. 3 czerwca 1939 podpisano z Bułgarią wstępny kontrakt na dostawę 48 samolotów Mewa B napędzanych włoskim silnikiem Fiat A 74RC38 o parametrach identycznych jak Mercury. W przypadku Mewy mamy do czynienia z kolejnym niewytłumaczalnym przykładem opóźnienia produkcji bardzo potrzebnego samolotu na skutek niewłaściwego doboru silnika, a zarazem potwierdzeniem wcześniejszych złych doświadczeń ze współpracy z firmą  Gnome-Rhone.

Na koniec, kilka zdań o silnikach amerykańskich. Mocną pozycję na tym rynku wyrobił sobie ówczesny dyrektor LOT-u Wacław Makowski. Znakomity pilot i menadżer potrafił uzyskać atrakcyjne ceny na najnowsze samoloty pasażerskie, dzięki czemu LOT dysponował najnowszym sprzętem w Europie. Od lat dwudziestych datowała się współpraca z firmą Wright (licencja Wright J 5 Whirlwind), w 1938 roku bez kłopotów dostarczono silniki Wright z przeznaczeniem dla pasażerskiego PZL.44 Wicher. Niestety współpraca z firmami amerykańskimi nie leżała w kręgu zainteresowań naszych decydentów, co należy uznać za duży błąd.

PZL.44 Wicher 

 CIĘŻAR

Jastrząb był sam dla siebie jedyną alternatywą i jedynym konkurentem. Prototyp rozminął się z pierwotną koncepcją do tego stopnia, że powstał samolot zupełnie różny od pierwotnych założeń. Na poczekaniu stworzono więc nową wersję – tym razem myśliwca przechwytującego i pod tę koncepcję zaczęła się budowa drugiego prototyp. Rezygnacja z szybkiego samolotu pościgowego na korzyść dużo wolniejszego, zwrotnego myśliwca przechwytującego była błędną decyzją. Tę rolę mógłby pełnić PZL P.11c. Jeżeli założenia taktyczno-techniczne nowego samolotu można było traktować z tak daleko posuniętą dowolnością, to od początku należało zająć się produkcją dużej serii PZL P.24, co byłoby najprostszym rozwiązaniem.

Niemieccy żołnierze przy nieukończonym prototypie PZL.50 Jastrząb. Fot: via Odkrywca.pl

Sytuacja przerosła zespół Jakimiuka. Należało w dalszym ciągu realizować ideę szybkiego myśliwca pościgowego, koncentrując się na konstrukcji skrzydeł. Wymiana zewnętrznych części skrzydeł była konieczna. Optymalnego rozwiązania należało poszukiwać poprzez zwiększenie wydłużenia, zwichrzenie aerodynamiczne skrzydeł oraz zastosowanie wydajniejszej mechanizacji płata. Projektant powinien też zastanowić się nad rezygnacją z ciężkich slotów na korzyść wydajniejszych klap. Przyrost współczynnika siły nośnej przy zastosowaniu slotów wynosi od 55 do 65%. Klapy Fowlera zapewniają dwukrotnie większy przyrost współczynnika siły nośnej (110%-130%). Nowe skrzydła powinny posiadać zwiększone wydłużenie. Takie rozwiązanie zapewniłoby zmniejszenie oporu indukowanego, bez wzrostu oporu profilowego, sumaryczny opór płata byłby mniejszy. Zwiększenie rozpiętości o jeden metr przyniosłoby zmniejszenie maksymalnego współczynnika oporu indukowanego - Cximax (punkt krytyczny) o 0,01113, co odpowiada całkowitemu minimalnemu oporowi płata. Powierzchnię skrzydeł należało wygładzić w celu wyzyskania zalet profilu IAW-743.

Jastrząb w stosunku do swoich wymiarów i mocy silnika był zbyt ciężki. Najmniejszy seryjny dolnopłat myśliwski - rosyjski I-16 ważył około 1300 kG, PZL P.11c z silnikiem Mercury VS2 -1147 kG, zatem ciężar własny Jastrzębia powinien być niższy. Strukturę skrzydeł i kadłuba opisał szczegółowo Tadeusz Sołtyk, w obu wypadkach podkreślając, że zastosowane rozwiązania konstrukcyjne prowadziły do zwiększenia ciężaru. W oparciu o współczesne wzory dokonaliśmy przeliczenia ciężaru poszczególnych elementów samolotu. Zastosowane wzory dotyczą samolotów lekkich, ponieważ ich konstrukcja bardziej odpowiada strukturze samolotów myśliwskich z lat trzydziestych. Oto wyniki:

I. Ciężar konstrukcji (Tab. 4)

 

II. Ciężar wyposażenia (Tab. 5)5)

Element wyposażenia	Ciężar (kG)
1. Silnik i śmigło   2. Uzbrojenie 3. Radio Razem:	556 42(4km.PWU. wz.36) 5 603

III. Ciężar użyteczny (Tab.6)

Udźwig samolotu	Ciężar (kG)
1. Pilot 2. Paliwo 3. Amunicja Ciężar całkowity:	85 300 40 2081,64

Ciężar własny na poziomie 1650 kG byłby dla Jastrzębia optymalny. Radykalnej poprawie uległyby takie parametry jak wznoszenie, przyśpieszenie i zwrotność. Według teoretycznych obliczeń zmniejszenie ciężaru nie wpływa na prędkość maksymalną samolotu. W praktyce prędkość maksymalna wzrasta w takich przypadkach o około 10 km/h. Wbrew pozorom wybór obciążenia jednostkowego był najbardziej skomplikowany i niejednoznaczny. Przy ciężarze wynoszącym niewiele ponad 2400 kG obciążenie jednostkowe Jastrzębia wynosiło 152 kG/m. Jest to wielkość przeciętna, która w połączeniu z mocą ówczesnych silników samolotu pościgowego miała dalekosiężne konsekwencje. Powstanie bombowców o większym obciążeniu powierzchni nośnej, napędzanych dwoma lub trzema silnikami o podobnej mocy powodowało, że wszystkie myśliwce tego okresu utraciły zdolność doścignięcia nowych bombowców. To nie oznacza, że myśliwce latały wolniej. Kosztem większej niż u bombowca mocy jednostkowej najlepsze myśliwce lat 30 (I-16, MS.406, P-36, Bf 109D) miały prędkość 460-500 km/h, lecz nieduża przewaga prędkości (30-40 km/h) z punktu widzenia taktyki nie wystarcza. Pogoń za samolotem dostrzeżonym z odległości 5 km wymaga 9 minut, w tym czasie samoloty przelecą 70 km. Biorąc pod uwagę niewielki zasięg myśliwca i czas poświęcony na walkę, pogoń za szybkimi bombowcami przeciwnika nie miała sensu. Niezbędny był system wczesnego ostrzegania i powiadamiania. Stajemy wobec wiecznego dylematu dotyczącego myśliwców i jest to kwestia wyboru pomiędzy prędkością a zwrotnością.

 Sylwetka Jastrzębia z  książki J. Wojciechowskiego "Przegląd Samolotów Myśliwskich" z 1959 roku. Według autora rysunek powstał na podstawie materiałów z archiwum niemieckiego. Źródło: Odkrywca. pl

 Obciążenie jednostkowe i współczynnik ciągu są dwoma najważniejszymi parametrami, które określają cechy samolotu i świadczą o koncepcji i kwalifikacjach jego twórców. Złagodzenie tej sprzeczności jest możliwe tylko kosztem zwiększenia mocy oraz współczynnika ciągu. Przy tym większa moc silnika pozwala nie tylko pokonać gwałtownie zwiększający się opór aerodynamiczny, ale i zapewnić duże przyspieszenie oraz wznoszenie, które są nieodłącznym komponentem szerokiego pojęcia „zwrotność”. Niedostatek ciągu był wadą wszystkich myśliwców wywodzących się z połowy lat trzydziestych. Jastrząb jest tu klasycznym przypadkiem. Wybór był prosty, a cała wiedza i energia zespołu Jakimiuka powinna być skoncentrowana na osiągnięciu optymalnego ciężaru i niskiego oporu aerodynamicznego.

WALKA

Trzysta Jastrzębi uzupełnianych przez ponad sto P.11c stanowiłoby we wrześniu 1939 znacząca siłę. W optymalnym układzie wynikającym z ambitnego planu gen. L. Rayskiego lotnictwo wojskowe liczące ponad 100 eskadr i około 1000 maszyn powinno osiągnąć status broni samodzielnej. Silne lotnictwo powinno stacjonować w stałych, dobrze bronionych bazach lotniczych. Ewakuacja lotnictwa na lotniska zapasowe doprowadziła do rozpadu systemu logistycznego i bazy warsztatowej. Poza tym straty z powodu usterek i niewielkich uszkodzeń były większe od ilości zestrzeleń. Wizja lotnictwa myśliwskiego stacjonującego w stałych bazach wchodzących w skład sprawnego systemu OPL ma nieodparty urok. Jastrząb w roli szybkiego myśliwca zwalczającego wyprawy bombowe oraz P.11c jako myśliwiec zasadzkowy do obrony punktowej ważnych obiektów ewentualnie myśliwiec frontowy- to całkiem sprawny tandem.

Jakim myśliwcem mógł być Jastrząb? Zakładamy, że niezbędny zakres poprawek, przeróbek i przebudów zmierzający do poprawy aerodynamiki kadłuba oraz wymiana skrzydeł mógł przynieść zmniejszenie ciężaru o ponad 300 kG i zwiększeniu prędkości maksymalnej do 505-510 km/h dając przyrost wznoszenia, zwrotności i przyśpieszenia. PZL P.50 Jastrząb miał pełnić rolę myśliwca pościgowego. Doświadczenia wyniesione z II WŚ są w tym względzie jednoznaczne. Koncepcja myśliwca pościgowego była oparta na błędnej teorii. Najlepszymi myśliwcami były maszyny wielozadaniowe, wykorzystujące w walce tryby dynamiczne, które wymagają nadmiaru mocy podczas wznoszenia, małego oporu aerodynamicznego podczas lotu z dużą prędkością, wytrzymałości w wychodzeniu z nurkowania i zwrotności po nabraniu wysokości kiedy prędkość spadnie do 250-280 km/h. Prototypowi Jastrzębia brakowało wszystkich tych zalet ze względu na wady płatowca, ale dopracowany P.50 A byłby maszyną porównywalną do Curtiss'a P-36, szczególnie w manewrach pionowych. Odchudzony Jastrząb miałby duży współczynnik ciągu (403KM/T), wobec sporo mniejszego (350KM/T) P-36, jednak wznoszenie obydwu maszyn byłoby podobne (ok. 15 m/s) ze względu na doskonałe śmigło marki Hamilton Standard o stałej prędkości obrotowej jakim dysponował samolot Curtiss'a. Obliczenia wskazują, że zmodernizowany Jastrząb zupełnie dobrze radziłby sobie w trybach dynamicznych. W zwrocie bojowym od prędkości początkowej 405 km/h do końcowej 266 km/h samolot mógłby nabrać 600 m wysokości, a przy prędkości początkowej 480 km/h- 750-800 m. Natomiast wykonanie przewrotu dawałoby jeszcze większe możliwości- 1000m, ponieważ wykorzystuje się tu połączenie świecy z zawrotem, a następnie nurkowaniem. Maksymalna prędkość nurkowania wynosiła w przypadku Jastrzębia około 600 km/h. Wykorzystując prędkość do dynamicznej świecy można było na krótką chwilę osiągnąć olbrzymie wznoszenie i bezpiecznie wycofać się do góry z prędkością wznoszenia wynoszącą 60-80 m/s. Wyprowadzenie z nurkowania z dużą prędkością wymaga zapasu wysokości. Messerschmitt 109G przy maksymalnym dopuszczalnym przeciążeniu 4g do wyjścia z nurkowania z prędkością 750 km/h potrzebował zapasu wysokości nie mniejszego niż 1100 m. Dlatego ten atrakcyjny i stosunkowo skuteczny sposób ataku mógł być stosowany do zwalczania ugrupowań bombowców lecących w szyku na dużej wysokości. Zwalczanie samolotów wykonujących zadania szturmowe i rozpoznawcze na małej wysokości wymagało zupełnie innej taktyki, do której PZL-50 raczej się nie nadawał. Manewry poziome na małej prędkości z dużymi przeciążeniami, ze względu na charakterystyki silnika i zwrotność nie były najmocniejszą stroną Jastrzębia. Tadeusz Sołtyk podaje dane dotyczące zwrotności Jastrzębia, które nie napawają optymizmem.

Cyfrowa rekonstrukcja Jastrzębia na podstawie oryginalnego zdjęcia. Autor: Artur Sudnik via Odkrywca.pl

Minimalny promień skrętu przy przeciążeniu 1,5g wynosi: P.7- 125, P.11- 135, Jastrząb- 190, Łoś- 124(bez ładunku), 248(z ładunkiem), Spitfire-163. Prototyp Jastrzębia przegrałby walkę kołową z każdym myśliwcem. Postulowana modernizacja powinna poprawić zwrotność, ale do zwalczania maszyn szturmowych i rozpoznawczych należałoby używać samolotów P.11c. Słabą stroną PZL-50 było uzbrojenie. Cztery karabiny maszynowe P.W.U. wz. 36 dawały niewielką salwę sekundową (1kg) charakteryzującą się małą mocą (315,2 kW). Wymiana dwóch karabinów na n.k.m. FK wz.38 model D była niemożliwa, ponieważ do września 1939 nie uruchomiono ich produkcji. W grę wchodziły stosowane w samolotach PZL.24 działka szwajcarskiej firmy Oerlicon. Zastosowanie działek Oerlicon MG- FF przyniosłoby trzykrotny wzrost salwy sekundowej i podniesienie mocy uzbrojenia strzeleckiego o 90 kW. Krótkolufowe działka Oerlicon MG FF nie cieszyły się w polskim lotnictwie dobrą opinią, być może wynikała ona ze złych doświadczeń wyniesionych podczas ich użytkowania w samolotach PZL.24. Oerlicon posiadał jak na broń lotniczą zbyt małą szybkostrzelność (9 strz./s, nawiasem mówiąc FK38 D jeszcze mniejszą-5,83) i niską prędkość początkową pocisku (575 m/s), pocisk odłamkowy MG-FF zawierał jedynie 9 g trotylu, a zapalający 4 g trotylu i 3 g białego fosforu. Jednak w walce z ciężkimi bombowcami przeciwnika byłaby to broń dużo bardziej skuteczna od zwykłych karabinów maszynowych. Na koniec została nam bomba, co prawda o niewielkim wagomiarze. Stukilogramowa bomba wielkiej szkody nie uczyni, większy ładunek (300 kg) przekraczał możliwości samolotu, pozostaje więc jako rozwiązanie alternatywne bomba lub zbiornik paliwa.

Ewolucja w technice i przyrodzie rządzi się podobnymi prawami. Myśliwiec działa jak drapieżnik, zatem nie jest przystosowany do obrony pasywnej, atakuje jako pierwszy. Jego atutami są zaskoczenie i inicjatywa wynikająca ze swobody działania. Stworzenie rasowego Jastrzębia z brzydkiego pisklęcia wymagało czasu i pracy, ale też większej wyobraźni. Niestety, nasi eleganccy generałowie nie byli drapieżnymi orłami, o czym boleśnie przekonaliśmy się we wrześniu 1939. Kończymy artykuł, sypie śnieg i pokrywa nasze rozterki Wielką Bielą. Dziękujemy za komentarze, szczególnie panu Wojciechowi Soplowi, którego boje o "odbrązowienie” wizerunku polskiego lotnictwa śledziliśmy z dużą sympatią.

P.S. (T.S. podaje, że jednak kratownica była za ciężka).

BIBLIOGRAFIA

1. Jerzy B. Cynk. Siły lotnicze Polski i Niemiec Wrzesień 1939. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Warszawa 1989

2. Andrzej Glass. Polskie Konstrukcje Lotnicze do1939r. Tom III. Wydawnictwo Stratus. Sandomierz 2008.

3. Klaudiusz Klobuch. Geneza Lotniczego Września. Wydawnictwo Z P Grupa. Warszawa 2009.

4. Edward Malak. Prototypy Samoloty bojowe i Zakłady lotnicze. Polska 1930-1939. Instytut Wydawniczy ERICA Warszawa 2011.

5. Mariusz Wojciech Majewski. Samoloty i zakłady lotnicze II RP. Wydawnictwo ZP GRUPA. Warszawa.

6. Tymoteusz Pawłowski. Lotnictwo lat 30 XX wieku w Polsce i na świecie. Oficyna Wydawnicza RYTM  Warszawa 2011.

7. Ludomił Rayski. Słowa Prawdy o Lotnictwie Polskim. Londyn 1948.

8. Tadeusz Sołtyk. Błędy i doświadczenia w konstrukcji samolotów. WKŁ. Warszawa 1986

9. Tadeusz Sołtyk. Polska myśl techniczna w lotnictwie 1919-1939 i 1945-65. WKŁ Warszawa 1983.

10. Wacław Subotkin. Z kart historii polskiego lotnictwa. Krajowa Agencja Wydawnicza Szczecin 1985.

Czasopisma:

1. Lotnictwo 12/5 Jerzy Gruszczyński. Jastrząb nie zdążył

2. Lotnictwo 6/05 Jerzy B. Cynk. PZL-50 Jastrząb z nowej perspektywy.