Kraków 20.09.2008r.
198b Rozdział 1965r.
PZL TS-16 Grot
Polska
Samolot szkolno-treningowy i szturmowo-bojowy o prędkości
naddźwiękowej.
Historia
Makieta naturalnej wielkości. 1963r.
Makieta naturalnej wielkości. 1963r.
Makieta naturalnej wielkości. 1963r.
Bardzo trudno jest pisać o samolocie, który nie latał, a nawet nie
powstał w formie prototypu. Jednak trzeba o nim napisać, gdyż świadczy
on o aspiracjach Polskiej myśli twórczej konstruktorów i możliwościach
Polskiego przemysłu na przełomie 50/60-tych lat. Co jest bardzo istotne
samolot miał ogromne szanse stać się rzeczywistą maszyną latającą, a
nie tylko papierowymi nadziejami. Pisząc ten Rozdział zebrałem
wszystkie możliwe informacje na jego temat, co poniżej przedstawiam.
Założenia
Z końcem 50-tych lat było pewne, że samoloty o naddźwiękowej
prędkości zagoszczą na stałe w lotnictwie wojskowym, także i Polskim. (
Toczono w tym czasie już rozmowy z sowietami na temat pozyskania MiG-19
). W tym okresie loty z prędkością naddźwiękową uznawano, i słusznie,
za niezwykle trudne i niebezpieczne. Dlatego wymagały one szczególnego
treningu. Nie wyobrażano sobie, aby ze szkoły lotniczej wypuścić
pilota, absolwenta, który nie wykonałby ani jednego lotu z prędkością
naddźwiękową i uczył się tej sztuki dopiero w jednostce bojowej.
Czy nasze władze poszły drogą wyznaczoną przez jankeskie lotnictwo,
czy był to czysty przypadek, trudno dzisiaj dociec. Jedno jest pewne,
że w USA w 1955r. powstał samolot naddźwiękowy szkolno-treningowy
Northrop T-38 Talon, który pierwszy lot wykonał w 1959r., zbudowano go
w około 900 egzemplarzach, a w 2008r. jeszcze nie było zamysłów, aby z
niego zrezygnować. Mało tego, z T-38 rozwinęła się wersja myśliwska F-5
w wielu odmianach. Jest nie prawdopodobne, aby Polska konstrukcja stała
się takim gigantem, lecz na skalę lokalną niewykluczone.
Około 1958r. w Dowództwie Wojsk Lotniczych opracowano WTT na samolot
szkolno-treningowy o prędkości naddźwiękowej dla uczniów-pilotów
ostatniego roku szkolenia, którzy byli już znacznie zaawansowani w
pilotażu maszyn poddźwiękowych. Możemy być niemal pewni, że WTT były
wstępne, a nie ostateczne. Dlaczego? Dlatego, że zaledwie dwa lata
wcześniej ( 1956r. ) opracowano WTT dla samolotu TS-11 Iskra, który
jeszcze nie wzbił się w powietrze. Ponieważ dla nowej konstrukcji
decydującym wymaganiem była prędkość maksymalna, to w WWTT określono ją
na Ma-1,3, a przypomnę, że dla TS-11 wyznaczono ją na Ma-0,8.
Co jeszcze znalazło się w WWTT? Na pewno rodzaj napędu. Zdecydowano
się oczywiście na napęd Polskiej konstrukcji. Silniki stosowane w
myśliwcach typu Lim nie nadawały się z uwagi na zbyt duże przekroje
poprzeczne. Prawidłowym było zastosowanie silnika opracowywanego dla
samolotu TS-11. Ale aby osiągnąć odpowiednią moc należało wyposażyć go
w dopalacz i zamontować dwie sztuki. Logiczne widzimy za tym, że silnik
dla nowego samolotu otrzymał oznaczenie SO-2. Nawiasem pisząc silnik
SO-1 był także dopiero w opracowaniu. Taka filozofia zespołu napędowego
była bardzo spójna. Samolot startuje bez użycia dopalaczy, a tylko
używa ich dla wykonania krótkiego przelotu naddźwiękowego. Obniża to
maksymalnie zużycie paliwa przy jednoczesnym spełnieniu podstawowego
wymagania. Nie sposób nie wspomnieć, o znaczmy zmniejszeniu kosztów B+R
i przyszłej eksploatacji różnych samolotów na niemal identycznych
silnikach. Dla nowej konstrukcji określono górną granicę masy
całkowitej na 5 000 kg, bo cięższy samolot wymagałby mocniejszego
napędu.
W WWTT określono także, że samolot ma korzystać z lotnisk
gruntowych. Była także mowa o możliwościach wykonywania przez samolot
pewnych elementów działań bojowych.
Prace początkowe nad TS-16 Grot.
Kto miał opracować ten samolot? Jedynym biurem mogącym podołać temu
zadaniu było biuro profesora magistra inżyniera Tadeusza Sołtyka. Z jego
zespołu w 1958r. wydzielono grupę konstruktorów zlecając im pracę nad
projektem samolotu, który oznaczono TS-16 Grot. Oczywiście TS oznacza
Tadeusz Sołtyk.
Ponieważ samolot miał wykonywać pewne zadania bojowe, od samego
początku logiczne stał się opracowanie dwóch wersji, jedno- oraz
dwu-miejscowej. Brak drugiego członka załogi zwalnia dodatkowe miejsce
i masę, które można wykorzystać np. dla zabrania większego ładunku
uzbrojenia. Wersja jednomiejscowa otrzymała oznaczenie TS-11 A i
została określona jako myśliwsko-szturmowa, natomiast wersja
dwumiejscowa TS-11 B jako szkolno-treningowa. Do zadań bojowych
zaliczono możliwość zwalczania celów naziemnych ruchomych i
nieruchomych przy pomocy działka ( działek ), pocisków rakietowych i
bomb. Do zadań szkolno-treningowych zaliczono szkolenie pilotów
ostatniego roku szkoły lotniczej i trening w pilotażu załóg samolotów
bojowych naddźwiękowych. Ponieważ wersja A i B miały jak najmniej
różnić się między sobą, dlatego przewidziano umieszczenie w wersji A
wyposażenia radiowego ( i innego ) w tylnej kabinie, a w dziobie
zamontować silniejsze uzbrojenie strzeleckie. Mało tego, oszklenie obu
wersji byłoby identyczne.
Koncepcja płatowca TS-16 Grot.
Aby zminimalizować ryzyko fiaska programu należało posiłkować się
sprawdzonymi rozwiązaniami. Dlatego samolot musiał być opracowany w
klasycznym układzie. Górnopłat lub średniopłat. Skrzydła skośne, ze
skosem krawędzi natarcia około 40 stopni, dla uzyskania małego oporu
przy jednocześnie wystarczającej sile nośnej. Usterzenie w układzie
klasycznym, także skośne, a poziome płytowe. Kadłub maksymalnie wąski,
a zespół napędowy umieszczony w tylnej części kadłuba. Przy
projektowaniu postanowiono zastosować znaną od 1953r. tak zwaną „regułę
pól”. Ma ona kluczowe znaczenie dla osiągnięcia prędkości naddźwiękowej
przy dysponowaniu stosunkowo małą mocą zespołu napędowego.
Aby zmniejszyć koszty prac B+R należało w maksymalnym stopniu
wykorzystać istniejące rozwiązania i podzespoły stosowane w Polsce
ewentualnie w krajach RWPG ( Rada Wzajemnej Pomocy Gospodarczej ).
Prace przebiegały szybko i studium TS-16 zostało ukończono w grudniu
1959r. i można byłoby przystąpić do budowy makiety naturalnej
wielkości.
Przyjrzyjmy się studium TS-16 Grot.
Model TS-16
Skrzydło. Otrzymało ono bardzo nowoczesny kształt. Jest ono
dwutrapezowe. Bardzo przypomina skrzydło znanego nam w tym czasie
jankeskiego myśliwca F-101, choć jest od niego jeszcze nowocześniejsze,
gdyż ma uskok na krawędzi natarcia. Uskok na krawędzi natarcia spełnia
identyczną rolę jak kierownica aerodynamiczna. W skrzydle wyróżnia się
część przykadłubową i część zewnętrzną. Kąt natarcia 40 lub 45 stopni.
Krawędź spływu przy kadłubie minus 10 stopni i tam umieszczono klapy. Z
kolei na zewnątrz skos plus 10 stopni i tam umieszczono także klapy.
Skrzydła nie posiadają lotek. Zastosowano laminarny symetryczny profil.
Od uskoku na krawędzi natarcia nosek zakrzywiony jest do dołu.
Kadłub półskorupowy ukształtowano zgodnie z regułą pól. Za kabiną,
a przed skrzydłami umieszczono boczne chwyty powietrza do silników.
Zoptymalizowano je do pracy w zakresie prędkości Ma-1. Są one
nieregulowane. Ich przekrój zbliżony jest do prostokątnego, a czoło
jest skośne z wysuniętą do przodu górną krawędzią. Krawędzie są
stosunkowo ostre. Każdy chwyt powietrza zasila jeden silnik. Silniki
umieszczono w tyle kadłuba obok siebie. Z uwagi na niewielkie rozmiary
silników kształt kadłuba w jego tylnej części jest maksymalnie
podporządkowany regule pól. Dysze wylotowe silników są od siebie
nieznacznie odsunięte i dodatkowo oddzielone specjalnie ukształtowaną
płetwą będącą podstawą usterzenia pionowego. Taki układ dysz
minimalizuje wpływ jednego strumienia gazów silnika na drugi. Jest to
istotne z uwagi na mały ( graniczny ) ciąg silników. Płetwa ta stanowi
także zasobnik taśmowego spadochronu hamującego.
Usterzenie pionowe klasyczne z podziałem na ster i statecznik.
Poziome płytowe sterowane jak elewony, czyli pełnią rolę steru
wysokości i lotek.
Podwozie trójpodporowe z pojedynczymi kołami podparte i całkowicie
chowane w kadłub. Zarówno przednie jak i główne w kierunku do przodu.
Podwozie główne było tak skonstruowane, że w pozycji schowanej jedno
koło zachodziło na drugie. Było to pionierskie rozwiązanie praktycznie
nigdy nie powtórzone. Pozwala ono zminimalizować objętość komory
podwozia głównego, która jest praktycznie jedna.
Wyposażenie. W tym czasie awionika nie była aż tak bardzo
rozbudowana i obejmowała podstawowe przyrządy pilotażowo-nawigacyjne. Z
urządzeń zaliczanych do nowoczesnych należy wymienić; radiodalmierz i
celownik radiolokacyjny. Dla usprawnienia procesu szkolenia
przewidziano zastosowanie symulatora uszkodzeń. System ten miał być
sterowany z drugiej kabiny, a miał zakłócać wskazania przyrządów w
pierwszej kabinie dla wyrobienia poprawnych nawyków szkolonego pilota.
Jako uzbrojenie przewidziano działko kal. 23 mm. Brano pod uwagę
zastosowanie węzłów podkadłubowych i podskrzydłowych dla przenoszenia
uzbrojenia lub dodatkowych zbiorników paliwa. Prac w tym kierunku
jednak nie podjęto.
Alternatywna konstrukcja.
W tym czasie w biurze konstrukcyjnym WSK PZL-Mielec opracowano
studium porównawcze samolotu PZL M-16 STN. Był to samolot w układzie
delta, bez usterzenia poziomego. Zespół napędowy podobnie jak w TS-16
złożony z dwóch silników SO-2.
Inny napęd TS-16.
Ponieważ prace nad silnikiem SO-1, a przez to nad silnikiem SO-2
przeciągały się poszukiwano innego rozwiązania. Na dodatek nie znano
rzeczywistych własności silnika SO-2. W tym czasie na uzbrojenie Wojska
Polskiego trafiła partia myśliwców MiG-19 napędzanych dwoma silnikami
RD-9 B.
Trzeba przyznać, że silnik RD-9 B był konstrukcją dopracowaną i
niezwykle udaną. Ma małą średnicę, jest lekki i dysponuje bardzo
korzystnym stosunkiem ciągu do masy. W 50-tych latach był podstawowym
napędem sowieckich doświadczalnych myśliwców serii E-2, E-4, E-5.
Konstrukcji S. Tumańskiego o ciągu 1 x 2 550 kG ( 1 x 25,5 kN ) a z
dopalaniem 1 x 3 237 kG ( 1 x 32,4 kN ). Silnik składa się z
10-stopniowej sprężarki osiowej, przy 5-stopniu upust przeciwpompażowy,
komora spalania z 10 rur żarowych, dwustopniowa turbina, dopalacz, trzy
stopnie regulacji dyszy wylotowej. Maksymalna prędkość obrotowa wału
wynosi 11 150 obr/min. Zużycie paliwa przy prędkości 1 000 km/h i
wysokości lotu 11 000 m wynosi 0,12 kg/(N/h), a przy włączonym
dopalaczu wynosi 0,18 kg/(N/h). Włączenie dopalacza powoduje wzrost
zużycia paliwa o około 50 – 60 %.
Silnik ten postanowiono wykorzystać do napędu TS-16 Grot. Studium
TS-16 RD ( co oznacza silnik RD-9 B ), zostało ukończone już w lipcu
1960r., przewidując analogicznie jak poprzednio dwie wersje. Pierwsza
TS-16 RD-A jednomiejscowa myśliwsko-szturmowa. Druga TS-16 RD-B
dwumiejscowa szkolno-treningowa.
Do 1963r. opracowano w IL kompletny projekt wstępny samolotu Grot.
Do badań tunelowych zbudowano dwa modele. Pierwszy mniejszy ze
skrzydłami metalowymi, drugi większy. Przeprowadzono znaczną część
dmuchań aerodynamicznych, w tym także w tunelu naddźwiękowym. Dla
przyszłej komisji zbudowano także makietę w naturalnej wielkości
samolotu TS-16 RD.
Bardzo możliwe, że oblot prototypu mógłby nastąpić w 1965r., dlatego
w tytule Rozdziału umieściłem datę 1965r.
Koniec programu.
Na przełomie 1963r./1964r. prace wstrzymano. Oficjalnie z powodów
ekonomicznych. Dokumentację samolotu Grot i jego modele zniszczono.
Zespół profesora Tadeusza Sołtyka został rozwiązany. On sam został
przeniesiony do konstruowania statków i automatyki okrętowej. Nie ulega
wątpliwości, że podstawową przyczyną była niechęć władz sowieckich i
części Polskich. Przerwanie prac nad samolotem nastąpiło niezwykle
szybko i zaskakująco. Ówczesne władze Polskie niechętne były nowej
konstrukcji. Decydenci z sobie tylko wiadomych powodów uznali, że
produkcja samolotów odrzutowych w PRL będzie nieopłacalna. Idea ta
zgadzała się z poglądami na rozwój Polskiego przemysłu lotniczego,
prezentowanymi przez towarzyszy sowieckich. Na czele koalicji przeciwko
Polskiej konstrukcji był prawdopodobnie generał Wojciech Jaruzelski,
który w 1962r. został Wiceministrem Obrony Narodowej. Ministrem Obrony
Narodowej w latach 1956r.-1968r. był Marian Spychalski i to on
uruchomił programy TS-11 i TS-16.
To cud, że w tym czasie nie zlikwidowano programu TS-11 Iskra, który
także w tym czasie był na początku swojej drogi. Z początkiem sierpnia
1961r. na prototypie TS-11-03 Iskra piloci Józef Manet i Andrzej
Abłamowicz polecieli do Moskwy, gdzie na lotnisku Akademii Lotniczej w
Monino przeprowadzono próby porównawcze z sowieckim Jak-30 nb 90 i
czechosłowackim L-29 Delfin nb 0003. Polski TS-11 wypadł
najkorzystniej. Jednak Kreml zdecydował, że standardowym samolotem dla
państw UW będzie L-29. Tylko w Polsce udało się wprowadzić do służby
TS-11.
Mało tego, w uznaniu zasług związanych z opracowaniem samolotu TS-11
Iskra doc. mgr inż. Tadeusz Sołtyk otrzymał Nagrodę Ministra Obrony
Narodowej. Natomiast w konkursie gazety „Życie Warszawy” za 1962r.
cały zespół konstruktorski otrzymał tytuł Mistrza Techniki.
Czy samolot TS-16 Grot mógł osiągnąć sukces?
Odpowiedź można uzyskać poprzez porównanie tej konstrukcji z
podobnymi maszynami. Bardzo zbliżony do projektowanego TS-16 Grot jest
jankeski Northrop T-38. Zbudowany także w układzie klasycznym z
zastosowaniem reguły pól. Ma on także zespół napędowy złożony z dwóch
silników. Mają one łączny ciąg równy 34,96 kN, czyli o 4,96 kN większy
od ciągu dwóch silników SO-2. Silniki General Electric J85-GE-5 są
większe i cięższe od silników SO-2. Masa własna T-38 jest większa o
około 300 kg, a masa startowa o około 500 kg. T-38 jest także
gabarytowo większy od TS-16 Grot. Dłuższy o ponad metr ( 1,13 m ),
szerszy o 0,70 m i o kilka centymetrów wyższy. Wobec tych faktów bardzo
możliwe jest, że samolot TS-16 osiągnąłby zakładane parametry, a
głównie prędkość maksymalną.
Opracował Karol Placha Hetman.