18 kwietnia spotkanie na temat samolotu GM-1 Gniady poprowadził mgr inż. Krzysztof Pazura.

Transkrypt

1 108 (5/2015) SAMOLOT HOLOWNICZY AVIATA GM-1 GNIADY 18 kwietnia spotkanie na temat samolotu GM-1 Gniady poprowadził mgr inż. Krzysztof Pazura. Pomysłodawcą samolotu holującego Gniady była pod koniec lat 80. ubiegłego wieku grupa związana z Aviatą, czyli m.in. pp. Kowalskim, Maklesem i Margańskim. Głównym zadaniem tej konstrukcji było holowanie szybowców ówcześnie kończyły się Wilgi, brakowało dobrego samolotu do tych celów. Potrzebny był samolot o właściwościach zbliżonych do samolotu rolniczego krótki start, duże wznoszenie i niewielkie prędkości lotu. Powinien móc wyholować od jednego do trzech szybowców oraz szybko lądować i szybko startować ponownie. Głównymi konstruktorami byli mgr inż. Marian Jakoniuk i mgr inż. Witold Wiraszka, którzy wykonywali wszystkie rysunki i obliczenia. Proces budowy zaczął się w momencie tworzenia modelu kadłuba skrzydła i usterzenie miały pochodzić z samolotu Koliber, podwozie wzorowano na podzespołach Wilgi, podobnie jak zespół śmigło-silnik. Chodziło o połączenie elementów dostępnych, produkcyjnych oraz mających certyfikaty był to szybki sposób zbudowania samolotu z klocków, dobudowując tylko odpowiedni kadłub. Sklejkowa makieta powstała w Bielsku u inż. Margańskiego; był do niej założony silnik AI- 14 od Wilgi. Nie można było jednak znaleźć producenta chętnego podjąć się budowy płatowca, duże firmy nie chciały się bawić, wszyscy chcieli zbudować, ale nie było chętnych do fizycznej realizacji. Prywatna firma Yalo powstała w 1990 r. na bazie Lotniczych Zakładów Naprawczych na lotnisku Gocław. Mój wspólnik inż. Krzywonos był dobrym znajomym inż. Margańskiego, naprawialiśmy szybowce, budowaliśmy pierwsze samoloty ultralekkie, i zdecydowaliśmy się spróbować wykonać nową konstrukcję. Technologię naprawy metalowych konstrukcji nitowanych mieliśmy opanowaną, aczkolwiek budowa całego kadłuba była jednak wyzwaniem. Firma Yalo zdecydowała się podjąć ryzyko podpisano umowę z Aviatą, przejęto makietę i rozpoczęto proces budowy. Uznaliśmy, że najprościej będzie wykonać dwa niezależne przyrządy montażowe, w których powstaną przednia i tylna część kadłuba. Późniejsze pomiary wykazały, że dokładność wykonania kadłuba zmieściła się w 1 mm, co pozytywnie zaskoczyło inspektorów nadzoru kontrolujących budowę. Jest to zasługa zarówno konstrukcji przyrządu, jak i dobrej dokumentacji. Materiały i nity pochodziły m.in. z Instytutu Lotnictwa i PZL Okęcie; początkowo korzystaliśmy z pomocy pracowników PZL, którzy uczyli nas również prawidłowego nitowania. Kadłub został wyjęty z przyrządu, zmierzony, przystąpiono do montażu skrzydeł, podwozia i usterzenia. Niektóre elementy były na etapie budowy modyfikowane w porównaniu z projektem, aby zapewnić odpowiednią wytrzymałość konstrukcji. Jednocześnie budowane były dwa kadłuby, w tym jeden do próby wytrzymałościowej. Stanowisko do prób statycznych zostało zbudowane na bazie przyrządu montażowego. Podczas próby przy 120% obciążenia pojawiły się odkształcenia podłogi; ponieważ planowano produkcję 1

2 Samolot GM-1 Gniady w trakcie budowy 2

3 Gniady podczas prób na Gocławiu oraz w trakcie transportu na Bemowo seryjną, odpowiednio wzmocniono podłogę i przynitowano elementy wzmacniające w miejscu połączenia przedniej części kadłuba z tylną. Po modernizacjach próba statyczna została wykonana nie tylko do zakładanych 150% obciążeń, ale nawet do 182%. W trakcie budowy prototypu otwory montażowe wykonywane były nieco mniejszej średnicy niż zakładano; po niwelacji wiercono je do odpowiedniego rozmiaru. Do tej pory po kilkuset godzinach lotu Gniadego sworznie wchodzą ciasno, nie było żadnych luzów z wyjątkiem elementów przejętych z innej konstrukcji jako zespół (np. tylne kółko). Poszczególne elementy były wykonywane od podstaw z laminatów i kompozytów, jak np. zakończenie kadłuba czy też grzebień przed usterzeniem pionowym. Z uwagi na charakter samolotu, usterzenie Kolibra wzmocniono dodatkowymi zastrzałami. Do wręgi za kabiną zamontowano dodatkowe wzmocnienia, do których miały być zamocowane pasy pilota. Skrzydło przejęto z Kolibra, natomiast z powodu innego układu kabiny zaprojektowano nową mechanikę wypuszczania klap, której skuteczność była bardzo dobra (niewielka prędkość, ale duża siła). W praktyce okazało się, że w porównaniu z makietą będą konieczne modyfikacje niektórych elementów. Wszystkie przyrządy w kabinie były polskiej produkcji. Podwozie wykonano od podstaw, jego geometria odwzorowywała podwozie Wilgi. Miało ono bardzo dobrą wytrzymałość; mimo nieco zbyt dużej masy zapewniało odpowiedni margines bezpieczeństwa. Próbę obciążenia podwozia przeprowadzono zrzucając konstrukcję z wysokości 2 metrów, filmując próbę kamerą VHS. Łoże silnika gwiazdowego AI-14 z reduktorem zostało również zbudowane od podstaw, podobnie jak rury wydechowe i tłumiki; również pierścień pośredni był nietypowy, co w późniejszym etapie eksploatacji powodowało problemy z zamianą silników (demontaż, zmiany nawiewów itp.). Na rurze wydechowej zabudowano dodatkową osłonę i chwyt powietrza, służące do ogrzewania kabiny pilota. 3

4 Maski silnika miały być nowe prostsze, lżejsze, bez żaluzji, jedynie z klapami blokującymi przepływ powietrza chłodzącego. Nadzór zażądał prób temperaturowych, które zostały wykonane podczas testów w locie; bez względu na konfigurację układu chłodzenia temperatura wszystkich cylindrów była bardzo podobna. Maska pochodziła od uszkodzonej Wilgi. Owiewka przejścia maska-kadłub została wypełniona pianką budowlaną, która w trakcie eksploatacji przez kilka lat uciekała z kadłuba Z racji spełnienia wymagań hałasowych należało zainstalować tłumiki. Ich umiejscowienie pod kadłubem było niefortunne źle wyglądały, psuły opływ, i kojarzyły się z podwieszonymi torpedami. Powstała zabudowa owiewka z blachy duralowej. Mimo obaw o prawidłowe chłodzenie, przepływ przez owiewkę doskonale chłodził tłumiki. Osprzęt silnika, jak chwyty powietrza, gaźniki, zbiornik oleju itp. pochodziły z Wilgi. W trakcie budowy zaprojektowano pałąk antykapotażowy w tylnej części kabiny pilota. Początkowo cała owiewka miała być jedną całością, ostatecznie wykonano owiewkę dwuczęściową. Płatowiec Gniadego został pomalowany epoksydową farbą dwuskładnikową firmy RAFIL z Radomia. Okazała się ona niezwykle odporna na eksploatację i bardzo skuteczna jako farba podkładowa. Samolot miał być malowany na biało z żółtymi końcówkami, oznaczającymi próby. Ponieważ miał się nazywać Gniady, należało gdzieś wkomponować symbolicznego konia. Powstał projekt z głową konia na owiewce silnika. Znaki rejestracyjne SP-PBN zostały wybrane pod kątem przyszłej zmiany na SP-KBN projekt był finansowany częściowo z budżetu Komitetu Badań Naukowych. Pierwsze próby funkcjonalne konstrukcji prowadzono na lotnisku na Gocławiu, na trawniku przed budynkiem Aeroklubu Warszawskiego. Uruchomienie silnika zawsze gromadziło licznych obserwatorów. Po pierwszych próbach zabudowano drugą butlę z powietrzem do rozruchu silnika w codziennej eksploatacji jedna mogła nie wystarczać. Transport samolotu na lotnisko był sporym problemem. Ostatecznie do samochodu Audi 50 ze zdjętą klapą bagażnika zabudowano zamiast koła zapasowego drewnianą obrotnicę, aby umożliwić zamocowanie tam kółka ogonowego i holowanie samolotu za pojazdem na własnych kołach. Na śmigle zablokowanym w pozycji poziomej zamontowano tablicę rejestracyjną pojazdu i deskę z kierunkowskazami... Udało się takim nietypowym transportem bezpiecznie przejechać z siedziby firmy (Wał Miedzeszyński) przez całą Warszawę na lotnisko Babice, gdzie prowadzono próby. Skrzydła zostały przewiezione na wózku szybowcowym. Budowa samolotu była możliwa dzięki wystąpieniu do IKCSP o odpowiedni certyfikat; procedura trwała pół roku, ale została z sukcesem zakończona. Samolot został dopuszczony do prób przez mgr inż. Andrzeja Kadymowicza. Oblot Gniadego wykonał Tadeusz Dunowski 26 kwietnia 1995 r. 20 lat temu. Tego dnia na Babicach wykonano dwa loty w łącznym czasie 67 minut. Gniady został oblatany 26 kwietnia 1995 r. przez Tadeusza Dunowskiego. 4

5 Na zdjęciu od lewej: Witold Wiraszka, Marian Jakoniuk, Jan Kowalski, Włodzimierz Żurawski, Krzysztof Pazura, Tadeusz Gilar, Janusz Krzywonos i Jarosław Kiestrzyński. Kolejny lot miał miejsce 9 czerwca; w następnych miesiącach Gniadym latali również inni piloci. jak np. Maciej Aksler i Jerzy Kędzierski. Do zakończenia prób w 2001 r. samolot pilotowali również Jacek Marszałek, Tomasz Migurski, Józef Laszczak i Edward Margański. W trakcie prób odnotowano niepokojące zachowanie konstrukcji podwozia zastrzały wzmacniające goleni po pierwszych lotach wytrzymały, ale kadłub uszkodził się nieznacznie w miejscach ich mocowania. W trakcie wpychania samolotu do hangaru podwozie nie wytrzymało i złożyło się. Samolot spoczął na tłumikach i ich owiewce konieczny był jego demontaż, transport do zakładu oraz odpowiednie wzmocnienie konstrukcji płytą z nakładkami. Po naprawach nie było dalszych problemów z podwoziem. Samoloty przewidywano do budowy seryjnej w znacznej liczbie, w rzeczywistości powstały tylko dwa egzemplarze. Pierwszy został wyeksploatowany do granic resurusu, swoją dotychczasową karierę zakończył w Aeroklubie Grudziądzkim po wylataniu 500 godzin. Po przeglądzie, podczas którego sprawdzono newralgiczne elementy konstrukcji, resurs wydłużono o kolejne 100 godzin. Pierwszy Gniady otrzymał na początku pierwszej dekady XXI w. kompozytowe śmigło czterołopatowe SM100-4c, zbudowane w zakładach Allstar p. Papiorka. Wykonano je za pieniądze KBN w ramach oddzielnego projektu. Samolot do sierpnia 2006 r. był regularnie eksploatowany. Oficjalnie będący własnością Aviaty Gniady wylatał do 599,09 godzin, jednak w rzeczywistości jest to ponad 800 godzin. Według książki do końca resursu do przeglądu zostały dwie godziny, następnie przyleciał na Babice w celu wykonania remontu, który ostatecznie nie został wykonany. Kilka lat płatowiec spędził w zakładzie Aviation Service, po czym dwa lata temu został zabrany ponownie do firmy YALO. Prawdopodobnie będzie z czasem wyremontowany wspólnymi siłami obu zakładów pod nadzorem ULC, ze znakami SP-YBN (kategoria specjalna). Wiosną 2015 r. jest naprawiony kadłub, samolot stoi na własnym podwoziu. Jest silnik (ten sam, który był używany do prób), gotowe lewe skrzydło. Drugi płatowiec był praktycznie gotowy, konieczne było jedynie malowanie, które nie zostało ostatecznie wykonane. Skrzydła do drugiego Gniadego pochodziły z uszkodzonego Kolibra. Produkujące skrzydła PZL Okęcie podało zaporową cenę nowych elementów, 5

6 zastosowano więc skrzydła (z powiększonymi zbiornikami paliwa) i usterzenie z egzemplarza SP- FRP. Kompletny samolot długo stał w hangarze Aeroklubu Warszawskiego; po kilku latach został znacznie zdekompletowany nie ma silnika, przyrządów, itp. Doprowadzenie go do stanu lotnego wymagałoby sporo pracy, przy jednak relatywnie niewielkim koszcie. Konieczne byłoby również wykonanie remontu silnika. Gniady w trakcie eksploatacji w Aeroklubie Grudziądzkim GM-1 holujący szybowiec podczas pokazów lotniczych w Mielcu w 1997 r.; na pierwszym planie jeden z prototypów I-22 Iryda 6

7 Powyżej: pierwszy Gniady w 2010 r., 2014 r. (na górze) oraz w 2015 r. w trakcie remontu. Poniżej: drugi egzemplarz samolotu w 2006 r. (po lewej) oraz wiosną 2015 r. 7

8 Podstawowe dane techniczne samolotu GM-1 Gniady Rozpiętość skrzydeł 9,5 m Długość całkowita 6,7 m Wysokość 2,5 m Rozpiętość usterzenia poziomego 3,6 m Średnica śmigła 2,65 m Rozstaw podwozia głównego 2,216 m Masa własna 840 kg Masa startowa 1000 kg Obciążenie powierzchni nośnej 70 km/m 2 Obciążenie mocy 4,75 kg/kw Prędkość maksymalna 264 km/h Prędkość przelotowa 215 km/h Prędkość minimalna 90 km/h Prędkość wznoszenia 9,0 m/s Prędkość wznoszenia zespołu z szybowcem 350 kg 7,5 m/s z szybowcem 550 kg 6,0 m/s Długość startu na bramkę 15 m 100 m Długość lądowania 80 m Zasięg (105 l paliwa) 500 km Średnie zużycie paliwa 60 l/h Tablica przyrządów samolotu GM-1 Gniady Opracowanie: Paweł Bondaryk; zdjęcia: K.Pazura, M.Rusiecki, M.Czaplicki, K.Tracz, P.Bondaryk, E. Margański 8

9 ANEKS Makieta samolotu GM-1 Gniady (zdjęcia E. Margański) 9

10 10

11 11

12 Samolot w czasie prób 12

13 13

14 Plany techniczny projektu samolotu 14