SP-1993-02-F.pdf

(1398 KB) Pobierz

Szybkie starzenie się samolotów

bojowych polskiego lotnictwa

wojskowego, brak funduszy na zakupy

zagraniczne i brak zatrudnienia dla

polskiego przemysłu lotniczego to

trzy zręby projektu PIRANIA, który

opracowano w 1991 w Instytucie

Lotnictwa z inicjatywy i pod

kierunkiem TOMASZA MAKOWSKIEGO.

Wracamy do tego tematu, ponieważ

jego założenia wydają się do dziś ak-

tualne, a nawet uległy wzmocnieniu.

Braki w polskim lotnictwie wojskowym są tak

poważne, że już w połowie 1991 nie był wyko-

rzystany, przydzielony Polsce w ramach porozu-

mień rozbrojeniowych, limit samolotów bojo-

wych - stan ten będzie się w najbliższym czasie

jeszcze pogarszać. Rozwiązaniem może być pro-

jekt samolotu PIRANIA, którego projektowanie i

produkcja mogłyby być podjęte natychmiast, uw-

zględniając realia naszego przemysłu.

Zadania, do jakich wykonywania przewidy-

wany był samolot PIRANIA, to bezpośrednie

wsparcie własnych wojsk lądowych na polu

walki, zwalczanie sił przeciwnika za linią styku

wojsk, zwalczanie broni pancernej, zwalcza-

nie śmigłowców i samolotów szturmowych,

patrolowanie i rozpoznanie, szybki przerzut

zaopatrzenia w zasobnikach dostosowanych

do zrzutu, patrolowanie i minowanie akwenów

morskich, zwalczanie jednostek pływających

(także okrętów podwodnych), współdziałanie

w akcjach ratowniczych na morzu z innymi

rodzajami służb ratunkowych (naprowadza-

nie, zrzut środków ratunkowych), akcje typu

policyjnego (zwalczanie partyzantki, ochrona

własnych stref gospodarczych na morzu),

szkolenie i trening w wymienionych akcjach

oraz holowanie celów latających. Podstawo-

we parametry techniczne lokowały ten samo-

lot w luce, jaka wytworzyła się między śmig-

łowcami bojowymi a większymi samolotami

szturmowymi o napędzie odrzutowym.

PROJEKT PIRANIA

ZAŁOŻENIA PROJEKTU

Podstawowym założeniem ekonomicznym

była górna granica ceny samolotu, określona

na 3 mln USD w wersji podstawowej (na wa-

runki pierwszej połowy 1991). Następnym

ważnym zagadnieniem ekonomicznym, jakie

rozpatrywano wraz z projektem PIRANIA, było

utworzenie spółki holdingowej w polskim prze-

myśle lotniczym - PIRANIA miała być jedną z

propozycji produkcyjnych dla takiej spółki.

Podstawowym założeniem technicznym by-

ła możliwość realizacji samolotu PIRANIA w

istniejących warunkach krajowych, przy uw-

zględnieniu konieczności zakupu komponen-

tów niektórych systemów (szczególnie awioni-

ki). Przyjęto też od początku zasadę technicz-

nej "elastyczności" samolotu - podatności

na dokonywanie modyfikacji i tworzenie no-

wych wersji - szczególnie dotyczyło to zespołu

napędowego i awioniki.

Podstawowym założeniem dla konstrukcji by-

ła optymalizacja kosztów oraz unifikacja części

zarówno w obrębie konstrukcji jak i z istniejący-

mi już samolotami. Parametrami optymalizo-

wanymi miały być liczba części oraz liczba i kla-

sa połączeń (nitów, śrub, sworzni, zgrzein itp.).

Części specyficznych dla samolotu PIRANIA

miało być nie więcej niż 2 000, bez ogranicza-

nia liczby części adaptowanych z innych samo-

lotów. Założono przyjęcie amerykańskich prze-

pisów budowy MIL oraz współczynniki obciążeń

konstrukcji n = +9 do - 4 .

Przyjęto zasadę użytkowania samolotu we-

dług stanu technicznego. Przewidywano trwa-

łość płatowca nie mniejszą niż 8 000 godzin

lotu. Rozważano zaprojektowanie nowych

wersji wyposażeniowych (awionika) i silniko-

wych. Przewidziano stosowanie silników tur-

bośmigłowych o mocy w zakresie od 500 kW

do 1 1 0 0 kW oraz silników odrzutowych o cią-

gu od 1 000 daN do 2 200 daN (w tym PZL

K-15 i PZL D-18), awioniki różnych generacji

(zależnie od ceny i przeznaczenia samolotu) a

także możliwość stworzenia wersji o podwyż-

szonej manewrowości (o poprawionej aerody-

namice). Jako udoskonalenie aerodynamicz-

ne samolotu, nadające mu nowe cechy mane-

wrowe, przewidziano zastosowanie w przy-

szłości małych sterowanych powierzchni des-

tabilizujących z przodu kadłuba, umożliwiają-

cych aktywne oddziaływanie na manewrowość

samolotu i będących jednocześnie wytworni-

cami wirów poprawiających nośność płata.

W celu oceny zapotrzebowania dokonano

analizy stanu liczebności samolotów tej klasy

na świecie w 1991, stopnia ich zużycia, ten-

dencji konstrukcyjnych w tej dziedzinie, per-

spektyw i tendencji zbrojeniowych w poszcze-

gólnych rejonach świata oraz tendencji w takty-

ce stosowania lotnictwa na polu walki i aktual-

nego stanu zamówień. W ocenie nie uwzględ-

niano śmigłowców i pionowzlotów ani potrzeb

państw takich jak b. ZSRR, USA, Chiny, Fran-

cja, W.Brytania i Niemcy. Według przeprowa-

dzonej oceny maksymalnego i minimalnego

zapotrzebowania, pod koniec lat dziewięćdzie-

siątych można się spodziewać zapotrzebowa-

nia na samoloty wsparcia taktycznego (samo-

loty pola walki) w liczbie co najmniej 1 500 i

nie więcej niż 2 650. Założono, że szanse PI-

RANII na znalezienie się w tym przedziale sięg-

ną ok. 15%, co dawało wynik minimum 225 i

maksimum (optymistycznie) 400 samolotów.

Projekt PIRANIA przewidywał wykorzystanie

w konstrukcji samolotu koncepcji sprawdzo-

nych w praktyce oraz gotowych podzespołów i

wyrobów wytwarzanych już dla innych samolo-

tów produkowanych aktualnie w kraju. W

swym pierwszym, podstawowym wariancie za-

kładał stosowanie tylko dostępnych obecnie

technologii i materiałów, był jednak całkowi-

cie otwarty na stosowanie w przyszłości tech-

nicznie uzasadnionych nowych rozwiązań w

tej dziedzinie (stopniowe wprowadzanie pod-

zespołów z kompozytów).

PIRANIA miała być samolotem tanim i pros-

tym w eksploatacji, pod względem wymagań

użytkowych znacznie prostszym od dotych-

czas stosowanych w kraju samolotów i śmig-

łowców bojowych, a porównywalnym z samo-

lotem PZL-130 Orlik.

Realizacja projektu PIRANIA miała dać nowy

produkt eksportowy, ponieważ w świecie is-

tnieje stałe zapotrzebowanie na samoloty tej

klasy (COIN - COntra INsurgent), zwłaszcza w

państwach o ograniczonych możliwościach fi-

nansowych, dla których PIRANIA, jako samo-

lot tani, lecz o dużych możliwościach bojowych

(znacznie większych, niż stosowane tam obe-

cnie śmigłowe samoloty szkolno-treningowej,

stać się mogła wyrobem bardzo atrakcyjnym.

Projekt PIRANIA przewidywał rozpoczęcie

prac konstrukcyjnych w 1992, oblot prototypu

w II połowie 1994 i początek kooperacyjnej

produkcji seryjnej w I kwartale 1997, począt-

kowo w liczbie 2 szt. miesięcznie z możliwoś-

cią szybkiego dojścia do 10 miesięcznie.

KONCEPCJA SAMOLOTU

PIRANIA jest w swych założeniach aerodyna-

micznym udoskonaleniem układu zastosowa-

nego w samolocie PZL-130 Orlik. Powiększo-

no wydłużenie płata, zmieniono też jego zbież-

ność i grubość profilu. Dobór skręcenia płata

nastąpić miał w wyniku badań aerodynamicz-

nych. W konstrukcji płata zastosowano unifi-

kację elementów lotek: lewej i prawej oraz

klap lewej i prawej. Zawieszenia lotek i klap

umieszczono za węzłami podwieszeń tak, by

pozostawały w ich cieniu aerodynamicznym

oraz, w miarę możliwości, zunifikowano. W ca-

łej strukturze samolotu zastosowano rozwią-

zania dające prosty przebieg obciążeń.

Kadłub zaprojektowano jako konstrukcję mo-

dułową, dającą łatwość tworzenia różnych we-

rsji użytkowych, aż do wersji dyspozycyjnych,

transportowych i sanitarnych. Przednią część

kadłuba dostosowano do opancerzenia kabiny

załogi. Środkowa część kadłuba mieści zbiorni-

ki paliwa, wykończone wykładziną samozaskle-

piającą się po przebiciu; zbiorniki te usytuowa-

no nad płatem, co w dużym stopniu miałoby je

chronić przed bezpośrednim uszkodzeniem

przy ostrzale. Z tych samych względów więk-

szość zespołów awioniki i instalacji pokłado-

wych umieszczono za płatem, w tylnej części

kadłuba (oprócz tych, które muszą znajdować

się w konkretnych miejscach samolotu).

Przyjęto usterzenie typu T, co jest konsekwe-

ncją zastosowanego układu silników. Segmen-

ty steru wysokości i ster kierunku zunifikowa-

no. Układy sterowania płatowcem zunifikowa-

no z układami sterowania samolotu PZL-130

Orlik, przyjmując ich elementy pozostające w

obrębie kabiny bez zasadniczych zmian.

Koncepcja podwozia ma na celu uzyskanie

jak największej prostoty i niezawodności. Stąd

wynika bardzo prosty układ kinematyczny,

umożliwiający awaryjne grawitacyjne jego wy-

puszczenie w razie uszkodzenia instalacji hy-

draulicznej. Zdecydowano się na zastosowanie

hamulców na wszystkich kołach oraz zunifiko-

wanie kół. Podwozie dostosowane do operowa-

nia z lotnisk o słabo przygotowanej nawierzchni

wywiera na grunt małe naciski jednostkowe.

Silniki umieszczono na wysięgnikowych py-

lonach nad skrzydłem, w układzie pchającym.

Układ taki daje możliwość swobodnego do-

stępu do samolotu w zasadniczej strefie ob-

sługi nawet przy silnikach pracujących na lu-

zie, co ma ważne znaczenie dla czasu odna-

wiania zdolności bojowej samolotu. W przy-

padku lądowania podwoziem silniki i śmigła

są całkowicie zabezpieczone przed uszkodze-

niem. Umieszczenie silników nad płatem ułat-

wia także ich bieżącą obsługę, eliminując sto-

sowanie drabinek i pomostów. Przyjęty układ

silników pozwala na łatwe tworzenie nowych

wersji napędowych przez stosowanie różnych

typów silników turbośmigłowych a nawet od-

rzutowych.

W przypadku instalacji paliwowej przyjęto, że

dolot do celu będzie wykonywany przy wyko-

rzystaniu pojemności zbiorników skrzydłowych,

zaś sama akcja bojowa i powrót - przy wyko-

rzystaniu zbiorników kadłubowych, lepiej i sku-

teczniej chronionych. Instalacje hydrauliczna i

elektryczna miały być dostosowane do świato-

wych standardów parametrów użytkowych. Ich

sieci w rejonach szczególnie istotnych dla nie-

zawodnego działania w warunkach możliwych

uszkodzeń przewidywano jako zdwojone.

Wyposażenie i awionikę samolotu PIRANIA

dostosowano do jego zadań i możliwości odbior-

cy. Podstawowe wyposażenie samolotu miało

obejmować elementy awioniki i przyrządy, które

są niezbędne dla bezpiecznego wykonania za-

dania i bezpiecznej eksploatacji samolotu. Ze-

staw tego wyposażenia miał być wzbogacony o

elementy ułatwiające pracę załogi i sprawność

wykonania zadania. Trzecim stopniem przewidy-

wanego wyposażenia mogłaby być nowa awioni-

ka z monitorowym systemem wizualizacji wska-

zań stanu lotu, nawigacyjnych, danych ataku,

pracy instalacji, silników i uzbrojenia.

Przewidywane uzbrojenie strzeleckie samolo-

tu to wynik kompromisu między jego wielkością

a parametrami rozpatrywanych działek i karabi-

nów maszynowych, wśród których decydującym

okazała się siła odrzutu. Dla działek kal. 30 mm

wynosi ona 4 800-6 000 daN, jest więc zbyt du-

ża, by myśleć o ich zastosowaniu z gwarancją

poprawnego wykorzystania bez konsekwencji

dla trwałości struktury samolotu i jego własnoś-

ci lotnych podczas strzelania. Jako największe z

możliwych obecnie działek przyjęto GSz-23

kal.23 mm; jego zasilanie amunicją zunifikowa-

no z samolotem I-22 Iryda.

Przewidywano zastosowanie czterolufowego

obrotowego karabinu maszynowego TKB-063

kal.12,7 mm, stosowanego obecnie na śmig-

łowcach Mi-24. Rozważano też możliwość za-

stosowania go w obrotowej wieżyczce podwie-

szanej wraz z pojemnikiem amunicyjnym jako

zasobnik na centralnym węźle uzbrojenia, w po-

bliżu środka ciężkości - byłby on sterowany za

pomocą celownika okularowego na hełmie pilo-

ta. Dla umożliwienia przenoszenia jak najbar-

dziej urozmaiconych wariantów uzbrojenia pod-

wieszanego zastosowano 9 węzłów podwieszeń

podskrzydłowych, dostosowanych do różnych

funkcji.

Ergonomię kabiny samolotu PIRANIA wzoro-

wano na ergonomii samolotu Orlik. Zmniej-

szono nachylenie foteli, poprawiono kąty

wizowania z miejsca pilota, uzyskując ich war-

tości wymagane przez odbiorców tego rodzaju

samolotów.

Równolegle z projektem PIRANIA rozpatrywane

były różne warianty samolotów dyspozycyjnych,

w których konstrukcji wykorzystywano modułowe

komponenty PIRANII oraz nowe wersje PIRANII z

napędem odrzutowym, (autorstwa mgr JACKA

KOŃCZAKA). Koncepcja ta polegała na wykorzys-

taniu gotowych modułów samolotu PIRANIA, ta-

kich jak: płat, podwozie, usterzenie, zespoły na-

pędowe i ich wsporniki oraz zespoły instalacji po-

kładowych do "skomponowania" zupełnie no-

wych konstrukcji.

W ten sposób opracowany został projekt kon-

cepcyjny wielozadaniowego samolotu z ciśnie-

niowym kadłubem o przekroju kołowym, który od

MOŻLIWOŚCI ROZWOJU KONCEPCJI

początku rozpatrywany był w wersjach: dyspozy-

cyjnej, pasażerskiej, transportowej, ewakuacyj-

no-sanitamej oraz wczesnego ostrzegania i roz-

poznania elektronicznego. Rozpatrywane były

także cięższe wersje PIRANII z napędem odrzuto-

wym (silniki PZL-5 lub K-15), o większym udźwi-

gu i lepszych osiągach lecz mniejszym zasięgu i

bojowym promieniu działania. Różniły się one od

koncepcji wyjściowej także umieszczeniem silni-

ków - z silnikami na wysięgnikach z boków tylnej

części kadłuba lub wkomponowanymi w kadłub.

Ten sposób kompleksowego podejścia do

konstruowania nie jest stosowany po raz pier-

wszy i ma liczne zalety, zarówno dla producen-

ta samolotów jak i dla ich użytkowników. Pro-

ducent może ograniczyć liczbę koniecznych

komponentów rodziny samolotów, oszczędza-

jąc na kosztownym oprzyrządowaniu i próbach,

a przyspieszając powstawanie nowych samo-

lotów. Użytkownik otrzymuje w efekcie tań-

szym kosztem różne samoloty do różnych za-

dań, jednak w znacznym stopniu ze sobą zuni-

fikowane pod względem obsługi i zaopatrzenia

w części zamienne. Korzyści z takiego stanu

rzeczy są na tyle oczywiste, że nie wymagają

uzasadniania. Najtrudniejsza jest w tym przy-

padku rola konstruktora, który musi praktycz-

nie pogodzić często rozbieżne wymagania w

spójnej koncepcji już nie jednego, lecz całej

rodziny samolotów o różnym przeznaczeniu.

Plik z chomika:

apor1

Inne pliki z tego folderu:

SP-1993-01-F.pdf (1020 KB)
SP-1993-02-F.pdf (1398 KB)
SP-1993-03-F.pdf (3144 KB)
SP-1993-04-F.pdf (1781 KB)
SP-1993-05-F.pdf (1382 KB)

SP-1993-02-F.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: