BŻ-4 Żuk

Z Wikipedii

BŻ-4 Żuk drugi, zbudowany śmigłowiec polskiej konstrukcji.

Spis treści 1 Historia 2 Nowatorstwo śmigłowca 3 Przyczyny niepowodzenia programu 4 Epilog

[edytuj] Historia

Śmigłowiec BŻ-4 Żuk do dziś jest to jeden z niewielu (pod względem konstrukcyjnym) całkowicie polski śmigłowiec, to znaczy śmigłowiec łącznie z zespołem napędowym i osprzętem. Głównym konstruktorem śmigłowca był inż. Bronisław Żurakowski, konstruktor i obliczeniowiec z przedwojennej DWL-RWD. Konstruktorem silnika oraz rtęciowego sprzęgła w układzie przeniesienia napędu był doc. mgr inż. Wiktor Narkiewicz. Pierwszy lot odbył się 10 lutego 1959 roku nad lotniskiem Okęcie. Za sterami tej maszyny siedział pilot doświadczalny Instytutu Lotnictwa mgr inż. Ryszard Witkowski.

Nie był to ani pierwszy, ani jakiś wyjątkowy w swych założeniach śmigłowiec. Sama koncepcja maszyny wywodzi się z roku 1953, gdy po serii udanych lotów pierwszego polskiego śmigłowca BŻ-1 GIL pomyślano nad wykorzystaniem posiadanych doświadczeń dla maszyny w pełni użytkowej, kilkuosobowej. Bronisław Żurakowski nie zdecydował się na kontynuowanie sprawdzonej linii wirnika dwułopatowego. Konstruktor obawiał się wysokiego poziomu drgań i problemów, jakie były w tym temacie ze śmigłowcem BŻ-1 GIL. Być może też pewną rolę odgrywały patenty Hillera na dwułopatowy wirnik typu huśtawkowego. Bronisław Żurakowski skonstruował nowy, trójłopatowy wirnik główny wraz z wirnikiem sterującym- pełniącym rolę ustateczniającą i zmniejszającą siły na drążku sterowym pilota.

[edytuj] Nowatorstwo śmigłowca

Nowatorstwo śmigłowca BŻ-4 Żuk polegało na:

• Koncepcji wielołopatowego układu nośnego z wirnikiem sterującym, to nowatorstwo klasy światowej. Koncepcja ta sprawdziła się całkowicie, dając rewelacyjną stateczność maszyny w zawisie oraz przyjemny pilotaż z uwagi na małe siły od sterownic.
• Elastycznym zawieszeniu przekładni głównej śmigłowca. Bronisław Żurakowski zaprojektował elastyczne zawieszenie przekładni głównej za pomocą przegubów i drążków skrętnych. W trakcie badań śmigłowca wprowadzono ulepszenie z dodatkowym układem w mechanizmie zawieszenia przekładni, sprzęgający jej działanie z ugięciem amortyzatorów podwozia przedniego. Po oderwaniu się śmigłowca od ziemi zmieniała się charakterystyka ("twardość") zawieszenia przekładni, uzyskiwano inne tłumienie na postoju, inne-podczas lotu. Dzięki temu uzyskano zmniejszenie drgań zarówno w locie, jak i podczas postoju śmigłowca na ziemi, z pracującym wirnikiem głównym.
• Sprzęgle rtęciowym sprzęgającym silnik z przekładnią główną. Działało ono na zasadzie odśrodkowej i zapewniało sztywne połączenie (powyżej pewnej ilości obrotów) pomiędzy wałem silnika a przekładnią główną. To udana i dobrze rozwiązana koncepcja autorstwa doc. mgr inż. Wiktora Narkiewicza. Sprzęgło to działając automatycznie bardzo łagodnie przenosiło wzrastający moment obrotowy z silnika na przekładnię główną, chroniąc zarówno łopaty wirnika głównego, jak i silnik z układem przeniesienia napędu przed przeciążeniami i uszkodzeniem.
• Konstrukcji amortyzatorów podwozia- odrębnie podwozia przedniego (amortyzacja olejowa) jak i głównego (olejowo-pneumatyczna). Bronisław Żurakowski tak dopracował charakterystykę tłumienia, iż problem drgań czy tzw. rezonansu naziemnego w tym śmigłowcu w ogóle nie występował.
• Sprzężeniu (przed odrębny zespół) kątów nastawienia łopat wirnika ogonowego z dźwignią skoku ogólnego i mocy. Podczas zaciążania wirnika głównego (zobacz sterowanie ogólne) pilot nie musiał korygować pedałami wzrastającego momentu od wirnika głównego. Dodatkowo płaszczyzna śmigła ogonowego nie była równoległa do osi podłużnej maszyny, lecz ustawiona skośnie. Niwelowało to nadmierny moment od śmigła ogonowego podczas lotu z większą prędkością- a więc i konieczność reakcji pilota. Przez to pilotaż był łatwy i niemęczący.

[edytuj] Przyczyny niepowodzenia programu

• Zasadniczym czynnikiem była jakość materiałów zastosowanych do budowy – a ściślej – wytrzymałość tychże materiałów na obciążenia dynamiczne i ich odporność na zużycie zmęczeniowe. W śmigłowcu "Żuk", dla potanienia projektu i uproszczenia zastosowano np. śrubowe ściągacze ustalające łopatę wirnika w układzie horyzontalnym. Taki ściągacz pękł w czasie prób, szczęśliwie przy znikomej prędkości lotu. W konstrukcji głowicy nie zastosowano odkuwek – elementów sprawdzonych i pewnych co do wytrzymałości zmęczeniowej.
• Zbyt szczupłe siły zespołu projektującego śmigłowiec "Żuk" (współ konstruktorami byli między innymi inż. inż. Jan Koźniewski i Jerzy Kotliński), nie było konstruktora mającego liczący się dorobek w zakresie konstrukcji śmigłowców.
• Zbyt liczne nowatorskie rozwiązania w konstrukcji w stosunku do za szczupłego w siły zespołu konstruktorów.
• Wiele rozwiązań konstrukcyjnych zbyt uproszczonych. W pokryciu kratownicowej konstrukcji kadłuba śmigłowca zastosowano nitowane blachy, które nie przenosząc żadnych obciążeń były źródłem nadmiernej wagi a także hałasu. W podwoziu uszkodzeniu ulegały proste w swej konstrukcji okucia łączące goleń podwozia głównego z kratownicą kadłuba. Podczas prób naziemnych doszło do pęknięcia równie prostego konstrukcyjnie krzyżaka w układzie przeniesienia napędu śmigła ogonowego.
• Wadliwie zaprojektowany wentylator chłodzący silnik WN–4. W czasie prób piloci doświadczalni starali się możliwie szybko przejść przez rezonansowy obszar prędkości obrotowej silnika, jest to nie do pomyślenia w maszynie seryjnej. W wyniku rezonansu doszło do urwania się kilku łopatek. Zastosowane elementy stalowe chroniące załogę i pasażerów wiązały się z dalszym wzrostem ciężaru.
• Wadliwa ergonomia. Projektując Żuka nie wykonano makiety kabiny. Niewygodne były fotele, nie ergonomiczne były uchwyty dźwigni skoku ogólnego i mocy, niewygodne było też używanie korektora mocy.
• Wiotka belka ogonowa. Kratownicowa belka ogonowa miała małą wysokość, co niekorzystnie odbijało się na jej sztywności i stwarzało ryzyko zawadzenia łopatą wirnika głównego o belkę – co miało miejsce dwukrotnie.
• Wiotkie inne detale np. popychacze sterujące kątem natarcia łopat wirnika głównego. Wyboczenie się jednego z popychaczy spowodowało pochylenie tarczy wirnika do tyłu i skończyło się to na "muśnięciu" łopatą o wał napędowy śmigła ogonowego i jego wyboczenie.
• Brak troski się o estetykę i ogólny wygląd śmigłowca, mającego nieestetyczny, pudełkowaty kształt.
• Zakupienie licencji na śmigłowiec Mi-1 i szybkie rozpoczęcie produkcji (jako SM-1) w zakładach WSK Świdnik już w 1956 roku.

[edytuj] Epilog

Historia śmigłowca BŻ-4 "Żuk" jest pouczająca w co najmniej 3 tezach:

• Po pierwsze pokazuje, iż wiodące rozwiązania konstrukcyjne, patenty, nowatorstwo konstrukcji nie mogą w przypadku śmigłowca zagwarantować sukcesu, gdy za tymi wiodącymi rozwiązaniami nie kryje się wysoka jakość wykonania WSZYSTKICH detali i nowoczesne technologie fabrykacji.
• Po drugie pokazuje, że szanse na sukces (w przypadku maszyny przeznaczonej z założenia do produkcji seryjnej) mogą być zaprzepaszczone już w samym zarodku, gdy potencjał konstrukcyjny twórców projektu okaże się zbyt mały, aby zaprojektować konstrukcję lotniczą możliwie sprawnie (dość szybko i bez istotnych błędów) oraz- co ważniejsze- aby być przygotowanym na szybkie usunięcie usterek które zwykle w czasie prób w locie się ujawniają.
• Po trzecie- że zastosowanie zbyt wielu nowatorskich rozwiązań i detali niesprawdzonych w seryjnym użytkowaniu może skutkować na tyle długim okresem dojrzewania konstrukcji i usuwania "chorób wieku niemowlęcego"- że sama koncepcja może stać się bądź nieaktualna, bądź potencjalny użytkownik (lub zamawiający) nie zechce jej zamówić i użytkować.

Śmigłowiec BŻ-4 Żuk w formie niekompletnej (jako tzw.destrukt) znajduje się w Muzeum Lotnictwa Polskiego w Krakowie.

To jest tylko zalążek artykułu związanego z lotnictwem. Jeśli możesz, rozbuduj go.