Piaggio P.180 Avanti

Kraków 19.10.2014r.

314d Rozdział 30.04.2004r.

Piaggio P.180 Avanti

Polska


Samolot dyspozycyjny i sanitarny


Historia

Oficjalna strona Piaggo Aerospace i samolotu P.180 Avanti II. 2014r. Zdjęcie Piaggo Aerospace

Historia

Samolot Piaggio P.180 Avanti wyróżnia się niekonwencjonalnym układem aerodynamicznym, który jest zbliżony do układu kaczka. Ale także wyróżnia się zastosowanymi technologiami, w tym konstrukcją wykonaną z kompozytów. Piaggio P.180 Avanti jest niezwykłym samolotem, którego głównym zadaniem są usługi dyspozycyjne. Plasuje się między klasycznym samolotem dyspozycyjnym napędzanym silnikami turbośmigłowymi, a samolotem z napędem turboodrzutowym.


Niekonwencjonalny układ aerodynamiczny

Co jakiś czas, konstruktorzy lotniczy wracają do układu kaczka. Układ ten wyróżnia się przeniesieniem usterzenia poziomego z tylnej części kadłuba do przedniej. W efekcie, na przednim usterzeniu częściej wytwarzana jest dodatnia siła nośna. W układzie konwencjonalnym, na tylnym usterzeniu poziomym częściej pojawia się siła nośna ujemna. Czyli teoretycznie, układ kaczka daje większą siłę nośną.

W 80-latach XX wieku nastąpił duży wysyp konstrukcji lotniczych opartych na układzie kaczki. Wydawało się, iż nadchodzi era kaczek. Tak się jednak nie stało, a jednym z bardziej udanych samolotów tego okresu został Piaggio P.180 Avanti, który można jeszcze kupić (jeśli ktoś dysponuje kwotą 8 milionów $).

Układ kaczka ma zalety. Usterzenie poziome daje dodatkową siłę nośną, a tym samym wzrasta ogólna doskonałość układu, sprawność aerodynamiczna. Ogólnie układ kaczka daje korzystne efekty podczas startu i lądowania, bo układ daje większą siłę nośną. Inną ważną zaletą układu kaczka jest większe bezpieczeństwo w zakresie małych prędkości. Przy locie na kątach natarcia zbliżonych do krytycznych oderwanie strug powietrza następuje najpierw na usterzeniu poziomym. Utrata siły nośnej na stateczniku nie jest groźna, bo pociąga za sobą pochylenie statku powietrznego i zmniejszenie kąta natarcia na płacie. Więc siła nośna pojawia się na nowo. Tak więc nie da się takiego statku powietrznego przeciągnąć. Kolejną zaletą jest praca usterzenia poziomego w niezaburzonych przez strugi skrzydła obszarach, więc jego skuteczność jest wyższa. Zwiększa się zatem sterowność płatowca.

To dlaczego układ kaczka nie jest tak powszechny? Owszem, latają konstrukcje wojskowe z układami zbliżonymi do kaczki, o wysokiej zwrotności (Gripen, Rafale, Eurofighter). Jednak one mają układy sterowania fly-by-wire. (Dlatego samolot Beech Acraft Starship I był tak drogi). Ten układ jest drogi, ale potrafi szybko zareagować na niewłaściwe tendencje, zanim pilot je zauważy. Więc, wysoka cena systemów sterowania powoduje, że układ kaczka nie jest tak powszechny. Inną, a właściwe pierwsza wadą układu kaczki jest problem ze statecznością, zwłaszcza kierunkową i sterownością, co początkowo wydało się mało istotne i można byłoby temu skutecznie zaradzić. Należy jednak pamiętać, że w układzie kaczka inna jest charakterystyka przeciągania. W klasycznym układzie zerwanie strug następuje najpierw na skrzydłach, a stery pozostają skuteczne. W układzie kaczka oderwanie strug następuje najpierw na usterzeniu, czyli samolot traci sterowność. I to jest główny powód małej popularności tego układu. Pamiętajmy także, iż podstawowy płat nie osiąga swojego maksymalnego współczynnika siły nośnej. Pracuje cały czas w zaburzonym przepływie przedniego usterzenia. Jeśli wspomniałem o konstrukcjach wojskowych, to dodam, iż układ kaczka ma słabe właściwości stealth z przedniej półsfery, dlatego kolejne konstrukcje otrzymają układy bezogonowców lub latających skrzydeł. Taka jest tendencja w USA.


Beech Aircraft Corp. Starship I 1986r.

Trend, który wówczas się pojawił został zapoczątkowany w USA w stanie Wichita oraz Kansas w znanej wytwórni Beech Aircraft, która wówczas konkurowała z rodzimymi firmami Cessna i Piper. Najbardziej znaną konstrukcją wytwórni był samolot King Air budowany w dużych seriach od przeszło 20 lat. W październiku 1983r., na konferencji Amerykańskiego Stowarzyszenia Lotnictwa Służbowego w Dallas, firma Beech Aircraft zaprezentowała latający model samolotu o nazwie Starship I, zaprojektowany w układzie kaczka i wykonany z kompozytów. Prace rozpoczęto w 1979r. W jego projektowaniu udział miał znany konstruktor i lotnik Burt Rutan oraz firma Scales Composites Inc., z Kalifornii. Program miał kosztować 250 milionów $ do chwili uruchomienia produkcji seryjnej.

Starship I miał zabierać na pokład 10-12 osób. Główna konstrukcja jest wykonana z kompozytu z niewielkim udziałem tytanu. Kompozyty to; kompozyty węglowe i szklane i Nomex w układzie plastra miodu, jako wypełnienie. Samolot jest dolnopłatem. Główny płat ma łamaną krawędź natarcia, a jego końce otrzymały wysokie na 2,40 m winglety. Konstrukcja nie ma typowego usterzenia pionowego. Skrzydła otrzymały zaskrzydłowe klapy-poszerzacze typu Fowlera. Usterzenie przednie jest skośne i dzieli się na stateczniki i stery. Planowano wykonać je w układzie zmiennej geometrii. Kadłub o przekroju pośrednim między kwadratem, a kołem. Wykonany z podwójnej skorupy kwewlarowej, pomiędzy którymi jest ulownica Nomex. Kabina jest oczywiście ciśnieniowa. Podwozie trój-podporowe z pojedynczymi kołami, całkowicie chowane w kadłub i skrzydła. Samolot napędzają dwa silniki turbośmigłowe PT6A-60 o mocy 2 x 736 kW, wyposażone w czterołopatowe śmigła pchające Hartzell. Kokpit załogi miał być jak na tamte czasy bardzo nowoczesny. W miejscu analogowych przyrządów zastosowano ekrany katodowe. System ten, nazwany EFIS (Electronic Flight Instrumental System) opracowała firma Collins. Ekrany pilotażowy i nawigacyjny są zdwojone. Centralny ekran przedstawia ruchomą mapę terenu i jest powiązany z pokładowym radiolokatorem.

Podstawowe dane Starship I; rozpiętość 16,63 m, długość 13, 84 m, rozpiętość przedniego usterzenia 8,07 m, wysokość 3,89 m, masa startowa 5 670 kg, prędkość przelotowa 644 km/h, wznoszenie 16,8 – 17 m/s, pułap praktyczny 12 500 m, zasięg z rezerwą 3 334 km, zasięg max 3 700 km, cena katalogowa 2 740 000 $ (1983r.).

Prototyp w skali 1:1,18 wykonał pierwszy lot 29.08.1983r. Pierwszy prototyp Beechcraft Starship został oblatany 15.02.1986r. Produkcja trwała od 1983r., do 1995r. Zbudowano 53 egzemplarzy, a koszt jednego samolotu wyniósł 3 900 000 $.

Wizja artystyczna Starship I. 1983r. Zdjęcie Beech Aircraft

AVTEK 400 1984r.

Firma AVTEK Corporation w Camarillo w USA opracowała projekt niewielkiego samolotu dyspozycyjnego Avtek 400. W programie uczestniczyła również firma Du Pont. Samolot został zbudowany z kompozytów. Zastosowano głównie kevlar oraz kompozyt firmy Du Pont o nazwie – kompozyt z węgla aramidowego. Jako wypełnienie zastosowano ulowy Nomex. Projekt został zaprezentowany w 1983r., na Salonie lotniczym w Paryżu. Wzbudził duże zainteresowanie, gdyż zabierając na pokład 7-9 osób miał masę o połowę mniejszą niż samoloty klasyczne. Oprócz tego, jego osiągi były o 20-30 % wyższe od konstrukcji klasycznych. Samolot otrzymał układ kaczka. Przednie usterzenie zostało umieszczone powyżej kokpitu. Główny płat w dole tylnej części kadłuba. Kadłub o przekroju kołowym, w kształcie wrzeciona, lekko wystający w okolicach kokpitu. Kokpit otrzymał przednią szybę jednoczęściową – panoramiczną. Załoga dwóch pilotów. Kabina pasażerska mieści 4-7 pasażerów. Zespół napędowy umieszczono na pylonach ponad górną powierzchnia płatów. Także w tej konstrukcji użyto silników PT6A-28 z trój-łopatowym pchającym śmigłem. Pierwszy lot samolot wykonał w dniu 17.09.1984r. Zbudowano tylko jeden egzemplarz. Próby trwały ponad 5 lat. W 1990r., firma przedstawiła poprawiony projekt, który oznaczono AVTEK 400A. Jednak prototypu już nie zbudowano.

Podstawowe dane Avtek 400; rozpiętość 10,36 m, długość 10,36 m, wysokość 3,07 m, masa startowa 2 495 kg, prędkość max 684 km/h, prędkość wznoszenia 27,4 m/s, pułap praktyczny 11 280 m, zasięg 4 185 km.

Wizja artystyczna AVTEK 400. 1984r. Zdjęcie AVTEK

Wizja artystyczna AVTEK 400 A. 1990r. Zdjęcie AVTEK

Początki Piaggio P.180 Avanti – GP-180

Początki Piaggio P.180 Avanti sięgają 1979r., kiedy to włoska firma Industrie Aeronautiche e Meccaniche Rinaldo Piaggio w Janovie podjęła nad nim prace. Z początkiem 1983r., doszło do podjęcia współpracy firmy Rinaldo Piaggio z jankeską wytwórnią Gates, znanej później jako Learjet. Powstał wspólny program, który oznaczono GP-180. Program GP-180 został przedstawiony także na zjeździe NBAA w Dallas w USA w październiku 1983r.. Wówczas przedstawiono tylko model samolotu, ale jego wysokie osiągi były już potwierdzone testem w tunelu aerodynamicznym koncernu Boeing w Seattle.

Już wówczas samolot miał niekonwencjonalny układ, opatentowany w 1982r., w którym połączono układ kaczki z układem konwencjonalnym. Samolot ma trzy poziome powierzchnie nośno-sterowe; płat główny, usterzenie tylne i usterzenie przednie. Do sterowania wysokością wykorzystywane jest tylne usterzenie poziome, które nie wytwarza żadnej siły nośnej. Przednie usterzenie poziome wytwarza siłę i ma za zadanie równoważenie pochylającego momentu, wywołanego wychyleniem wielkich klap Fowlera na płacie głównym. Sylwetka samolotu GP-180 jest bardzo oryginalna. Jest to grzbietopłat, z prostym, smukłym płatem. Płat został umieszczony daleko za środkiem kadłuba. Zespół napędowy złożony z dwóch silników, które napędzają śmigła pchające. Zastosowano silniki turbośmigłowe PT6A-61 o mocy 2 x 515 kW. Mimo niewielkiej mocy zespołu napędowego, prędkość samolotu szacowano (w 1983r.) na 740 km/h. Wynik rewelacyjny. Podwozie trójpodporowe z kołami pojedynczymi. Kadłub o przekroju kołowym, kształtu wrzeciona, stawia minimalny opór aerodynamiczny. Kabina mieści 9-11 osób. Załoga dwu-osobowa. W tyle kadłuba umieszczono bagażnik o pojemności 1,2 m sześciennego.

W 1983r., kadłub wykonany w technologii klasycznej, pół-skorupowy, duraluminium. Z kompozytów wykonano przednią i tylna część kadłuba, wszystkie płaty i powierzchnie sterowe. Kompozyty w całkowitej masie samolotu stanowią 25 % jego wagi. Ponieważ samolot ma dużo powierzchni sterowych w układzie sterowania zastosowano komputer (procesor). Czyli jest to sterowanie aktywne. Mimo, że piloci mają klasyczne sterownice, to o wychyleniu powierzchni sterowej decyduje komputer. Pierwszy lot planowano na 1985r., a uzyskanie certyfikatu FAR-23 spodziewano się z końcem 1985r.. Pierwsze seryjny maszyny trafić miały do odbiorców w 1986r. Cena katalogowa 2 695 000 $.


We wszystkich tych konstrukcjach wykorzystano kanadyjskie silniki turbośmigłowe firmy P&W. Silniki turbośmigłowe PT6A-60/61 doskonale nadają się do napędu pchającego z kilku powodów. Po pierwsze, wał silnika jest ułożyskowany na opór w obu kierunkach. Po drugie, wlot powietrza jest promieniowy, więc łatwo jest skierować powietrze z dowolnej strony. Rury wydechowe można także przemieszczać dowolnie. Po trzecie, silnik jest niezwykle popularny i ma bardzo dobrą opinię na rynku.

Wizja artystyczna GP-180. Dobrze widoczne inne oszklenie kabiny pilotów i większe przednie usterzenie. 1983r. Zdjęcie Gates-Piaggo

Piaggio P.180 Avanti (Do przodu)

Z różnych powodów, w dniu 13.01.1986r., firma Learjet wycofała się z programu i wszystkie prace zostały przeniesione do Włoch. Program stał się wyłącznością firmy Piaggo i nieco ewoluował. Już w czasie trwania programu na kontynencie Ameryki Północnej rozważano wykonanie całego płatowca z kompozytu. A przede wszystkim kadłub.


Istotną zmianą było obniżenie płatów z pozycji górnopłata do pozycji średniopłata. Dało to istotną korzyść; zmniejszyła się masa konstrukcji. Mimo, że dźwigary przechodzą przez kadłub to jest to już za kabiną i w niczym nie ograniczają przestrzeni. Zmiany w kadłubie były jednak znacznie poważniejsze. Konstruktorom zależało na uzyskaniu jak najbliższego laminarnego przepływu. Taki przepływ można uzyskać na kadłubie o kształcie wrzeciona. Problem w tym, że taki kształt ma powierzchnie nierozwijalne. Przy kadłubie wykonanym w układzie klasycznym (duraluminiowym), koniczne byłoby tłoczenie poszczególnych fragmentów, a to znacznie podraża koszty produkcji. Jednak przy kadłubie wykonanym z kompozytów wystarczy tylko jedna dzielona forma.

I w tym miejscu pojawia się kolejna niezwykła cecha P.180 Avanti (Do przodu). Zwykły samolot jest budowany od środka na zewnątrz. Czyli w stelażach umieszcza się kolejne wręgi lub żebra. Łączy się je podłużnicami. Na to daje się poszycie. Takie pokrycie, na pierwszy rzut oka jest gładkie, lecz w rzeczywistość jest minimalnie pofałdowane. Głównie z uwagi na inna rozszerzalność termiczną poszczególnych materiałów (wręgi, podłużnice, poszycie, nity i śruby). Sytuację poprawia klejenie. Natomiast w P.180 kadłub budowany jest od zewnątrz do środka. To jest takie budowanie jak wykonanie łodzi z laminatów, gdzie położona pierwsza warstwa jest tą zewnętrzną. Struktura kadłuba P.180 narasta do środka.

Poprawiony model P.180 przechodził testy w tunelach aerodynamicznych firmy Piaggo Aero w Finale i firmie Aermacchi. Podczas tych testów okazało się, że w pewnych sytuacjach tylne usterzenie poziome wchodzi w cień aerodynamiczny i maszyna traci sterowność. Rozwiązaniem okazało się zastosowanie dwóch kierownic aerodynamicznych pod tylną częścią kadłuba. Pierwsze 12 kadłubów (kompozytowych) zostało wykonanych jeszcze w USA w Wichita (H & H Parts and Plessey Midwest) i zostały przewiezione do Włoch dla końcowego montażu.

Roll out samolotu P.180 nastąpił w dniu 19.04.1986r., w zakładach Piaggo w Genui. Pierwszy lot wykonano w dniu 23.08.1986r. Kapitanem w tym locie był pilot doświadczalny Sergio Traini. W dniu 2.10.1990r., samolot otrzymał certyfikat jankeski i włoski.

P.180 Avanti rozwija prędkość max 732 km/h, co jest zbliżonym wynikiem do małych samolotów z napędem turboodrzutowym. W kabinie można utrzymać ciśnienie panujące na ziemi do wysokości 7 300 m. Rozbieg samolotu wynosi 869 m (2 851 ft), a dobieg 872 m (2 861 ft). Ostatecznym napędem samolotu stały się silniki P&W PT6A-66 o mocy 2 x 634 kW.


Promocja samolotu trwała od początku 90-lat XX wieku. Jednak sukces były niewielki. Sytuacja uległa zmianie, kiedy do programu dołączyły trzy wielkie włoskie rodziny, w tym klan rodu Ferrari. Nie na darmo samolot otrzymał określenie Ferrari Przestworzy. Wnętrze samolotu zostało zaprojektowane z akcentami logo Ferrari. Te działania spowodowały znaczny wzrost sprzedaży samolotów głównie na rynku Północno Amerykańskim. Jednak nie są to ilości przyprawiające o zawrót głowy. Do 2004r., zbudowano 75 egzemplarzy. Jednak brak jest potwierdzonych informacji o faktycznej licznie zbudowanych maszyn. Samolot był produkowany nadal. Jednak produkcja była prowadzona na konkretne zamówienie. W zależności od wyposażenia samolot kosztował od 4 milionów $ do 5 milionów $. Również na rynku wtórnym samoloty utrzymywały wysoką cenę.

Według innych info, w połowie 90-lat projekt pogrążył grupę inwestorów na czele z Piero Ferrari i nie przyniósł spodziewanych przychodów.

Piaggo P.180 Avanti. 2004r. Zdjęcie Piaggo

Avanti II

Oficjalnie mówi się, że obecnie jest oferowana wersja Avanti II, która ma poprawione wyposażenie. Być może także jest wykonywana z bardziej konwencjonalnych materiałów, duraluminium. W kokpicie pojawił się system glass, z kolorowymi wyświetlaczami LCD, systemem antykolizyjnym (TCAS) i systemem bliskości ziemi (TAWS). Zastosowano silniki P&W PT6A o mniejszym zużyciu paliwa. Poprawiony Avanti II uzyskał certyfikat europejskich i jankeski w listopadzie 2005r. W 2006r., firma podała, że zbudowano 36 Avanti I i ma zamówienia na kolejne około 35 maszyn Avanti II. Cena Avanti II w 2010r., wyniosła 7 400 000 $.


Wersja bezzałogowa. W dniu 18.11.2013r., po raz pierwszy w powietrze wzbiła się bezzałogowa wersja P.180, znana pod oznaczeniem P.1 Hammerhead. Podczas swojego dziewiczego lotu maszyna osiągnęła pułap 600 metrów, a cały lot trwał 15 minut. Projekt realizowany jest z funduszy własnych producenta. W zamierzeniu jego konstruktorów ma być to pierwsza europejska maszyna bezzałogowa typu MALE (Medium Altitude Long Endurance). Samolot ma za zadanie prowadzić działania obserwacyjne. Producent nie wyklucza zbudowania wersji uzbrojonej.


W literaturze i internecie pojawiają się określenia różnych wersji P.180. Musimy jednak pamiętać, że każdy samolot jest budowany pod indywidualne życzenia zamawiającego, nawet wojskowych. Jest jednak jedna szczególna wersja, to wersja medyczna.


Zakup P.180 Avanti dla Lotniczego Pogotowia Ratunkowego. 2004r.

Zakup P.180 Avanti dla Lotniczego Pogotowia Ratunkowego pozostaje owiany mgłą tajemnicy. Oficjalne stanowisko decydentów mówiło o trudności leczenia Polskich obywateli za granicą po wstąpieniu Rzeczypospolitej do Unii Europejskiej. Ponieważ koszty leczenia w UE są znacznie wyższe niż w Polsce, dlatego miało się opłacać przywieść chorego do kraju. Do tego czasu LPR nie dysponowało takim środkiem transportu. Jednak przez 10 lat eksploatacji dwóch samolotów P.180 Avanti w Polsce trudno znaleźć informacje potwierdzające tego typu działalność. W dodatku, trudno wytłumaczyć używanie dużych wojskowych samolotów transportowych CASA C-295 M w tak bardzo znanej w świecie lotniczym Akcji Serce, w której przewozi się pacjentów lub narządy do transplantacji. Co w tym czasie robią dwa samoloty P.180 Avanti należące do LPR?

W Polsce najbardziej znany jest egzemplarz P.180 Avanti rejestracja SP-MXH używany od maja 2004r. przez Lotnicze Pogotowie Ratunkowe. Kolejny egzemplarz P.180 Avanti rejestracja SP-MXI z ulepszoną awioniką oraz silnikami Pratt & Whitney Canada PT6-66B. Samolot dostarczono do Polski w dniu 20.04.2007r. Samolot P.180 Avanti II rejestracja SP-MXI ma odmienną awionikę od P.180 Avanti I rejestracja SP-MXH. Posiada zestaw przyrządów Rockwell Collins ProLine 21, w skład którego wchodzą m.in. trzy wyświetlacze o wymiarach 20 x 25 cm. Dzięki ulepszonym silnikom P&WC PT6-66B zwiększona została również maksymalna masa startowa, z 5 240 kg do 5 470 kg.

Od 10.07.2009r., oba samoloty stacjonują na części (36 SPLTr) 1 Bazy Lotniczej na lotnisku Okęcie.

Podczas eksploatacji jeden z samolotów w dniu 24.10.2014r., nadał sygnał MAYDAY, tuż po starcie z lotniska Wrocław EPWR do lotu w kierunku EPWA. Przyczyną było zasygnalizowanie pożaru prawego silnika, po wylądowaniu okazało się, że pożar nie wystąpił. Nastąpiła usterka układu elektrycznego.

W 2013r., w prasie i internecie pojawiło się ogłoszenie LPR, o poszukiwaniu pilota-dowódcy samolotu P.180. Od kandydatów wymagano posiadania stosownej licencji i nalotu ogólnego co najmniej 1500 godzin. Podania wraz z CV oraz szczegółowym życiorysem lotniczym można było składać do 25.02.2013r. Wymagania szczegółowe: licencja JAR FCL CPL lub ATPL, dla posiadaczy CPL zdany egzamin teoretyczny ATPL oraz szkolenie MCC (teoria i praktyka), język angielski ICAO min. 4, ważne uprawnienia IR na samolotach wielosilnikowych, obywatelstwo Polskie, nalot ogólny 1 500 h, nalot dowódczy 1 000 h, nalot dowódczy IFR 500 h, nalot dowódczy ME 500 h, podać nalot IFR/ME za ostatnie pół roku. Dodatkowe atuty kandydata na pilota P.180, to m.in. posiadanie (obecnie lub w przeszłości) uprawnień na typ Piaggio P.180, uprawnień na typ sklasyfikowany jako HPA, doświadczenia w lotach międzynarodowych, z wykorzystaniem RNAV, RVSM, w lotach na samolotach wielosilnikowych – turbośmigłowych oraz wykonywaniu operacji AOC.


Samoloty użytkowane w Lotniczym Pogotowiu Ratunkowym

Piaggio P-180 Avanti SP-MXH nr fabr. 1079 dostarczony w kwietniu 2004r.

Piaggio P-180 II Avanti SP-MXI nr fabr. 1124 dostarczony w kwietniu 2007r. Do 2009r., stacjonował na Lotnisku Goleniów.


Opracował Karol Placha Hetman