Den store flyboken 8273190773 [PDF]

Zitiervorschau

DEN STORE FLYBOKEN

Originalens tittel: The Lore of Flight © Nordbok, Gothenborg, Sweden, 1971, revidert utg. 1990

© Norsk utgave Wennergren-Cappelen A/S, 1991

Sats: typer & tall Trykk og innbinding: Brepols S.A., Belgia 1991

ISBN 82-7319-077-3

DEN STORE FLYBOKEN Oversatt av oberstløytnant Torbjørn Anderssen

Wennergren-Cappelen

Den opprinnelige utgaven av DEN STORE FLYBOKEN ble utgitt på norsk av H. Aschehoug & Co i 1974.

Denne reviderte utgaven er utarbeidet under ledelse av Peter Billing. Billing produserer vitenskapelige og tekniske programmer for svensk fjernsyn. Han er pasjonert amatørflyger, og har skrevet flere fag­ lige artikler om luftfart.

DEN STORE FLYBOKEN er et resultat av internasjonalt samarbeid mellom spesialis­ ter innen luftfart, flyteknikk og andre beslektede felter, som bor og arbeider tusener av mil atskilt. På kartet ovenfor markerer hver svart flekk hjemstedet til en eller flere av bidragsyterne. Et slikt internasjonalt samarbeid ville ikke ha vært mulig uten de raske forbindelser som luftfarten har gitt oss, og som stadig har redusert reisetiden og brakt menneskene nærmere hverandre.

HOVEDKONSULENT OG HOVEDREDAKTØR:

JOHN W.R. TAYLOR har deltatt i nært samarbeide med Tre Tryckare fra planleggingsstadiet til boken var ferdig, har ledet forfatterteamet, illustratørene og andre bidragsyte­ re. Han har forfattet historikkapitlet og hatt ansva­ ret for det overordnede redaksjonelle arbeidet. Taylors tekniske bakgrunn omfatter bl.a. syv år sammen med Sir Sidney Camms konstruktørteam ved Hawker Aircraft Ltd. Han er redaktør og hovedmedarbeider for den internasjonale årboken Jane’s All the World’s Aircraft, redaksjonskonsulent for Air BP, og har skrevet over 140 bøker om luft- og romfart. Han er «Fellow of the Royal Historical Society», medlem av «Society of Licensed Aircraft Engineers and Technologists» og «Assoc­ iated Fellow of the Royal Aeronautical Society».

MEDLEMMER AV HOVEDREDAKSJONEN:

MAURICE ALLWARD fra avdelingen for tekniske publikasjoner ved Hawker Siddeley Aviation, begynte sin karriere ved konstruksjonskontoret til Hawker Aircraft Ltd. Han deltar i utgivelsen av tekniske vedlikeholdshåndbøker for fly som passasjermaskinen Trident og forretningsflyet HS 125. Han er medlem av «British Interplanetary Society» og har utgitt flere bøker om ra­ ketter og romfart. Han har skrevet kapitlene om flykonstruksjoner og om flyging med småfly og seilfly, og bidratt til av­ snittene om lufthavner og romfart.

W. T. (BILL) GUNSTON er teknisk redaktør for Science Journal. Han har vært flyger i RAF, og har senere vunnet renommé som teknisk luftfartsjournalist og forfatter. Han har utgitt flere større bøker, blant dem den siste ut­ gave av Flight Handbook. Han har skrevet kapitlet om motorer og utstyr, og hatt nært samarbeide med tegnerne for å sikre nøyaktigheten av de tekniske illustrasjonene. Han har også skrevet mange av bil­ ledtekstene.

OVERSETTELSE TIL NORSK: TORBJØRN ANDERSSEN oberstløytnant i Luftforsvaret. Flygerutdannet i «Little Norway» i Canada under siste verdenskrig. Har i en årrekke vært redaktør for Norsk Luftmilitært Tidsskrift.

Nordbok ønsker å takke følgende eksperter fra mange land, som har bidratt med informasjoner og illustrasjoner til boken:

H. G. ANDERSSON, Sverige. Sjef for Public Relations, SAAB AB. GUNNAR ATTERHOLM, Sverige. Flygeleder. Kaptein (reserveoffiser) i Kungl. Flygvapnet. ARTHUR BLAKE Sør-Afrika. Historiker. PETER M. BOWERS USA. Ingeniør ved Boeing. Luftfartshistoriker. STANLEY BROGDEN Australia. Tidligere pressesjef i det australske flyvå­ pen. Forfatter av flere bøker, blant dem «History of Australian Aviation». B. BRUNNERUP, Sverige. Tidligere prøveflyger og flyinstruktør. J.B. CYNCK, Storbritannia. Historiker med polsk luftfart som spesialitet. WALTER DOLLFUS, Sveits. Luftfartshistoriker. BART VAN DER KLAAUW, Nederland. Flyjournalist. JEAN LIRON, Frankrike. Luftfartshistoriker. HARRY McDOUGALL, Canada. Flyjournalist. DAVID MONDEY, Storbritannia. Luftfartshistoriker. VACLAV NEMECEK, Tsjekkoslovakia. Luftfartshistoriker og -journalist. VICO ROSASPINA, Italia. Luftfartskonsulent. Tidligere stabsoffiser i det italienske flyvåpen. EIICHIRO SEKIGAWA, Japan. Redaktør av AiReview. PIERRE SPARACO, Belgia. Hovedredaktør for Aviation et Astronautique. DARIO VECINO, Spania. Flyjournalist.

MANO ZIEGLER, Tyskland. Fløy i siste verdenskrig rakett-j ager flyet Me 163. Tidligere redaktør av Flugwelt, nå PR-sjef for Deutsche Airbus GmbH. Forfatter av flere stør­ re verker.

ILLUSTRASJONER:

JOHN W. WOOD De tekniske tegningene er produsert under ledelse av John Wood i nært samarbeide med hovedredak­ tøren og medlemmene av hovedredaksjonen. Wood er tidligere fly konstruktør og deltok i «Ad­ vanced Projects Group», som hadde ansvaret for alle nykonstruksjoner i hele «Hawker Siddeley Group». Han har også, sammen med kunstnerteamet nevnt nedenfor, ansvaret for fargeillustrasjone­ ne i Pocket Encyclopaedia of World Aircraft in Color, forfattet av Kenneth Munson. TEGNERE:

Foruten John W. Wood står følgende ansvarlig for de tekniske illustrasjonene: NORMAN DINNAGE BRIAN HILEY WILLIAM HOBSON TONY MITCHELL JACK PELLING De øvrige illustrasjonene er tegnet av ÅKE GUSTAVSSON

Ledelse og koordinering av tekstingen er gjort av WERA FAHLSTROM. Følgende har også bidratt med råd og materiale: Aermacchi, Italia Avions Marcel Dassault, Frankrike Janusz Babiejczuk, Instytut Lotnictwa, Polen Beagle Aircraft, Storbritannia Bell Aerosystems, USA BOAC, Storbritannia Boeing Company, USA British Aircraft Corporation, Storbritannia British Airports Authorithy, Storbritannia British United Airways, Storbritannia Canadair, Canada Decca Navigator, Storbritannia Dornier, Tyskland H.C. Ellehammer, Danmark Henri Fabre, Frankrike Fiat, Italia Flight International, Storbritannia Fokker-VFW, Nederland General Dynamics, USA Hawker Siddeley Aviation, Storbritannia Library of Congress, USA Lockheed Aircraft Corporation, USA G. E. Lowdell, Storbritannia McDonnel Douglas Corp., USA Messerschmitt-Bdlkow-Blohm, Tyskland Ministry of Defense, Storbritannia Musée de lÅir, Frankrike National Aeronautics and Space Administration, USA Nord-Aviation, Frankrike North American Rockwell, USA Novosti Press Agency, Sovjetunionen Rolls-Royce, Storbritannia Saab, Sverige SAS, Sverige, (Danmark og Norge) Short Bros & Harland, Storbritannia Smiths Industries, Storbritannia Society of British Aerospace Companies, Storbritannia John Stroud, Storbritannia Sud-Aviation, Frankrike Tass nyhetsbyrå, Sovjetunionen Union Syndicale des Industries Aéronautiques et Spatiales, Frankrike United Aircraft Corporation, USA US Information Services, Storbritannia The Lord Ventry, Storbritannia VFW-Fokker, Tyskland

DEN STORE FLYBOKEN

Det supersoniske trafikk­ flyet Concorde ble satt i rutetrafikk i 1975 og kun­ ne frakte over hundre passasjerer med en hastig­ het dobbelt så stor som datidens langdistansefly. Det er konstruert av Aérospatiale og British Aircraft Corporation i fel­ lesskap, og ble fløyet første gang i november 1969. Det har mange av de nye aerodynamiske trekk som er beskrevet i denne boken, noe som fordret et nitid forsk­ nings-, utviklings- og prøveprogram, som strakte seg over 12 år. Concorde ble anskaffet bare av Air France og British Air­ ways, og det ble bare pro­ dusert 16 maskiner. Om Concorde ble en forret­ ningsmessig fiasko, har dette bemerkelsesverdige flyet likevel skaffet seg en fremtredende plass i luft­ fartens historie.

7

Some sixty-five years ago on the sand dunes at Kitty Hawk, North Carolina, man realized the fulfilment of a drfe&tn that he had coveted for centuries. That event wasdestined to change the course of history. From this first faltering flight by Wilbur and Orville Wright to the jet-powered giants of today which hurdle oceans and continents in a few short hours, the story of flight is a fascinating one. It is a story of failure, disappointment, and even tragedy. But it is also a story of courage and determination and eventual triumph. It has all the drama, suspense and excitement of the best fiction.

Håving experienced the trials of a pioneer in aviation, designing, building and flying multi-engine airplanes, flying-boats and helicopters, I have lived this story personally and am proud and grateful for håving been a part of it.

Naturally, I am always delighted to see a book on any phase of my chosen field. I am particularly stimulated by this one, and I am privileged to introduce it with these words. It has the distinction of being a comprehensive treatment, not only of the history of aviation, but of virtually all facets of the structure and flight characteristics of airplanes. Each section of the book has been written by a specialist in his field, and beautifully illustrated. IGOR SIKORSKY

For omkring sytti år siden - på sanddynene ved Kitty Hawk i North Carolina, USA - realiserte mennesket en drøm som det hadde næret i århundrer. Begivenheten skulle komme til å endre den historiske ut­ vikling.

.

Fra den første vaklende flyging av Wilbur og Orville Wright til dagens jetdrevne giganter som jager over verdenshav og kontinenter på få korte timer, har vi opplevd luftfartens fascinerende historie.

Det er en historie om feilslag, skuffelser og tragedier. Men det er også en fortelling om mot og besluttsomhet og til sist triumf. Den innehol­ der all den dramatikk, forventning og spenning som kjennetegner den beste roman. Jeg har opplevd flypionerens prøvelser, som konstruktør, produ­ sent og fører av flermotors fly, flybåter og helikoptere, og har derved per­ sonlig gjennomlevd denne historie. Jeg er stolt og takknemlig over å ha fått være delaktig i den. Selvfølgelig er jeg alltid henrykt over å se at en ny bok blir utgitt om et hyilket som helst emne innen mitt felt. Jeg er særlig stimulert av denne boken, og ser det som et privilegium å introdusere den med disse ord.

Den utmerker seg ved sin omfattende behandling, ikke bare av flygingens historie, men vitterlig av alle sider av luftfartøyers konstruksjon og flyegenskaper. Hvert kapittel i boken er skrevet av spesialister på sine områder og er vakkert illustrert. Den er autoritativ og nøyaktig.

Jeg anser denne boken for å være en av de beste som noensinne er utgitt om luftfart, en bok som burde tjene til uvurderlig veiledning både for den interesserte legmann og for eksperten.

IGOR SIKORSKY

J

10

DEN STORE FLYBOKEN

HISTORIKK

FLYKONSTRUKSJONER

MOTORER OG UTSTYR

I dette kapittel av Den store flyboken ser vi hvordan mennesket fra de eldste tider har drømt om å kunne fly som fuglene. En av de mest magiske evner man kunne tillegge sine hedenske guder, var evnen til å fly. Enkelte spesielt populære skikkelser i legender og mytologi, slike som Daidalos og Ikaros, fikk del i gudenes hemmeligheter. Men virkelighetens «fuglemenn», som prøvde å kopiere gudene og legendenes supermenn, var sannelig heldige om de slapp fra det uten verre følger enn brukne lemmer og dempet iver. I 1783 fant man endelig en måte å heve seg opp i luften på. I det nærmeste århundre var det ballon­ ger som drev av gårde etter vindens nåde, som repre­ senterte grensen for menneskets utfoldelse i luft­ rommet. Deretter fulgte motordrevne og styrbare luftskip, mens mer vågsomme, ambisiøse eller vitenskapelig innstilte menn eksperimenterte med primitive motordrevne fly og glidere. Den 17. desember 1903 foretok brødrene Wright den første korte flyging med et motordrevet aero­ plan. De ante neppe at de barn som den gang kom til verden, skulle få oppleve at mennesket kunne overgå fuglene, reise hurtigere enn solens gang over himmelen, og strekke seg mot månen.

I dag kan vi fly hurtigere enn lyden. Fly kan bære hundrevis av passasjerer i lenestolkomfort over de store verdenshav og lande automatisk ved hjelp av elektroniske hjelpemidler når været er dårlig. Noen fly kan starte og lande vertikalt. Andre har vinger hvis stilling kan forandres under flyging. Pionerenes enkle tre- og seilduksfly er avløst av de mest kompliserte metallkonstruksjoner som noensinne er laget, fylt med teknisk utstyr og kilometervis av rørledninger og kabler, slik at de kan minne om et levende vesens hjerne, blodomløp og nervesystem. I dette kapittel ser vi inn under det moderne flys glatte overflate og lærer hvordan det funksjonerer. Ikke bare blir vi da klar over hvorfor trafikkflyene er så effektive og trygge, men vi ser også grunnen til at de koster så mange millioner kroner å anskaffe.

Hvis bensinmotoren hadde vært oppfunnet tidlige­ re, er det ikke sikkert at brødrene Wright ville vært de første til å fly et motordrevet aeroplan. Generasjoner av flypionerer før dem hadde gitt opp fordi man manglet en tilstrekkelig kraftig og lett motor. I dette kapittel ser vi hvordan utviklingen av mo­ tordrevet flukt har vært avhengig av fremskrittene ved konstruksjon av motorer. Flygerne kunne ikke utfordre de ukjente farer ved å krysse store havstrek­ ninger før man hadde fått pålitelige stempelmotorer. Ved hjelp av forkomprimering kunne man fly over de høyeste fjell. Jetmotorens ankomst ga tra­ fikkflyene større hastighet og bedre komfort. Og sammen med rakettmotoren gjorde den at flygerne kunne trenge gjennom «lydmuren». Overlydsflyging er i dag vanlig rutine. Her er historien om flymotorens utvikling gitt ny mening ved hjelp av illustrasjonene, som ved å vise motorene gjennomskåret, forklarer hvordan de er konstruert og hvordan de funksjonerer. Ingen sider i boken viser bedre dyktigheten til så vel de ingeniø­ rer som har laget motorene som de kunstnere som har illustrert boken.

Innledning........................................................................ Fuglemennene.................................................................. Ballonger.......................................................................... Luftskip............................................................................. Aeroplaner....................................................................... Noen av de første flyginger.......................................... Sjøfly................................................................................. Militærflyging.................................................................. Sivil ruteflyging............................................................... De første jetfly................................................................ Vertikal avgang................................................................ Romfart.............................................................................

Stag og vaier...................................................................... 70 Metallkonstruksjoner........................................................ 73 Moderne flyskrog.............................................................. 81 Understell............................................................................ 99 Styreorganer...................................................................... 113 Cockpit............................................................................... 122 Komfort i kabinen............................................................132 Dører.................................................................................. 140 Motorinstallasjoner......................................................... 146 Flybevæpning.................................................................... 154 Systemer............................................................................ 164 VTOL-fly........................................................................... 170

Noen av de eldste flymotorer........................................ 184 Stempelmotorer................................................................ 186 Gassturbiner..................................................................... 200 Kompressorer.................................................................... 208 Turbiner............................................................................. 212 Brennkammere.................................................................. 214 Jetrør.................................................................................. 219 Propeller............................................................................ 232 Luftbårne systemer.......................................................... 236

14 30 32 34 36 44 48 52 54 60 64 68

DEN STORE FLYBOKEN

FLYGING

Det er all verdens forskjell mellom det å føre et fly og det å reise med fly. Det er de kvinner og menn som fører småfly og glidere, som kommer nærmest oppfyllelsen av den drøm som besatte pionerene som ønsket om å kunne fly som fuglen, å sveve og kretse grasiøst og uanstrengt og nyte gleden ved fly­ gingen i seg selv. I denne del av Den store flyboken presenteres vi først for de enkle, lette, mer «personlige» typer av fly. Vi lærer hvordan de er laget og hvordan de blir manøvrert, og litt om hva de kan yte når det gjelder snittflyging. I skarp kontrast til dette kan vi følge med i en typisk transatlantisk flytur med et stort jettrafikkfly, fra det øyeblikk besetningen blir briefet før av­ gang fra Prestwick inntil flyet har landet på John F. Kennedy lufthavn i New York. Vi ser hvordan inn­ viklede navigasjonshjelpemidler, værskip og en mengde annet utstyr og virksomheter sammen bi­ drar til å gjøre den transatlantiske luftfart til en av de tryggeste former for moderne samferdsel, der den årlig bringer millioner av mennesker mellom den gamle og den nye verden.

Mellomkrigstiden......................................................... Lufthavner..................................................................... Mennesket i rommet..................................................... Reise til månen............................................................. Flytur over Atlanteren................................................. Flyging med småfly...................................................... Glideflyging og seilflyging..........................................

248 250 254 256 258 278 288

11

12

DEN STORE FLYBOKEN

BILLEDFORKLARING Den store tegningen på disse sider vil gi lesere som ikke fra før har kjennskap til fly, innføring i termi­ nologien når det gjelder noen av de viktigste kom­ ponenter på et moderne fly. Disse er nummerert, og benevnelsen er angitt i listen til høyre for tegningen. For en dels vedkommende er det dessuten (ved tall i parentes) angitt i hvilke spalter i bokens hovedtekst vedkommende komponent er behandlet i detalj. For eksempel er utstyret helt fremme i nesen på den av­ bildede Short Belfast en søkeradar, og slikt radarutstyr er behandlet i spaltene 707, 1391 og 1516-18.

Illustrasjonen viser et fly av typen Short Belfast, beregnet for transport av tung last som de største typer kanoner, kjøretøyer, styrte missiler og annet utstyr som brukes av bri­ tenes hær og flyvåpen. I troppetransport kan flyet ta inntil 250 soldater. Det kan transportere et stort utvalg av missiler, fra strategiske offensive mis­ siler til lette taktiske ra­ ketter. Små missiler, som Thunderbird og Bloodhound, kan medbringes i stort antall innpakket i kasser. Store «beverhaledører» under halepartiet gir vid åpning for lettvint lasting og lossing og for fallskjermslipp av tungt

utstyr. Last som ikke kan kjøres inn på lasterampen, kan tas inn ved hjelp av kran og et system av ruller på lasterommets gulv. De tydelig synbare utbulninger på undersiden av skroget er laget for å redusere luftmotstanden og derved øke flyets rek­ kevidde. Flyet har fire Rolls-Royce Tyne turbopropmotorer, hver på 5 730 hk. Propellene, som kan kantstilles, er av aluminium, med dia­ meter 5 m. Short Belfasts militære karriere i RAF tok slutt i begynnelsen av 1980-årene, men noen fly ble ominnredet til bruk for sivil fraktflyging.

15

DEN STORE FLYBOKEN

1

2 3 4

5 6 7

8 9 10 11 12 13 14 15

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

38 39 40 41

42 43

44 45

46

47 48

Søkeradar (707, 1391, 1516-18) Munnstykke for tanking i luften VHF-radioantenne Spant med U-profil (397) UHF-radioantenne Spant med U-profil (397) Langspant med Zprofil (397) Spinner (1343) Propell med 4,9 m di­ ameter (1321ff) Motomasell (817) Avtagbar vingeforkant Avtagbar vingespiss Flaps (fire seksjoner) (613-18) Ving (bæreflate) Kledning over over­ gangen mellom skrog og vingens senterseksjon Skrog HF-radioantenne Haleflate (627) Høyderor (609ff) VOR-antenne Avtagbar forkant på halefinnen Halefinne (627) Blinklys (roterende) Sideror (609ff) Trimror (627) Dør (769ff) Nødutgang Tverrspant Jekk for lasterampe (781ff) Lasterampe (781 ff) Bakre vingebjelke Balanseror (koblet sammen med sideror) (625) Trimror (627) Fremre vingebjelke Motordeksel Motorfeste Rolls-Royce Tyne (1285) Boggi hovedunderstell (571) Skivebremser Jetrør (1171) Tverrspant ved hovedvingebjelke Festepunkter for fraktkolli Strømlinjedeksel over hjulbrønn Fremre lasterom og lastedør Kjøkken og hvilerom for besetningen Soverom for besetnings­ medlemmene Cockpit (661) Nesehjul (571)

13

INNLEDNING

Mennesket har alltid ønsket å se hva som ligger på den andre siden av fjellene. Håpet om å finne bedre jaktmarker, nødven­ digheten av å flykte fra naturkatastrofer, befolkningspress, for ikke å snakke om nysgjerrighet, - alt dette har bidratt til å for­ me vår naturlige trang til å reise. Slik er menneskehetens histo­ rie nær knyttet til utviklingen av forskjellige former for trans­ portmidler. Effektive kommunikasjoner er av avgjørende be­ tydning for utnyttelsen og den videre utvikling av alle viktige oppfinnelser og alle former for produksjon. Den industrielle revolusjon ville for eksempel vært utenkelig uten en samtidig og tilsvarende utvikling av transportmidlene. Men historiens vei var lang, og ferden var langsom. Til å begynne med hadde mennesket bare apostlenes hester. Så kom den uthulte kano i bruk på sjøer, elver og langs kystene. Tusener av år skulle gå før dyr ble temmet for ridning og før hjulet ble oppfunnet. Reisehastigheten ble bare lite forbedret da vingen og trekkdyret kom i bruk, så primitive som ferdsels­ veiene var. Deres viktigste fordel var at last kunne transporteres med mindre bruk av menneskekraft. Utviklingen av transportmidler var en svært langsom pro­ sess, og så godt som alle nevneverdige fremskritt har funnet sted i løpet av de siste 150 år. Se for eksempel på Marco Polo, middelalderens berømte venetianske globetrotter. På våren 1275 nådde han frem til Changtu, der den kinesiske keiser Kubla Khan holdt sitt hoff. Et hurtig moderne fly kan gjøre reisen på fem timer, som Marco Polo brukte hele fem år på. Og hans hjemreise viser hva datidens langsommelige reisemåte kunne lede til. Han ble betrodd å ledsage Kubla Khans datter til Per­ sia, der hun skulle vies til regenten Argun Khan. De reiste sjø­ veien og fulgte kysten hele veien, men selv da tok det fire år før de var fremme ved målet. Og da var Argun Khan død. Marco Polo var i knipe. Ikke kunne han godt etterlate prinses­ sen på egen hånd i Persia, og han fant det heller ikke passende å ta henne med videre til sitt hjem i Venezia. Til alt hell ble den gordiske knute kuttet av begivenhetenes gang. For Argun Khans sønn, som nå hadde nådd gifteferdig alder, hadde ikke noe imot å ekte den kinesiske prinsessen, som egentlig skulle blitt hans stemor. Enda så sent som for 250 år siden var forholdene slett ikke stort bedre. Den gjennomsnittlige hastigheten til en passasjer­

vogn var sjelden så høy som 10 kilometer i timen, og under slike forhold er det ikke forbausende at ordet «kommunikasjon» ennå ikke forekom i vokabularet. De store folkevandringene i forhistorisk og tidlig historisk tid, som formet mønsteret for Europas nåværende etniske struktur, hadde en parallell i forrige århundre. Et nytt kontinent skulle be­ folkes. Fattigdom og nød ledet omkring 200 000 mennesker fra de britiske øyer, mer enn 100 000 fra Skandinavia, og tilsvarende antall fra Tyskland og de fleste andre europeiske land til å emigre­ re i løpet av århundret og søke en ny tilværelse i Nord-Amerika. Forholdene som de reiste under, ville ikke appellere til nå­ tidens mennesker. Først en humpete reise med hest og vogn på elendige veier til seilingshavnene, og så ombord i seilskutene. Dette var meget små fartøyer etter våre dagers standard, og med hundrevis av passasjerer og deres fattigslige bagasje om­ bord var de fylt til trengsel. De sanitære forhold var ubeskrive­ lige. Jo lenger reisen varte, dess dårligere ble maten. Sykdom­ mer tok overhånd og dødsfall var vanlig. Mange forutseende skippere pleide å medbringe et lite lager av jord - det betydde så meget for disse stakkars emigrantene å se sine nærmeste og kjæreste forsvinne i dypet sammen med en håndfull jord fra deres eget hjemland. Med gunstig vind kunne overfarten gjøres på ti uker, og det er interessant å merke seg at Columbus mer enn 300 år tidligere ikke brukte noe lenger tid på å nå Bahamaøyene fra Spania. A reise for fornøyelsens skyld var helt utenkelig, iallfall for vanlige mennesker. Men de som reiste, hadde ihvertfall nok av tid til å beundre landskapet, forutsatt at de var robuste nok til å ta den risiko og overvinne de vanskeligheter som en reise i de dager førte med seg. Men fuglene reiste lettvint nok. Hvorfor kunne ikke mennes­ ket fly? A svare at flygingens kunst var forbeholdt fuglene, og kanskje også guder, var vel og bra. Men på den annen side - når en stakkarslig liten skapning som spurven kunne fly, så måtte vel menneskets sterke skuldre og armer klare å bruke et par vinger? Dette var en fatal tankegang. I århundrer kastet mennesker seg inn i døden fra klipper og tårn, mens de forgjeves slo med vinger som var laget etter mønster av fuglenes. Bare mytolofortsetter side 18

For noen hundre år siden var det neppe mange som reiste mer enn noen få kilometer bort fra sine hjemsteder. Mange ble født, levde og døde uten en gang å ha besøkt nabobyen. Bare sterke krefter som religiøs for­ følgelse, korstog eller sult, fikk familier til å bryte opp og legge ut på en lengre reise. Det var ikke lett. En lengre reise var et formidabelt prosjekt som kunne vare måneder eller år. Her har en familie endelig funnet at økono­ misk press gjør at den må flytte hjemmefra til et fjernere sted. Besteforeld­ rene som vinker farvel, venter ikke å se sine barn og barnebarn igjen noen gang. Og hvem vet hvilke prøvelser de reisende har i vente? Hvordan vil de finne frem? Hvordan vil de unngå å bli frarøvet alle sine eiendeler? Hvor­ dan kan de være sikre på å finne rikdom ved rei­ sens mål? Sannelig - i de dager måtte verden synes meget stor og oftest meget lite gjestfri.

■W J!

y

1 Bh A,. . .

r®- b

V

. Oj

v

zx -->r

For omkring 130 ar siden skjedde en dramatisk øk­ ning i antall mennesker som la ut på lange ferder. Hovedgrunnen til dette var at en stor del av Europas befolkning levde i fattigdom og til dels den rene armod. Det syntes ikke å være håp om bed­ ring av vilkårene i Den gamle verden, og de mer eventyrlystne eller despeI rate samfunnsmedlem­ mene søkte seg en bedre fremtid på den andre siden av Atlanterhavet. Denne illustrasjonen fore­ stiller en scene for mindre enn hundre år siden.

Ikke alle de reisende er fattigfolk, men for dem alle er den forestående reise et alvorlig foretagen­ de. I mange tilfeller måtte de avgjøre hva de skulle selge, for den pris de kun­ ne få, og hva de skulle ta med seg. De måtte med­ bringe mat for uker eller måneder og de måtte betale av sine dyrebare skillinger for å få med seg litt ekstra bagasje. Hva vil hende hvis noen blir syke? Hvil­ ke stormer ligger foran dem under lange uker på det mektige osean? Verden var fremdeles meget stor og meget ugjestmild.

18

INTRODUKSJON

giens Daidalos hadde hell med seg, nettopp fordi han var en myte. Selv kongelige fusket i faget og tapte. Den britiske kong Bladud krasjlandet og ble drept på Apollons tempel i det som nå er London. Hvordan kunne fuglemennene med sine hjemmelagede fjærvinger vite noe om den innviklede mekanisme som gjør det mu­ lig for fuglene å fly? Fuglenes muskler, sener, hjerte, respirasjonssystem, og egenskaper fra naturens hånd som virker lik moderne flys vingeflaps, variabel vingekrumning og bremseklaffer, - alt dette gjør at fuglenes flukt skjer uten anvendelse av stor kroppslig styrke. I 1680, før Borelli kunne bevise vitenskapelig at mennesket ikke kunne fly uten mekaniske hjelpemidler, hadde Leonardo da Vinci allerede laget tegninger til et fly som ved kraften fra både armer og ben beveget vingene ved hjelp av trinser og sten­ ger. Dette blir ofte hevdet å representere begynnelsen til en slags flydesign, men som med så mange andre «første» er dette dis­ kutabelt. Tidligere, i år 1250, skrev en vitenskapelig anlagt engelsk munk ved navn Roger Bacon at han var i «høy grad bekjent

Verdenskartet ovenfor ble laget i 1635. De fleste av kontinentene ser ganske kjente ut, men store om­ råder - særlig i de høyere breddegrader - er helt hvite. Fremstilt på denne måten ser verden liten ut, men det som jo i virkelig­ heten teller, er hvor lang tid en reise tar, og ikke reisens lengde i kilometer. På motstående side er fremstilt fremkomstmidler som har vært brukt av menneskene for å krysse Atlanteren. Hvis man lag­ de et verdenskart der målestokken er uttrykt i hastigheten til menneske­ nes transportmidler heller

enn i kilometer og mil, ville resultatet nok bli for­ bausende. La oss anta at skalaen er en meter for hver dag som medgår til å krysse Atlanteren. De første sjøfareres kart ville da vært omkring 45 meter bredt. For en Concordepassasjer ville det samme kartet bare være 3,8 cm bredt. Og kartet til astro­ nauten Titov ville bare vært en kvart centimeter bredt, omtrent lik bred­ den på de store bokstave­ ne i teksten til denne bo­ ken. Dette gir en indika­ sjon på hvordan luftfar­ ten har gjort verden mindre.

INTRODUKSJON

Viking-langskip År 1001 Flere måneder

SPIRIT OF ST LOUIS (Lindbergh) År 1927 33 timer 30 minutter (New York - Paris)

Luftskipet HINDENBURG År 1936 52 timer (New York - Frankfurt)

MAYFLOWER År 1620 66 dager

Boeing Clipper 314 Ar 1939 27 timer 35 minutter (New York - Sout­ hampton via Newfoundland)

Lockheed Constellation År 1947 16 timer 30 minutter (New York - London med to stopp underveis) Clipper DREADNOUGHT År 1853 16 dager

Boeing 707 År 1968 6 timer 40 minutter (New York - London)

MAURETANIA År 1909 4 dager 10 timer 41 minutter

Vimy (Alcock og Brown) År 1919 16 timer 27 minutter (Newfoundland - Irland)

BAC/Sud-Aviation Concorde År 1974 2 timer 56 min. 35 sek. (London - New York)

Lockheed SR-71 År 1976 1 time 55 min. 42 sek. (New York - London)

19

20

INTRODUKSJON

med en meget klok mann» som hadde oppfunnet et fly med flaksende vinger, drevet ved at flygeren sveivet på et håndtak. Bacon var litt av en profet, og enkelte sakkyndige hevder at han forutante ballonger og luftskip lettere enn luft da han antydet at «en stor hul kule... fylt med eterisk luft... ville flyte i atmo­ sfæren som et skip på vannet». Uheldigvis var det ingen som visste om en kilde for «eterisk luft». Den franske forfatter Cyrano de Bergerac la merke til at morgenduggen steg til værs når solens stråler falt på den, og be­ rettet om en herre som fløy av sted i en stor «duggdrevet» glasskule som løftet seg loddrett fra bakken. Hva som skjedde når solen forsvant bak en sky, unnlot han å forklare. Den «eteriske luft» ble brakt et skritt mot virkeliggjørelsen ved Otto von Guerickes oppfinnelse av luftpumpen i 1650. En jesuittprest ved navn Francesco de Lana-Terzi forstod ganske riktig at hvis et legeme ble gjort lettere enn luft, ville det flyte i luften, og at luftpumpen syntes å kunne gjøre dette praktisk mulig. De Lana laget utkast til en flybåt som kunne heve seg i luften ved hjelp av fire tynne kobberkuler som var pumpet tom­ me for luft, slik at de ble lettere enn atmosfæren. Det ble snart klart at dersom kulene skulle lages tynne nok til at de kunne bli lettere enn luften, ville de bryte sammen under det utvendige atmosfæretrykket. De Lana trøstet seg med at dette var Guds vilje, for å forhindre at mer skrupuløse mennesker skulle bruke hans flygende båt for militære formål. Året for menneskets første flukt opp fra bakken var 1783. To franske papirfabrikanter, Joseph og Etienne Montgolfier, la merke til hvordan røyken fra et bål løftet forkullede papirbiter opp i luften, og de begynte å eksperimentere med papirposer. De holdt store papirposer med åpningen ned over ilden en stund og slapp dem så. Posene steg straks opp mot taket. Her hadde de den løftekraft som alle potensielle flygere hadde ven­ tet på. De forestilte seg ikke at deres «montgolfier-gass» ikke var annet enn oppvarmet luft som ved opvarmingen var fortyn­ net, og derved ble lettere enn den omliggende kalde luften, slik at dette var grunnen til at den steg. Dette spilte dog ingen rolle. Den 15. oktober 1783 ble Pilatre de Rozier det første menneske som forlot jordoverflaten. Det var i en forankret Montgolfierballong, bygd etter Montgolfiers prinsipp av papirlerret. Den 21. november fløy den samme mannen sammen med markien av Arlandes 9 kilometer over Paris i en annen Montgolfiervarmluftballong. Det var blitt praktisk mulig å fly. Varmluftballongen var en temmelig farlig innretning, fordi fyrfatet som sørget for å holde luften oppvarmet, hadde en ten­ dens til å sette fyr på ballonghylsteret. Langt sikrere var den tet­ te ballong som ble oppfunnet samme år av fysikeren J.A.C. Charles. Han brukte «brennbar luft», eller hydrogen, til løfte­ kraft. Dette var oppdaget av Henry Cavendish i 1766. Den bal­ longen han laget, var så avansert at våre dagers friballonger i alle essensielle henseender er bygd etter det samme prinsipp.

Hvis en astronaut hadde kunnet sirkle rundt jorden for 10 000 år siden, ville den for ham ha fortonet seg omtrent som den gjør i dag. Men i løpet av de forgangne år har jordens naturtrekk oseaner, fjell, ørkener og tundraer - sammen med grenser laget av men­ nesket selv, av fiendtlige stammer og nasjoner, gjort at lengre reiser har vært både langsomme og hasardiøse. Men i begyn­

nelsen av vårt århundre ble luftfartens tidsalder innevarslet, først ved skrøpelige farkoster av treverk, wirer og seilduk, en tidsalder som synes å skulle gjøre slutt på alle barrierer. De slanke jetruteflyene krysser nå uten vanskeligheter fra by til by tvers over kystlinjer, stormende hav, ugjen­ nomtrengelig jungel, is­ nende polarstrøk og poli­ tiske grenser.

Typisk scene fra en lufthavnterminal for noen tiår siden. Flytypene vi ser på plattformen, Boeing 707, Sud Caravelle og BAC VC-10, innledet flytrafikkens jetalder. Flyene begynte å bli et transportmiddel for de mange og hadde overtatt så å si all passasjertrafikk over de store hav fra ski­ pene. For en generasjon

siden mente man gjerne at flyreise bare var for de eksotiske og rike, og noen av de reisende vi ser her, kan nok kvalifisere for begge kategorier. Men det er ikke bare indere av høy kaste, filmstjerner, vel­ stående skotske høylendere og firmadirektører

som fyller avgangshallene rundt om i verden. I man­ ge land har det store fler­ tallet av reisende svart, gul eller rød hud. Det er skolelærere underveis til en konferanse, familier på ferie, barn på vei til skole, ingeniører, soldater og selgere, mennesker på for-

retningsreise eller fornøyelsestur. Flypassasjere­ ne utgjør et tverrsnitt av befolkningen. Hvor man­ ge er det som stopper opp og tenker over hvor raskt verden har skrumpet inn?

24

INTRODUKSJON

Selv om mennesket nå kunne bevege seg i luften, var det langt fra å kunne sammenligne seg med fuglene. Ballongene kunne bare drive med vinden dit denne førte dem, og returen måtte foregå på landjorden med ballongen sammenpakket. Etter nok et århundres eksperimentering var ballongen blitt forlenget og utstyrt med fremdriftskraft og styreorganer. Man hadde med dette supplert løftekraften med de to andre nødvendige faktorer for flyging, nemlig fremdrift og manøvreringsevne. Det ble mu­ lig å reise frem og tilbake, slik som brasilianeren Alberto Santos-Dumont demonstrerte for pariserne ved å fly rundt Eiffeltårnet i et av sine luftskip, og ved å bruke disse farkostene til å streife rundt i byen med. Han kunne tjore dem utenfor klubben mens han hadde sin lunsj inne. Ballongferder ble snart en moderne sport, og et sirkusnummer for menn som hoppet ut i fallskjerm fra dem, de satte av fyrverkerisaker i luften og til og med steg i luften til hest. De kom også i militær bruk, som luftbårne observasjonsposter hvorfra spesialtrente offiserer kunne holde øye med fiendens troppebevegelser over et stort område. Dette var imidlertid ikke til å sammenligne med fuglens flukt, der den med lette vinge­ slag svever, seiler og grasiøst kaster seg inn i svinger og stup. Man trengte en annen form for løftekraft slik at man kunne fri seg fra de begrensninger i manøvreringsevne som ballongene og luftskipene hadde. Det var en engelsk baronett, Sir George Cayley, som først forstod at mennesket i århundrer hadde hatt løsningen på rede hånd, nemlig når de lekte med sine «drager». Ved å sette en drage på en stang og montere en bevegelig hale på, lagde han det første flygeapparat som var tyngre enn luft et modellglidefly som virket. Fem år senere, i 1809, bygde han et glidefly i full størrelse etter det samme prinsipp. Innen 1853 hadde han forbedret sin konstruksjon så meget at han kunne beordre sin kusk til å seile tvers over en dal på sin eiendom - en bedrift som fikk den motstrebende «pilot» til å ta avskjed på flekken. Cayley slo fast de fleste av de elementære prinsipper som den moderne aeronautiske vitenskap grunner seg på. Henson fulgte i hans fotspor med en bemerkelsesverdig konstruksjonstegning av et kraftdrevet aeroplan. Det kunne imidlertid ikke bygges, fordi man manglet den motorkraft som ville trenges for å fly maskinen. Franskmannen du Temple og russeren Mozhaisky kom et steg videre ved å bygge styrbare fly, som kunne sveve korte distanser etter å ha vunnet fart ved å gli nedover en hel­ lende rampe. Ader, som fremdeles manglet en helt brukbar motor, klarte å lage tilsvarende «hopp» uten bruk av slike startramper. Oppfinnelsen av forbrenningsmotoren skaffet endelig til veie kraftkilden som alle hadde ventet på. Brødrene Wright løste det andre hovedproblemet, nemlig å konstruere en praktisk styreanordning. De var de første som fant frem til kombinasjonen av tilstrekkelig løft, fremdriftskraft og styreorganer i en fly-

maskin, og ble de første til å foreta en «riktig» flukt med et kraftdrevet aeroplan, den 17. desember 1903. Siden da har flyet, og dermed luftfarten, gjennomgått en revolusjonerende utvikling. Vi har tidligere omtalt emigrantene fra Europa som seilte til Nord-Amerika på omkring 10 uker. I dag kan en forretningsmann innta frokost i sitt hjem i Paris, Oslo eller London, kjøre i sin bil til lufthavnen der flyet starter for eksempel klokken 0800. Klokken 1445 europeisk tid samme dag vil han lande i John F. Kennedy lufthavn, New York, der klokken i ankomsthallen forteller ham at lokal tid er 0845. Slik er forholdene nå. I nær fremtid vil han komme frem på enda kortere tid. Underveis sitter han i en komfortabel lenestol, får drinker og måltider servert av en søt flyvertinne og - fordi støy­ nivået i kabinen er så lavt - kan passiare med sine reisefeller. Eller han kan lese, arbeide, eller lene seteryggen bakover og døse av. Hele kloden er dekket av et nett av luftruter. Du kan være i London i ett øyeblikk og et par timers tid senere i Roma. Moskva og Tokyo er nesten like nær - verden har virkelig skrumpet inn! Det er nå ikke noe sted på jordkloden som ikke kan nås på under 24 timer luftveien. Disse fremskritt når det gjelder reisemåte og reisetid har gitt alminnelige mennesker mulighet til å besøke steder som tid­ ligere var utenfor deres rekkevidde. Ved fortsatt utvikling av charter flyging og «ferdigpakkede feriereiser» blir millioner av mennesker som lever i kjølige og strenge himmelstrøk, i stand til å reise mot sol og varme, slik som trekkfuglene gjør, og kan - om enn i bare noen korte uker - nyte gleden ved å dovne seg i det varme solskinnet og bade i herlig temperert sjøvann. Enkelte vitenskapsmenn som er opptatt av spørsmålet om verdens matforsyning, har gitt uttrykk for at hungersnød og knapphet fremfor alt er knyttet til problemet med transport. Mens tonnevis av mat ødelegges i ett land på grunn av over­ produksjon, kan mennesker i et annet land dø av sult. Det må erkjennes at luftfarten ennå ikke har nådd det stadium der den kan brukes som et hovedvåpen i bekjempelse av det vi kan kalle «normalt» tilbakevendende hungerstilstander. Men som mid­ del til å bringe frem hjelp i nødsituasjoner er flyets innsats enorm. I tilfeller av jordskjelv eller andre naturkatastrofer kan mat, klær, medisinsk utstyr, verktøy og andre hjelpemidler hur­ tig bringes til det rammede område, hvor det enn måtte være, og dette er av uvurderlig betydning for å redde liv, forebygge epide­ mier og gi nytt håp til de ulykkelige ofre. Luftfartens raske utvikling har i vesentlig grad endret møns­ teret i handel og samkvem. Takket være den sterkt reduserte transporttid - timer istedenfor dager - kan friske matvarer sel­ ges hundrer og tusener av kilometer fra der de er produsert. Jordbær fra middelhavsland spises friske i Nord-Europa, blomster fra Holland, kanadiske reker, listen har nesten ingen ende. En av de viktigste faktorer ved luftfarten er at produsen-

INTRODUKSJON

en kan balansere tilbud og etterspørsel bedre enn noen gang idligere. Hurtigere transport gjør at man binder mindre kapial, og risikoen for å bli sittende med usalgbare beholdninger ninskes. Skulle der oppstå et plutselig behov for sko i Japan, Lan et italiensk fly starte fra Milano dagen etter med fem eller lere tonn sko ombord. For industrien er lufttransport av stor betydning. Kostbart )roduksjonsutstyr kan gå i stå. En spesialkvalifisert reparatørtab ankommer med fly, og reservedeler ankommer med et enere fly fra et annet land. Produksjonsstansen som uten hjelp lv lufttransport ville ha vart i flere uker, blir i virkeligheten edusert til få dager. Ja, flyene har i sannhet endret reiselivet til ugjenkjenneligiet. Det opplever man i enhver internasjonal lufthavn, for ngen andre steder er atmosfæren mer kosmopolitisk. Der kan nan høre hvert tenkelig språk og se mennesker fra alle kanter lv verden. Og om noen er iført eksotiske nasjonaldrakter, vil ngen heve et øyenbryn, for en internasjonal lufthavn er selve 'erden i miniatyr. Kloden har skrumpet inn og skrumper fremdeles inn. Molerne fly er så hurtige at selve flytiden er liten sammenlignet ned den tid som går med på bakken for å komme til og fra luftMen det er fremdeles et langt stykke igjen før vi må hanskes ned den virkning av hastigheten som er postulert i Einsteins elativitetsteori. Det at tiden ikke alltid forløper med konstant lastighet gir stoff til ettertanke. Man får imidlertid tro, eller i ivert fall håpe, at «limerick’en» om damen som fløy så fort at iun kom tilbake dagen før hun startet, er litt av en overdrivelse. Men la oss nå komme tilbake til historien, til 17. desember 903, da brødrene Wright foretok den første flyging med en naskin tyngre enn luft. Dette var bare en begynnelse. Deres fly ladde ikke hjul, ikke seter, og ingen andre instrumenter enn en illtråd som hang i luftstrømmen og viste om de fløy rett frem dier skjente til en av sidene. I denne boken kan vi ikke bare føl­ je den bemannede flygingens historie. Vi kan også studere i stor letalj hvordan hver enkelt del av de moderne fly er utviklet fra len enkle begynnelse til komponenter verdige dagens fly. Det er :n bok som på en ny måte forteller om hvordan menneskets tidigste drømmer er blitt til virkelighet i form av vinger som løfter sn verden.

25

I science fiction tegne­ serier har man utallige ganger sett lignende sce­ ner. I våre dager har ska­ perne av slik litteratur vanskelig for å holde tritt med det som i virkelig­ heten skjer innen romfar­ ten. Alle de farkoster som er avbildet her, er virke­ lige, og mange har alle­

rede vært skutt ut i rom­ met. Kan dette egentlig kalles flyging? I så fall flyr jo også jorden og månen selv. Og hvorfor ikke? Må flyging som be­ grep nødvendigvis begren ses til å bety flukt i jor­ dens atmosfære båret på vinger?

HISTORIKK

30

HISTORIKK

A Best kjent av mytolo­ giens fuglemenn var Ikaros, som mistet livet da han fløy så høyt at solen smeltet vokset som fjærvingene var festet med.

B A lexander den stores bedrifter i årene 356-323 f.K. var så im­ ponerende at legenden endog tilla ham evnen til å fly. Dette gamle trykk forestiller hans farkost som et slags bur, båret av fire «griffer».

C Et av de første fly med flaksende vinger som ble tegnet, var av Leonardo da Vinci (1452-1519). Da han innså at mennesket ikke kunne fly bare ved hjelp av armmusklene, tegnet han maskiner som var dre­ vet med både armer og ben. 1 ett prosjekt ble til og med hodebevegelser utnyttet til styring, ved at liner fra halerorene var fes­ tet til hodet.

D Domingo Gonsales, helten i Bishop Godwins science fictionfortelling «Mannen i månen» (1638), fore­ tok sin romferd ved å spenne en flokk gjess for sin noe spinkle farkost.

HISTORIKK

FUGLEMENNENE

Fra forhistorisk tid har menneskene hatt en higen etter å kunne fly, men de manglet en kraftkilde for å muliggjøre det. Tusener av år og talløse menneske­ liv ble bortkastet under forsøk på å kopiere fuglenes flukt. Slike forsøk syntes logiske nok. Når fuglenes beskjedne muskler kunne løfte dem til værs og bære dem i flukt, var det rimelig å anta at mennesket med sin større styrke måtte kunne gjøre det minst like bra. De generasjoner av «fuglemenn» som prøvde seg, og døde, visste intet om fuglevingenes intrikate mekanisme. Ingen hadde oppdaget at spurvens hjerte må slå 800 slag i minuttet under flukt, eller at duen når den flyr trekker 400 åndedrag i minuttet. Slike høye «motorturtall» er noe menneskets legeme aldri kan nå opp mot. Leonardo da Vinci foreslo at man skulle supplere muskelkraften ved hjelp av vektarmer og trinser, som representerte grensen av den tids teknologiske viten og mekaniske innsikt. Resultatet var tydeligvis ikke godt nok, og vi har ingen holdepunkter for at noen forsøkte å bygge og fly med et Leonardoornitopter. I vår tid blir det 20. århundres teknologiske fer­ dighet og nye lettvektsmaterialer benyttet under for­ søk på endelig å bevise at mennesket i sin egen kropp har kraft nok til å fly. VARMLUFT OG HYDROGEN

E Dette båtskrogformede fartøy ble teg­ net i 1781 av J.-P Blanchard, som senere ble kjent for sine bal­ longferder. De seks hengslede årene var ment å gi både frem­ drift og styring. De skulle brukes av flyge­ ren, som ble inspirert i sine anstrengelser av en musiker i baksetet, som spilte på horn.

F Hvis et menneske noensinne skal kunne fly ved hjelp bare av sin egen muskelkraft, vil det sannsynligvis måtte være med en maskin i likhet med «Puffin», som var bygd hvoedsakelig av balsatre og kledd med plastfilm. Den 54 kg tunge «Puffin» ble 2. mai 1962 fløyet 908 meter ved bruk av pedaler.

Da mennesket til sist løftet seg fra jordens overflate, etter alle drømmer og vågsomme eksperimenter av fuglemennene, var det i en farkost som var nesten like skrøpelig som en såpeboble. En del historikere hevder at en engelsk munk og vitenskapsmann i det 13. århundre ved navn Roger Bacon var den første som viste veien til ballonger og luftskip, lettere enn luft. Han skal endog ha skissert grunnleggende spe­ sifikasjoner for en slik farkost. Ifølge en fransk oversettelse av hans verk Secrets of Art and Nature, utgitt i Paris i 1542, nesten 250 år etter Bacons død, skal han ha skrevet: «En slik maskin må være en stor hul kule av kob­ ber eller annet egnet metall, uhyre tynt for å ha let­ test mulig vekt. Den må så fylles med eterisk luft eller flytende ild, og fra et høyt punkt sendes ut i atmosfæren, der den vil flyte lik et skip på vannet.» Bacon unnlot øyensynlig å anvise hvorfra man skulle få den nødvendige «eteriske luft». Om han

trodde at et slikt element eksisterte i atmosfæren kanskje i skyer - ledet det til en problemstilling lik den kontroversielle om hva som først ble til, hønen eller egget. Man ville trenge et luftfartøy av et eller annet slag for å hente den eteriske luft som det trengte for å stige opp og hente den... I nesten fem århundrer skiftet de to ideer i popu­ laritet, å flyte i luften eller å bruke flaksende vinger som potensielt middel til å forlate jordoverflaten. I denne perioden var klostre sentrer for vitenskap og lærdom, og det er derfor ikke overraskende at de fleste menn hvis teorier man kjenner, var munker og prester - unntatt Leonardo da Vinci. Francisco di Mendoza, som døde i 1626, mente at et fartøy av tre ville flyte i luften hvis det ble fylt med «elementær ild». Kort tid etter ble Bacons ideer fremlagt i mer vitenskapelige former av John Wilkins, biskop av Chester. Han slo fast at siden luften i den øvre atmosfære var kjent for å ha mindre tetthet enn de lavere luftlag, ville en beholder fylt med luft fra den øvre atmosfære, stige. Noen fremmet tanken om at tomme eggeskall ville være egnede beholdere for luft fra den øvre atmosfære. Den mest lovende idé syntes å være å fylle dem med vanndamp, slik at de under påvirk­ ning av solens varme ville stige, slik som duggen stiger opp fra gresset tidlig om morgenen. Det støk­ ker i en ved tanken på hvor mange eggeskall som måtte til for å løfte en jumbo-jet fra bakken - bare på solvarme dager, selvsagt. Francesco de Lana-Terzi, en jesuitt, hadde den lykke at han fremdeles var i tenårene da Otto von Guericke i år 1650 oppfant luftpumpen. Han for­ kastet slike umulige ideer som å fange inn eterisk luft eller elementær ild, og fant at den riktige løs­ ningen måtte være å ha ingenting i det hele tatt inne i eggeskalltynne løftekuler. Et nær-vakuum, mulig­ gjort ved luftpumpen, var opplagt lettere enn hvil­ ken som helst luft eller annet løftemiddel. Så alt man behøvde å gjøre var å lage noen tynne kobberkuler, pumpe ut luften, feste kulene til en båtformet farkost, og ta av. Underlig nok synes ingen på den tid å ha ofret noen tanke på hvordan de skulle kom­ me ned igjen! Uheldigvis kom de Lanas tanker om sin «flybåt» snart inn i en ond sirkel. Omhyggelige eksperimen­ ter og beregninger brakte for dagen at dersom kule­ ne ble laget tilstrekkelig tynne og lette for å kunne bli lettere enn luft, ville de bryte sammen under

32

HISTORIKK

atmosfæretrykket når luften ble pumpet ut av dem. Om man laget dem sterke nok, ville de på den annen side bli for tunge. Æren for å ha vært den første til å lansere et fartøy lettere enn luft, basert på avgjort vitenskapelige prinsipper, går ikke destomindre til de Lana. Hvem var det som til slutt oppdaget at løftekraften som alle søkte etter, fantes i deres egne hjem, og hadde vært tilgjengelig helt siden en genial hulemann lærte å lage ild? Det får vi kanskje aldri vite. Men det er stadig større grunn til å tro at svaret er et annet enn det som fremgår av de fleste historiske verker om flyging. Den brasilianske presten Bartholomeu Louremjo de Gusmåo har aldri hatt særlig ry som flypioner. De tegninger av hans «Passarola» (stor fugl) som vanligvis er publisert, viser nemlig en latterlig tin­ gest med alle tenkelige løftemidler - fallskjerm, flaksende vinger, fortynnet luft, magneter, raketter - alt! Imidlertid er disse tegninger trolig laget av en fan­ tasirik kunstner som hadde annenhånds kjennskap til Gusmåos eksperimenter, og som fremstilte sin egen oppfatning av «Passarola»s konstruksjon. Ved et universitet i Portugal finnes fremdeles en samtidig beretning om et av eksperimentene, som ble vist for den portugisiske konge i Ambassadørsalen på det kongelige slott. Den forteller hvordan Gusmåo tente en ild i en modell, hvoretter den prompte løftet seg og seilte gjennom salen. Seilasen tok en brå slutt da modellen støtte mot en gardin. Farkosten kantret, og idet den falt i gulvet satte den fyr på gardinene og diverse andre gjenstander i rom­ met. Ifølge forfatteren tok kongen det hele pent noe han vel kunne koste på seg, for han hadde sann­ synligvis vært vitne til historiens første vellykte flygende apparat, lettere enn luft. Dette er spekulasjoner og må vedbli å være det, inntil kanskje mer dokumentarisk bevis for Gus­ maos bedrifter kommer for en dag. Når imidlertid tegningene av «Passarola» avkles de mindre overbe­ visende - og antagelig innbilte - trekk, er det lett å se at en ild tent inne i skroget kunne ha produsert en strøm av varm luft opp under «fallskjermseilet», tilstrekkelig til å løfte en lett modell opp i luften. Det er sagt at Gusmåo i 1709 bygde en versjon i full størrelse for å bære en mann, men det er vel små sjanser for at den var lett nok til å kunne fly. Det er således brødrene Montgolfier fra Frank­ rike som er anerkjente som konstruktører av den første farkost, lettere enn luft, som kunne bære mennesker. Som nevnt tidligere skjedde dette i 1783. De trodde at de ved å brenne ull og høy under den åpne halsen på ballongen produserte en spesiell «Montgolfier-gass» som var lettere enn luften, og derved fikk den gassfylte ballongen til å løfte seg. I virkeligheten var gassen ikke annet enn oppvarmet luft, som - fortynnet på grunn av oppvarmingen steg opp og tok ballongen med seg. Varmluft fikk snart vike plassen for hydrogen. Dette var et mer effektivt løftemiddel. Og det var tryggere, ettersom ballongførerne ikke lenger be-

Det første realistiske utkast til en farkost lettere enn luft, fore­ slått av Francesco de Lana-Terzi i 1670. Den skulle løftes av fire tynne kobberkuler, som luften var pumpet ut av.

B «Passarola» (Stor fugl) tegnet av Lourengo de Gusmåo 1709 ser ut som den rene fantasi. Men det er faktisk mulig at en liten modell av denne konstruksjon foretok en vellykt glideflukt i Lisboa. C De første aeronauter, en sau, en hane og en and, fløy 3 kilometer en kurv som hang under en av Montgolfiers varmluftballonger 19. september 1783.

HISTORIKK

D Det første menneske som steg opp med en ballong, var JeanFrancois Pilåtre de Rozier. Det var i en Mon tgolfier-ballong som gjorde sin første luftferd over Paris 21. november 1783. Føl­ gesvennen var Marquis d’Arlandes, som hele tiden var travelt opptatt med å stake i den ilden som produ­ serte varmluften, samt å dynke ballonghylsteret med vann hver gang gnistene truet med å antenne det.

E Med denne hydrogenballongen foretok pro­ fessor J.A.C. Charles og M.N. Robert en to timer lang ferd fra Tliilleriene i Paris i desember 1783. Denne første oppstigning med hydrogenballong ble bivånet av omkring 200 000 parisere.

F En moderne hydrogen­ ballong. I realiteten skiller den seg lite fra den aller første bal­ long av denne type, oppfunnet av profes­ sor J.A.C. Charles.

33

34

HISTORIKK

høvde å fyre opp et bål under det brennbare hylste­ ret for å komme i luften og holde seg flytende. Men selv hydrogenballongen var nærmest et leketøy når den ble utsatt for elementene, og den kunne bare ferdes i én retning - med vinden. Den hadde begren­ set anvendbarhet, og det var kostbart å fylle den med gass. Selv etter at hydrogen i det 19. århundre ble erstattet med billigere kullgass, ble friballongen aldri særlig mer enn en sportsgjenstand for rikfolk som søkte spenning.

MED FREMDRIFTSKRAFT OG STYRING

Ballongen hadde bare løft og var uten fremdrifts­ kraft og styreorganer. Det man trengte var en selv­ drevet og manøvrerbar ballong - et virkelig luftskip. Den franske general J.B.M. Meusnier tegnet så tid­ lig som i 1784 en langstrakt ballong, 79 meter lang. Den skulle drives frem ved hjelp av tre hånddrevne propeller. Det var imidlertid den store engelske flypioneren Sir George Cayley som i 1837 først tegnet et praktisk realiserbart luftskip. Dette hadde et strømlinjeformet gasshylster og dampdrevne pro­ peller for fremdrift og manøvrering. Det var en annen franskmann som satte teoriene ut i praksis. Pierre Jullien bygde og fløy et strømlin­ jeformet modell-luftskip i 1850. Det ble drevet av et urverk og bar navnet «Le Précurseur». Dette banet veien for det første luftskip i full størrelse, som Henri Giffard to år senere fløy fra Paris til Trappes med den halsbrekkende hastighet av 10 kilometer i timen. Giffards luftskip var drevet av en 3 hk damp­ maskin og var bare delvis manøvrerbart. I hele res­ ten av det 19. århundre kom mangelen på et virkelig egnet fremdriftsmaskineri til å hindre særlige frem­ skritt, men konstruktørene lot ikke dette holde dem på bakken. Tyskeren Paul Haenlein bedret i 1872 den uoffisielle hastighetsrekorden til 16 km/t. Hans luftskip ble drevet med en motor som forbrente gass, fødet fra hylsteret. I Amerika bygde professor Richell et lite luftskip med en pedaldrevet propell, men det var praktisk talt ikke manøvrerbart. Det første vellykte luftskip, som kunne styres under flukt og vende tilbake til startstedet til tross for vind, var «La France», bygd av Renard og Krebs i 1884. De brukte nok en annen type maskineri for fremdrift, som var elektrisk drevet. På den tid var imidlertid også forbrenningsmotoren perfeksjo­ nert. Den brasilianske pioner Alberto SantosDumont beviste forbrenningsmotorens fortrinn da han i 1898 monterte en bensinmotor på et av sine luftskip. Med den sirklet han rundt Eiffeltårnet i Paris, en prestasjon som innbrakte ham 100 000 francs. Det skulle bli tyskerne som fant praktisk anven­ delse for det første helt tilfredsstillende luftfartøy. Grev Ferdinand von Zeppelin begynte så tidlig som i 1874 å planlegge en serie gigantiske militære luft­ skip. Disse var ikke bare langstrakte ballonger, men virkelig flygende skip, bygd med et stivt rammeverk av metall. Det første luftfartøy av denne typen var

A

A Denne avanserte teg­ ning av et luftskip ble laget av general J.B.M. Meusnier, en fransk militæringeniør. Han hadde ikke råd til å bygge luftskipet, og prosjektet ble nesten helt glemt etter at Meusnier falt i et slag i 1793.

B Den største av de tidli­ ge pionerer på luftskip og aeroplaner var Sir George Cayley (17731857). Han innså at ballonger var til liten nytte medmindre de kunne manøvreres og gis fremdriftskraft. Han slo til lyd for langstrakte strømlinjeformede hylstere med ror, som vist på illust­ rasjonen, og store pro­ peller drevet av damp­ maskiner.

HISTORIKK

C Mer fantasifull, men mindre praktisk, var den delfinlignende bal­ long, tegnet av S. J Pauley og Durs Egg i 1816. De var to sveit­ siske våpensmeder, bo­ satt i London. Årene og den flyttbare kas­ sen med ballast bidrog til å rettferdiggjøre økenavnet «Egg’s Folly».

D Det første større fremskritt henimot et praktisk brukbart luftskip ble tatt av Pierre Jullien, som i 1850-51 fløy to urverk-drevne gassfylte luftskipsmodeller, respektive 7 og 15 meter lange. Hans første utgave i full størrelse, «Le Précurseur», ble dessverre aldri prøvefløyet.

E «La France», bygget av Renard og Krebs i 1884, var det første luftskip som kunne styres i alle retninger under flukt, uavhengig av vinden. Men det manglet fremdeles et effektivt fremdriftsmaskineri. Det var elektrisk drevet, og hadde en hastighet på 12,6 knop.

35

36

HISTORIKK

konstruert av David Schwartz i 1897, men det var Zeppelins luftskip som med tiden skulle bli de mest fryktede og senere de mest respekterte luftfartøyer som noen gang har fløyet, som bombere i krig og som trafikkmaskiner i fred.

LUFTFARTENS FAR Sir George Cayley var født i Yorkshire, England, i 1773, ti år før brødrene Montgolfier laget sin første varmluftsballong. Før han døde i en alder av 84 år, hadde han oppdaget de grunnleggende prinsipper som den moderne aeronautiske vitenskap er basert på. Han hadde bygd det første vellykte modellfly, hadde forutsagt luftskipet og det moderne «convertiplane», og han hadde testet det første bemannede aeroplan. Han begynte med å lage et lite leketøyhelikopter der to rotorer som bestod av fjær stukket fast i korkstykker, ble drevet rundt ved hjelp av en «bue­ streng». Dette var ikke originalt, for to franskmenn ved navn Launoy og Bienvenu hadde demonstrert et lignende apparat for Vitenskapsakademiet i Paris 28. april 1784. Men etter dette arbeidet Cayley på egen hånd og formulerte selve grunnlaget for en helt ny vitenskap. Innen 1799 hadde han et ganske godt grep på pro­ blemene. Han inngraverte på en liten sølvplate et diagram som viste hvordan løftekraft, trekkraft og motstand virket på en ving. På den andre siden av platen graverte han inn en tegning av et aeroplan med faste vinger, pilformede haleflater og to fremdriftsskovler. Han var bare 26 år da han unnfanget denne grunnleggende konstruksjonsform, og han brukte den i forskjellige variasjoner i alle sine senere luftfar­ tøyer i full størrelse. Etter å ha arbeidet med de kreftene som virker ved flyging, var det ikke lenge før han forstod at man i et av de eldste leketøy - dragen - hadde nøkkelen til kon­ struksjon av et luftfartøy tyngre enn luft. Han mon­ terte en drageving på en halvannen meter lang stang, med dragevingens forkant løftet slik at monteringsvinkelen ble 6 grader, og festet et korsformet haleparti til bakenden ved hjelp av et universalledd. Derved kunne han ved å justere haleenhetens stilling regulere modellens fluktretning og få den til å stige eller stupe. Han hadde i virkeligheten gjenopptatt en idé som først var lansert av Leonardo da Vinci (skjønt han ikke kjente til italienerens tegninger), og derved kon­ struert rorflater ikke ulike moderne side- og høyderor. Modellen ble også utstyrt med en flyttbar vekt slik at han kunne regulere tyngdepunktsplasseringen. Caley gjennomførte i 1804 en vellykket flyging med sitt drage-modellfly, og denne begivenhet markerte den virkelige begynnelsen til aeroplanet med faste vinger. I 1809 hadde han økt størrelsen på glideflyet slik at det kunne bære en gutt. Han var overbevist om flyets muligheter og skrev: «Luftfart vil bli et meget fremtredende trekk i sivilisasjonens fremskritt.» For å måle effektiviteten til forskjellige former for bæreflater bygde han et apparat med en roterende arm, av det slag som hadde vært brukt til å studere

A Det mest vellykte luft­ skip som noensinne er bygd, LZ 127 Graf Zeppelin, ble banebry­ tende i passasjertran­ sport over Atlanteren lenge før fly kunne brukes til dette. Det var over 235 meter langt og tok 24 passasjerer på ruten mellom Tyskland og Sør-Amerika. Has­ tigheten var 59 knop.

B På grunnlag av Julliens erfaringer bygde Henri Giffard dette damp­ drevne luftskipet, og han fløy det 24. sep­ tember 1852 27 kilo­ meter fra Paris til Trap­ pes med 5,2 knop. Da man manglet en bedre og lettere motor, ble videre fremskritt 32 år forsinket.

C Et brukbart luftskip ble først laget da Alberto Santos-Dumont (18731932) var den første til å installere en bensin­ motor. Han bygde 14 luftskip. Det avbildede er typisk for disse, og det vant verdensry da han 19. oktober 1901 fløy det sjette rundt Eiffeltårnet i Paris.

D Brødrene Paul og Pierre Lebaudy var blant pionerene for brukbare luftskipskonstruksjoner, da de i 1902 nådde en hastighet på 26 knop med denne mo­ dellen.

HISTORIKK

\

D

37

38

HISTORIKK

luftmotstand på vindmølleseil. Han forstod fort be­ tydningen av at vingen hadde korrekt angrepsvinkel i forhold til luftstrømmen. Han oppdaget at krum­ me vingeoverflater gav mer løft enn helt flate, ved at det ble dannet et undertrykk på oversiden av vin­ gen. Han mente at flere vinger montert over hver­ andre (dvs. biplan- og triplankonstruksjoner) ville gi den største løftekraft i forhold til vekten. Og han beviste at stabiliteten kunne forbedres ved å monte­ re vingene med en «dihedral»-vinkel, dvs. i form av en flat V, sett forfra. Ved å benytte seg av alle Cayleys teorier ville enhver ha kunnet bygge og fly en praktisk brukbar glider. Å klare mer enn dette var ikke mulig fordi man manglet en passende kraftkil­ de som var lett nok. Cayley selv var den eneste som omsatte sine teorier i praktiske konstruksjoner. Da hans åttiende fødselsdag nærmet seg, gjorde han ferdig et triplan glidefly med plass til én mann om­ bord. Han fraktet det til en bakketopp på eiendom­ men og beordret sin kusk ombord. Navnet til denne første motvillige «utskrevne flyger» er aldri blitt kjent, hvilket er synd, for det er liten tvil om at han gjennomførte et svev tvers over en dalsenkning, om enn kort og forholdsvis ukontrollert. Kusken tok av­ skjed umiddelbart etterpå for å slippe unna en gjen­ tagelse av eksperimentet. DE FØRSTE MOTORDREVNE FLYTURER

William Samuel Henson var den første som referer­ te til Sir George Cayley som «luftfartens far». Det var i 1846. Ingen i det 19. århundre prøvde hardere enn han å bevise at denne tittel var fortjent. Etter inngående studium av Cayleys teorier og en serie eksperimenter med glidefly, skapte han i 1842 en av de mest bemerkelsesverdige konstruksjoner i luft­ fartens historie. Den ble kalt «Aerial Steam Carriage» (flygende dampvogn). Den var ment å være et enormt monoplan med vingespenn på hele 50 meter, og skulle ha krumme vingeoverflater, haleror, et trehjuls understell og innelukket kabin for passasjerene. To seksbladede propeller skulle drives av en dampmaskin montert inne i skroget. For våre moderne øyne virker den flygende dampvogn mer forseggjort og praktisk enn mange av de innretninger av trestokker og wirer som ble bygd og fløyet mer enn seksti år senere. Men for det skeptiske publikum i 1840-årene fremstod den som en stor spøk. Henson gjorde ikke saken bedre da han utgav fantasitegninger av flyet i flukt over Lon­ don, Paris og endog over pyramidene i Egypt. Han søkte å overtale Parlamentet og almenheten til å finansiere dannelsen av et «Aerial Steam Carriage Transit Company» med verdensomspennende fly­ ruter, men ble bare gjort til latter. Sammen med sin venn John Stringfellow bygde han en modell av den flygende dampvogn, med 6 meters vingespenn, i et forsøk på å bevise at interna­ sjonal luftfart var nær forestående. Da den ble prøvefløyet i 1847, klarte den ikke å holde høyden, nedtynget som den var av dampmaskinens vekt. Slik hendøde et prosjekt som kunne ha spart nok et

halvt hundre år av bortkastede bestrebelser hvis en lettere motor hadde vært tilgjengelig. Originalmodellen finnes fremdeles og er blant de mest skattede gjenstander i Londons vitenskapelige museum. De pionerer som etterfulgte Henson, gjorde bruk av startassistanse i form av hellende startramper for å overvinne utilstrekkeligheten av de tilgjenge­ lige motorer. Den første som gjorde dette var Felix du Temple de la Croix, en fransk marineoffiser. Hans innsats har vært lite påaktet inntil for få år siden, da man oppdaget klare bevis for at han var etter det vi vet - den første som fløy et motordrevet fly, omkring 1857. Det var bare en liten modell med et urverk som kraftkilde, senere erstattet med en liten dampmaskin - men den kunne fly. Og hva mer er, innen 1874 hadde du Temple bygd et aero­ plan i full størrelse etter de samme prinsipper, drevet av en varmluftsmotor. Vi vet meget lite om dette flyet. Tegningen på motstående side er basert på skisser som du Temple etterlot seg, men han kan ha endret disse etter hvert som bygging og utprøving skred frem. Det eneste vi vet sikkert er at flyet gjorde et kort «hopp», etter å ha tatt fart nedover en startrampe. Det var i Brest, omkring 1874, og maskinen ble ført av en ukjent ung marinemann. Dette er det første kjente «hopp» med en beman­ net flymaskin. Omkring åtte år senere ble lignende korte flyturer utført i Russland av en flyger ved navn I. N. Gubolev i et stort dampdrevet monoplan, som var tegnet og bygd av Alexander Mozhaisky. Sammenlignet med Hensons og Mozhaiskys maskiner virker det enorme biplanet som Sir Hiram Maxim bygde i 1894 som et tilbakeskritt. Men det var på ingen måte så upraktisk som det kunne se ut til. Maxim, oppfinneren av maskingeværet, tok sitt arbeid med fly alvorlig. Vinger ble utprøvd på en roterende arm som var 70 meter lang. Talløse pro­ peller ble prøvd i vindtunnel. Han laget en damp­ maskin med et kraft/vekt-forhold som til da var uovertruffet. De store dimensjonene var ikke ut­ trykk for grandiose ideer, men var nøye beregnet, idet, som han sa: «Det er meget lettere å manøvrere en maskin med stor lengde enn en som er meget kort, fordi den gir mer tid til å tenke og handle.» Maxim gikk forsiktig frem og bygde et system av styreskinner for å hindre at flyet skulle stige i luften under de forberedende prøver. Det fikk imidlertid så mye løft at det slet seg fra skinnene og ble det første motordrevne fly som tok av med en mann ombord, selv om den korte turen var ukontrollert. Videre prøver ble ikke mulig, for Maxims «flyplass» ble kjøpt av London by. FLUKT UTEN MOTORKRAFT

Fuglemennene hadde nesten uten unntagelse prøvd å fly ved å slå med kunstige vinger, og falt ned. Selv Leonardo da Vinci tegnet så å si bare ornitoptere. Det er imidlertid én tegning i hans skissebøker som, om den hadde vært realisert i full størrelse, kunne

A Sir George Cayleys in­ teresser omfattet også luftfartøyer med rote­ rende vinger. Dette helikopter med mot­ satt roterende vinger av fjær stukket fast i korkstykker, som han laget i 1796, ble drevet ved hjelp av en bue­ streng. Lignende mo­ deller hadde vært prøvd 12 år tidligere i Paris av Launoy og Bienvenu.

B Denne modell ble av Cayley inngravert på en sølvplate i 1799. Den er ansett som den første design av et aeroplan med ving, skrog og haleror, der fremdriftsmidlene (padleårer) er atskilt fra vingene.

HISTORIKK

C Forskning med fly tyngre enn luft kom egentlig i gang i 1804 da Cayley bygde denne innretningen. Den hadde en roterende arm, drevet med et lodd for enden av en snor, for å måle løftekraften fra en vingeflate ved forskjellige angrepsvinkler. Denne tegningen, sammen med D og E, er gjen­ gitt fra Cayleys skissebok.

D Samme år fløy Cayley det første vellykte modellflyet, som hadde en drageformet ving montert på en stang og haleror festet på universalledd. De mo­ derne flyene har i prinsippet den samme grunnleggende kon­ struksjon.

E Cayleys eksperimenter nådde klimaks i 1849 da en gutt strøk lavt nedover en bakkehel­ ling med dette tredekkers glideflyet, og i 1853 da hans kusk ble sendt i glideflukt tvers over en liten dal i Yorkshire.

F En av de mest interes­ sante flykonstruksjoner fra den tidligste luftfartshistorie er «Aerial Steam Carriage» (Den flygende dampvogn), lagd av IVS. Henson i 1842. Han bygde en modell med 6 meters vingespenn, men den kom aldri ordentlig i luften, på grunn av sin store vekt. Det var imidler­ tid den aller første konstruksjon av et mekansik drevet aeroplan.

G Félix du Temples monoplan, drevet med en varmluftsmotor, ble i 1874 det første kraftdrevne aeroplan som forlot bakken med en flyger ombord. Starten bel foretatt nedover en hellende startrampe.

H Russeren Alexander Mozhaiskys store dampdrevne monoplan foretok i 1884 en lign­ ende kort flytur fra en hellende startbane. Det var litt av en bedrift, for flyet veide nesten et tonn og den sam­ lede effekt av de to små britiskbygde motorene var bare 30 hk.

39

40

HISTORIKK

ha blitt brukbar, etter det vi i dag vet om fugleflukt. På denne spesielle tegningen var bare de ytterste deler av vingene bevegelige, de innenforliggende deler var fastmonterte. Det er forbausende at ingen av de tidlige flygeraspiranter synes å ha tenkt på å bruke faste vinger, som jo er lettere å lage. De studerte fuglenes flukt før de laget sine vinger, men det later ikke til å ha gjort inntrykk på dem at mange fugler, som måker og albatrosser, kan kretse og seile i lange perioder uten å bevege vingene. Kanskje var fuglenes evne til å sveve uten noen synlige anstrengelse for meget av et mysterium til at det appellerte til dem. Det var imidlertid ikke noe mysterium for Sir Hiram Maxim, som uttalte at «Det er ikke noe magisk ved fuglenes evne til å sveve. Konstant utveksling av luft finner sted. Den kalde luften synker og brer seg ut over jordoverfla­ ten, varmes opp og stiger igjen på et annet sted. Svevingen kan forklares med den hypotese at fug­ lene søker seg til en oppadgående luftstrøm, og mens de holder seg i samme høyde uten bruk av muskelkraft, synker de i virkeligheten betydelig i forhold til den luft som omgir dem.» En fransk sjøkaptein ved navn Jean-Marie Le Bris synes å ha vært først ute med å forsøke glide­ flukt med faste vinger. Det var i 1857. Hans glidefly var i sin utforming en etterligning av albatrossen, og det ble styrt ved å vri de fleksible vingene. Det ble slept etter en hest og gjorde i det minste en vellykt glideflukt, slik at Le Bris har fått en plass blant luft­ fartens pionerer. Det var imidlertid tyskeren Otto Lilienthal som ble den første egentlige representant for glideflygerne. Fra en kunstig høyde foretok han mer enn 2000 vellykte flyginger med sitt grasiøse fuglelignende glidefly, laget av avbarkede piletregrener kledd med vokset bomullsstoff. Han førte nøye oversikt over sine resultater og forbedret stadig konstruksjonen inntil han var i stand til å fly distanser på over 400 meter og høyder opp til 75 fot over bakken. Han be­ nyttet sine egne kroppsbevegelser til å styre flyet, ved å flytte tyngden fremover eller bakover, eller til en av sidene. Ved en glideflukt 9. august 1896 mistet han kontrollen over flyet, styrtet ned og døde like etter av skadene. Lilienthals siste ord var: «Man må ofre.» Hans spesielle offer var en tragedie, ettersom han var i ferd med å installere en motor i et av sine glidefly. Han kunne meget vel ha blitt den første til å fly et motordrevet aeroplan. Hans «disipler», Percy Pilcher i England og Octave Chanute i Amerika, fort­ satte der Lilienthal slapp, og de hadde betydelig hell. Ved en tragisk flyulykke omkom også Pilcher akkurat mens han forberedte flyging med et motor­ drevet aeroplan. HVEM VAR FØRST?

Lilienthals store fortjeneste var at han fjernet en­ hver skygge av tvil om at det var praktisk mulig å fly med en maskin som var tyngre enn luft. Bensinmo-

A Dette glideflyet ble bygd av den franske sjømannen Jean-Marie Le Bris, med en alba­ tross som forbilde. Det foretok en kort glideflukt utfor kanten av et steinbrudd etter å ha vært trukket i gang med hest og vogn.

B Det var tyskeren Otto Lilienthal som mer enn noen annen i for­ rige århundre beviste at bemannet flukt med fly tyngre enn luft var praktisk mulig. Han foretok over 2000 fly­ turer med sine elegan­ te glidefly før han havarerte og mistet livet i 1896.

HISTORIKK

C Engelskmannen Percy Pilchers glidefly «Hawk». Han hadde planer om å montere en motor på en for­ bedret utgave av flyet som var meget vellyk­ ket. Hadde han ikke mistet livet før han kom så langt, er det godt mulig at han ville kommet brødrene Wright i forkjøpet.

D En av Lilienthals ele­ ver var Octave Chanute fra USA. Han bygde dette vellykte glideflyet for en opp­ visning på verdensutstillingen i St. Louis i 1904. Vingene var stive og hadde en buet over­ flate, som anbefalt av briten Cayley.

E Brødrene Wright innså svakhetene ved å styre glideflyene ved hjelp av kroppsbevegelser, slik Lilienthal gjorde. De innførte balansekontroll ved hjelp av vingevridning. Dette kommer ikke opp mot nåtidens balanseror i effektivitet, men fikk meget å si for det hel­

dige utfall av deres første motordrevne flyginger i desember 1903. De hadde på for­ hånd uteksperimentert metoden på en dob­ beltdekket drage med 1,7 meters vingespenn og på dette førerløse glideflyet med vinge­ spenn på vel 5 meter.

F Brødrene Wright fant at vingevridningen vir­ ket bra, og på sitt gli­ defly nr. 2 monterte de i tillegg et høyderor forut. Det tredje flyet, vist her, fikk så et sideror bak i halen. Med dette foretok de flere hundre flyginger i 1902-1903.

G Først i 1903 var brød­ rene Wright rede til å montere en motor i flyet. Fire flyturer med til sammen 97 sekun­ ders varighet var nok til at deres «Flyer» ble historiens mest berøm­ te fly.

41

42

HISTORIKK

toren var blitt tilgjengelig som fremdriftsmiddel, og det var åpenbart bare et spørsmål om tid før en eller annen ville gjennomføre en virkelig kraftdrevet, kontrollert og vedvarende luftferd. I mange år var det bitter strid om hvem som vir­ kelig var den første til å gjøre dette. Inntil ganske nylig insisterte russerne på at det var Gubolev, med Mozhaiskys monoplan. Men de har måttet erkjenne at hans flukt ikke var mer enn et byks fra en startrampe. Selv i dag er det noen historikere som gir fransk­ mannen Clément Ader æren for å ha vært den første. Men hvis han, som det har vært hevdet, fløy femti meter med sitt flaggermuslignende dampdrev­ ne monoplan «Eole» den 9. oktober 1890, kan det ikke ha vært en kontrollert flukt. Han hadde enda mindre hell med sitt senere to-propells fly «Avion III». Tyskerne står på noe fastere grunn når de hevder at Karl Jatho var den første. Det er neppe tvil om at han foretok flere «hopp» og kortere luftferder på opp til 60 meter og flyhøyde opp til 12 fot i tiden mellom august og november 1903. Da ga han opp med bemerkningen: «Tross mye strev - kan ikke fly lengre eller høyere - motor svak.» Det endte så med at tre amerikanere fikk prøve lykken hvor så mange hadde prøvd og tapt. Den første var dr. Samuel Pierpont Langley, en eminent astronom og «Secretary of the Smithsonian Institution». Han konstruerte en serie tandem-vingede aeroplaner som han kalte «Aerodrome». Det første var et dampdrevet modellfly med vingespenn på 4,3 meter, som i 1896 fløy en og en kvart kilometer med en hastighet på et par og tyve knop. At en så emi­ nent mann så en fremtid for luftfarten gjorde slikt inntrykk i det amerikanske forsvarsdepartementet at han ble tilbudt 50 000 dollar for å bygge et mili­ tært fly i full størrelse. Etter flere modellprøver der en bensinmotor for første gang ble brukt i et aero­ plan, hadde Langley sitt bemannede «Aerodrome» klart for prøveflyging 7. oktober 1903. Det ble ført av Charles Manly, som hadde bygd flyets meget avanserte bensindrevne stjernemotor på 52 hk. Star­ ten foregikk ved hjelp av en katapult fra en husbåt på Potomac-elven. Uheldigvis kolliderte flyet med en stolpe på utskytningsanordningen og styrtet i vannet. Det samme hendte under et nytt forsøk 8. desember, og det fikk en journalist til å skrive sar­ kastisk: «Hvis professor Langley bare hadde tenkt på å starte sitt luftfartøy opp-ned, ville det ha kom­ met i luften istedenfor i vannet.» Nedbrutt og uten penger til fortsatte eksperimen­ ter ga Langley opp, og det var ikke lenger noen alvorlige konkurrenter til brødrene Wilbur og Orville Wright, sykkelfabrikantene fra Dayton, Ohio. De var allerede i ferd med å klargjøre sitt biplan for fly­ ging på sandbankene ved Kitty Hawk i North Carolina. De fortjente suksess. I mer enn fire år hadde de drevet sine eksperimenter, først med en 15 meters drage for å prøve styring ved å vri vingene, og der­ etter med bemannede glidefly i full størrelse.

A I over 60 år har det vært delte meninger om hvem som var den første til å fly i ver­ den, i Europa osv. Dr. S.P. Langley fløy dette dampdrevne modellflyet med vingespenn på over 4 meter i USA i 1896. Det tilbakela over én kilometer med 22 knops fart.

B Franskmannen Clé­ ment Ader gjorde i 1890 noen korte «byks» med et damp­ drevet fly, «Eole», som hadde flagger­ muslignende vinger. Hans senere «Avion III» (på bildet) var han mindre heldig med. Ingen av flyene hadde brukbare styreanordninger.

C Den som nådde lengst innen motorflyging før brødrene Wright, var tyskeren Karl Jatho. Han tilbakela en dis­ tanse på 60 meter med dette dragelignende flyet i november 1903, men hans flyturer er ikke anerkjent for å ha vært «kontrollert og vedvarende».

D Dansken J.C.H. Ellehammer fløy nesten 50 meter med denne dra­ gelignende maskinen 12. september 1906. Det var imidlertid ikke en fri flukt, idet flyet fulgte en sirkelbane, tjoret fast til en mast i banens sentrum.

HISTORIKK

E Alberto SantosDumont foretok i 1906 den flytur som er offi­ sielt anerkjent som den første i Europa, med sitt «14 bis» biplan som hadde sideog høyderorene langt forut. Vingene og rorenheten hadde en cellelignende konstruk­ sjon etter mønster av boksdragen som var oppfunnet av australie­ ren Lawrence Hargrave.

F Voisin-biplanene som i 1907 begynte å skape seg et navn både i Frankrike og uten­ lands, var betydelig mer høyverdige enn både Wrights biplan og europeiske fly som «14-bis». Et av dem, ført av Henry Farman, gjorde den første sir­ kulære flyging over en km i Europa 13. ja­ nuar 1908.

G I Storbritannia fant den første offisielt anerkjente flytur med en brite ved rorene sted 13. juli 1909. Han brukte en tredekker med papirkledde vin­ ger og med en 9 hk motor.

43

44

HISTORIKK

De hadde utviklet sin egen vingekonstruksjon ved eksperimentering i en hjemmelaget vindtunnel, og hadde selv laget en bensinmotor på 12 hk til flyet, som de optimistisk døpte «The Flyer». Wright-brødrenes optimisme var berettiget. Den 17. desember 1903 gjennomførte de fire flyturer. Luftfartens tidsalder var endelig innledet.

STORARTEDE MENN OG DERES FLYMASKINER

Hvor stor var brødrene Wrights bedrift? Den første flukten, av Orville, var bare 36 meter lang - mindre enn vingespennet på moderne trafikkfly. Og den be­ sto av flere stigninger og stup, inntil et noe brattere stup etter 12 sekunders flyging brakte turen til en brå avslutning. Selv dagens siste flytur, som var 260 meter lang, og gjennomført av Wilbur, var ikke meget imponerende. Hvis brødrene Wright hadde valgt å hvile på sine laurbær etter dette, ville deres navn neppe vært hus­ ket i dag. Men de var ikke av det slaget. De drog hjem til Dayton og gikk i gang med å bygge en bedre «Flyer». De konstruerte en fallvektskatapult for å få opp farten hurtigere under avgangen, og en sterkere motor ble installert. Flyets stabilitet og styreorganer ble forbedret. Til sist mente de at flyet var så godt at de kunne tilby hæren det. Svaret de fikk 24. okto­ ber 1905 var: «Styret for våpenteknisk materiell og fortifikasjon er ikke interessert i å formulere krav til ytelser for en flymaskin, eller treffe noen videre for­ føyninger i saken, inntil det er produsert en maskin som i bruk har vist seg i stand til å utføre horisontal flukt og bære en operatør.» Med god grunn var de skuffet over svaret, for 19 dager tidligere hadde de utført årets mest vellykte flyging, idet de tilbakela 40 kilometer på 38 minut­ ter og 3 sekunder. I 1908 var brødrene Wright fremdeles luftens her­ rer, og de fløy med større selvtillit enn noen annen. Men flyets begrensninger ble mer og mer åpenbare. Anvendbarheten var begrenset ved at det ikke hadde hjulunderstell og at det var avhengig av katapultstart. Plasseringen av høyderoret forut på skroget var meget dårligere enn halerorarrangementet som var foreslått av Cayley og Henson. Det faktum at det varte så lenge før andre kom opp imot deres prestasjoner gav dem dessuten en overdreven selv­ tillit. Når man nå ser tilbake, synes det klart at deres største bedrift var at de beviste verdien av vitenska­ pelige beregninger istedenfor «bygg-og-se-metoden» som grunnlag for flykonstruksjon, og at de ved sitt eksempel inspirerte andre til i sin tur å bygge bedre og mer anvendbare fly. Men disse bedre fly kom ikke med et slag. Biplanet «14 bis» som Santos-Dumont brukte på den første offisielt anerkjente flyging i Europa tre år etter brødrene Wrights suksess, var mindre avansert enn selv den opprinnelige «Flyer». Det flyet som Horatio Phillips i 1907 fløy ca. 150 meter med i Storbritannia, så ut som fire persienner med en pro-

A Den flybedrift som for alvor rettet verdens oppmerksomhet mot flyets muligheter, var Louis Blériots flyging over den engelske ka­ nal 25. juli 1909. Flyets 25 hk Anzani motor gikk varm un­ derveis, og turen kun­ ne ha endt i Kanalen om ikke en regnbyge hadde kommet til unnsetning og kjølt motoren. Allerede to dager etter denne be­ driften hadde Blériot mottatt bestillinger på over 100 fly av samme type.

HISTORIKK

B Treplan-skisse av Blériot T^pe XI mono­ plan. En kopi av dette historiske flyet ble fløyet under flyutstillingen i Paris i mai og juni 1969.

45

46

HISTORIKK

C Professor J.A.C. Char­ les og M.N. Robert foretok 1. desember 1783 en 44 km lang ferd over Paris. Det var den første luftferd med hydrogenballong.

D Luftskipet «La France» startet fra Chalais-Meudon 9. august 1884 og foretok en rundreise på om­ kring 8 km under full kontroll. Hastigheten var 10-12 knop. Flere vellykte flyturer fulgte etter denne, men luftskipets tunge elektro­ motor var ikke særlig gunstig for bruk i luft­ fartøy. E Den første rundbaneflyging i Europa over en km ble utført 13. januar 1908 av Henry Farman i et Voisin biplan med Antoinettemotor. 30. oktober samme år foretok han den første flyreise fra ett sted til et annet. Den gikk fra Chålons til Reims, en strekning på 26 1/2 km.

A En av de mest omtalte ballongferder i forrige århundre ble foretatt 7.-8. november 1836 av Charles Green med to passasjerer i «Royal Vauxhall Balloon». På 18 timer tilbakela de 700 km fra London til Weilburg i grevskapet Nassau i Tyskland. Ballongen, som senere ble døpt «Great Bal­ loon of Nassau», var lagd av nesten 2000 meter hvit og rød silkeduk og inneholdt 2000 kubikkmeter kullgass.

Betydelige bedrifter innen europeisk luft­ farts tidligste historie er illustrert på kartene på disse sidene. De viser rutene til fem store luftferder. Dette kartet viser den første luftferd i ver­ den, foretatt av Pilåtre de Rozier og markien av Arlandes over Paris, 21. november 1783.

F Louis Blériot klarte ikke å holde en rettlin­ jet kurs over Kanalen 25. juli 1909. Han drev nordover med vinden men fant til slutt frem til Dover ved å følge samme kurs som den sydgående skipstra­ fikken.

G En av de største ferder over åpent hav i tiden før 1914 var fransk­ mannen Roland Garros’ flyging over Mid­ delhavet 23. september 1913. Hans MoraneSaulnier monoplan var drevet av en 60 hk Gnome motor.

B

(Blå)

HISTORIKK

C

(Rød)

D

(Øverst)

E

(Nederst)

F

(Øverst)

G

(Nederst)

47

48

HISTORIKK

peil. En bedre idé om fremtidsmulighetene fikk man med det nette lille triplanet som A. V. Roe fløy i juli 1909, og med Louis Blériots overbevisende monoplan. I Storbritannia ble imidlertid ikke flypionerene oppmuntret. Roe var nær ved å bli saksøkt som fredsforstyrrer da Blériot fløy over Kanalen med hans monoplan Type XI. Men det ville jo vært underlig om britenes største pioner hadde fått straff for den bedrift som hadde gitt franskmannen verdensry, og saken ble henlagt. Et mer betydningsfullt resultat av Blériots berøm­ te flyging var at aeroplanet hadde vist sin evne til å bryte geografiske og sikkerhetspolitiske barrierer. Storbritannia følte seg ikke lenger så trygg bak sin «Kanal-vollgrav» og sin marine.

SJØFLY OG FLYBÅTER

Under Blériots historiske flyging fra Frankrike til England begynte flyets 25 hk Anzani-motor å gå varm. Akkurat da han forberedte seg på å nødlande på sjøen, kom forsynet ham til hjelp med en regn­ byge, som kjølte motoren og gjorde ham i stand til å fullføre turen. Det ville være galt å antyde at denne hendelsen gav støtet til den helt store interessen for sjøfly, som kunne starte og lande på vannet. Blériot hadde selv eksperimentert med flottørfly i 1906, i samarbeid med Gabriel Voisin. Også brødrene Wright, som be­ gynte å erkjenne begrensningene til sin hjulløse «Flyer», hadde prøvd et sett hydrofoiler på Miamielven ved Dayton i 1907. Det er i hvert fall et faktum at flykonstruktører i flere land i 1909-10 begynte å se nærmere på mulighetene for å ta av fra vannet. Den første vellykte avgang med motordrevet fly på flottører fant sted 28. mars 1910, med den utro­ lige innretningen som er avbildet til høyre. Den var bygd i Frankrike av Henri Fabre, og hadde hans spesielle gitter-vingebjeiker. De hadde samme dyb­ de og styrke som en massiv bjelke, men skapte på langt nær så stor luftmotstand. Det beste ved hans fly var kanskje flottørunderstellet. For lenge etter at sjøflyet selv var tatt ut av bruk (det ble senere en ut­ stillingsgjenstand på det franske «Musée de l’Air»), fortsatte Fabre å produsere flottører av nesten sam­ me konstruksjon for flere av de mest effektive sjøflytyper i perioden 1912-14. Den store sjøflypioner var amerikaneren Glenn Curtiss. Vinteren 1910-11 utstyrte han et av sine ro­ buste skyvepropell-biplan med flottører og tok av fra vann for første gang 26. januar 1911. Dette var det første praktisk brukbare sjøfly. Curtiss forfulgte sin suksess med den første flybåt 10. januar 1912. Denne var ikke meget forskjellig fra flottørflyet, bortsett fra at den midtre flottør var gjort så stor at den kunne romme flygeren og styreorganene. Men ut fra denne utviklet han hele den lange serie av be­ rømte flybåter som kom til å spille så stor rolle un­ der den videre fremvekst av sivil og militær luftfart. Curtiss ytet nok et bidrag til den militære luftfar­ ten i denne perioden ved å bygge det flyet som fore-

A Den første vellykte flyging med et motor­ drevet sjøfly ble fore­ tatt av Henri Fabre ved Martigues i Frank­ rike 28. mars 1910. Det eiendommelig utseen­ de flyet med side- og høyderorene forut hadde en 50 hk Gnome motor.

B Den største pioneren på sjøfly var amerika­ neren Glenn Curtiss. Hans flottørfly og fly­ båter var atskillig bedre enn Fabres. Den første Curtiss flybåt (illustrasjonen) kom i luften 10. januar 1912. C Dette flyet med ellipsoideformede bærefla­ ter fra 1906 var en av Louis Blériots mindre vellykte sjøflykonstruksjoner. Selv etter at det ble utstyrt med vanlige vinger og hjulunderstell, kunne det ikke fly.

D Blériots sjøfly fra 1901 etter at konvensjonelle vinger og flottører var påmontert. Året etter gikk Blériot over til å bygge monoplan, og disse falt heldig ut fra starten av.

E De første britiske sjø­ fly ble bygd av A. V. Roe & Co. Etter å ha bygd et sjøfly med skyvepropell av Curtiss-typen for kap­ tein E. W. Wakefield, ble dette sjøflyet med en 45 hk motor av egen konstruksjon produsert.

F Det første sjøflyet son hadde bedre ytelser enn de fleste samtidigt landfly, var Sopwith Schneider. Det hadde en 100 hk Gnome mo­ tor og vant konkur­ ransen om det berøm ti Schneidertrofeet i 1914 med en hastighet på 86,78 engelske mil i timen (ca. 75 knop).

HISTORIKK

49

50

HISTORIKK

tok den første avgang og landing på et skip. I begge tilfeller ble flyet ført av Eugene Ely, og hans vellykte bedrift beviste at hangarskipet var mulig å realisere. Selv om det ikke ble erkjent på den tid, hadde han også slått den første spiker i likkisten til de store slagskipene. STØRRE - OG AV OG TIL BEDRE - FLY

Fra begynnelsen av var motorene nøkkelen til frem­ gang innen luftfarten. Før den lette og effektive bensinmotoren kom, var ikke særlige fremskritt mulig. Nå, etter at selve flygingens kunst var lært, ble konstruktørene umettelige i sine krav om kraf­ tigere og mer driftsikre motorer. Frankrike var fra omkring 1907 det anerkjente sentrum for verdens luftfart og var nærmest selv­ sagt det første land der flyindustri av noe omfang ble etablert. Brødrene Voisin tok ledelsen ved å star­ te en samlebåndproduksjon av biplan for enhver som hadde penger og mot nok til å kjøpe dem. Antoinette- og Blériot-monoplan ble også anskaffet av sportsflygere. Den beste av de tidligste flymoto­ rer var antagelig den tresylindrede Anzani på 25 hk og de V-formede Antoinette-motorer på 50 og 100 hk med henholdsvis 8 og 16 sylindere. I 1909 dukket så opp på luftfartscenen en liten revolusjonerende motor ved navn Gnome. Veivakselen måtte boltes fast i flyet slik at de syv sylindrene sammen med propellen roterte rundt den. Skepsis vek for beundring da oppfinnerne av Gnome, brødrene Louis og Laurent Seguin, viste at den kunne utvikle 50 hk med en vekt på bare 75 kg. Den hadde en del svakheter, hvorav den største var at den brukte rikelige mengder smøreolje, som ble slynget ut i en fin dusj mens motoren hvirvlet rundt med 1200 omdreininger i minuttet. Men dette var en liten pris å betale for en slik motor, og Gnome muliggjorde de fleste av de store luftferder i tiden frem til første verdenskrig. Selv med sine svakheter ble den også brukt i mange av krigstidens mest be­ rømte fly. For å imøtekomme behovet for stadig sterkere motorer monterte Seguin i 1913 to Gnome-motorer sammen, slik at det ble en 14-sylindret toraders mo­ tor på 160 hk. Dette gikk imidlertid ut over driftsikkerheten, og flykonstruktørene begynte å foretrekke to mindre motorer istedenfor en stor. Problemet var hvordan de skulle installeres. Brødrene Short i Eng­ land var blant de første som løste problemet på sitt biplan «Triple Twin», der en fremre motor drev to trekkpropeller ved hjelp av lange kjeder, mens en bakre motor drev en skyvepropell. Dette ble i 1911 etterfulgt av «Tandem Twin». Da flygeren her satt mellom de to 50 hk Gnome-motorene, ble flyet van­ ligvis kalt «Gnome Sandwich». Med «Radley-England Waterplane» ble en ny idé introdusert. Det hadde tre separate motorer instal­ lert bak hverandre, som ved hjelp av kjeder drev en enkel skyvepropell. Men den som fant den beste løs­ ning, fordi det var den enkleste, var Igor Sikorsky. Da han i 1913 bygde verdens første firemotors fly

A Det første vellykte tomotors fly var et Som­ mer biplan fra 1910. Deretter fulgte Short S.39 Triple Twin. Dette hadde to 50 hk Gno­ me motorer som drev en skyvepropell og to trekkpropeller montert på vingene. Det var det første tomotors fly som kunne fortsette på én motor i tilfelle den andre sviktet. Så kom Short S.27 (illust­ rasjonen) med en en­ kelt trekkpropell iste­ denfor de to vingemonterte propellene. Det ble kjent under betegnelsen Tandem Twin eller Gnome Sandwich. B Varianter av Shorts to­ te. motors fly, Tandem C Twin og Triple Twin.

D Noen flydesignere hadde «store» planer, men ingen overgikk vel kaptein Arlington Batson. Hans 12-vingede «Flygende hus» fra 1913 hadde en dagligstue og flere soverom. Det kom aldri i luften.

E Det russiske biplanet «Ridderen» (også kalt «Le Grand») var for sin tid et like ambi­ siøst prosjekt, og det kunne fly. Det ble konstruert, bygd og fløyet av Igor Sikor­ sky i 1913. Det var det første firemotors fly som kom i luften. F En av de fire 100 hk Argus-motorene på det russiske firemotors flyet «Ridderen».

HISTORIKK

51

52

HISTORIKK

med det betegnende navnet «Le Grand», monterte han ganske enkelt motorene ved siden av hverandre på den nedre vingen, med hver sin trekkpropell, og satte ved dette opp et forbilde som har vart helt til i dag. Selv med fire motorer hadde «Le Grand» til sammen bare 400 hk til å løfte sine 4 1/2 tonn i luf­ ten med. At dette gjentatte ganger ble gjort, er en anerkjennelse til Sikorsky, som kom til å bli ansett som en av de største flykonstruktører gjennom tidene. DEN FØRSTE LUFTKRIGEN

Før 1914 var det få som trodde at flyet ville få mili­ tær betydning annet enn til rekognosering. Eksperi­ menter med bruk av maskingevær fra fly og med slipp av bomber og torpedoer ble ikke tatt særlig alvorlig av verdens ledende hær- og marineoffiserer. Da Royal Flying Corps satte over Kanalen for å støt­ te det britiske ekspedisjonskorps i Frankrike, var derfor flyene helt uten bevæpning. Det eneste «of­ fensive» direktiv flygerne hadde var å ramme med flyet sitt enhver fiendtlig zeppeliner de måtte kom­ me over - en langt fra lystelig ting å gjøre, ettersom flygerne ikke hadde fallskjermer. Det beste de had­ de i form av redningsutstyr, var slangene i flyhj ule­ ne, som i nødsfall kunne brukes som livbelter i til­ felle flygeren havnet i Kanalen. Det varte ikke lenge før de militære sjefer i Frank­ rike skjønte å verdsette luftrekognoseringen. Mens de forlangte flere fly for å kunne holde konstant oppsyn med fiendens bevegelser, begynte de imid­ lertid snart også å etterlyse midler til å hindre til­ svarende virksomhet fra fiendens side. Etter hvert fant flykonstruktørene frem til maskingeværinstallasjoner slik at geværene kunne avfyres uten at propellene ble skutt i stykker. Rekognoseringsflyene begynte å lide store tap som følge av angrep fra de nye jagerflyene. Man begynte å gi rekognoserings­ flyene jagereskorte for å beskytte dem mot fiendens fly. Slik begynte utviklingen av kampflyene. Mot slutten av første verdenskrig var førerne av hurtige, tungt væpnede jagerfly daglig i virvlende luftkamper («dogfights»), der ofte hele skvadroner møtte hverandre i dødelig strid. Rekognoseringsflygerne fotograferte og rapporterte hver bevegelse av de ulykkelige bakkestyrkene og dirigerte artilleriets ild slik at den fikk den dødeligste virkning. Bombeflygerne drysset høyeksplosive bomber og brann­ bomber over slagmarkene og over byer. De første stupbombefly var også produsert, til ytterligere pla­ ge for infanteristene i de sølete skyttergravene. Torpedofly hadde vunnet sine første seire over skip til sjøs. De første skrøpelige sjøflyene hadde i stor ut­ strekning veket plassen for jagerfly og bombefly ba­ sert på hangarfartøyer. Langtrekkende flybåter patruljerte langt til havs og bidrog til å holde ubåttrusselen i sjakk. En veldig industri ble bygd opp for å supplere de krigførende med fly for alle disse oppgaver, og ut­ dannelse av flybesetninger fikk svært omfang. Den britiske flyindustri alene vokste i løpet av fire år fra

Saulnier enseters fly med deflektorplater på propellen for å prelle av kuler fra flyets maskingevær, som ellers ville ha ødelagt propellen. Avbrytermekanismen som ble brukt i Fokker Monoplan var inspirert av denne mer primitive løsning.

B Treplan-skisse av Fok ker Monoplan, det første virkelige jager­ flyet.

HISTORIKK

Vickers-fabrikken løste problemene med å skyte fremover med maskingevær fra sin «Gunbus» ved å gjøre det til et toseters fly med skyvepropell, og plassere skytteren fremme i nesen.

D Det ble ikke bygd mer enn ca. 400 Fokker Monoplan. Men fordi de kunne rette maskingev ærilden fremover, og fordi de hadde gode manøvreringsegenskaper, brakte de store tap over de allier­ te flystyrkene i Frank­ rike. Dette er et E.II Monoplan med en 100 hk Oberursel (Gnome) motor og ett maskin­ gevær. Den kraftigere E.III hadde to gevær.

53

54

HISTORIKK

noen få spredte verksteder bemannet dels med fag­ folk og dels med idealister, til et gigantisk nettverk av fabrikker der 350 000 kvinner og menn pro­ duserte 30 000 fly i året - alt for krigsformål.

DE STORE LUFTFERDERS TIDSALDER Det hevdes ofte at krigen 1914-18 fremskyndet luft­ fartens utvikling i en avgjørende grad, men en slik vurdering beror på hvordan vi måler fremskritt. De beste jagerflyene fra 1918 var ikke så hurtige som eksperimentflyet S.E.4, bygd i 1914 ved Royal Aircraft Factory i Farnborough, England. Fremtidsutsiktene til den svære nyetablerte flyindustrien var dystre. De allierte regjeringene som hadde vunnet krigen som skulle gjøre slutt på alle kriger, gjorde det klart at med de mengder kampfly man hadde på lager ville det ikke bli aktuelt med nye bestillinger på årevis. Mange be­ rømte fabrikker måtte nedlegge virksomheten. Andre holdt det gående mens de ventet på den ekspansjon innen sivil luftfart som var spådd, men som ikke kom. Bare innen flymotorindustrien hadde krigen brakt betydelige fremskritt. Selv et forsøk på å krysse Atlanteren virket ikke lenger så farefylt nå da flyene kunne utstyres med fremragende motorer som RollsRoyce Eagle på 360 hk, og flere britiske flygere med mannskap la i vei til Newfoundland med fly som de bedømte gode nok til en slik ferd. Flygere fra den amerikanske marinen kom dem imidlertid i forkjøpet. Den 16. mai 1919 startet de fra Newfoundland med tre Curtiss flybåter i et forsøk på å utføre den første transatlantiske flyging via Azore­ ne. Hvert fly hadde fire 400-hk motorer, og alle tenke­ lige sikringstiltak var satt i verk. Blant annet var rekker av orlogsskip lagt i posisjoner langs flyruten i hele dens lengde for å assistere flygerne i en nødsituasjon. Til tross for dette var det bare én av de tre flybåtene, NC-4, som nådde frem til Lisboa 13 dager etter starten. Mindre enn fjorten dager senere kom NC-4s bragd fullstendig i skyggen av den non-stop transatlantiske flyging som ble foretatt av Alcock og Brown i et om­ bygd Vickers Vimy bombefly med to Eagle-motorer. Atlanterhavet fortsatte å utfordre flygere gjennom 1920- og 30-årene. Charles Lindbergh ble hele ver­ dens helt da han i 1927 var den første til å krysse Atlanterhavet alene, helt fra New York til Paris, i sin «Spirit of St Louis». Det var et Ryan monoplan med bare én 220 hk motor. General Italo Balbo, den ita­ lienske luftfartsminister, egget sine landsmenns fan­ tasi ved å lede to masseflyginger med SavoiaMarchetti flybåter over både Nord- og Sør-Atlanteren. Mindre påaktet, men av større betydning, var de kryssinger som ble foretatt av menn som Jean Mermoz fra Frankrike. Ved å åpne en flypostrute over de store hav banet de veien for passasjertrafikken. ÅPNING AV LUFTRUTENE

Æren for å ha åpnet de første passasjerrutene i verden går til Tyskland. Året var 1910 og luftfartøyet et kjempestort Zeppelin luftskip med navnet «Deutschland II». Sammen med sine søsterskip

A En av historiens store flygerbragder fant sted 14.-15. juni 1919, da kaptein John Alcock og løytnant Arthur Whitten-Brown fløy non-stop fra St John’s i Newfoundland til Clifden i Irland med dette ombygde Vimy bombeflyet. Hiren tok omtrent 16 timer.

B Treplan-skisse av Ryans monoplan «Spi­ rit of St Louis» som Charles Lindbergh be­ nyttet 20.-21. mai 1927 på den første soloflyging tvers over Atlan­ terhavet. Det hadde en Wright Whirlwind mo­ tor på bare 220 hk, og den 5800 km lange tu­ ren tok 33 1/2 timer.

C Fremtidsmulighetene for transatlantisk luft­ fart ble på en overbe­ visende måte demon­ strert av den italienske luftfartsministeren, ge­ neral Italo Balbo, i 1931. Da ledet han en masseformasjon på 12 Savoia-Marchetti fly­ båter over SørAtlanteren fra Roma til Brasil. To år senere ledet han en enda mer impone­ rende armada av 24 flybåter over NordAtlanteren og tilbake.

D Det var franskmannen Jean Mermoz som inn­ ledet postflyging over Atlanterhavet. 11. mai 1930 startet han fra Dakar i Vest-Afrika med et Latécoere 28 sjøfly og landet dagen etter - etter 19 1/2 ti­ mers flyging - i Natal i Brasil. Posten han medbrakte, ankom til Buenos Aires fire da­ ger etter avsendelsen fra Frankrike, mens den vanlige postgang tok åtte dager. Flyet som startet på returferden, forsvant un­ derveis, og først fire år senere ble en regulær flypostrute mellom Europa og SørAmerika åpnet av det tyske Lufthansa.

E De første «passasjerrutefly» i verden var tc Benoist flybåter, be­ nyttet av St Petersburg-Tampa Airboat Line. Flyet tok en fly­ ger og en passasjer. Fra 1. januar 1914 og i tre måneder fremover fløy selskapet daglig fem turer hver vei mel­ lom de to byene i Florida.

HISTORIKK

fraktet luftskipet 35 000 passasjerer tilsammen 275 000 km mellom Berlin og andre byer frem til krigsutbruddet, da zeppelinerne fikk andre og dystrere oppgaver å løse. Dette ble likevel ikke slutten for zeppelinerne i passasjertrafikken. I slut­ ten av 1920-årene og i 1930-årene ble «Graf Zeppelin» og «Hindenburg» brukt på de første regulære passasjer-luftruter over Atlanteren. Men snart ble de utkonkurrert av de hurtigere flyene, og da «Hin­ denburg» forulykket med mannskap og mange pas­ sasjerer 6. mai 1937 under landing ved Lakehurst i Amerika, bortfalt grunnlaget for å benytte luftskip i kommersiell trafikk. I 1914 ble en flybåtrute over Tampa-bukten i USA drevet av «Saint Petersburg and Tampa Airboat Line». Man kunne ta én passasjer av gangen på den 23 minutter lange turen, som kostet fem dollar. Dette foretagendet ble av kort varighet, da krigen stanset all utvikling i fem år. Da internasjonale luftruter ble åpnet igjen i august 1919, kunne man ikke tilby passasjerene noe bedre enn en kurvstol i den trekkfulle kabinen i et ombygd bombefly. Nødlan­ dinger var ikke uvanlige, og i tiden før radiohjelpemidler var tilgjengelige, måtte flygerne navigere ved hjelp av lettkjennelige landemerker som elver, jern­ banelinjer og veier for å finne frem til sine bestem­ melsessteder. Alvorlige flyulykker forekom forbausende sjel­ den. En av de verste skjedde på ruten mellom Paris og London. Føreren av flyet til Paris navigerte langs en hovedvei i Frankrike og ble ikke oppmerksom på fly underveis til London som fulgte den samme veien, men med motsatt kurs. Flyene kolliderte front mot front. Gradvis utviklet man større komfort og sikker­ het. Mot slutten av 1920-årene kunne man med fly som Fokker F. VII/3 m tilby en kombinasjon av helmetallkonstruksjon, sikkerheten ved å ha flere

55

56

HISTORIKK

A Det er kanskje over­ raskende at den første passasjerruteflyging etter første verdenskrig ble satt i gang av kri­ gens tapere, tyskerne. De begynte i 1919 med ombygde Rumpler C.I rekogn oseringsfly. Bare ett av flyene had­ de innelukket kabin for de to passasjerene, som vist på tegningen.

B Franskmennene åpnet i 1919 internasjonal ruteflyging med Farman Goliath. De var utviklet fra et bombe­ fly fra krigstiden og tok 12 passasjerer i to atskilte kabiner. Marsjfarten var 65 knop.

C F.X Trimotor fra Pan American Airways. Flyet er typisk for de utmer­ kede passasjerflyene som Fokker produserte i tiden omkring 1930. Det hadde tre 300 hk Wrightmotorer og marsjfarten var 90 knop. Flyet, som tok åtte passasjerer, kos­ tet 320 000 kroner i innkjøp.

HISTORIKK

57

58

HISTORIKK

A Boeing 247 var det første i en ny genera­ sjon av helmetalls strømlinjeformede mo­ noplan trafikkfly. Det kom i bruk i 1933 og kunne da fly mellom USAs østkyst og vest­ kyst på mindre enn 20 timer. Flyet tok ti pas­

sasjerer. Det var det første tomotors mono­ plan som kunne stige på én motor med full last i tilfelle av motorsvikt. Det hadde opptrekkbart under­ stell, autopilot, trimror og avisingsutstyr.

B Et annet fly som fikk enorm betydning for utviklingen innen luft­ farten var Supermarine S.6B. Dette sjøflyet vant Schneidertroféet for Storbritannia i 1931 og var det første som satte en hastighetsrekord på over 350 knop. Erfaringene

med dette flyet satte Supermarine og RollsRoyce i stand til få år senere å produsere det berømte jagerflyet Spitfire med dets Merlin-motor. Tegnin­ gen viser den tidligere S.6 som vant Schneider-troféet i 1929.

HISTORIKK

motorer og den luksus som fulgte med innelukket kabin. På enkelte flyruter fikk passasjerene til og med et flere retters måltid underveis, servert av en kelner i smart uniform. MONOPLANET VENDER TILBAKE

C Det var lenge vanlig med tremotors passa­ sjerfly. Enkelte av dem, som denne Dewoitine med opptrekkbart underestell og vridbare propeller, var fremdeles i bruk etter 1944.

D Nok et fly som revo­ lusjonerte luftfarten var Vickers Viscount, som kom i regulær tjeneste i British Euro­ pean Airways 17. april 1953. Det var det første turboproptrafikkfly i verden. Ikke bare ble reise­ tiden betydelig forkor­ tet, men man kunne

også by passasjerene større komfort ved at vibrasjon fra moto­ rene var ubetydelig, og man kunne fly over de urolige luftlag som forårsaker luftsyke. E Sammen med Hawker Hurricane var det jagerflyet Spitfire som satte RAF i stand til å

vinne Slaget om Stor­ britannia i 1940, mot en stor overmakt. Den første utgave hadde en 1030 hk Merlin-motor. Toppfarten var 310 knop og bestykningen hele åtte maskingevær. Senere modeller med Griffon-motorer hadde toppfart på opp til 400 knop.

Formålet med internasjonale kappflyginger, slike som konkurransen om Schneider-troféet, var å inspirere til konstruksjon og utvikling av nye og mer avanserte flytyper. Dette formål ble visselig oppfylt med Supermarine-sjøflyene, som brakte overlegne seire til Storbritannia tre ganger på rad, i 1927, 1929 og 1931. Basert på sjøflyet S.6B, som vant den siste kon­ kurransen og senere satte den første hastighetsrekorden på over 350 knop, utviklet Supermarines eminente sjefkonstruktør, R. J. Mitchell, jagerflyet Spitfire. Det var lite og grasiøst av utseende, og dette forledet den tyske luftattachéen til å beskrive det som et leketøysfly. Hvor feil han tok, fikk tyskerne føle i 1940 under slaget om Storbritannia, da Spitfires og Hurricanes skjøt de langt større tyske fly­ styr ker ned fra himmelen over Sør-England. En til­ svarende overgang til lavvinget monoplan i helmetallkonstruksjon og med forbedringer som opptrekkbart understell, trimror, propeller med variabel stigning, autopilot og avisingsutstyr, gjor­ de i 1933 trafikkflyet Boeing 247 til litt av en revolu­ sjon blant datidens dobbeldekkere. Med en toppfart på 160 knop var det like hurtig som mange av da­ tidens enseters jagerfly, og reisetiden på de transkontinentale passasjerrutene i USA ble redusert til under 20 timer. Flyet tok ti passasjerer. Fly som dette gjorde ende på biplanets langvarige herredømme. Biplanenes tradisjonelle fordel ved å kombinere stor styrke med lite vingespenn og vekt var av mindre betydning nå da konstruktørene kun­ ne bruke metaller med stor styrke. I alle tilfeller var det påkrevd med en renest mulig aerodynamisk form, dersom man skulle dra full nytte av de for­ skjellige nyvinninger som opptrekkbart understell og de kraftigere motorene. Så god som Boeing 247 var, ble den likevel satt i skyggen av de nye lavvingede monoplan som like etter ble introdusert av Douglas-fabrikken. Først kom prototypen på DC-1, som lå til grunn for DC-2 og DC-3. Den sistnevnte hadde allerede vunnet almen anerkjennelse ute i verden da den annen ver­ denskrig skapte et enormt behov for militære trans­ portfly. Ingen andre fly fylte kravene så godt som DC-3. Mer enn 10 000 fly ble bygd og gjorde tje­ neste i de amerikanske styrker under betegnelsen C-47.1 RAF og andre flyvåpen fikk den betegnelsen «Dakota». I Burma ble en hel armé holdt i live og i kamp ved hjelp av forsyninger ført frem luftveien og sluppet ned fra disse flyene. Da krigen var slutt, ble C-47ene og Dakotaene solgt til sivile flyselskaper, slik at de kunne ta til å gjenopprette de flyrutene som hadde ligget nede under krigen. De gjorde denne jobben så bra, og var så utenfor konkurranse i sin klasse, at de 30 år etter

59

60

HISTORIKK

A Det største fremskritt innen luftfarten siden brødrene Wrights be­ drift i 1903 var utvik­ lingen av jetmotoren. Det var briten Frank Whittle som laget den første brukbare jet­ motoren og prøvekjør­ te den med godt resul­ tat 12. april 1937. Men det første jetflyet som kom i luften, var det tyske Heinkel He 178, 27. august 1939. Teg­ ningene viser He 178.

B 15. mai 1941 kom det første britiske jetflyet i luften. Det var Gloster E.28/39 med en Whitt­ le W.I turbojet-motor. Skyvekraften var 860 pund. Den andre pro­ totypen hadde kraf­ tigere motor og nådde en hastighet på 405 knop. Den gav et av­ gjørende bevis på at jetmotoren var prak­ tisk anvendbar.

C Det første italienske jetflyet var CaproniCampini CC 2. Kom­ pressoren ble drevet av en vanlig stempelmotor. Den var lite ef­ fektiv, og toppfarten var bare 202 knop. CC 2 var imidlertid det første jetflyet som gjennomførte en distanseflyging da det 30. november 1941 fløy fra Milano til Roma.

D I august 1944 ble Luftwaffes K.G.51 som den første jetflyavdeling satt i operativ tjeneste med de tomotors jagerflyene Messerschmitt Me 262. Flyene var hurtige og kraftig bevæpnet, men led likevel store tap for allierte konvensjo­ nelle jagerfly som Hawker Tempest.

E USAs første jetfly kom i luften 1. okto­ ber 1942. Bell XP-59 A Airacomet hadde to 1-16 jetmotorer som var basert på Whittles motortype. Toppfarten var bare 360 knop og flyet ble hovedsakelig brukt til trening.

F Det var RAF som først brukte jetfly ope­ rativt da 616 skvadron med Gloster Meteor jagerfly angrep tyske V-l flygende bomber over Sør-England.

HISTORIKK

typen i 1935 så dagens lys, fremdeles ble brukt i 5rre antall enn noen annen type trafikkfly.

MED PROPELLEN En ung kadett ved Royal Air Force College ved navn Frank Whittle skrev i 1928 en avhandling om «Fremtidig utvikling innen flykonstruksjon». På en tid da RAFs jagerfly fløy med omkring 130 knops hastighet, så han frem til at hastigheter på 450 knop kunne nås i større høyder der luften er «tynnere» enn ved havflaten. Stempelmotorer og propeller vil­ le ikke være godt nok, og han foreslo bruk av raketteller gassturbinmotorer. Det var ikke noe grunnleggende nytt ved idéen. Gassturbiner, eller jetmotorer, hadde vært foreslått til bruk i fly i de tidlige pionerdagene, men det måtte utstå til noen hadde funnet frem til metaller som kunne tåle de høye temperaturer og belastninger det ville bli tale om. Whittle mente at tiden var nær forestående, og tok i 1930 patent på en jetmotor, som han med forsvarsdepartementets noe motvil­ lige tillatelse begynte å arbeide med. Etter å ha over­ vunnet alle slags vanskeligheter og hindringer fikk lian sin første brukbare jetmotor ferdig, og han prø­ vekjørte den med hell 12. april 1937. Uten at Whittle kjente til det, var det i Tyskland en annen ung mann ved navn Pabst von Ohain, som arbeidet med en lignende flymotor. Han hadde at­ skillig bedre finansiell støtte og var faktisk den førs­ te som installerte en jetmotor i et flyskrog - Heinkel He 178. Det var ikke noe særlig inspirerende eller vellykt flyskrog, men det ble det første jetfly som kom i luften, den 27. august 1939. Jetfly nummer to, det italienske monoplanet Caproni-Campini, var en konstruksjon noe utenom det vanlige. Jetmotorens kompressor ble drevet av en ordinær stempelmotor, og toppfarten var be­ skjedne 200 knop. Da britenes første jetfly, Gloster E.28/39 med en Whittle W. 1 turbojet-motor, tok av for første gang 15. mai 1941, var det atskillig mer imponerende. Toppfarten var omkring 260 knop, selv om moto­ rens effekt ved denne hastigheten bare tilsvarte 688 hk. E.28/39 fløy med andre ord nesten like fort som den tids beste jagerfly med stempelmotor, med bare halvparten så sterk motor. Da en sterkere jetmotor ble installert, nådde det over 400 knops hastighet. Både britene og tyskerne forserte arbeidet med å konstruere og produsere jetj agere så meget de kunne, uten å ha kjennskap til hverandres pro­ sjekter. De tyske flyvåpensjefer håpet at deres tomotors Messerschmitt Me 262, som begynte å ta form, skulle bli i stand til å ta brodden av den store allierte bombeoffensiven som var i ferd med å bren­ ne hjertet ut av de tyske byer og industrisentra. Men Hitler var besatt av tanken om angrepskrig heller enn luftforsvar, og dyrebare måneder ble sløst bort med å bygge om Me 262 til jagerbombefly. Det ble således RAFs 616 skvadron som ble den første jetjageravdeling i aktiv tjeneste. Det skjedde 27. juli 1944. Skvadronen var satt opp med Gloster

Meteor jagerfly, hvert med to Rolls-Royce jet­ motorer. HURTIGERE ENN LYDEN Større hastigheter førte sine problemer med seg. Selv de hurtigste av de konvensjonelle jagerflyene hadde av og til kommet i vanskeligheter under stup, ved at vinger eller haleflater falt av uten noen åpen­ bar årsak. Konstruktørene visste at fienden var den usynlige og tilsynelatende harmløse luften, som ble så komprimert av det hurtiggående flyet at den dan­ net nesten massive sjokkbølger som hamret løs på flyskroget til det brakk i stykker. Sjokkbølgene dannes når luftstrømmen over en del av flyskroget når lydens hastighet, som er 660 knop ved havflaten og faller til 570 knop over 36 000 fots høyde. Ved å lage vingene tynnere og gi dem pilform oppnådde konstruktørene å utsette sjokkbølgedannelsen på vingene og vinne noen ekstra knops hastighet. Men mange eksperter tvilte på at fly noensinne ville bli i stand til å fly med hastigheter over lydens, og i avisene begynte man å skrive om «lydmuren». For å undersøke om et spesialkonstruert fly med meget kraftig motor ville være i stand til å trenge gjennom denne «muren», bestilte den britiske regje­ ring et prosjektilformet forskningsfly fra Milesfabrikken. Men så fikk den kalde føtter og kansel­ lerte bestillingen. I USA fortsatte man arbeidet med et lite rakettdrevet eksperimentfly med betegnelsen Bell XS-1 (senere X-l). Flygeren som ble valgt til å forsøke å bryte gjennom lydmuren og fly med overlydsfart, var kaptein Charles Yeager, og han hadde ingen illu­ sjoner med hensyn til det risikable ved foretagendet. Alt ved dette prosjektet virket fremmedartet og minnet om science-fiction. For å spare brennstoff var det nødvendig å starte flyturen med å slippe X-l fra et ombygd bombefly i omkring 30 000 fots høyde, istedenfor å foreta en vanlig avgang fra bakken. På hver flytur nærmet Yeager seg litt etter litt lydens hastighet. Han nådde Mach 0,94 (94 prosent av lydhastigheten) og kjente flyet steile under sjokk­ bølgenes hammerslag, som ville ha smadret et hvil­ ket som helst annet fly på den tid. Men han hadde full tillit til X-ls konstruksjon. Og endelig den 14. oktober 1947 åpnet han den fire-kamrede rakettmotoren til full ytelse i et direkte forsøk på å nå supersonisk hastighet. Mens han sloss for å holde flyet under kontroll, så han viseren på Machmeteret passere 0,94 og 0,98... og plutselig - istedenfor å forsterkes ytterligere ble ristingen borte. Yeager var blitt den første til å fly inn i de roligere forhold som ligger på den annen side av «lydmuren». Ved dette hadde han bevist at muren i virkeligheten ikke eksisterer. I 1956 hadde britene med sitt deltavingede ekspe­ rimentfly Fairey Delta 2, drevet av en ordinær jet­ motor, demonstrert at man med et riktig konstruert fly kunne nærme seg og passere lydhastigheten uten

G Rakettflyet Messer­ schmitt Me 163 var med sine 515 knop det hurtigste jagerflyet på sin tid. 16. august 1944 ble det satt inn mot amerikanske B-17 bombefly. Bestyknin­ gen var to 30 mm kanoner og 24 raket­ ter. Flytiden var bare 12 minutter med full motor, men den kunne forlenges noe ved å slå av motoren og foreta glideflukt.

H 14. oktober 1947 viste kaptein Charles Yeager at man kunne fly hur­ tigere enn lyden, da han fløy supersonisk med rakettflyet Bell X-l. Tegningen viser X-l idet den frigjøres fra moderflyet B-29 i 30 000 fots høyde. Flyet ble løftet opp i høyden for å unngå å bruke rakettbrennstoff for avgang og stigning.

61

62

HISTORIKK

A I sin streben etter stadig høyere ytelser eksperimenterer kon­ struktørene med man­ ge forskjellige motorinstallasjoner. Den franske Nord Griffon hadde en turbojetmotor montert inne i sentrum av en svær ramjet. Avgang og stigning ble foretatt med turbojet-motoren, og denne startet så ramjet-motoren da flyet hadde nådd en bestemt høyde og hastighet.

B 10. mars 1956 ble hastighetsrekorden flyttet forbi 1000 engelske mil i timen (870 knop). Det var prøveflygeren Peter Twiss som med eksperimentflyet Fairey Delta 2 nådde 983 knop. Vik­ tigere enn dette var at man med dette flyet viste at det var mulig å nå overlydsfart uten den ubehagelige risting og skaking som hadde vært vanlig, når bare skroget var riktig ut­ formet.

C Det hurtigste beman­ nede fly hittil, North American X-15A-2, hadde en rakettmotor som gav flyet hastig­ heter på opp til 3937 knop (6,72 ganger lydens hastighet). Som X-l ble også X-15 løf­ tet opp i høyden av et moderfly og frigjort der. De store utven­ dige brennstofftankene ble sluppet når innhol­ det var brukt opp.

D Denne tegningen er la­ get etter fotografi av forsøk i vindtunnel. Den viser sjokkbølge­ ne omkring en modell av jagerflyet Lightning i supersonisk luft­ strøm.

HISTORIKK

E

annen merkbar reaksjon enn at viserne på instrumentpanelet vibrerer idet det foregår. Fra da av ville det å konstruere trafikkfly for å transportere passa­ sjerer med overlydsfart bare være et tidsspørsmål. Det har heller ikke vært noen avslapping i det forskningsarbeidet som med tiden vil føre til enda høyere ytelser for militære og sivile fly. Det rakettdrevne North American X-15 har allerede fløyet godt over 3 500 knop, og hvem vil tvile på at passa­ sjerer en dag kan fly fra A til B med hastigheter som bare astronautene til nå har erfart? HURTIGERE PASSASJERFLY

Etter siste verdenskrig var britene de ledende innen jetfremdriftens nye vitenskap. Motorer som var konstruert i Storbritannia, ble produsert på lisens i USA. Russerne var takknemlige for å få kjøpt en håndfull jetmotorer fra Rolls-Royce. De plukket dem fra hverandre til de minste små deler, kopierte dem og satte i gang egen produksjon uten lisensrettigheter. Derved fremkom den nye generasjon av sovjetiske kampfly, med blant andre den berømte jageren MIG-15. Når det gjaldt konstruksjon av trafikkfly hadde britene ikke noe tilsvarende forsprang, tvert om. En avtale under krigen gikk ut på at amerikanerne skulle ta seg av produksjonen av det store antall transportfly som de allierte trengte, slik at den bri­ tiske industri kunne konsentrere seg om kamp­ flyene. I Storbritannia hadde man ikke trafikkfly som kunne måle seg med DC-4, Constellation og

Convairliners som strømmet ut fra samlebåndene på den andre siden av Atlanteren. Det var en tid for dristige avgjørelser. De to stats­ eide britiske flyselskaper, BOAC og BEA, ble fortalt at de måtte klare seg med passasjerfly basert på krigstidens bombeflytyper, supplert med noen få langtrekkende trafikkfly innkjøpt fra USA, inntil de britiske flyfabrikker med bakgrunn i sin eksper­ tise på jetmotordrift kunne produsere nye revolusjo­ nerende trafikkfly med turbinmotorer. Mindre enn fire år etter krigens slutt hadde de prøve fløyet prototypene til den jetdrevne de Havilland Comet og turboprop-flyet Vickers Viscount. Disse viste at konstruktørenes forhåpninger ville bli innfridd - at turbindrevne trafikkfly med sine større hastigheter og flyhøyder ikke bare ville korte ned reisetiden, men også by passasjerene en behageli­ gere reise enn noen gang før, ved at de kunne stige opp over de urolige værforhold. I begynnelsen av 50-årene syntes den britiske flyindustri å befinne seg på toppen i verden. Ingen andre kunne tilby flyselskapene så hurtige og kom­ fortable fly, og selskapene stod i kø for å kjøpe dem. Så ble Comet-flyene rammet av ulykken. De stadige trykkforandringer skroget var utsatt for i forbin­ delse med trykkabinen, hadde forårsaket ørsmå sprekker som følge av det lite kjente fenomen som kalles utmatting i metaller. To Comet-fly falt ned i Middelhavet, og alle ombord omkom. Den britiske luftfartens grasiøse flaggskip ble satt på bakken for aldri mer å fly passasjerer i dets opprinnelige form. Så fulgte en av luftfartens beste «detektiv-histo-

E Med den britiske de Havilland Comet 1 ble jetflyets hastighet og komfort tilgjengelig også for passasjertrafikken. Den kom i bruk 2. mai 1952. Flyet tok 36-44 passa­ sjerer og marsjfarten var 425 knop. Tegnin­ gen viser den nyere ut­ gaven Comet 4. F Det neste jet-trafikkflyet som kom i tje­ neste, var det sovje­ tiske Tupolev Tu-104. Det var utviklet fra det tomotors jetbombeflyet Tu-16, og ble

brukt på Aeroflots ruter fra 15. september 1956. Den opprinnelige versjon hadde 50 seter.

G Det franske trafikk­ flyet Caravelle fikk en helt ny fasong ved at de to Rolls-Royce Avon jetmotorene ble montert helt bak på skrogsidene. Dette gir mindre støy i kabinen, lettere tilgjengelighet for vedlikehold, og «renere» vinger. Denne plasseringen av moto­ rene bak ved halepartiet ble vanlig i årene som fulgte.

63

64

HISTORIKK

rier». Ved hjelp av det siste på områdene fjernsynsteknikk og bergingsteknikk klarte den britiske mari­ nen å hente opp fra Middelhavets bunn praktisk talt alle vrakdeler fra et av de havarerte flyene. Viten­ skapsmenn ved Royal Aircraft Establishment stu­ derte og analyserte det splintrede bevismaterialet, og til deres heder gjorde de sine resultater tilgjenge­ lige for all verdens fly konstruktører, for at en gjen­ tagelse av ulykkene skulle unngås. Med dette gjorde de også for all tid slutt på Storbritannias ledende stilling som leverandør av fly til verdens flyselskaper. Da den helt nye Comet 4 kom i tjeneste på de første transatlantiske jetflyruter i oktober 1958, var den sovjetiske Tupolev Tu-104, basert på et jetbombefly, allerede i utstrakt bruk. Innen få uker fikk Cometene følge over Atlanteren av de første store Boeing 707, og disse ble sammen med Douglas DC-8 standardtypene på alle langdistanseruter i den vestlige verden. Vickers Viscount ble fremdeles solgt i stort antall, ettersom det ikke fantes andre konkurrerende fly av tilsvarende type. På samme måte fant også det franske kortdistanse jettrafikkflyet Caravelle, med den originale plassering av jetmotorene bakerst på skroget, et villig marked. For å møte behovet på det stadig voksende markedet for massereiser, har flye­ nes størrelse fortsatt å øke. Boeing 747 Jumbo-jet var det første og største av de nye «wide-body» tra­ fikkflyene. Det kunne ta opptil 500 passasjerer. Det tremotors Lockheed L-1011 TriStar og McDonnell Douglas DC10 er noe mindre. Flyfabrikkene i Frankrike og Storbritannia tok et dristig skritt frem­ over med overlydsflyet Concorde, hastighet vel 1250 knop (2300 km/t). Jomfruturen fant sted i 1969, og fra 1972 har Concorde fraktet reisende med det dob­ belte av lydens hastighet. Passasjerer fra Europa lander i Amerika før start, regnet etter klokken. For å konkurrere med de store amerikanske flyfa­ brikkene ble det dannet et europeisk tre-nasjonalt konsortium, Airbus Industries. Den første Airbus, A-300, kom i luften i 1972, og siden da har en stadig strøm av teknisk forbedrede utgaver forlatt samle­ båndet i Toulouse i Frankrike. Airbus har funnet kunder over hele verden, også i Amerika, og har alt­ så brutt den amerikanske flyindstriens helt domine­ rende stilling.

RETT OPP, RETT NED A Den ruvende Boeing 747, den første «jum­ bo-jet», brakte noe nytt inn i luftfarten. Den fløy for første gang i begynnelsen av 1969. Flyet kan ta opptil 500 passasjerer, som sitter ti i bredden i en over seks meter bred kabin. USAs pre­ sident har et slikt fly til sin disposisjon, «Air Force One», med kommandosentral inn­ redet ombord.

B Lockheed L-1011 Tri­ Star er det andre i en ny generasjon av tra­ fikkfly med omfangs­ rike skrog, utviklet i USA. Det har tre Rolls-Royce turbofanmotorer, to under vin­ gene og en bak i halepartiet. Flyet har en samlet besetning på 13 og tar inntil 345 passa­ sjerer når kabinen er innredet for økonomiklasse.

C De første supersoniske passasjerflyene er det britisk-franske Con­ corde og det sovjetiske TUpolev TU-144. Den større Boeing SST, som skulle ha marsj­ fart på Mach 2,7 (1540 knop) i 64 000 fots høyde, er oppgitt av økonomiske grunner. Den var først kon­ struert med svingbare vinger (tegnin­ gen), senere med deltaving.

D Airbus A300-600R var et av de første tomotor langdistansejetfly i transatlantisk trafikk. Flyet tar opptil 267 passasjerer, og rekke­ vidden er 4350 nautis­ ke mil.

Thomas Alva Edison var ikke imponert av Wrights biplan og kommenterte syrlig: «Flyet er ikke verd en skitt før det kan fly som en kolibri, gå rett opp, rett ned, sveve som en kolibri.» Historien har vist at han langt fra hadde rett i sin bedømmelse av det fastvingede aeroplanet, men det har likevel aldri vært tvil om at et luftfartøy som kunne starte og lande vertikalt, ville ha mange fordeler sammenlig­ net med ordinære fly. De fleste flyuhell skjer under avgang og landing, mens flyet har stor hastighet nær bakken og flyge­ ren har mange ting som samtidig opptar hans tan­ ker og hans hender. Risikoen øker når mørke og

HISTORIKK

dårlig vær kommer i tillegg til hans øvrige proble­ mer. Flyenes økte størrelse og hastighet har forstør­ ret vanskelighetene, og selv trafikkflyene suser av gårde på 3-4 kilometer lange betongbaner med has­ tigheter som bare de hurtigste racerbiler kan oppnå, innen de krafser seg opp i luften. Glimrende konstruksjoner, pålitelige motoranlegg, dyktige flygere og alle tenkelige elektroniske hjelpe­ midler gjør til sammen at risikoen er redusert til det punkt at passasjeren gladelig kan se bort fra den. Men flyingeniørene har aldri glemt Edisons ord. Helikopterlignende leketøy, der en liten rotor spinnes opp i luften ved at man trekker i en tråd, er nesten like gamle som dragene. Første gang prinsip­ pet med hell ble anvendt på et bemannet fly i full størrelse, var i Frankrike i 1907. Men det tok over 30 års eksperimentering før helikopteret fremstod som et praktisk anvendbart transportmiddel. Det var Igor Sikorsky som stod for det - den samme Sikorsky som i 1913 bygde verdens første firemotors fly. Men nå var han bosatt i Amerika. Det var hans vesle prototyp VS-300 fra 1939 som ble begynnelsen til de tusener av helikoptere som i dag utfører nesten umulige oppdrag over hele verden. Helikopteret får både løfte- og fremdriftskraft fra sine roterende vinger, og kan derfor aldri bli i stand til å fly tilnærmelsesvis så fort som fastvingede aero­ plan. Dette har fått konstruktører til å undersøke alle andre muligheter for vertikal avgang og landing. I 1954 dukket der opp en helt ny form for flyging, da Rolls-Royce demonstrerte sin fantastiske eksperimentmaskin, «Flying Bedstead» («Den flygende seng»). Den kunne starte og lande vertikalt (VTOL — Vertical Take Off and Landing) ved hjelp av løftekraften fra to vertikalt monterte jetutblåsningsrør. Etter «Den flygende seng» fulgte et utrolig utvalg av forskjellige VTOL-prosjekter. Noen av dem kom­ binerer Edisons spesifikasjoner med supersonisk ytelse. En del er illustrert på denne siden. Andre blir presentert lenger ute i boken. Til sammen gir de slå­ ende bevis på at flyteknikken fremdeles er i sin barn­ dom, og at fremtidige utgaver av «Den store flyboken» vil ha en enda mer fantastisk historie å berette. E Vertikal avgang og lan­ ding (Vertical take-off and landing VTOL) er nøkkelen til økt sikker­ het og anvendbarhet. Det første luftfartøy tyngre enn luft som startet vertikalt med en flyger ombord, var det­ te helikopteret med to rotorer, bygd av Paul Cornu. Dette fant sted 13. november 1907. F Juan de la Cierva er den mest kjente av de første konstruktører av rotorfly. Det var hans erfaringer med autogi­ roene, som hadde fritt roterende rotorer, som dannet grunnlaget for det moderne helikop­ teret.

G Det første anvendbare helikopter var Igor Si­ korskys VS-300 fra 1939. Det ble oppha­ vet til alle en-rotors helikoptere av nyere konstruksjon, og var så vellykket at det fikk Sikorsky til å gå i gang med industriell produksjon av heli­ koptere. H Det sovjetiske helikop­ teret Mil Mi-12 veier 105 tonn. Det er bygd for både sivil og mili­ tær bruk og kan levere sin last på steder der intet transportfly kan lande.

I

Et av verdens mest brukte helikoptere er Bell 206 Jetranger. Det kom i luften i 1962, og er fortsatt i produk­ sjon 30 år etter. Heli­ kopteret har en 400 hk gassturbinmotor, og den største versjonen tar flyger pluss inntil fem passasjerer. Jet­ ranger brukes også i militær utgave.

O SE-HP)

65

66

HISTORIKK

A Før Rolls-Royce opp­ fant teknikken med jet-løft, ble mange andre løsninger prøvd for å gjøre det mulig å starte og lande verti­ kalt med hurtiggående fly. Convair XFY-1 Pogo fra 1954 «satt på halen» og hang i pro­ pellene under avgang

og landing. Flyet had­ de en turbopropmotor.

B Hawker Siddeley Harrier er et av historiens mest bemerkelsesverdi­ ge kampfly. Flyets Pe­ gasus turbofanmotor har fire svingbare dy­ ser, slik at skyvekraf­

ten kan rettes nedover for vertikal start og landing. Med dysene rettet bakover har Harrier egenskaper og ytelser som svarer til en ordinær jetjagers. Flyet har således en allsidig anvendbarhet som man ikke før har sett.

C Bell Boeing V-22 Osprey har alle heli­ kopterets fordeler. Det kan starte og lande vertikalt, og «hovre» (sveve) med motorene i vertikal stilling. Etter avgang dreies motore­ ne fremvoer, og Osprey får egenskaper som et vanlig fly, med

dobbelt så stor hastig­ het som kan oppnås med helikopter. Flyet er beregnet for alle forsvarsgrener i USA, og har en sivil utgave med plass for 25 pas­ sasjerer.

HISTORIKK

1 Ved Kili Devil Hills, North Carolina, USA, fant brødrene Wrights første flyging sted. 17. desember 1903.

flybåt NC-4 fra US Navy med kaptlt. A.C. Read og fem manns besetning, 16.-27. mai 1919. Flytid 25 timer.

2 Louis Blériot var den første som krysset Den engelske kanal, 25. juli 1909, fra Barraques i Frankrike til Dover i England, med et Bléri­ ot monoplan.

5 Første non-stop fly­ ging over Atlanteren, fra St. John’s, New­ foundland, til Clifden, Irland. Vickers Vimy, ført av kapt. John Alcock og Lt. Arthur Whitten-Brown, 14.-15. juni 1919.

3 Første tur tvers over Nord-Amerika, fra New York til Pasadena, California i 69 etapper 17. september - 5. november 1911 av Calbraith P. Rodgers med Wright biplan «Vin Fiz». 4 Den første transatlan­ tiske flyging, fra Trepassey Bay i New­ foundland til Lisboa via Azorene, Curtiss

6 Første tur-retur over Atlanteren, fra East Fortune, Skottland, til New York og tilbake til Pulham i England. Luftskipet R. 34 fra den britiske marinen, ført av major G.H. Scott 2.-13. juli 1919. 7 Første reise med fly fra England til Austra­ lia, fra Hounslow til

Port Darwin. Vickers Vimy ført av kapt. Ross Smith og lt. Keith Smith pluss to manns besetning, 12. november - 10. desem­ ber 1919. 8 Første reise med fly fra England til SørAfrika, fra Brooklands til Cape Town. Oblt. Pierre van Ryneveld og maj. C. J. Quintin Brand med to manns besetning i to Vickers Vimy. Det ene hava­ rerte ved Korosko og det andre ved Bulawayo. TUren fortsatte med D.H.9. 4. februar - 20. mars 1920.

9 Første flyging over Sør-Atlanteren, fra Lisboa til Rio de Ja­ neiro via Las Palmas, Kapp Verde, Porto Praia, Fernando No-

ronha. Kapt. Sacadura Cabral og kapt. Gago Coutinho fra Portugal i et Fairey IIID Mk II sjøfly, som havarerte ved St. Paul’s Rocks, og videre med to Fai­ rey IID, det ene hava­ rerte ved Fernando Noronha. 30. mars 17. juni 1922.

10 Første flytur jorden rundt, fra Seattle i USA tilbake til Seatt­ le. To Douglas World Cruiser ført av lt. Nel­ son og lt. Smith, 6. april - 28. september 1924. 11 Første fly over Nord­ polen. Kaptlt. Richard Byrd og flygeren Floyd Bennet i Fokker mo­ noplan «Josephine Ford», 9. mai 1926.

12 Første flyging nonstop

New York-Paris. Char­ les Lindbergh med Ryan monoplan «Spi­ rit of St Louis», 2021. mai 1927. Flytiden var 33 1/2 timer.

13 Afrika rundt. Short Singapore flybåt ført av Sir Alan Cobham. 37 000 km. 17. novem­ ber 1927 - 11. juni 1928. 14 Første flytur over Stil­ lehavet, fra San Fransisco til Brisbane i Australia via Honolulu og Suva, av Charles Kingsford Smith med tre manns besetning i Fokker F. VIIB 3 m monoplan «Southern Cross». 31. mai - 9. juni 1928.

15 Første bemannede romferd. Major Juri Gagarin i romfartøyet

«Vostok». En runde rundt jorden på 108 minutter, 12. april 1961.

16 Første amerikanske kretsløp rundt jorden. Oblt. John Glenn i romfartøyet Mercury «Friendship 7». Tre kretsløp på 295 minut­ ter, 20. februar 1962.

17 Første non-stop flytur jorden rundt uten å fylle brennstoff under­ veis. Dick Rutan og Yanna Yeager i Voyager, et fly med to stempelmotorer og bygd i sin helhet av komposittmateriale. 105 000 kilometer på ni dager, 23. desember 1986 - 1. januar 1987.

67

68

HISTORIKK

A Det tomanns romfartøyet Gemini fulgte et­ ter Mercury-fartøyene i amerikanernes romfartsprogram. Alle de ti oppskytningene, som fant sted fra mars 1965 til november 1966, var vellykte, og inkluderte de første rendezvous og sam­ menkoblinger av satelitter i kretsløp.

B Siden sist i 1950-årene har bedrifter innen flyindustrien innført betegnelsen «aerospace industry» om sin virksomhet. Det første menneske som reiste i rommet, var sovjeteren Jurij Gagarin. I romfartøyet Vostok I gjorde han 12. april 1961 et krets­ løp rundt Jorden på 1 t 48 min.

C Apollo-romfartøyene ble skutt ut ved hjelp av den enorme tre­ trinns raketten Saturn V, som her sees oppå beltetransportvognen som flytter den fra monteringshallen til utskytningsrampen på Cape Kennedy. Saturn V er 108 meter høy, og vekten ved utskytnin­ gen er 2723 tonn, in­ kludert romfartøyets 42 tonn.

D Romfartøyet Apollo ble laget for de første amerikanske ekspedi­ sjoner til månen. Det består av tre deler. Den sylinderformede service-seksjonen inne­ holder brennstoff, elektrisitetsforsyning og fremdriftsenheter. Den koniske kommandoseksjonen huser be­ setningen på tre mann. Månelandingsfartøyet brukes av de to astro­

nautene som foretar selve månelandingen. Det tar dem ned på måneoverflaten og opp igjen til komman­ do- og service-seksjo­ nen mens disse er i kretsløp rundt månen. Det er bare kommandoseksjonen som ven­ der tilbake til jorden.

FLYKONSTRUKSJONER

70

FLYKONSTRUKS JONER

A Henry Farman biplan fra 1913. Det åpne skroget med spanter og wirer er typisk for mange av flyene på den tiden. Tegningen viser en av Henry Farmans første konstruk­ sjoner.

B På dette vingestagfestet, brukt av Henry Farman, er også mon­ tert trinser til kablene for vingevridning og fester for avstivningswire mellom vingene.

1 2 3 4

Vingestag Strekkfisk Trinse Kabler for vingevridning

C Henry Farman under­ stell. Kabler med gummikjerne ble ofte brukt for å absorbere landingsstøtet.

1 2 3 4

Aksel Gummitau Kuleledd Landingsmeie

D Fjæret halemeie på Henry Farman. Meiens ende var bøyd nedover, slik at den skulle få grep i bakken og bremse opp flyet under landing.

1 Gummitau 2 Skrogspanter

FLYKONSTRUKSJONER

E Stag på Henry Farman med kabelførere for styrewirer.

1 Stag 2 Kabelfører F Typisk skrogsammenføyning som viser to tverrspanter festet til en langbjelke.

1 2 3 4

Stag Avstivningswire Tverrspant Langbjelke

G Universal stålbeslag på Sopwith Tractor bi­ plan fra 1913 som bandt sammen et ver­ tikalt spant, bakre vingebjelke og hjulstaget med en langbjelke.

1 2 3 4

Spant Tverrbjelke Langbjelke Hjulstag

H Bambus, som er et na­ turlig rør med stor styrke og lav vekt, ble meget brukt i de tid­ ligste flykonstruksjo­ nene. Her vises typiske sammenføyninger. Nederst er en bolt fes­ tet til enden av en bambusstokk. Over vises en rektangulær bjelke festet til bam­ bus, og øverst en sam­ menføyning av to bambusdeler.

1 2 3 4 5 6 7 8

Langbjelke Klemme T-stykke Treplugg Stag Trebjelke Bambus Treplugg

Flyingeniører har vært definert som «menn som må bygge en ting slik at den veier én kg, som enhver idiot kan bygge hvis den får veie to». Denne hentyd­ ning til betydningen av lav vekt avspeiler hovedfor­ skjellen mellom aeronautisk vitenskap og andre for­ mer for ingeniørvitenskap. Den dominerer alle sider ved fly konstruksjon. Til å begynne med var hovedkravet til et aeroplan at det skulle kunne løfte seg fra jordoverflaten. Aerodynamiske hensyn for øvrig kom i annen rekke ved valg av konstruksjonsmåte. Flygere in spe var som regel både designere, konstruktører og prøveflygere for sine flymaskiner, og disse første pionerer brukte ofte bambus i skrog- og vingekonstruksjonene. Med det sirkulære tverrsnitt var bambus på grunn av luftmotstanden ikke det ideelle materiale, men dette var med datidens lave hastigheter ikke noen alvorlig ulempe. Bambusen har med sin natur­ lige rørform både styrke og lav vekt, og dessuten det fortrinn at den ikke behøver bearbeides. Når bam­ bus av passende diameter var valgt ut, kunne kon­ struktøren bruke den i sin naturlige tilstand ved ganske enkelt å kutte den i ønskede lengder. En eldre bok for veiledning i bygging av fly anbefalte bam­ bus, og la til at med dette materiale behøvdes ikke annet verktøy for å bygge et glidefly i full størrelse enn en tresag, skrunøkler og en baufil. Bambusstenger i passende lengder ble føyd sam­ men ved hjelp av enkle beslag formet av metallplater. Det var vanlig å bruke messing, fordi den var lett å forme og lite utsatt for korrosjon. Bambusrammer laget på denne måte ble avstivet med wire for å få den nødvendige fasthet. Avstivningen var ofte meget omfattende, og en vanlig spøk på den tiden var at flykonstruktørene kontrollerte resultatet av sitt kunstverk ved å slippe en fugl løs midt inne i konstruksjonen. Hvis fuglen kunne fly ut, manglet det en avstivningswire! Foruten som avstivning tjente wirene også til å «rigge» konstruksjonen til korrekt form, ved at de riktige wirene ble strammet eller slakket. Bambusen ble etter hvert utkonkurrert av gran og ask. Med disse lette og sterke treemner kunne bedre skrogkonstruksjoner utformes, med strømlinjeformede stag mellom vingene. De var også bedre egnet for de forbedrede vingeformer som ble utviklet. Bæreflatene på de første flyene var meget tynne. De ble etter hvert erstattet med tykkere vinge­ profiler, som gav bedre løft og gjorde at man kunne

12

FLYKONSTRUKSJONER

bruke tykkere og dermed sterkere vingebjeiker. For å spare vekt og beholde tilstrekkelig styrke ble det benyttet utfreste bjelker med I-tverrsnitt, og man drog fordeler av de erfaringer bygningsingeniører hadde gjort med utforming av bærebjelker. Det ble tidlig gjort en del forsøk på å bygge «monocoque»-skrog. Dette er en konstruksjonsmåte hvor all belastning blir opptatt i det ytre skall og ikke av et innvendig skjelett. En hummerklo er et godt eksempel på en naturlig monocoque. Den bri­ tiske flypioneren Handley Page fikk æren for det første, da han på Olympia-flyutstillingen viste et monoplan med et glattpolert, skallformet skrog av mahogny. Noe senere kom endekkerne fra British Deperdussin, landflyet Thunderbug og sjøflyet Seagull. En annen tidlig britisk monocoque-konstruksjon var Parnall Panther, beregnet for hangarskipbasering. Dens skrog kunne på en sinnrik måte deles i seksjoner for å lette bortstuing ombord. Sopwith Aviation Company utstyrte tidlig i 1918 en Snail med et eksperimentelt monocoque-skrog av trepanel. Flyets navn var forresten ingen hentydning til dets ytelser, men til at flyskroget i hovedsak var bygd som et skall. De fleste tyske speidefly under første verdenskrig, Albatros, Roland og Pfalz, hadde monocoque-skrog. Mange såkalte monocoque-skrog, slik som på Sopwith Snail, hadde imidlertid en viss innvendig avstivning. Trehuden opptok mesteparten av belast­ ningene, men ikke alt. Denne konstruksjonsmåte beskrives bedre som en «belastet hud»-konstruksjon. Det egentlige monocoque-skrog av tre, som ble laget ved påliming av flere lag tynn finer utenpå hverandre, kom senere, og nådde høyden med balsafiner-skroget til de Havilland Mosquito jagerbomber fra den annen verdenskrig. Vinger lages ikke etter monocoque-prinsippet, fordi de belastninger de utsettes for er annerledes. En vingehud er motstandsdyktig mot strekkbelastning, men kan ikke motså særlig kompresjonsbelastning med mindre den er forsterket med tettsit­ tende avstivere. Den vil for eksempel lett få bulker ved lettere sammenstøt eller ved at noen går på vin­ gen. Når et fly står på bakken, er huden på vingens underside under kompresjonsbelastning på grunn av vingens egen tyngde. Under flyging er det om­ vendt, og belastningene er meget større. Vingene bærer hele flyets vekt, undersiden er utsatt for strekkbelastning og oversiden for kompresjon. Belastningen er ofte så stor at passasjerene kan se at huden «rynker» seg lett mellom ribbene som følge av kompresjonsbelastningen. Den første verdenskrig endret fly konstruksjon fra å være eksperimentering til å bli en storindustri. Til da hadde aerodynamikkens problemer lagt mer beslag på oppmerksomheten enn problemer med selve byggingen. Trevirke og seilduk var lett tilgjen­ gelig og kunne lett bearbeides av hobby-flybyggerne hjemme i bakgårdene sine. Også anerkjente «fly­ fabrikker» brukte disse materialer. Masseproduk­ sjon var ukjent, og det var dessuten lettere å få tak

A Wire-avstivede treskrog som dette var meget brukt så sent som i 1920-årene. Kon­ struksjonen er i grunntrekk lik en Nbjelke. De fire langbjelkene var ofte bøyd sammen i endene for å gi skroget bedre form, eller man brukte lette rammespanter mellom langspantene. Disse hadde gjerne utsparin-

ger for tynnere langs­ gående ribber som feste for enten duk eller finer.

B Vinger av tremateriale som denne var meget brukt i 1920-årene. De var oftest bygd om to vingebjelker, som en­ ten var utfrest til Iform av massivt trevir­ ke, eller snekret sam­ men som en hul rek­ tangulær kanal. Rib­ bene var laget enten om lette krysspanter, eller av finer. Vingene var avstivet enten med

innvendige wirer, eller ved at forkanten bak til den fremre vingebjelke var kledd med finer. Resten av vingen var kledd med duk som var tilstrammet og gjort vanntett ved hjelp av dope.

1 Ribbe 2 Fremre bjelke 3 Bakre bjelke

FLYKONSTRUKS JONER

faglærte snekkere enn folk med erfaring i å lage ette metallkonstruksjoner. Da krigen brøt ut, fikk man snart understreket lyets militære potensial. Det oppstod en enorm etterspørsel, og fra spredte skur og bilverksteder vokste de store flyfabrikker frem. Trevirke ble fort nangelvare ikke bare på grunn av etterspørselen, nen også fordi det - som i Storbritannias tilfelle jfte måtte importeres, med bruk av dyrebar tontasje som var hardt tiltrengt for transport av trop>er og forsyninger. For britene ble stillingen brått ærre da Russland, som hadde levert kryssfiner, jukket under, samtidig som forsyningen av førstedasses grantrevirke avtok. Dette førte til atskillig mprovisasjon. Som erstatning prøvde fabrikantene indre treslag, men ingen av dem var helt vellykte. Det uunngåelige skjedde - metall begynte å eråatte treverk. Man begynte å eksperimentere og not slutten av krigen ble skrog og vinger av metall jrodusert i betydelig skala. I Tyskland hadde man raert tidligere ute. Der ble det første helmetall-fly av ett legering, den tremotors flybåten Dornier RS1, jrodusert i 1914. Den ble forløper for et stort antall ;tore flybåter og flottørfly som tyskerne brukte inder krigen. Av større betydning var Hugo Junkers metallfly. 1910 tok han patent på en tykk cantilever-ving iten utvendige støttestag. Denne epokegjørende ippfinnelsen ble imidlertid ikke brukt med hell før 1915, og da i metallkonstruksjon. Junkers hadde jverveid å benytte trevirke, men funnet at metall var let eneste brukbare. Om de to materialets egen;kaper uttalte han: «Trevirke kan skaffes bare i be;temte dimensjoner og fasonger fra trestammer og jrener produsert av naturen, mens metaller kan fås et nesten ubegrenset utvalg av kvaliteter og dimen;joner. Dessuten kan de gis hvilken som helst form, :r mer pålitelige, deres styrke kan bestemmes nøyiktigere og de er upåvirkelige av klima og atmosfæiske forhold.» Metall var det eneste materiale Junkers kunne jruke i sine revolusjonerende fly konstruksjoner. Det passet også bedre for den masseproduksjonseknikk som ble innført for at de militære myndigreters etterspørsel etter fly skulle kunne tilfreds-

Junkers første fly, J.l, et full-cantilever monoplan av jern og stål, hadde sin jomfrutur i desember 1915. Med en 120 hk Mercedes motor nådde det en hastighet på 90 knop. Myndighetene var skeptiske overfor en slik revolusjonerende konstruksjon, mest fordi de antok at metallflyet måtte være unødig tungt, og de søkte å stanse videre arbeid med det. Men Junkers fortsatte. I 1917 kom den forbedrede J.2, fremdeles av jern og stål, etterfulgt samme år av J.4. Dette bemerkel­ sesverdige flyet var laget hovedsakelig av duraluminium. Det var et cantilever sesquiplan og beregnet som jagerbombefly. Det var toseters og hadde en 200 hk Benz motor, som ga flyet en toppfart på litt over 80 knop. Etter J.4 fulgte J.7/9, det første lavvingede cantilever monoplan jagerfly, og i 1918 kom

J.10, som ble utviklet videre til det lille passasjer­ flyet F.13. Det er interessant å notere at en hovedgrunn til at Junkers bygget flyene lavvingede, var å beskytte be­ setningen mot skader i tilfelle av havari. Resonnementet var at den lavt monterte vingen ville treffe bakken først og absorbere en stor del av det første sjokket. Da opptrekkbart understell ble innført, viste også en lav vingeplassering sine for­ trinn, idet understellsleggene kunne gjøres korte og derved relativt lettere. Junkers kom til å få stor innflytelse på flyenes ut­ vikling. Denne pioneren har æren for design og konstruksjon av de første vellykte fly med cantilevervinger, de første vellykte helmetallfly og de første lavvingede monoplan. Alt dette ble Junkers ved å forbedre i de år som fulgte. De fly Junkers produserte spilte ingen viktig rolle under den første verdenskrig. Men cantilevervingen ble med hell benyttet av Reinhold Platz, sjefskonstruktør hos nederlenderen Anthony Fokker, på de utmerkede Fokker jagerfly i 1917-18. Platz’ vinger hadde kassebjeiker med sider av kryssfiner og tyk­ kere tre på over- og undersiden. For å hindre deformering av vingene var de tidligere benyttede gitterribber som gikk fra forkant til bakkant og gav vin­ gen dens profil, erstattet med ribber av finerplate, avstivet med flenser. Disse ribbene delte vingen i en rekke celler, som hver for seg kunne motstå torsjon (el. vridning). Enda et viktig bidrag til utviklingen av flykonstruksjoner stammet fra en tysk designer, dr. Adolf Rohrbach. Junkers benyttet korrugerte metallplater til skrog- og vingehud, noe som gav stor luftmotstand. Denne type hud var dessuten lite effektiv, da den hadde dårlig evne til å absorbere en stor del av de belastninger som ble påført flyet. Særlig gjaldt dette vingehuden. I 1919 begynte derfor Rohrbach å bygge metallvinger med kassebjeiker og flat metallhud som absorberte en relativt stor andel av belast­ ningene. Dette var begynnelsen til de moderne kon­ struksjoner med belastet hud. Uttrykket «belastet hud» antas å ha vært benyttet første gang av Rohr­ bach i 1924. Teknikken ble videre utviklet og for­ bedret av en av hans kolleger, H. A. Wagner. Det var også Rohrbach som med en briljant fore­ lesning i USA i 1926 bidrog til å så de tankefrø som førte til de revolusjonerende serier av amerikanske transportfly i 1930-årene. Helmetallfly var imidlertid i mindretall i de tid­ lige 1920-årene, da nesten alle fly ble bygd omkring et skjelett og rigget ved hjelp av wirer til korrekt form. Skjelettet tok opp alle belastninger og var trukket med duk som var strukket med påsmurt cellulosedope, unntatt der hvor tynn finer eller metallhud var nødvendig for å gi huden en solidere form rundt cockpiten og på forkanten av vingene. Da krigen var over, falt naturlig nok etterspørse­ len etter fly, og utviklingen av nye fly konstruksjo­ ner dabbet av. I Storbritannia hadde antall ansatte i flyindustrien økt fra noen få hundre i 1914 til nes­ ten 350 000 i 1918. USA, som kom med i krigen med

bare 55 antikverte fly, hadde ved fredsslutningen 24 flyfabrikker som produserte 21 000 fly i året. De sivile flyselskaper som ble startet for å drive ruteflyging, fornøyelsesflyging og luftkartlegging, fant det mye rimeligere å benytte ombygde militær­ fly for sine formål enn å støtte utviklingen av nye flytyper. Videre tekniske fremskritt ble således hindret av mangel på penger og etterspørsel i omkring seks år. I Storbritannia hadde flyproduksjonen mot slut­ ten av krigen vært hemmet på grunn av mangel på trevirke. For at dette ikke skulle kunne skje i en fremtidig krig gav luftministeriet direktiv om at alle fremtidige fly konstruksjoner måtte være i metall. Som et foreløpig skritt ble alle flytyper som var laget av trevirke for RAFs regning, omkonstruert og bygd i metall. Aerodynamiske problemer ble lagt på hyllen, og man konsentrerte seg om metallkonstruk­ sjoner. Metallurger, vitenskapsmenn og matemati­ kere forserte forskningen, og flyingeniørene an­ vendte resultatene i praksis. Mer enn noen gang tid­ ligere var man opptatt av å produsere lette legerin­ ger - med mindre vekt og større holdfasthet - med deres anvendbarhet for industriell produksjon - og med metallenes stabilitet og evne til å motstå korro­ sjon og utmatting. Dette gjorde at man på en interessant måte kunne sammenligne fly konstruert av forskjellige mate­ rialer, men med identisk aerodynamisk utforming. Resultatet var utvetydig. Fly som var laget av me­ tall, var overlegne. Helmetallflyet var kommet til Storbritannia. Men måten det skjedde på gjorde at det knapt var mulig å skjelne et metallfly fra et som var bygd i tre, med mindre man foretok en gransk­ ning av flyets indre konstruksjon. Utviklingen in­ nen konstruksjonsteknikken stagnerte på denne måten i Storbritannia. Fremgangsmåten var uheldig fordi den ikke fremmet selvstendig utvikling av me­ tallkonstruksjoner. Styrken i metallet, som gjorde det ideelt for fremstilling av cantilever-vinger, ble ikke effektivt utnyttet. Noen få flyskrog var sammenføyd ved hjelp av sveising, men denne teknikk ble sterkt kritisert på et tidlig stadium, da mange mente at sveisesømmene var upålitelige. Dette var ikke helt rettferdig, for med erfaring og nøyaktighet kan man lage utmerke­ de sveisesømmer. Men det trenges dyktig fagmessig arbeid, og reparasjoner under feltforhold er vanske­ lige. Hawker Aircraft i Storbritannia utviklet en enkel metode for konstruksjon av skrog av metallrør. Metoden ble benyttet i den lange serien av berømte biplan som denne fabrikken produserte. Den ble også brukt i Hurricane, berømt fra slaget om Stor­ britannia, samt i fremre del av skroget på de senere jagerflyene Typhoon og Tempest. Hawkers teknikk gikk ut på at rørene hadde kvadratisk eller rektan­ gulært tverrsnitt ved alle sammenføyninger, slik at man kunne bruke flate metallbeslag. Men kunne bruke rør med firkantet tversnitt gjennom hele kon­ struksjonen, eller hvis runde rør ble benyttet, ble de presset til firkantet profil ved sammenføynings-

73

74

BOMBEFLYETS UTVIKLING

1 Voisin LA5 (Frankrike). Toseters bombefly, 1914. 2 Sopwith Tabloid (Stor­ brit.), speide bombefly, 1914. 3 Caproni Ca.46 (Italia), strategisk bomber, 1918. 4 Gotha G. V (Tyskland),

strategisk bomber, 1917. 5 D.H.4 (Storbrit.), dagbombefly, 1917. 6 Handley Page 0/400 (Storbrit.), bombefly, 1918. 7 Sikorsky Ilja Mouro-

metz (Sovjet), 1916. 8 Zeppelin (Staaken) R. VI (Tfskland), 1917. 9 D.H.9A (Storbrit.), tose­ ters dagbombefly, 1918. 10 Caproni Ca.42 (Italia), bombefly, 1918. 11 Sopwith Cuckoo (Stor­

brit.), torpedobomber, 1918. 12 Vickers Vimy (Stor­ brit.), strategisk bom­ ber, 1919. 13 Martin MB-2 (USA), nattbombefly, 1920. 14 Breguet 19 (Frankrike),

toseters bombefly, 1924. 15 Fairev Fox I (Storbrit.), dagbombefly, 1926. 16 Hawker Hart (Stor­ brit.), dagbombefly, 1930. 17 Tupolev TB-3 (ANT-6) (Sovjet), bombefly,

1932. 18 Martin B-10B (USA), bombefly, 1934. 19 Marcel Bloch MB 200 (Frankrike), bombefly, 1935. 20 Bristol Blenheim I (Stor­ brit.), bombefly, 1937.

1 Junkers Ju 87 D-5 (Tysk­ land), stupbomber, 1943. 2 Savoia-Marchetti S.M. 79-11 Sparviero (Italia), torpedobomber, 1940. 3 Boeing B-17G Fortress (USA), bombefly, 1943

24 Junkers Ju 88A (Tysk­ land), bombefly, 1940 25 Avro Lancaster I (Stor­ brit.), tungt bombefly, 1942 26 Boeing B-29 Superfortress (USA), bombefly, 1944

27 Iljusjin 11-2 Stormovik (Sovjet), jagerbomber, 1941 28 De Havilland Mosquito B.IV (Storbrit.), bombe­ fly, 1942 29 Convair RB-36D (USA), tungt bombefly,

1952 30 English Electric Can­ berra B(I).8 (Storbrit.), bombefly, 1956 31 Avro Vulcan B.2 (Stor­ brit.), strategisk bom­ befly, 1960 32 Tupolev Tu-20 (Sovjet),

strategisk bombefly, 1961 33 Tupolev Tu-160 (Sovjet), strategisk bombefly, 1988 34 Boeing B-47A Stratojet (USA), strategisk bom­ befly, 1950

35 Dassault Mirage IV-A (Frankrike), bombefly, 1965 36 Convair B-58A Hustler (USA), bombefly, 1960 37 Tupolev Tu-22 (Sovjet), Missil-bærende bombe­ fly, 1965

76

FLYKONSTRUKSJONER

punktene. De tversgående rør var ofte runde og pas­ set inn i muffer boltet til de langsgående, og avstiv­ ningen ble komplettert med wire. I våre dager blir en lignende konstruksjon av stål­ rør brukt i mange småfly, men med sveiset isteden­ for boltet sammenføyning. Noen fabrikker, blant dem Bristol Company, spesialiserte seg i mellom­ krigstiden på å bruke stålbånd av høy strekkfasthet, og hevdet å oppnå en betydelig vektreduksjon mot en viss økning av omkostningene. I disse skrogene bestod noen av streverne av to sammen-naglede stålbånd. Utviklingen tok en annen retning ellers i Europa og i USA, der man introduserte noe ganske nytt innen fly konstruksjon i midten av 1920-årene. Det begynte med høyvingede monoplan som tok flyger og 6-8 passasjerer og hadde en rekkevidde på opptil 800 kilometer. Et godt eksempel på disse var Lock­ heed Vega, produsert i 1927. Det hadde en stjernemotor på 220 hk og tok 6 passasjerer pluss flyger. Marsjfarten var 95 knop og rekkevidden 900 kilo­ meter. Med en 425 hk motor tok flyet 8 passasjerer og farten kom opp i nesten 120 knop. Flyet hadde en avansert strømlinjeform. Skroget var satt sammen av to seksjoner med belastet trehud, presset til riktig form. Vingene, også av tre, var av cantileverkonstruksjon. Med dette flyet fikk man slått fast at man ved å bruke belastet hud kunne få samme kabinvolum som med rammekonstruksjon, med 35 prosent reduksjon av de totale tverrsnittsmål. Man sparte en god del i vekt, og det smekrere skroget hadde mindre luftmotstand. Den vellykte Vega dannet for­ bilde for denne type fly. Flyet gav inspirasjon til konstruktører over hele verden og førte til konstruk­ sjon av større transportfly etter det samme prinsipp. Til denne tid hadde monoplanet hatt liten anven­ delse på det militære område. I Storbritannia hadde man ikke kommet seg fri fra et offisielt forbud mot monoplan, som var satt i kraft midlertidig i 1912 etter en serie ulykker med slike fly. Andre steder foretrakk man relativt saktegående biplanjagerfly fremfor monoplan på grunn av deres ypperlige manøvreringsegenskaper. Biplan-j ager fly nådde i 1929 sitt høydepunkt med Hawker Fury, det første som fløy hurtigere enn 175 knop, og med Gloster Gladiator, det siste todekkede jagerfly som var i bruk i RAF. En annen viktig utvikling i midten av 1920-årene var konstruksjonen av små, hurtige monoplan. Denne utvikling ble stimulert av de mange kappflygingskonkurranser, særlig Pulitzer- konkurransene i USA og de internasjonale konkurransene om Schneider-troféet, og førte direkte til utviklingen av det moderne jagerfly. Konkurransen i 1927 om Schneider-troféet fikk spesiell betydning for Storbritannia. Den ble vunnet med Supermarine S.5, konstruert av R. J. Mitchell. I 1929 seiret Mitchells S.6, og den tredje britiske seier på rad ble sikret i 1931 med S.6B. De hurtig­ gående sjøfly som ble brukt i Schneider-racene hovedsakelig amerikanske, britiske og italienske -

viste veien til fremtidens jagerfly. De gav rike mulig­ heter for utvikling av lette, kraftige metallkonstruksjoner, å perfeksjonere strømlinjeutformingen og å bygge kraftige motorer. S.6B fikk spesiell betydning fordi det ble opphavet til den enestående vellykte Spitfire. Den stadig tiltagende bruk av stål og aluminiumslegeringer førte til at konstruksjoner med semimonocoque belastet hud ble alminnelige, i begyn­ nelsen med en blanding av trevirke og metall og se­ nere helt i metall. Denne konstruksjonsform består i grunntrekkene av et antall tverrspanter eller rammer som gir skro­ get dets tverrsnittsform, og en metallhud som er av­ stivet med langspanter for at den skal tåle kompresjonsbelastning. I vingene brukes ribber istedenfor rammespanter, og vingebjeiker er nødvendige for å gi den fornødne stivhet. Douglas DC-2 var et for sin tid enestående fly konstruert med belastet hud. Fra dette ble det enda mer kjente flyet DC-3, eller Dakota, utviklet. Kon­ struktøren Donald Douglas (assistert av en liten gruppe ingeniører, blant dem James «Dutch» Kindelberger og Arthur Raymond) skapte ikke bare et førsteklasses monoplan av slik konstruksjon; han bygde også - en tanke tilfeldig - en kraftig ving med flere vingebjeiker, og viste med dette veien til den bruddsikrede flykonstruksjon med stor bestandig­ het mot utmatting. I en «bruddsikret» konstruksjon opptas de store belastninger ikke bare av én, men flere konstruk­ sjonsdeler samtidig. Hvis en av dem svikter, vil de øvrige fortsatt tåle belastningen slik at flyet kan bringes ned i sikkerhet. Tidligere hadde få fly hatt mer enn 5000-6000 flytimers levetid, mens hundre­ vis av Dakota-fly har fløyet over 40 000 timer, og et har endog overskredet 80 000. Før DC-2 kom hadde man ikke forstått betydningen av å sikre konstruk­ sjonen med flere deler som samtidig bærer belast­ ningene. (Bruddsikrede - «fail safe» - konstruksjo­ ner er beskrevet i nærmere detalj senere). Mot slutten av 1930-årene var nesten alle flyene konstruert med belastet hud, laget av lette legerin­ ger og satt sammen med stor nøyaktighet i jigger. Jigger er anordninger som holder sammen delene i en spesiell konstruksjon i riktig forhold til hver­ andre for å sikre at de ferdige delene blir nøyaktig like og utskiftbare med hverandre. Til slutt blir huden naglet på plass for å fullføre vedkommende seksjon av skroget eller vingen slik at belastningene deles mellom huden og den underliggende struktur. Den detaljerte konstruksjon av vingebjeiker, skrogrammer og langsgående spanter har variert meget. Spanter av nesten alle tenkelige former har vært brukt. De forskjellige konstruktører og fabrik­ ker har benyttet sine egne spesielle typer i sine fly­ serier. I småfly er spanter med Z-profil vanlige, mens man i større fly gjerne bruker en «hatt»-profil med falset kant. Det er vanlig at man kutter ut spor i spantrammene slik at de langsgående spanter blir sammenhengende. Det er ikke full enighet om hvorvidt langspantene

A Haleflater og høyderor av tre var på de eldre fly konstruert på sam­ me måte som vingene. De bestod av bjelker, ribber og formede deler i for- og bak­ kant, med innvendig avstivning, og med en ytre dukkledning.

B På de første fly som var laget av trevirke, var det vanlig at halefinnens bakre vertikale bjelke samtidig tjente som en bakre samling av flyskrogets langbjelker. Sideroret var enten av en enkel hengslet type, eller aerodynamisk balan­ sert ved at en del av rorflaten stakk frem foran hengsellinjen. Vindpresset på denne del gjør da at man trenger mindre kraft for å gi rorutslag. Bakkanten var oftest formet av stål eller aluminiumsrør, bøyd til den ønskede form. Det hendte også at man brukte wire, og den stramme duken gav da rorets bakkant et «bølgete» utseende (som rundt kanten på en paraply) som man så på mange fly fra den første verdenskrig.

1 Haleflate

C Typiske former for av­ stivning med stag og wire på biplan. Det var vanlig å gi kon­ struksjonen ekstra sik- \ kerhet ved å dublere avstivningen for det tilfelle at en del skulle svikte. Særlig vanlig var dette på militære fly, der spesifikasjone­ ne oftest forlangte dublering av i hvert fall wirene. Foruten å stive av vingene slik at\ de skulle tåle belast­ ningene under flukt og landing, kunne wirene strammes eller slakkes for å rigge vingene til korrekt V-form og innfallsvinkel. 1 To-fags biplan 2 En-fags biplan 3 To-fags biplan med wire-avstivet øvre ytre vingeseksjon 4 Warren-avstaget biplan 5 Sammensatt avstivning tilpasset bensintank i øvre ving 6 To-fags biplan med avstaget øvre ytre vinge­ seksjon 7 Biplan med parallelle stag mellom vingene 8 Forskjøvet biplan (sesquiplan) med V-stilte stag. 9 Forskjøvet biplan med parallelle stag mellom vingene 10 Forskjøvet biplan med N-stilte stag

FL YKONSTRUKS JONER

B

7

8

9

10

77

78

FLYKONSTRUKSJONER

bør festes til rammene i skjæringspunktene. Teore­ tisk sett er det i visse konstruksjoner ikke nødvendig med en slik festing, fordi belastningene vil bli over­ ført fra den ene til den andre konstruksjonsdel via huden. I andre tilfeller er det ikke tvil om at fast sammenføyning gir en sterkere og mer stabil kon­ struksjon. Noen ganger festes delene for å lette pro­ duksjonen, idet sammenføyningen holder spantene på plass til huden er lagt på. Blant fly bygd med denne teknikk var førkrigsflyet de Havilland Flamingo, der spantene ble holdt på plass av oppbøyde tapper på rammene, Junkers Ju 88 samt «Zero», japanernes standard fartøysbaserte jagerfly under siste verdenskrig. På sist­ nevnte fly ble spantene holdt på plass med små vinkeljern naglet både til rammen og spantet. Av interesse ved dette Mitsubishi-flyet var også den usedvanlig tynne huden, etter datidens standard. Dette gjorde at flyet var relativt lett og hadde stor stigeevne og manøvreringsevne. Det var imidlertid meget ømfintlig for kampskader, og «Zero» ble ut­ klasset av amerikanske jagerfly av mer konvensjo­ nell konstruksjon. Et flys konstruksjon er et spørsmål om omhygge­ lige beregninger og kompromisser. Satser man for mye på én faktor - f.eks. lav vekt som i tilfellet med «Zero» - resulterer det sjelden i et vellykt fly. Boeing B-17 Flygende festning hadde en uvanlig konstruksjon. De langsgående spantene gikk gjen­ nom huller i rammene, slik at rammenes ytre flens var ubrutt. På denne måten var både spantene og rammene ubrutt i sammenføyningspunktene. Span­ tene var ikke taggete, men hevet seg jevnt opp til flensens nivå ved hvert punkt. Det samme resultat kan oppnås ved å feste spantene til innersiden av rammene, eller - en metode som er mer brukt - feste rammene utenpå spantene uten utskjæringer i noen av dem. Dette reduserer behovet for nagling betyde­ lig, da det er nok å bruke en eller to nagler i hvert punkt. Metoden brukes meget på Boeings trafikkfly i 707-serien, og var ment benyttet på Boeings super­ soniske trafikkfly, hvis konstruksjonsmateriale i stor utstrekning skulle være av titan. Prøver med små paneler har vist at rørformede spanter kan være opp til 15 prosent mer effektive enn pressformede spanter, men slike har ikke vært brukt på grunn av problemer med fabrikasjonen og innvendig korro­ sjon. For å redusere antall nagler har noen fabrikanter unngått å bruke konvensjonelle spanter. Skroghuden består av lange smale metallbånd med den ene lange kant bøyd i vinkel for å gi samme stivhet som et vanlig spant. Båndene overlapper hverandre og er sammenføyd med nagler langs de oppbøyde kantene. Ved konstruksjon av bombeflyet Vickers Wellington gjorde man et egenartet avvik fra før­ krigstidens vanlige belastede hud. Her benyttet man prinsippet med geodetisk konstruksjon, utviklet av Sir Barnes Wallis. Den var basert på erfaringene fra konstruksjonen av luftskipet R.100, og ble først brukt på bombeflyet Wellesley, som satte distanserekord. På Wellington bestod det geodetisk bygde

skroget av et rammeverk av metallegering som min­ net om kurvfletting, bygd opp av korte kurvede sek­ sjoner og trukket med duk. Denne konstruksjonen var uhyre sterk og kunne tåle atskillig deformering uten å svikte. Det kunne være ganske underlig å se et prøvestykke av slik geodetisk konstruksjon mot­ stå svære belastninger til tross for at det var meget deformert. En tilskuer som en gang betraktet et me­ get forvridd flyskrog, bemerket at det så ut som «en kakerlakk som prøvde å bite seg selv i halen». Metoden satte konstruktørene i stand til å gi flyskroget en fin strømlinjeform, og vingene kunne ha stort sideforhold (lange smale vinger). Rommet inne i skroget ble det størst mulige. Man kunne også lage vinger, skrogseksjoner og deksler i enhver stør­ relse, fordi de vanlige kraftige sammenføyningspunkter mellom seksjonene ikke var nødvendige. Blant ulempene var vanskeligheter med å lage åpninger for dører, vinduer, geværtårn og bombe­ rom. Produksjon i stor skala var også et problem, og den endelige løsning ble å konstruere hver del på jigger, der de ble bøyd bare i ett plan. Den nødven­ dige vridning i andre plan ble så foretatt når delene ble samlet i monteringsjiggene. Et interessant trekk ved Wellington var at skroget og vingene var laget i mindre seksjoner. Den opprin­ nelige hensikt var at hver slik seksjon kunne gjøres helt ferdig før den endelige sammensetning. Alle innvendige komponenter, elektriske kabler, hydrau­ liske ledninger og den ytre duk-kledning skulle monteres mens seksjonene fremdeles var i sine res­ pektive jigger og adkomsten derfor var lett. Man ville unngå de trange arbeidsforhold og forsinket arbeid som alltid oppstår når slikt utstyr skal mon­ teres inne i et ferdig sammensatt flyskrog. Uheldigvis var det på den tid da disse teorier ble utviklet, små muligheter for å få større bestillinger slik at produksjon i stor målestokk kunne settes i gang. Det ble således ikke aktuelt å sette det opprin­ nelige produksjonsprogrammet ut i livet. Da de store bestillinger senere kom, var kravet om hurtig leveranse så fremtredende at den opprinnelige pro­ duksjonsplan ikke kunne gjennomføres, og måtte skrinlegges. Idéen med fabrikasjon i mindre seksjo­ ner har likevel siden vært brukt med stort hell for mange flytyper. En av de største fordeler ved bombeflyet Welling­ ton var dets evne til å tåle svære kampskader. Den geodetiske konstruksjon fordelte belastningene så godt at mange «Wimpey», som de ble kalt, returner­ te fra bombetokt med skader så store at fly med konvensjonell konstruksjon ville ha falt fra hver­ andre i luften. I ett tilfelle kom en Wellington hjem og landet mens bensintankene bokstavelig talt hang ned gjennom vingenes splintrede undersider, etter at det hadde fløyet flere hundre kilometer i denne tilstand. Utbedring av skader forårsaket av fiendens jagerfly og luftvernskyts viste seg å være enklere enn man kunne ha trodd. Fordi de fleste deler var så små og fordi det var så få ulike dimensjoner, kunne ødelagte deler lett skiftes ut. Det geodetiske prinsipp ble aldri tatt i bruk ved

A Disse eldre bjelker av metallbånd med sine underlige profiler mot­ stod kompresjonsbelastninger. De kan generelt sett deles i to typer. Den ene var laget i boksprofil av fire korrugerte metall­ bånd. Den andre be­ stod av to rør festet til hverandre med et kor­ rugert metallbånd. Bjelke 1, med fire me­ tallbånd naglet til

hverandre, ble utvikh til bruk i biplan, og hadde samme tverr­ snitt i hele sin lengde En stor del av metall i denne bjelken gjorc liten nytte i form av . oppta belastninger, men for sin tid var den en lett konstruksjonsform, og danne, grunnlaget for ut­ viklingen av bedre bjelkeprofiler. Bjelke med profil som 2 var

FLYKONSTRUKSJONER

meget brukt av flere fly konstruktører. Den dobbelte rørbjelken 3 bestod av hele elleve metallbånd, føyd sam­ men med seks rader av nagler. Denne typen ble senere forenklet slik at den kunne lages av fire metallbånd, som 4. Denne bjelketype ble brukt av Hawker i militære fly i perioden mellom de to verdenskrigene.

B Denne skrogsammenføyning ble utviklet for bruk i forbindelse med bjelker og span­ ter laget av metall­ bånd. Disse var dyrere å lage, men lettere enn rør med samme styrke.

C Denne enkle skrogsammenføyningen ble utviklet av Hawker Aircraft. Runde rør ble presset til kvadra­ tisk form ved endene, slik at festebeslagene kunne boltes fast til dem flatt. Derved kunne man bruke skrogdeler med både firkantet og rund profil.

D Vingekonstruksjoner av metall ble laget på flere måter. Ribbene på 1 hadde U-profil. Ribbene på 2 var av platemetall med runde hull for å redusere vekten. Senere ble hul­ lene flenset for å av­ stive dem. På 3 er vin­ gen bygd omkring en enkelt bjelke, sam­ mensatt av to ekstruderte T-bjelker forbun­ det med platemetall. 4

viser en ving med to bjelker. 5 er en ving med boksbjelke der de lodd­ rette sidene er av plate­ metall forsterket med vertikale avstivere og innvendige støttestag. Over- og undersiden på bjelken er korrugert i hele vingens lengde. 6 viser en ving med boks­ bjelke som er bruddsikret. Fremre og bakre vegg (bjelke) består av to deler for å hindre at

en sprekkdannelse skal kunne bre seg i hele vingebjelkens dybde. Vingehuden (over- og undersiden av boksen) består også av flere smale metallbånd. Hvis en sprekk oppstår i ett av disse, vil den ikke bre seg til den neste. Denne teknikk sikrer at vin­ gens styrke er tilstrekke­ lig, omenn redusert, inntil sprekken opp­ dages ved inspeksjon.

79

80

FLYKONSTRUKSJONER

andre fabrikker, men når det gjaldt Wellington viste det seg å være vellykket. Det var det eneste britiske bombefly som var i produksjon så lenge krigen varte. Med jetmotoren og den økte hastighet denne brakte med seg, gjennomgikk konstruksjonene med belastet hud atskillige forbedringer. Luftfartens raske vekst etter krigen og den økte utnyttelse av flyene gjorde at utmattingsproblemet kom i for­ grunnen. Kampfly, som jagere og bombefly, har sjelden en levetid på mer enn 3000 fly timer. Men et sivilt trafikkfly kan overstige dette tall i løpet av ni måneder. Dette førte til utmattingsbrudd i flere av etterkrigstidens trafikkfly. Selv ganske beskjedne belastninger kan føre til at metalldeler utmattes hvis de får virke med stadig vekslende retning. Det er få mennesker som ikke har brukket - eller utmattet - en binders ved å bøye den frem og tilbake. Man kan bruke prøveeksemplarer for å finne ut levetiden til enkeltkomponenter, men et urovekkende trekk er at slike prøver viser en stor spredning av resultater, når det gjelder det antall re­ verserte belastninger delen tåler før den svikter. En annen vanskelighet er at man sjelden kan simulere nøyaktig de virkelige belastninger en del blir utsatt for under flyging. Det er nødvendig med omhyggelige beregninger for å lage konstruksjoner med stor bestandighet mot utmatting. Meget viktig er det å unngå belastningskonsentrasjoner ved å benytte jevnt avrundede former og god overflatebehandling. Bolter må være presisjonsdreide og boltehullene omhyggelig plas­ sert og boret etter meget fine mål. To hovedprinsipper for konstruksjon er utviklet for å møte problemet med utmatting. Det ene kalles «safe life» og det andre «fail-safe» (bruddsikring). En «safe life»-konstruksjon er en som er laget slik at den i henhold til beregninger og erfaring ved prø­ ver med lignende deler vil holde et visst antall flytimer før et alvorlig brudd inntreffer. Sprekker kan oppstå før utløpet av denne tid, men disse vil ikke få katastrofale følger. Sprekkenes utvikling er slik at de vil bli oppdaget under en av de regulære inspek­ sjoner før de har svekket delen betydelig. Det er sjelden mulig å gi et helt flyskrog en bestemt levetid, men det gjøres ofte for enkelte deler av konstruksjo­ nen som er spesielt utsatt for utmatting. Som betegnelsen antyder er en bruddsikret kon­ struksjon en som kan svikte uten at det får alvorlige følger. Dette oppnås ved å dublisere de belastede de­ ler slik at enhver belastning bæres av mer enn en del. Skulle en del svikte, vil derved belastningene fortsatt bæres av resten av konstruksjonen slik at det ikke re­ sulterer i noen katastrofal kjedereaksjon. Idéen tilsva­ rer den en mann bruker når han anvender både belte og seler for å holde buksene oppe. Hvis en av delene svikter, vil den andre hindre buksene i å falle ned. Utmatting blir også redusert ved utvikling av bedre metaller. De første generasjoner av jet- og turboprop-fly var laget av sterke sinkrike metalllegeringer. Dessverre førte ikke metallets styrke automatisk til større holdfasthet mot utmatting. I

A Vingebjelken på jager­ flyet Spitfire var bygd opp av to bommer med kvadratisk tverr­ snitt, hver laget av flere rør inne i hver­ andre. Ved vingeroten hadde de fem rør og var nesten massive. Ettersom belastningen gradvis avtar utover vingen, ble antall rør redusert, først sluttet det innerste, så det nest innerste, og så vi­ dere inntil bare de to ytterste ble igjen ute ved vingespissen. Disse ble skåret av på over­ siden slik at de fikk form av en dobbel Uprofil. Masseproduk­ sjon var vanskelig for­ di hvert rør måtte skyvepasses inn i det om­

liggende. Både de inn­ vendige og utvendige dimensjonene måtte derfor være meget nøyaktige.

B Halepartiet på Spitfire var en typisk kon­ struksjon med belastet hud. Nytt for den ti­ den var at to av skrogrammene var forlenget oppover slik at de tjente som bjelker i halefinnen.

C Geodetisk konstruk­ sjon ble brukt med stort hell i bombeflyet Wellington. Denne unike konstruksjon kunne tåle store kampskader uten å svikte.

D Sammenføyning av skrogrammer og langs­ gående spanter kan gjøres på mange må­ ter. Her er begge deler gjennomgående, og man sparer ved dette all nagling, men på bekostning av noe redusert volum inne i kabinen. Dette siste har ikke så stor betyd­ ning i større fly, og metoden er meget be­ nyttet på Boeings serie av jet-trafikkfly. Den var også ment brukt ved titankonstruksjonen i det prosjekterte overlyds- trafikkflyet Boeing SST. 1 Ramme 2 Spant

FLYKONSTRUKSJONER

Denne tegning av en Piper Cherokee viser de viktigste konstruk­ sjonsdelene i et typisk moderne småfly. Flyet tar fire eller seks pas­ sasjerer og er beregnet for masseproduksjon, men består av bare 1200 deler. Skroget er bygd opp på et pramlignende gulv av form-

pressede aluminiumlegeringsplater. Delmontasjen bygges i et fastspenningsapparat, der den nagles sam­ men for hånd med pressluftdrevne klinkehammere. Kabinoverbygget, som har et brannskott i forkant, og gulvet blir deretter naglet sammen i nok

en jigg, og dette tar omkring fire timer med tre mann. Den enkle koniske halen blir festet i et annet apparat, hvoretter hele skroget er klart for in­ stallasjon av styreorganer og annet utstyr. Vingekonstruksjonen er konvensjonell. Hovedbjelken er en

ekstrudert I-profil av lett legering. Spanter festes til vingehuden med et automatisk verktøy som driller og forsenker hullene og skyter naglene på plass, mens platene holdes på plass i et apparat som beveges for hånd for å bringe naglemaskinen i rett

posisjon. Hudplatene på skroget festes på lignende måte. Vingeribber, skrogrammer og mange andre mind­ re braketter blir for­ met i en gummipresse, som er i drift 9 timer om dagen og som kan mates og tømmes kon­ tinuerlig. Av særlig interesse er bruken av

glassfiber i kabindørene på Cherokee Six og i vingespissene der de inneholder bensintan­ ker. Piper har eksperi­ mentert med skrog av plast, og er blant de ledende når det gjel­ der praktisk anvendel­ se av dette nye materi­ ale i småfly.

81

82

FLYKONSTRUKSJONER

FLYKONSTRUKSJONER

A Aermacchi MB.326. Konstruksjonen i dette meget brukte jet-treningsflyet må være ro­ bust og enkel for å tåle hardhendt be­ handling av flyelever. Men det må også være hurtiggående nok til å forberede elevene for de hurtigere og mer avanserte typer som de senere kommer til å fly. Skroget har be­ lastet hud av lett lege­ ring bygd på fire hovedlangbjeiker med formede rammer og tett i tett med tynne langspanter. Det er bygd i fire seksjoner, den avtagbare neseseksjonen med nesehjul og rom for elektronisk

utstyr, hovedseksjonen med trykk-cockpit, vinge- og motorfester og rom for diverse hjelpeutstyr, haleseksjonen med haleflate og finne, festet til hovedseksjonen med fire hurtigløselige bol­ ter og som inneholder jetrøret samt halekonus av rustfritt stål. To robuste kjølbjelker er montert i buken for å gi flygerne maksimal beskyttelse og redusere strukturelle skader i tilfelle av buklanding. Vingene er bygd rundt en fremre hovedbjelke og en hjelpebjelke len­ ger bak slik at de dan­ ner en to-cellet torsjonskasse. Huden er

av jevntykke plater festet med forsenkede nagler og avstivet med tettsatte ribber og fals­ ke ribber. Det er bare to spanter i hele vin­ gens lengde. Vingene er festet til skroget med to bolter i fremre bjelke og en bolt i den bakre. Belastninger fra understellet blir opp­ tatt av hovedbjelken direkte, og denne er dublert mellom understellsfestet og skroget. Bruddsikrede kon­ struksjoner er anvendt for å gi flyet stor styr­ ke og pålitelighet. Se også illustrasjonen på side 84-85.

83

84

FLYKONSTRUKSJONER

11

A Se også teksten på side 83. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Radioutstyr Pitotrør Utskytningssete Brennstofftank Bagasjerom Batterier Bakre skrogskjøt Brannskott Hydraulikktank Hydraulisk akkumu­ lator 11 Luftbrems 12 Oksygenbeholder

FLYKONSTRUKSJONER

lyere trafikkfly har man introdusert kobberrike egeringer. Selv om disse har mindre styrke, har de itørre bestandighet mot sprekkdannelse. Og dersom iprekker oppstår, utbrer de seg meget langsommere. Ettersom flyenes størrelse og ytelser har økt, har nan måttet forbedre produksjonsteknikken når det gjelder sveising, sammenføyning, kjemisk etsing og ?abrikasjon av maskinerte avstivede deksler. Før utmattingsproblemet var alminnelig forstått, )le kjemisk binding og sveising meget brukt. Dette :r også etterpå blitt mer og mer populært ettersom nan lettere kan unngå å konsentrere belastningene, sveising er nesten ikke brukt i hovedkonstruksjoner innet enn i småfly, men blir nå mer og mer benyttet mder produksjon av avanserte overlydsfly (som vil ili omtalt senere). Kjemisk binding, en prosess som ligner liming, er irukt for å feste spanter til huden i skrog og vinger, ig for å feste dobbelthud omkring dør- og vindusipninger eller andre steder der huden må gjøres tykcere for å ta opp større belastninger. Sammenføylingen kan ved denne prosess gjøres like sterk som netallet selv, og man sparer tid og vekt ved at naging ikke trenges. Videre reduseres faren for lekkasje trykkabiner og vingetanker. Den mest benyttede netode er Redux-prosessen, der delene som skal 'øyes sammen, legges på hver sin side av et klebeitykke og presses sammen i en autoklav under var­ ne og trykk. Kjemisk etsing - eller kjemisk fresing, som det av )g til kalles - består i å lage en del av en metallplate

som er tykkere enn den ferdige del skal være. Platen ligger i et svakt syrebad inntil de flater som ikke er innsatt med et syrebestandig belegg, er etset vekk med stor presisjon. Kjemisk etsing brukes ofte på vingehud, idet huden - for å spare så meget vekt som overhodet mulig - ved dette gjøres tynnere der belastningen er minst, mens den beholder den opp­ rinnelige tykkelse rundt dekselåpninger og der huden skal festes. Prosessen tillater gradvis va­ riasjon i tykkelsen, slik at man unngår utmattingsfremmende overganger som ofte er en følge av maskinering. Den maskinerte, avstivede hud lages på lignende måte, men ved konvensjonell maskinering. Meto­ den ble utviklet i USA og innebærer at komponen­ tene bokstavelig talt kuttes ut av massivt metall. Under denne prosessen blir de forskjellige avstivere og ribber, og alle lokale forsterkninger rundt deksel­ åpninger og andre steder, en del av selve huden. Huden lages ofte med varierende tykkelse, tynnest mulig der dette kan tåles, for å spare vekt. Som med kjemisk binding og etsing er denne konstruksjonsmåte fordelaktig, fordi man unngår naglehuller og reduserer faren for lekkasje gjennom skroghuden. Enda viktigere er det at man oppnår god bestandighet mot utmatting ved å unngå steder med sterkt konsentrerte belastninger, som gjerne oppstår ved naglehull, samt ved at store avrundin­ ger kan lages i alle hjørner for å spre belastningene. En maskinert del kan ofte gjøres mindre og lettere enn en tilsvarende fabrikert del.

Der er også ulemper ved maskinerte deler. Egen­ skapene til de tykke metallemnene som trenges, er ikke alltid så gode som i platemetall. Sistnevnte kan beskyttes mot korrosjon ved et utvendig belegg av aluminium, mens beskyttelse av maskinerte deler innebærer overflatebehandling og lakkeringsprosesser. Det trenges også store kostbare verktøy­ maskiner, som må kunne bearbeide emner av lett metallegering av 10 meters lengde eller mer, med en tusendedels centimeters nøyaktighet. Feil under maskineringen kan bli svært kostbare, for selv den minste feil - som for eksempel å ta for meget av en avstiver - kan gjøre at hele delen må kasseres. For å unngå slike feil blir verktøymaskine­ ne ofte styrt automatisk ved hjelp av elektronikk. Elektronisk styring har også andre fordeler. Man sparer blant annet tid som ellers ville medgått til vidløftig manuell innstilling av skjæreverktøyet, og nøyaktigheten blir betraktelig større. Dessuten kan innstilling av skjære- og freseverktøyet når som helst gjentas nøyaktig, uten bruk av kostbare jigger eller sjabloner. De mekaniske egenskaper i mange lette legeringer blir best når de er valset eller utsmidd uten noen et­ terfølgende maskinering, og dette har ført frem til smiepresse-teknikken der store plater blir klemt til den ønskede form mens de er i varm, plastisk til­ stand, under trykk på tusener av tonn. De smiepressene som brukes er uhyre kostbare, men når presseformene først er tilvirket, er fabrikasjonsprosessen så enkel og det ferdige produktets styrke så god at

85

86

FLYKONSTRUKSJONER

metoden stadig blir mer foretrukket for kompliserte konstruksjoner. Alle de konstruksjonsmetoder som hittil er be­ skrevet, må gi delene en viss fleksibilitet for å tillate aero-elastisk defleksjon under belastning. En ving må for eksempel kunne gi etter under flyging i tur­ bulent luft. Under flyging med overlydsfart er også de aerodynamiske belastninger så store at det kreves eksepsjonell nøyaktighet ved utformingen, og feno­ menet kinetisk oppvarming - varme forårsaket av friksjon mellom luft og flyets overflate - har ført med seg nye problemer for konstruktørene. Kravet til aerodynamisk nøyaktighet gjør at stiv­ het i konstruksjonen er av vital betydning. Dette gjelder ganske særlig for fly som er beregnet for sto­ re hastigheter i lave høyder, som jagerbombefly. Disse må ha enormt kraftige og stive vinger. Kinetisk oppvarming kan føre til høye temperatu­ rer, som har to hovedvirkninger for styrken i kon­ vensjonelle lette legeringer. For det første begynner den statiske styrke å avta betydelig ved omkring 100 °C. For det annet reduseres fort holdfastheten mot krymping, dvs. deformering, når en lett metalllegering har vært utsatt for omkring 120 °C i 100 ti­ mer. Nesten like viktig som høye temperaturers virk­ ning er for materialenes styrke, er problemet med belastninger som følger av ujevn oppheting. Dette kan inntreffe også med subsoniske fly under store plutselige høydeforandringer, men har særlig stor betydning for supersoniske fly. Problemet krever derfor spesiell oppmerksomhet under konstruksjo­ nens utforming og under opplegg av testprogrammer. For fly som kan nå overlydsfart bare i korte perio­ der, er problemet forholdsvis lite. Det blir nemlig ikke tid nok for den utviklede friksjonsvarme til å forplante seg til strukturen under flyets ytre hud. Situasjonen blir en annen ved langvarige flyginger med supersonisk hastighet. Temperaturen kan da nå høyder der flyets innvendige struktur begynner å miste sin styrke. En løsning for fly som skal foreta langvarige overlydsflyginger, er å dra nytte av flyets egen evne til å absorbere varmen og lede den vekk, slik at man unngår farlig høye temperaturer i bærende kon­ struksjonsdeler. Et av de første fly som var kon­ struert slik at friksjonsvarmen ble absorbert på den­ ne måten, var bombeflyet Convair B-58 Hustler. Dette flyet kan overskride lydhastigheten i over to timer sammenhengende og har en toppfart på om­ trent det dobbelte av lydens. Ved slike hastigheter blir deler av huden opphetet til over 120 °C på grunn av luftfriksjonen, av de fire jetmotorer med etterbrennere og av varmen fra alt elektronisk og annet varmeutviklende utstyr i flyet. For å gi flyet den nødvendige styrke og stivhet er store deler av B-58 laget av plater av rustfritt stål som er slagloddet. Disse har en kjerne av «honeycomb»-konstruksjon, laget av strimler av rustfritt stål som er slagloddet til hverandre. Kjernen er der­ etter maskinert og lagt mellom en ferdig formet indre og ytre hud. Etter lett slaglodding for å holde

A Transall C.160. Mili­ tært transportfly. Et interessant resultat av internasjonalt samar­ beid. Flyet ble utviklet etter spesifikasjoner av de franske og vest­ tyske myndigheter og produsert av Transall («Transporter Allianz»), en gruppe av franske og tyske fab­ rikker spesielt dannet

for dette formål. Vereinigte Flugtechnische Werke har den over­ ordnede ledelse av prosjektet og er an­ svarlig for produksjon av den midtre skrogseksjonen og de hori­ sontale haleflatene. Hamburger Flugzeugbau produserer fremre og bakre del av skro­ get og halefinnen med

sideror. Vingene og motoranleggene er det franske Nords ansvar. Nord monterte også den første prototypen. Flyet har Rolls-Royce Tyne turbopropmotorer, produsert av et konsortium sam­ mensatt av HispanoSuiza i Frankrike, MAN i Tyskland og FN i Belgia, i samar-

FLYKONSTRUKSJONER

beid med Rolls-Royce. Flyet er konstruert med belastet hud av lett metallegering, og sammenføyningspunktene er spesielt omhyg­ gelig konstruert av hensyn til det inter­ nasjonalt oppdelte produksjonsprogrammet og behovet for lange transporter av de enkelte seksjoner

før sammensetningen. Vingen er bygd opp rundt en kasse med to vingebjelker og består av tre hoveddeler, en senterseksjon og to ytre vingeseksjoner. De tre seksjonene blir samlet med strekkbolter i beslag av lett legering mellom to spanter. Skroget består også av tre hoveddeler,

neseseksjon med cock­ pit, nesehjul og utstyrsrom under gulvet, midtseksjonen med lasterommet som har en lastedør foran og to dører for fallskjermutsprang bak, samt haleseksjonen med lasterampe, bakre lastedører og halepartiet. De tre skrogseksjonene blir satt sammen

med nagler. Haleflaten festes til skroget i fire festepunkter. Laste­ rommet i skroget har i hele sin utnyttbare lengde et tverrsnitt som svarer til den in­ ternasjonale lasteprofil for jernbanene. Rom­ mets lengde er 13 me­ ter. Lasterampen og de to lastedørene bakerst danner den skrånende

undersiden av bakre skrogseksjon. Laste­ dørene er hengslet til sidekarmene og åpnes innover og oppover. Dette gjør at man kan laste inn kolli som helt fyller lasterommet i høyde og bredde. Rampen og dørene kan åpnes under flukt for luftslipp av kolli på inntil 8000 kg.

1 2 3 4 5 6

Vingens senterseksjon Vingens ytterseksjoner Neseseksjonen Skrogets midtseksjon Haleseksjonen Halepartiet

87

88

FLYKONSTRUKSJONER

B A Festetapp for vingen (bruddstift) som pas­ ser inn i hull på un­ dersiden av skroget.

1 Avstivning av skrogets underside 2 Festetapp på vingen 3 Hus for festetappen 4 Vingens midtribbe

dig brennstofftank. Fem maskinerte deler opptar bøyningsmomenter fra vingene. Den midterste av dem er forlenget så den tje­ ner som en ekstra bjel­ ke i de indre vingeseksjoner. 1 Festetapp

B Ving-senterseksjon på H.S.125. Den er inn­ buet på oversiden for å passe til skroget, og er tett lukket slik at den danner en innven­

C Tegningen viser hvor­ dan vingen er festet til skroget, som vist i de­ talj på A og E.

Tetning mellom ving og skrog Skrogramme Festetapp Hus for festetapp 5 Vertikale leddkoblinger

D Hawker Siddeley 125. Det bød på problemer å bestemme utmattingsfastheten til dette tomotors jet-forret( ningsflyet. Et trafikk­ fly blir som regel kon­ struert med henblikk på ruteflyging av en bestemt karakter. Et

forretningsfly kan derimot bli benyttet på høyst ulike måter av forskjellige eiere, eller av samme eier etter skiftende behov. Det betyr at flyet må være tilpasset høyst varierende bruksmåter. Hvis det hovedsakelig skal brukes på noe lengere distanser med marsjhøyder på 20 000 fot eller mer, må trykkabinen kunne tåle stadige trykkvariasjoner. Skal det der-

FLYKONSTRUKSJONER

imot mest brukes på korte distanser og i lavere høyder, er det mindre fare for utmat­ ting av trykkabinen, mens derimot vingene og halepartiet må tåle hardere belastninger i den mer turbulente luft i de lavere luftlag. For H.S.125 valgte man til slutt som grunnlag for konstruk­ sjonen en levetid på 20 år under forutsetning av gjennomsnittlig 500 flyturer i året. Det ble

gjort utstrakt bruk av bruddsikrede kon­ struksjoner. Nøkkelen til flyets robuste styrke er den spesielle måten vingen er festet til skroget på. Vingen er i helmetall med to bruddsikrede bjelker. Den er bygd i ett styk­ ke fra vingespiss til vingespiss. Skroget har sylindrisk form i det meste av lengden. For­ di det hviler oppå vin­ gen opptas ingen plass av vingebjelker, noe

som ellers er vanlig på slike fly. Vingen er fes­ tet med fire leddkoblinger, mens dragbelastningen opptas via en tapp midt på bakre bjelke, som passer inn i et hull i flyets buk. Dette gir ikke bare den beste konstruksjon av trykkabinen, men ka­ binen får også den størst mulige takhøy­ de. Døren, nødutgan­ gen og cockpitvinduet som kan åpnes, er la­ get slik at de fra inner­

siden passer som plug­ ger i sine karmer. Det­ te eliminerer faren for at de skal presses ut av karmene når kabinen er under trykk. Huden over og under vingen er avstivet med pålimte spanter. Disse er satt meget tett sam­ men og bidrar til bruddsikring av vingen.

E Fremre leddkobling for feste av vingen til skroget.

1 2 3 4

Skrogramme Vertikal-ledd Sideledd Feste til fremre vingebj eike

89

90

FLYKONSTRUKSJONER

1 2 3 4

Hud Ramme Spant Forsterket vinkelstykke

B Typisk sammenføyning mellom ramme og spant på jet-trafikkflyet Boeing 707. Med visse mellomrom er en lask festet til huden

nås ved bruk av dob­ belt hud eller ved å maskinere vindusrammene ut av ett stykke. Vinduene har dobbelte ruter, som hver for seg tåler full overtrykksbelastning.

for å hindre at en sprekk som oppstår skal bli katastrofalt stor.

A Typisk konstruksjons­ detalj på Boeing 707:

1 2 3 4

Hud Lask Ramme Spant

C Vinduer er et spesielt problem i en trykkkabin. Belastningene må spres jevnt rundt åpningene. Dette opp-

1 2 3 4 5

Vindusramme Ytre vindusrute Pakning Vindusomramning Indre vindusrute

D Senterseksjonen på haleflaten til Boeing 737. Denne avstagede type erstattet den tra­ disjonelle kassekonstruksjon med sine mange beslag og sam­ menføyninger. Kon­ struksjonen letter ad­ komst for inspeksjon og vedlikehold. De to smiestykkene som ut­ gjør senterseksjonen på bakre bjelke, dan­ ner en dobbelt brudd-

sikring. Bruddsikret konstruksjon med fle­ re strekkflenser brukes også i halefinnens bakre bjelke, som har fire flenser og festebeslag festet til et skott. Det gjør at de bakre bjelkene både i finne og haleflate kan tåle normale belastnin­ ger under flukt, selv om én av flensene skulle være helt avbrukket. I haleflaten

er det gjort utstrakt bruk av glassfiber og honeycomb-konstruksjoner av glassfiber.

1 Bruddsikrede deler 2 Støtte for skrujekk 3 Smiestykke av fagverktype 4 Hengselfeste

FLYKONSTRUKS JONER

E Viktige deler blir ofte maskinert av massivt metall for å øke holdfastheten, bedre bestandigheten mot ut­ matting, og i hudplater for å lette kon­ struksjon av trykkabiner og brennstofftanker Man unn­ går bruk av nagler. 1 Tradisjonell metode 2 Nagle 3 Ny metode

F Med blått er vist de maskinerte konstruk­ sjonsdeler på jettrafikkflyet BAC OneEleven. De er bruddsikret der det er mulig, og enhver feil kan oppdages ved visuell inspeksjon. En sprekk i vingehuden kan for eksempel oppdages på grunn av brennstofflekkasje. Der hvor bruddsikring oppnås ved dublering av kon­ struksjonsdeler, tren­

ges spesielle metoder for å inspisere delene, fordi en sprekk i en av dem vil holdes lukket av den andre og være vanskelig å oppdage visuelt. Vingekonstruksjoner inspiseres vanligvis gjennom lu­ ker på oversiden, eller ved avtagbare metallbånd.

G En typisk maskinert hudplate på et fly­ skrog. Den har spanter og tykkere partier rundt dør- og vindusåpninger. Den festes direkte på skrogrammene.

1 Avstivere 2 Spanter 3 Rammer

91

92

FLYKONSTRUKSJONER

delene på rett plass, blir sammenstillingen plassert på en stor grafittblokk som er formet til delens kor­ rekte kontur og oppvarmet i en edelgassatmosfære inntil de slagloddede sammenføyningene er tilfreds­ stillende. De ferdige platene er relativt lette, har me­ get stor stivhet og kan beholde styrken opp til en temperatur på 260 °C. Kostnaden er imidlertid ekstremt høy - opp til 100 000 kroner pr. kvadrat­ meter. Dette er en av grunnene til at B-58s skrog kostet mer enn sin vekt i gull. Det supersoniske trafikkflyet Concorde vil ha en marsjfart like over det dobbelte av lydens. Dette gjør at flyet med konvensjonelle lette metalllegeringer og velkjent konstruksjonsteknikk i det meste av flyets struktur akkurat kan tåle virkningen av den kinetiske oppheting, men denne mulighet er utnyttet til det ytterste. På Concorde er det huden forrest i nesen som når den høyeste temperatur, rundt 150 °C. Deretter kommer vingeforkantene med 130 °C. Resten av skroget vil for det meste nå temperaturer på under 125 °C. Av interesse er å notere at opphetingen til dels blir dempet ved å gi huden hvit overflate. På enkelte steder reduseres derved temperaturen med over 10 °C. For å motstå de temperaturer det dreier seg om, er grunnkonstruksjonen laget av en spesielt varmebestandig aluminiumslegering som opprinnelig var ut­ viklet for komponenter i jetmotoren Styrken i den­ ne legering begynner ikke å avta før temperaturen er kommet over 130 °C, og ved denne temperatur er holdfastheten mot kryping fremdeles god. Utmattingsfastheten er i virkeligheten forbedret, og er god helt opp til 150 °C. Som allerede nevnt er konstruksjonene i Concor­ de for det meste av konvensjonell art. Majoriteten av de langsgående spantene er ekstrudert, og hvor det er mulig festet til huden ved sveising. I vingene er brukt komponenter smidd i ett stykke for de sterkt belastede konstruksjonsdelers vedkommende samt i det meste av vingehuden. Man har avveket fra konvensjonelle konstruksjonsmetoder i motornasellene, mellom motorenes brannskott og bakre vingebjelke, samt i rorflatene. Disse er av honeycomb-plater av rustfritt stål. Bak den bakre vinge­ bjelke er vanlig rustfritt stål benyttet. I eksperimentflyet North American XB-70 var det ikke mulig å benytte konvensjonelle konstruk­ sjonsmetoder, fordi det er beregnet på marsj hastig­ heter tre ganger hurtigere enn lydens. På dette flyet er hele skroget konstruert for å absorbere tempera­ turer på omkring 280 °C. Flyet er derfor laget for det meste av rustfritt stål og er av særegen design. Det er intet vanlig nettverk av rammer og spanter under huden. I stedet er det for størstedelen bygd opp av ferdig formede plater av rustfritt stål, som består av maskinerte varmpressede profiler. Platene er av «sandwich»-konstruksjon, og tverrgående av­ stivere og festevinkler er innfelt i platene. De fleste sammenføyninger er sveiset, og man hadde store vanskeligheter med å oppnå den nød­ vendige nøyaktighet. Noen av platene som er krum­

met i flere plan, har en størrelse på flere titalls kva­ dratmeter, og disse hadde en tendens til å strekke og vri seg under monteringen. Den ene sveisesøm mel­ lom innerving og skrog på hver side er over 25 meter lang. I alt er det på XB-70 omkring 10 kilometer sveisesømmer som fester mindre deler, og 4 kilome­ ter for sammenføyning av hoveddelene. Flere av dis­ se kilometere er i hjørner på brennstofftanker. For å holde seg innen de dimensjonale toleranser måtte noen av festevinklene sveises på plass etter fullførin­ gen av andre monteringsarbeider. Den endelige montering av flere av delene ble gjort ved presisjonssveising, mens vanlig mekanisk sammenføy­ ning er benyttet der det er nødvendig å ha adkomstmuligheter. XB-70 ble kritisert for å være en «teknologisk blindgjenger» allerede før det første flyet kom i luf­ ten. Det kan være riktig at teknologien avanserte og konstruksjonsprinsippene gjennomgikk en utvik­ ling - i det minste i USA - mens flyet var under byg­ ging, men dette må i stor utstrekning tilskrives nett­ opp XB-70- programmet. En ingeniør sa det slik på den tiden: «XB-70 kan betraktes som et fly som inneholder en hel generasjon av tekniske nyvinninger, som ellers bare fremkommer ved utvikling av en rekke flytyper til sammen. Drømmen om transoseaniske reiser med komfortable fly med hastigheter som langt overstiger jordens rotasjon, er plutselig blitt nærmere ved å gå i oppfyllelse enn noen kunne ha tenkt seg for bare få år siden. Dette gjør at XB-70s jomfrutur kan vise seg å ha vært den mest betydningsfulle siden Kitty Hawk.» Den senere ut­ vikling og erfaringene som er høstet med XB-70 rettferdiggjorde denne optimisme. Senere studier har vist at meget av konstruksjo­ nen kunne vært gjort billigere ved å maskinere stør­ re deler i ett stykke. Men det er likevel sannsynlig at et transportfly som skal fly lange perioder sammen­ hengende med tre ganger lydens hastighet, i stor ut­ strekning vil måtte konstrueres med «sandwich»plater av rustfritt stål. Og det vell av erfaringer som er høstet under byggingen av XB-70, er av uvurder­ lig betydning. Et annet fly som er bygd etter meget avanserte konstruksjonsprinsipper er prototypen til jagerflyet Lockheed YF-12A. For å muliggjøre en marsjfart på omkring 1750 knop er nesten hele grunnkonstruk­ sjonen av titan. Ved bruk av titan kunne man redu­ sere behovet for anvendelse av de kostbare «honeycomb-sandwich»-platene. Mange deler i YF-12A er av stål med ultrahøy strekkfasthet, dels for å tåle opphetingen, men mer fordi de deler det gjelder, er utsatt for voldsomme belastninger og er meget små. Et av de mange uvan­ lige trekk ved dette flyet er at motorene er installert sentralt i vingene. De fleste avanserte amerikanske fly har i likhet med Concorde motorene montert un­ der vingene. Motorplasseringen i YF-12 er sannsyn­ ligvis valgt slik for å få den best mulige plassering av luftinntakene, men det førte utvilsomt til store pro­ blemer ved konstruksjon og bygging av flyet. Disse vanskeligheter ble nok ikke mindre ved plassering av

de massive helbevegelige halefinner oppå bakre del av motornasellene. Det mest avanserte flyskrog som noensinne er bygd er uten tvil North American X-15. Dette be­ merkelsesverdige forsøksflyet, som i virkeligheten er et bemannet ballistisk missil, har nådd høyder på over 250 000 fot og hastigheter over 3 500 knop. Ved slike høyder og hastigheter får skroghuden tem­ peraturer som svinger mellom minus 185 °C og pluss 650 °C, og flyets konstruksjon må derfor være helt spesiell. Nesten hele skroget, inkludert ytterhuden, brennstofftankene og de massive varmeabsorberende vingeforkantene er laget av Inconel X, en legering som hovedsakelig består av nikkel og krom, lik den som benyttes til turbinhjul i jetmotorer. Under Inconel-huden er den bærende grunnkonstruksjon av rustfritt stål og titan. For bygging av skroget ble det utviklet helt nye metoder for fabrikasjon, varmebehandling og svei­ sing. Nesten tre fjerdedeler av grunnkonstruksjo­ nen er sveiset, og man trengte spesielle ovner for gløding ved temperaturer opp til 1095 °C og utherding ved opptil 750 °C, store nok til å romme prak­ tisk talt hele flyet. Nesten alle innvendige brenn­ stoff- og hydraulikkledninger er sveiset eller slag­ loddet. Men i denne tidsalder for rustfritt stål, titan og Inconel X skal man ikke glemme at trevirke frem­ deles blir brukt til bygging av en del flytyper. Tre­ materialer er fortsatt populære for hjemmebygging av motorfly og seilfly. Typisk for deres anvendelse i fly av i dag er det 15 meters konkurranse-seilflyet Slingsby Dart. På dette avanserte seilflyet er de lan­ ge, smale cantilever-vingene laget av gran og bjerkefinér. Hovedvekten har vanlig kassetverrsnitt og er dobbel langs omtrent halve vingespennet. Hovedribbene er av gran med vinkelforsterkninger av finér. Ribbene er montert tett sammen for å hindre vingehuden, som er av fem lag bjerkefinér, i å sette seg. I fremtidige metallkonstruksjoner for fly med hastigheter over ca. 1750 knop (3000 km/t), kan det bli nødvendig med spesiell kjøling for å hindre at strukturen svekkes på grunn av kinetisk oppheting. Det har vært antydet minst seks ulike metoder for kjøling. Det ene er strålingskjøling, der den ytre overflaten tillates å nå høy temperatur slik at var­ men stråler ut igjen. Den er enkel, men kan resultere i lokale temperaturer høye nok til å smelte metallet i området. Ablasjonskjøling innebærer at de utven­ dige flatene dekkes med flere lag av et spesielt mate­ riale. Etter som lagene eroderer, tar de frigjorte par­ tiklene med seg varme. Denne metoden ble brukt på varmeskjoldene på de bemannede romfartøyene Mercury, Gemini og Appollo, og ble også brukt på X-15 under enkelte prøveflyginger som medførte spesielt høye temperaturer. Injeksjonskjøling skjer ved at en kjølevæske presses ut gjennom huden. Ak­ tiv kjøling er en lignende metode, men her sirkule­ rer væsken på innsiden av huden og leder bort var­ men. En femte metode er å konstruere overflaten slik at denne absorberer varmen og beskytter den innvendige strukturen, men denne egner seg ikke for

FLYKONSTRUKSJONER

CONCORDE: Det britisk-franske supersoniske trafikk­ flyet. Den aerodyna­ miske utformingen er resultatet av et omhyg­ gelig beregnet kom­ promiss mellom flere motstridende hensyn, som lavest mulig luftmotstand ved overlydsfart og best mulige manøvreringsegenskaper ved lave hastig­ heter. Den slanke deltavingen har også den fordel at den gir

stor løftekraft under innlegg og landing, da luftstrømmen danner stabile hvirvler over vingeforkanten, og selve vingen gir god «luftputevirkning». Flyets konstruksjon bød på uvante proble­ mer på grunn av den kinetiske oppvarmin­ gen av huden ved overlydshastighet, de termiske belastninger som oppstår ved akse­ lerasjon og deselerasjon gjennom det

transsoniske hastighetsområde, og ikke minst - fordi produk­ sjonen er delt mellom to nasjoner. Man valgte Mach 2,2 som flyets hastighet, pri­ mært av hensyn til friksjonsvarmen i flyhuden, som ved denne hastighet kommer opp i ca. 120°C, like under det som aluminiumlegeringer kan tåle. Flyet er således nesten bare konstruert med konvensjonelle metall-

legeringer, og velprøv­ de - om enn avanserte - produksjonsmetoder. Skroget er tilnærmet sylindrisk, med en svak «dobbelt-boble» fasong. Vingen har mange tversgående bjelker, og har innven­ dige brennstofftanker. Den bærer også moto­ rene og understellet. For å oppnå maksimal styrke er også platene i vingen og andre deler maskinert av massivt metall.

1 Hengslet neseseksjon 2 Fremre skrogseksjon 3 Midtre skrogseksjon 4 Fremre vingepanel 5-11 Sentrale vingepaneler 12 Ytre vingepaneler 13 «Elevons» (kombina­ sjon av høyde- og balanserer) 14 Halefinne 15 Sideror 16 Bakre skrogseksjon 17 Motornaseller

93

94

FLYKONSTRUKSJONER

1

xC

cj

2

Concordes skrog, med plassering av skrogrammer, finnebjelker og ribber. Neseseksjonen bikkes ned for å gi flygerne bedre ut­ syn under innlegg og landing.

Ytre vingeseksjonsfeste til indre vingeseksjon. Dekklist Maskinert øvre hudplate Tett sammenføyning Bolter Maskinert under hudplate Vingens konstruksjon, innvendig. De heltrukne linjer viser bjelker og ribber. De stiplede linjer viser hudavstivninger.

D Omriss av og brennstofftanker. Det er flere brennstofftanker i fly­ skroget. E Typisk bjelkeramme. Utstrakt bruk av inte grerte maskinerte delt vises tydelig.

1 Forseglet riflet fremre platespant 2 Skott som hindrer at brennstoffet skvalper 3 Inspeksjonsdør 4 Maskinert triangelformet bakre gitteravstivning

FLYKONSTRUKSJONER

langvarig overlydsflyging fordi temperaturen hele ti­ den vil øke gradvis. I en fjernere fremtid kan såkalt magnetohydro-dynamisk (MHD) kjøling komme til anvendelse. Dette innebærer at et kraftig magnetfelt skyver det hete friksjonsluftlaget bort fra overfla­ ten. Selv om titan, rustfritt stål og aluminium/litiumlegeringer er vår tids materialer, skal vi ikke glemme at trematerialer også brukes i en del flytyper. De er fortsatt populære i småfly, blant selvbyggere og i spesialfly for akrobatikk. Armert plast er også blitt vanligere, i begynnelsen for ikkebærende kompo­ nenter i småfly og glidere. Men siden de kom i bruk tidlig i 60-årene, er komposittmaterialer blitt stadig viktigere i luft- og romfart. Pionerene på området var selvbyggere og seilflyprodusenter som Burt Ru­ tan, en av foregangsmennene i utvikling og anven­ delse av komposittmaterialer. Uttrykket «kompositt» betegner at materialet er sammensatt av to eller flere ulike grunnmaterialer, slik at produktet kan gis ønsket form og egenskaper. Den tidligste bruken av komposittmaterialer kan spores helt tilbake til oldtiden, da halmstrå ble brukt sammen med jord i primitive bolighus. Den viktigste fordelen ved komposittmateriale i fly er stor styrke og stivhet i forhold til vekt. Men i begyn­ nelsen var kostnadene ved fremstilling av avansert komposittmateriale så høye at de bare var brukt i militære fly og romfartøyer. Avanserte kompositter er bygd opp av sammenhengende fibre innstøpt i et polymert bindemiddel, og de mest brukte fibre er glass, karbon og aramid (Kevlar). Forskjellige høy­ verdige resinater kan brukes som bindemiddel. Det vanligste er epoksy, men det er økende interesse og forskning rettet mot nye termoplastiske bindestoffer.

F XB-70 med superso­ niske nyheter. Flyet er beregnet for en marsj­ fart på omkring Mach 3 (ca. 1750 knop). Man måtte bruke nye materialer og produk­ sjonsmetoder. For å motstå en overflate­ temperatur på 280° C ble det meste av huden lagd av honeycombplater av rustfritt stål. Snittet gjennom vin­ gen viser (1) forkan­ tens og bakkantens

massive honeycombkjerne, (2) den maski­ nerte del i bakkant, og (3) honeycomb sand­ wich panelplater.

Utgangsmaterialet er en tynn film bestående av sammenhengende parallelle eller i noen tilfeller vev­ de fibre, forhåndsimpregnert med det bindemidlet som skal brukes. Vanlig tykkelse på en film er om­ trent 0,125 mm. Ved fremstilling av et laminat, som består av mange lag av slik film, er et hovedformål å skreddersy stivhet og styrke ved å tilpasse fiberretningen for å få laminatet tilpasset de belastninger strukturen vil bli utsatt for. På denne måten kan man lage laminerte strukturdeler med de ønskede egenskaper innbygd fra starten av, noe som er umu­ lig med konvensjonelle materialer. Det største problemet ved å forme flydeler av komposittmateriale har vært å utvikle industrielle produksjonsmetoder. Arbeidet har vært meget ar­ beidskrevende, målt i timeverk, noe som har bidratt til de høye kostnadene. Men det har nå skjedd et gjennombrudd i bruken av kompositter i stor skala. I den siste generasjon av trafikkfly består opptil 30 prosent av grunnstrukturen av komposittmaterialer. Dermed blir flyene betydelig lettere i vekt, noe som betaler seg i form av større nyttelast og bedre øko­ nomi. Det tomotors forretningsflyet Beechcraft Starship, med sitt fremtidsrettede utseende, var det første fly på markedet bygd utelukkende av kompo­ sitter, som ble sertifisert av luftfartsmyndighetene. De nye materialene gjorde det også mulig å bygge Voyager, som i 1986 fløy jorden rundt uten å fylle brennstoff underveis. Videre fremskritt i fly konstruksjonen er nøkke­ len til den fremtidige utvikling. Til nå har ingeniøre­ ne klart å holde tritt med utviklingen av flymotorer og i aerodynamisk utforming. Det er ingen grunn til å tvile på at de vil fortsette med det.

G Honeycomb-konstruksjon. De enkelte plater (1) føyes sammen ved spesielle sveiseprosesser (2).

H XB-70 ble montert slik: (1) sveising av senterseksjonen, (2) sveising av fremre vingeseksjon (3) sveising av bakre vingeseksjon og påmontering av øvre midtre skrogsek­ sjon, (4) montering av de fremre og bakre skrogseksjoner og un­ derstellet og de fremre «canardv-vingene, (5) montering av finnene og (6) montering av de ytre vingeseksjonene.

95

96

JAGERFLYENES UTVIKLING

1 Vickers F.B.5 «GunBus». Storbritannia, 1915 2 Morane-Saulnier L. Frankrike, 1915 3 Fokker E.III, Tysk­ land, 1915 4 Nieuport IIC. 1 Bébé.

Frankrike, 1915 5 Sopwith 1 1/2 Strutter, Storbritannia, 1916 6 Fokker Dr.l, Tyskland, 1917 7 Sopwith Camel El, Storbritannia, 1917 8 Bristol F.2B Fighter,

Storbritannia, 1917 9 Fairey Flycatcher, Storbritannia, 1923 10 Curtiss P-6E Hawk, USA, 1932 11 Boeing P-26A, USA, 1933 12 Grumman F3F-1,

USA, marinejagerfly, 1936 13 Fiat CR.32, Italia, 1933 14 Hawker Hurricane, I. Storbritannia, 1938 15 Supermarine Spitfire IIB, Storbritannia, 1940

16 Messerschmitt Bf 109F, Tyskland, 1941 17 Polikarpov 1-16, Sov­ jet, 1934 18 Saab Ja 37 Viggen jager/jagerbomber, Sverige, 1977 19 General Dynamics F-l6

Fighting Falcon jager, USA, 1979 20 Bristol Beaufighter I, nattjager, Storbritan­ nia, 1940 21 Mitsubishi A6M2 Zero-Sen marinejager­ fly, Japan, 1942

JAGERFLYENES UTVIKLING

Jakovlev Jak-9D, Sov­ jet, 1943 Lockheed P-38J Lightning eskortjager, USA, 1944 Gloster Meteor III, Storbritannia, 1944 Messerschmitt Me

163B, Tyskland, 1944 26 DH. Vamp ire N.F. 10, nattjagerfly, Storbri­ tannia, 1951 27 North American F-86A Sabre USA, 1949 28 Mikojan-Gurevitsj

MiG-15, Sovjet, 1948 29 Saab J 35 Draken, Sverige, 1967 30 Dassault Mirage IIICZ, avskjæringsjager, Frankrike, 1963 31 Lockheed F-104C Starfighter, USA, 1958

32 BAC Lightning F.6, Storbritannia, 1965 33 Mikojan-Gurevitsj MiG-29 jager, Sovjet 1983 34 Lockheed F-117A Stealth jager, USA, 1985 35 HSA Harrier GR.l

VTOL jagerbombe- og rekognoseringsfly, Storbritannia, 1968 36 General Dynamics F-111A jagerbombejly, USA, 1968 37 Spad 7 Frankrike, 1916

38 Morane Saulnier 406, Frankrike, 1938

97

98

flykonstruksjoner

Jagerflyenes utvikling

A Den amerikanske ma­ rines F-18 Hornet jager- jagerbombefly er representativ for kampflyene fra 1980-årene. Regnet etter vekten er det meste av konstruk­ sjonen i aluminium (50,4%). Titan (13,2 %) gir flyskroget ekstra styrke, og karbon-epoksy kom­ posittmateriale (12 %)

reduserer vekten med bibehold av styrke, og den korroderer ikke. Et spesielt behandlet karbon-epoksy mate­ riale dekker omkring 40 % av flyets over­ flate.

B Voyager var det første flyet som fløy non­ stop jorden rundt ved ekvator uten å etter­ fylle brennstoff, over

105 000 kilometer på ni dager. Flyet ble konstruert og bygd i sin helhet av kompositt­ materiale, av Burt Ru­ tan. Det meste av kon­ struksjonen er av karbon-magnamitt, for mesteparten av flyhudens vedkommende i form av tynne plater i forband på en kjerne av honeycombpapir.

UNDERSTELL

A Wright Flyer fra 1902 hadde ikke vanlige hjul. Det startet fra en liten tralle, med to sykkelhjulnav som løp på en treskinne. For å manøvrere flyet på bakken brukte brød­ rene Wright to små vogner, som ble plas­ sert en under hver ving.

B Antoinette monoplan fra 1909 med en frem­ springende meie under nesen, som hindret flyet i å gjøre koll­ bøtte. C Understellet på Blériots monoplan fra 1909. Hjulene var montert i gafler, som forhjulet på en sykkel. De kunne derfor svinge som trinsene på en tevogn, og lette landing i sidevind.

Ingen mekanisme har krevd større teknisk oppfinn­ somhet eller resultert i mer kompliserte mekaniske innretninger enn understell for fly. Konstruksjon av fly er alltid et spørsmål om omhyggelig beregnede kompromissløsninger, men etter som flyene har ut­ viklet seg, synes understellene å ha vært en kilde til flere kompromissløsninger enn andre deler av flyet. Leilighetsvis, som på den vertikalt startede Bachem Natter rakettdrevne avskjæringsjager, har under­ stellet vært «kompromisset» bort helt og holdent! I tilfeller der flykonstruktørene har etterlatt iall­ fall et minstemål av plass for det, har understellkonstruktører laget stell som kunne trekkes inn frem­ over, sideveis utover, sideveis innover eller bakover. Men ikke bare skal det kunne trekkes inn. Det må samtidig være støtdempende for å absorbere energi påført under landing og kjøring på bakken, noe som er dets primære funksjon. Vedlikeholdet må også vies oppmerksomhet. Designerne strir også med intrikate tredimensjonale problemer eller skje­ ve, usymmetriske geometriske oppgaver, og har måttet lage mekanismer med firkanter som endrer form, sammenfoldbare støttestag, teleskopiske leg­ ger, legger som kan forlenges, roterbare legger, hengslede aksler, leddkoblede understell, ordinære boggier og leddkoblede boggier, fjærende støtte­ stag, låseanordninger og andre innretninger som ikke uten videre lar seg beskrive. Støtdempere, hjul og hjulbremser har krevd en helt egen spesialisert industri. I gamle dager bød understell ikke på noe stort problem. Wrights Flyer No. 1 utmerket seg ved at det helt manglet hjulunderstell. Til historiens første vellykte avgang med et kraftdrevet fly hadde Flyer en liten tralle som løp på en startskinne av tre. Men selv om det ikke var påkrevd med hjul for av­ gang og landing, var de meget hensiktsmessige for manøvrering og flytting av flyet på bakken. Av en eller annen ukjent grunn monterte imidlertid ikke brødrene Wright hjulunderstell på sine fly før syv år senere, i august 1910. Spørsmålet om hjulunderstell på fly hadde imid­ lertid vært vurdert lenge før den første flytur med en maskin tyngre enn luft fant sted. I en kladdebokopptegning datert 19. mars 1808 skrev den be­ rømte britiske luftfartspioneren i det forrige år­ hundre, Sir George Cayley: «Under funderinger på hvordan man kan lage de lettest mulige hjul for bruk på luftnavigasjonsvog­ ner, har en helt ny konstruksjonsmåte for denne

100

flykonstruksjoner

Understell

høyst nyttige bestanddel på alle selvdrevne maski­ ner falt meg i tankene, nemlig å befri dem helt og holdent for treeiker, og tilføre hjulet nødvendig stiv­ het i hjulkransen alene, ved mellomkomst av tilstrammet kraftig tauverk som vist på front- og sideopprissene på motstående side. Et slikt hjul ville, er jeg viss på, være mest varig for lette kjøretøyer, det ville være meget vakkert, ville ikke forårsake risting og derfor kreve smekrere akseltre og ha minst frik­ sjon. Hvis hjulkransen var av tynt støpejern, og navet likeså, og hjulet fikk et passende strammeapparat for tilstramming av tauverket, vilel intet annet enn tauet trenge fornyelse, og dette bare sjel­ den ettersom det aldri ville bli utsatt for rystelser slik som trehjulet. Ingen støy ville frembringes av løse deler på kjøretøyet, og med god fjæring ville ferden bli mer behagelig.» Formålet med understellet er å absorbere ener­ gien fra landingsstøtet uten for sterkt sjokk for flyet eller de ombordværende, samt å være en rimelig av­ fjæret transportmåte når flyet skal flyttes på bak­ ken og akselerere for avgang. Unntatt under taksing, avgang og landing utgjør understellet simpelt­ hen en uønsket vekt, som medbringes på bekostning av nyttelasten. Da det således kommer til nytte bare i meget korte perioder av flyets levetid, er det for­ ståelig at konstruktørene ønsker å redusere dets vekt til et minimum. Under landing og avgang blir imid­ lertid flyet utsatt for store konsentrerte belastnin­ ger, og dette stiller store krav til understellets kon­ struksjon. Bortsett fra en håndfull nyere fly, konstruert for helt spesielle opgaver, var Wrights fly nesten alene om ikke å ha understell. Den geniale maskinen som ungareren Trajan Vuia bygde i 1906 var meget forut­ seende utstyrt med luftfylte hjuldekk, det første fly som hadde slike. Mange understell på den tiden hadde langt fremstikkende meier i tillegg til hjulene, for å hindre flyet i å tippe på nesen. Noen hadde også små hjul foran på meien så de virket som nese­ hjul, selv om flyet hvilte på hovedhjulene og en halemeie når det stod i ro på bakken. I 1914 hadde man utviklet et konvensjonelt understell, som fikk nesten universell anvendelse i mer enn tyve år. Bak ble flyet båret av en meie, sene­ re hjul, under halen, og foran på skroget var to hovedhjul montert på avstagede hjullegger. Hjulene hadde stor diameter og smale dekk, og de roterte på - eller sammen med - en felles tverraksel som var festet med flere lengder gummisnor, kalt «bungee». På noen fly bruktes fjærer istedenfor gummisnorer. Disse primitive fjæringsanordninger gav tilfredsstil­ lende avdemping av landingsstøtet, men de hadde en tendens til å få flyet til å sprette kraftig opp i luf­ ten igjen. Den franske ingeniør Esnault Pelterie laget i 1908 den første understellslegg med oljestøtdempere for å begrense tendensen til å sprette under landingen. En tidlig utgave av oleoleggen (med hydraulisk støtdemping) ble også installert på det britiske eksperimentflyet B.E.2 på Farnborough-fabrikken i 1912. Ellers har Louis Breguet vanligvis fått æren for den

A Enkel halemeie av bladfjær med sko av støpejern. Man prøvde flere materialer i skoen, bl.a. hardt verktøystål, men ingen av dem var så meget bedre enn støpejern at de kom i vanlig bruk.

B Dreibar fjærende hale­ meie, som lettet sty­ ringen.

C Halehjul montert på bladfjærer.

FL YKONSTRUKSJONER

D Fler-hjuls understell på et av Handley Pages trafikkfly fra 1920-årene.

E Todelt understell på Blackburn Bluebird. Ved å sløyfe den gjen­ nomgående hjulaksel, som lett filtret seg inn i høyt gress, ble av­ gang og landing tryg­ gere og faren for ska­ de på understellet re­ dusert.

F På racerflyet Gee Bee Super Sportster var understellet dekket med strømlinjeformede leggkledninger og hjulskjermer for å re­ dusere luftmotstanden.

Understell 101

G På A rmstrong Whitworth Atlanta gjorde man tidlig et forsøk på å strømlinjeforme understellet. Bare hju­ lene og det ytterste av akslene var udekket. Det ble imidlertid svært smalsporet for flyet som hadde 28 m vingespenn. Akslene var dobbelt koniske rør, hengslet ved skro­ gets senterlinje og støtdemperne gikk inne i skroget, opp til de øvre langbjelkene.

102

flykonstruksjoner

Understell

flykonstruksjoner

A Den gode aerodyna­ miske form på Gloster Gladiators understellslegger ble muliggjort ved bruk av fjcering i selve hjulet. B Det selvfjærende hju­ let, utviklet av det bri­ tiske firmaet Dowty, hadde støtdemperen innenfor hjulfelgen, og understellet kunne derfor gis en god strømlinjeform. Senere utgaver hadde også en brems montert på hju­ let, innenfor felgens yttergrenser. C Beardmore Inflexible var et av de første fly som hadde hydrauliske hjulbremser. De store hjulene med diameter på nesten 2 ¥2 m, kun­ ne bremses individuelt for å styre flyet. På halehjulet var et stem­

pel, forbundet med bremsesystemet, som gjorde at bremsene på hovedhjulene automa­ tisk trådte i funksjon under landing når halehjulet kom ned på bakken.

D Understellet på Douglas DC-3 blir trukket inn fremover og opp i motornasellene. 1 Opptrekks-jekk. E Heston Phoenix hadde en Dowty opptrekksmekanisme med «nøtteknekker-stag». To motstående jekker på staget virket på et gaffel-ledd til side for midten av stagets sen­ terlinje, slik at dette ble foldet sammen og trakk understellsleggen opp sideveis.

1 «Nøtteknekker-stag» F Martin K-3 Kitten hadde et delvis opptrekkbart understell. Et uvanlig trekk var de fjærende eikene i hjulene, ikke ulikt USAs månekjøretøyer.

Understell 103

G Supermarine Spitfire hadde en enkel opptrekks- og låsemekanisme. Leggene svingte ut til sidene om en utkraget akseltapp, mon­ tert på bakre vingebjelke. Ved toppen på leggen var en vinkelformet hevarm, for­ bundet til en hydrau­ lisk jekk. Leggene ble låst i ned-stilling av en fjærbelastet låsepinne som grep inn i et tverrstykke. Den sam­ me pinnen låste også leggen i opp stilling idet den under opp­ trekket roterte 180° slik at dens skrå ende­ flate vendte mot låseøyet på leggen.

1 2 3 4 5

Tverrstykke Låsepinne Akseltapp Låseøye Understellslegg

104

flykonstruksjoner

Understell

A Bombeflyet Convair &. B-36 hadde opprinnelig B enkelt-hjul med over 2/2 m diameter. C Boggien på produksjonsutgaven av B-36. Hvert hovedunderstell hadde fire hjul med 1,42 m diameter. Den­ ne hjulkombinasjonen var lettere og mindre omfangsrik enn det opprinnelige ene hjulet.

D Sammenligning mel­ lom hjul og larvebelte som har samme kon­ taktflate. 1 Belte 2 Hjuldekk

E Det eksperimentelle larvefo t- understellet som ble prøvd på B-36 var 2 500 kg tyngre enn det ordinære hjulunderstellet.

F Bonmartini-understellet var interessant i sammenligning med det massive stridsvognlignende belteunderstellet på B-36. Det bestod av et beltelignende luftfylt dekk, som løp over en serie hjul, forbundet med en enkel leddmekanisme. Understellet had­ de god kontaktflate og gav god bremsevirkning, men som med andre belteunderstell var vekten så vidt stor at det ikke kom i van­ lig bruk.

flykonstruksjoner

Messier «Jockey» un­ derstell. Under taksing holdes støtdemperenheten (1) adskilt fra sylinderen (2). Sam­ mentrykning av en eller begge understellslegger gjør at væske strømmer fra ett eller begge av kamrene (3-4) til støtdemperkamrene (5-6). Et gass-kammer er fylt med nitrogen under trykk. Når den (7) ekspanderer, presses væske gjennom trange åpninger. Derved opp­ nås at vibrasjonene ved kjøring på ujevnt underlag dempes. Etter avgang trekkes leggene opp ved at hydraulisk væske ledes inn i støtdemperenhetens ytre kammer (8). Støtdempevæske ledes til fremre del av sylin­ deren (9) etter at ven­ tilen (10) åpnes av væsketrykket. Når

understellet settes ned, ledes den hydrauliske væsken til differensialstemplet i sylinderen (11), som returnerer væsken fra fremre del av sylinderen til støt­ demperen, mens tryk­ ket samtidig virker på opplåsmekanismene (12) og frigjør disse. For å lette lasting og lossing kan flyet på bakken løftes slik at lastedøren kommer på nivå med feks. et lastebil-plan. Dette gjøres ved at den hyd­ rauliske væsken dirige­ res mot stemplet i bakre del av sylinde­ ren (13), slik at oljevolumet i støtdemperen økes. Flyet inntar nor­ mal stilling igjen ved at oljen ledes tilbake til reservoaret fra sylinderens bakre del. Dette skjer ved flyets egen vekt.

H Flerhjuls boggi på & hovedunderstellet J til det militære trans­ portflyet Short Bel­ fast.

1 Opptrekks-jekk K Hoved-understellsleggene på det militæ­ re transportflyet Haw­ ker Siddeley Andover kan «knele», slik at gulvets og lasterampens høyde kan juste­ res for å lette lasting og lossing.

Understell 105

106

flykonstruksjoner

Understell

første vellykte oleolegg, som han benyttet på sine fly fra og med 1910. Slike understellslegger kom imidlertid ikke i alminnelig bruk før i slutten av 1920-årene, da konstruksjonsmåten var forbedret. En ulempe ved den vanligste type understell med gjennomgående tverraksel, var at denne lett filtret seg inn i høyt gress og småkratt og hindret flyets akselerasjon under avgang. Ofte ble den også ska­ det på humpete, upreparerte jorder. For å avhjelpe dette gikk man over til det todelte understell som ikke hadde den lange akselen mellom hovedhjulene. På eldre høyvingede monoplan var avstagingen av understellet i enkelte tilfeller komplisert ved at den var integrert med vingestagene. I den enkleste form var staget fra vingen festet til øvre del av de lange understellsleggene. Landingsbelastningene ble således fordelt på skroget og vingene. Dette var en enkel og økonomisk løsning, ved at to av kon­ struksjonsdelene hadde dobbelt funksjon. Men ar­ rangementet hadde den ulempe at man for å skifte en ving måtte demontere understellet samtidig, noe vedlikeholdspersonellet satte liten pris på. En annen metode som riktignok ikke var så god aerodynamisk sett, ble brukt i mange varianter av flere fabrikker, blant dem de Havilland, Fokker, Curtiss, Dewoitine, Ryan og Stinson. Her var en re­ lativt kort understellslegg festet og avstivet mot skroget, mens en øvre støtte ledet belastningen på leggen direkte til et feste i vingeroten. Vingestaget på sin side var festet til toppen av understellsleggen. Dette tillot sammenfoldbare vinger, og flyet kunne stå på hjulene selv om vingene ble avmontert. Men luftmotstanden med dette arrangementet var bety­ delig. Foruten å være kvitt ulempene med den lange tverrgående aksel mellom hovedhjulene fikk man med det dobbelte understell også fordelen av mindre luftmotstand. Da hastighetene økte, ble flere aerody­ namiske forbedringer oppnådd ved strømlinjeforming av legger og stag. Videre forsterket man leggene slik at de bakoverrettede dragstøtter kunne unnværes. Leggene ble laget i cantilever-konstruksjon. De økte landingshastigheter førte sist i 1920-årene til utvikling av hjulbremser. Til å begynne med brukte man enkle motorsykkelbremser, der bremseklossene ble presset mot innersiden av en trommel som roterte sammen med hjulet. Innføring av hjulbremser førte et nytt problem med seg. Ved bruk av bremsene hadde flyene lett for å tip­ pe på nesen. Årsaken var at flyets tyngdepunkt var like bak hovedhjulene - noe som var viktig for at ha­ len kunne løftes og flyet innta fluktstilling så tidlig som mulig under avgangen. For å avhjelpe dette fore­ slo Mr. Cowie, direktør i det britiske Soda Water Syphon Company, å forlenge halehjulets legg slik at flyet var i fluktstilling mens det hvilte på alle tre hjul. Derved kunne hovedhjulene monteres godt foran tyngdepunktet. I prinsippet var dette forløperen til våre dagers nesehjulunderstell, som er omtalt mer de­ taljert senere. Ganske tidlig kom den innvendige trommelbremsen i bruk. Den gav meget god bremsevirkning og var

samtidig lett. Problemet med at flyene tippet på nesen ved kraftig bremsebruk gjorde imidlertid at dens egenskaper ikke kunne nyttes fullt ut før nesehjulsunderstellet ble tatt i bruk og full bremsekraft kunne benyttes. Trommelbremser ble meget brukt inntil omkring 1950. Det ble stadig vanskeligere å ab­ sorbere den økte kinetiske energi ved hjelp av trom­ melbremser etter hvert som flyenes vekt og deres landingshastighet krøp oppover. Så kom skivebremsene og løste problemet. De kun­ ne absorbere mer energi og oppta større friksjonsbelastning enn noen annen type. En skive er festet til hjulet, og bremsekraften fås ved at friksjonsskiver presses mot den. I dag brukes nesten bare skivebremser, unntatt i meget lette fly. På moderne understell brukes også spesielle innret­ ninger («anti-skid») som gjør at flygeren kan gi full kraft på bremsepedalene uten å risikere at hjulenes ro­ tasjon stanses. Hvis hjulenes rotasjon opphører, får man ikke bare redusert bremsevirkning, men det fører også lett til punktering ved at hjulene sklir på under­ laget. De fortsatte bestrebelser for å redusere luftmot­ standen førte mot slutten av 1920-årene til utvikling av opptrekkbare understell. I likhet med mange andre forbedringer hadde også dette vært foreslått tidligere, i luftfartens barndom. Det første fly med opptrekkbart understell var det tyske Wiencziers monoplan, som kom i 1911. Det var en primitiv affære. De to un­ derstellsleggene var hengslet slik at de kunne svinges bakover og opp langs skrogsidene. Et annet tidlig for­ søk ble gjort av den amerikanske flyger og konstruk­ tør James Martin. På sin lille Martin K-3 Kitten mon­ terte han et understell som også kunne foldes bak­ over, og som hadde så liten hjulavstand at understellet fikk plass i dertil lagede brønner i flyskrogets sider. Det første virkelig opptrekkbare understell fikk man i 1920 på det amerikanske høyvingede racerflyet Dayton-Wright RB. Hjulene ble trukket inn i skroget. Et annet amerikansk racerfly, Verville-Sperry R3, var det første der hjulene ble trukket inn i vingene. Det ble bygd i 1922. Det er nok riktig å si at de opptrekkbare understel­ lene på dette stadium i utviklingen fremdeles var be­ lemret med så store komplikasjoner og ekstra vekt at de på langt nær var verd den gevinst de gav i form av redusert luftmotstand. Følgelig ble ikke verdien av opptrekkbare understell alminnelig anerkjent før i midten av 1930-årene. På den tid var marsj hastighete­ ne blitt såpass høye at den reduserte luftmotstanden mer enn oppveide ulempene ved økt vekt og tekniske vansker. Den tidligere vellykte utviklingen av cantilever un­ derstellslegger førte i begynnelsen til en del meget enkle opptrekksmekanismer. Et typisk eksempel var den elektrisk drevne mekanisme på transportflyet Vultee, der hjulene ble trukket sideveis opp i vingene. Manuell betjening kunne brukes i tilfelle av svikt i den kraftdrevne. Et annet klassisk eksempel på en enkel opptrekksmekanisme var det hydraulisk drevne opp­ trekkbare understellet på Supermarine Spitfire. På Grumman JF-1 amfibiefly ble manuelt opp­

trekk benyttet, og hjulene ble trukket inn i brønner på skrogsidene. For å få opp understellet måtte man gjø­ re omkring 45 omdreininger med en sveiv, noe som både var fysisk trettende og tidkrevende. Sammenlig­ net med dette tok det elektriske opptrekket på Vultee. som er nevnt tidligere, ca. 15 sekunder. Et raskt opp­ trekk er meget ønskelig, fordi den reduksjon av luft motstanden dette betyr, bedrer flyets stigeevne. Mec moderne teknikk kan hurtig opptrekk oppnås mec elektriske motorer. Men denne kraftkilde har sint ulemper, og en av de største er vanskeligheten med l kombinere den med et alternativt system til bruk der som det elektriske svikter. Elektrisk opptrekk hai vært lite brukt på fly etter de Havilland Albatross Short Stirling og Boeing B-17 Flying Fortress, da nød betjening av understellet ved hjelp av håndsveiv tok over en halv time! Av denne og andre grunner er d( fleste opptrekksmekanismer i dag hydraulisk drevne En viktig nyhet midt i tretti-årene var utviklinger av Dowtys «nøtteknekker-stag». Med dette fikk mar fast støtte for understellsleggen når den var nedfelt og den foldet seg sammen om et ledd midt på når hju lene ble trukket inn. Den hydrauliske jekken var en in tegrert del av støttestaget. Man konsentrerte seg naturlig nok om de lavvinge de monoplan. Men man hadde opptrekkbare under stell også på en del eldre biplan og høyvingede mono plan. En spesielt heldig utforming ble konstruert foi det lette flyet Heston Phoenix. Der ble understellsleg gene svingt sideveis inn i en liten stubbeving slik at sel ve hjulene kom inn i flyskroget. Som for fly konstruksjon i sin alminnelighet kon den annen verdenskrig til å sette fart i utviklinger også av understell. Dowty Liquid Spring støtdem per var et vesentlig fremskritt. Idéen var utformet al lerede i 1938, og den ble utviklet i stor hemmelighe under krigen. Vanligvis regner man at væsker ikke kan komprimeres. Men i Liquid Spring benyttes er syntetisk væske basert på silikon, med molekyler si store at de deformeres atskillig når de settes undei trykk. En støtdemper av dette slag trenger ikke no< innvendig luftrom, og er derfor relativt kompakt. Alminnelige spiralfjærer av stål er det enkleste oj mest pålitelige man kan bruke for å avdempe støt, oj hadde det ikke vært for deres store vekt sammenligne med luft eller olje, ville de uten tvil ha vært i alminne lig bruk. Nå har de imidlertid stort sett bare vær brukt i lette fly som et alternativ til de mer populæn gummiskivene i en teleskopisk legg. I Tyskland hadde man på forholdsvis store fly e visst hell med en spesiell type støtdempere med ring fjærer. Disse bestod av en serie stålringer oppå hver andre, som var avskrådd vekselvis på inner- og yttersi den, slik at de under trykk blir presset sammen mo hverandre. Kapasiteten til å oppta belastninger vai større enn med vanlige spiralfjærer. Det beste ek sempel på understell med ringfjærer hadde Junker* Ju 88 bombefly. Disse leggene hadde den fordel at d( var lette. Man hadde imidlertid vanskeligheter mec ringfj ærene, som hadde en tendens til å hefte fast hverandre, og på senere versjoner av Ju 88 gikk mar over til vanlige oleolegger.

flykonstruksjoner

Overgangen til nesehjul ble et vendepunkt i utvik­ lingen av flyunderstell. Fly med halehjul skal ifølge «læreboken» lande ved at de bringes til å steile så vidt klar av bakken, slik at hovedhjulene og halehjulet kommer nedpå samtidig, en såkalt «trepunktslanding». Dette gir maksimal luftmotstand fra starten av utrullingen og forkorter denne. Men denne landingsmanøver krever atskillig dyktighet, særlig i mørke. Med nesehjulunderstell derimot landes flyet i nær fluktstilling. Det kan så å si «kjøres» ned på rullebanen som en bil. Med de økende landingshastigheter måtte man bruke bremsene kraftigere for å begrense utrullingsdistansen, og med nesehjul var det ingen fare for at dette skulle få flyet til å tippe over på nesen. Det er også flere andre fordeler ved nesehjulunderstell. Flyet er lettere å manøvrere på bakken, og utsikten fra cockpiten er bedre under manøvreringen. Luftmotstanden under avgangen er mindre. Og - noe som er viktig for passasjerfly - kabingulvet er hori­ sontalt mens passasjerene vandrer inn i og ut av flyet. Den definitive overgang til nesehjulunderstell skjedde sammen med jetmotorens inntog. De store landingshastigheter gjorde kraftig bremsing nød­ vendig, og nesehjulet ble absolutt påkrevd. En nesehjulenhet må nødvendigvis være større og tyngre enn et halehjul. Men på den nye generasjon av jetfly hadde man ingen propeller å ta hensyn til. Man kunne redusere klaringen over bakken og følgelig gjøre understellet kortere. Vektbesparelsen som oppnås ved dette, oppveier en del av den ekstra vekt som nesehjulet ellers fører med seg. Etter hvert som utviklingen skred frem ble det også andre faktorer å ta hensyn til. Kombinasjonen av flyets vekt, hjulenes størrelse og lufttrykket i hju­ lene avgjør hvor stor belastning underlaget blir ut­ satt for. Grovt sagt kan fly av størrelsesorden DC-3, med en vekt på omkring 40 000 kg hvilende på hvert hovedhjul, ikke bruke en gressbane regelmessig der­ som lufttrykket i hjulene er mer enn 216-3 kg/cm2. Større fly trenger imidlertid høyere hjultrykk for å unngå at større og tyngre hjul må tas i bruk. Derfor er det nødvendig med fast dekke på rullebaner, kjø­ rebaner og oppstillingsplasser for fly. For å holde tritt med flyenes økende vekt og hastighet under av­ gang og landing er rullebanene stadig blitt lengre, men det ser nå ut til at grensen er nådd, med baner på nær fire kilometers lengde på en del av de større flyplassene. Etter den annen verdenskrig oppstod spørsmålet om hvordan man skulle kunne nyttiggjøre seg det store antall flyplasser som da eksisterte, med den nye klasse av sivile og militære fly med totalvekt 200 000 kg og oppover som etter hvert ble tatt i bruk. En midlertidig løsning var å bruke ekstra brede dekk med ovalt tverrsnitt for å spre belastnin­ gen over en større flate. I Storbritannia konsentrerte man utviklingen om boggihjul, og dette ble da også den endelige løsning. Den første flerhjulsinstallasjon ble laget i 1947. Med boggihjul økes kontakt­ flaten mellom hjul og banedekke slik at flyene stil­ ler mindre krav til banens bæreevne, og flere fly­

plasser kan brukes. Boggihjulene er dessuten bety­ delig lettere og mindre omfangsrike. De er også sikrere i tilfelle av en punktering. Bruk av et større antall hjul reduserer problemet med belastning på banedekkene, men det løser det på langt nær helt. Det kommer av det enkle faktum at det effektive «fotspor» av et flyhjul er meget lite i forhold til diameteren, ved at den langt største del av hjulets periferi ikke ligger an mot banen. Bruk av larveføtter (med belter) syntes å være en mulig måte å øke fotsporets størrelse på, og atskillige anstren­ gelser har vært nedlagt for å utvikle en slik erstat­ ning for hjul. Som med opptrekkmekanismer for understell ble de første eksperimenter gjort for lang tid siden. Den første belteinstallasjon ble konstruert 1 1927 av den franske ingeniør Chevreau. Den be­ stod av et belte som var festet rundt en fleksibel ramme som løp på en serie kuler og ruller, og den var utstyrt med bremser. Understellet som ble fabrikert av Louis Vinay, ble montert på et Loire-Gourdon-Lesseure monoplan og prøvefløyet omkring 1929. På den tid var det imidlertid ingen aktuell bruk for et slikt understell, og interessen forsvant for lang tid. I USA var et Fairchild Cornell monoplan det første fly som ble utstyrt med larveføtter. Dette spe­ sielle understell hadde en leddet konstruksjon, spe­ sielt beregnet til bruk på ujevn mark. Etter vellykte prøver ble en Douglas Boston utstyrt med belteunderstell av lignende konstruksjon. Mange hundre landinger ble utført med dette understellet, og hin­ dere på opptil 20 cm høyde ble passert med stor fart. Under prøver på bløt grunn og på sandgrunn sank det konvensjonelle nesehjulet nedi, mens beltene på hovedunderstellet holdt seg på overflaten. Etter krigen ble en Fairchild Packet utstyrt med belteunderstell. Man gikk imidlertid bort fra dette, på grunn av den store vekten. Det veide 300 kg mer enn det vanlige hjulunderstell. Mest imponerende var belteunderstellet som en Convair B-36 ble ut­ styrt med. Teoretisk sett skulle belteunderstellet for et fly av denne størrelse føre til en betydelig vektbesparelse, men i praksis veide installasjonen på B-36 2 500 kg mer enn det ordinære hjulunderstellet! Når man foretrekker flere mindre hjul istedenfor ett stort på hver understellslegg, er det hovedsakelig på grunn av vektbesparelsen. En interessant anven­ delse av flerhjuls-prinsippet var den som ble brukt på krigstidens tyske tunge transportfly, Messerschmitt Me 323. Det hadde ikke mindre enn ti hjul i rekker på fem, montert i utbygninger på begge sider av flyskroget. Det er siden blitt vanlig med lig­ nende installasjoner i forskjellige utforminger på tunge militære transportfly. Det beste eksempel er vel Lockheed C-5A, som lander på ikke mindre enn 28 hjul. Hjulene er montert i fire grupper på seks hjul i hovedunderstellet, samt fire hjul i neseunderstellet. Douglas C-133 Cargomaster har en uvanlig installasjon, ved at hovedhjulene er arrangert parvis i tandem. Short Belfast er nok et eksempel på et tungt transportfly med understell beregnet for løst under-

Understell 107

B

A For å gjøre forsøk med & landing og avgang på B landingsplasser uten fast dekke ble en Boeing 707 utstyrt med et spesialbygd un­ derstell med 20 hjul. Ekstra hjul ble mon­ tert utenfor de ordi­ nære. Flyet kunne be­ nyttes på landingsplas­ ser som bare så vidt bar en bil.

108

flykonstruksjoner

Understell

lag. Hver hovedhjulgruppe på dette flyet består av en kompakt åttehjuls boggi, som trekkes inn i ut­ bygde strømlinjeformede rom på skrogets sider. Av interesse er også det understell som ble utviklet av det franske Messier-firma for Breguet 941. Dette transportflyet er spesielt konstruert for bruk på kor­ te baner. Hovedunderstellet har to legger i tandem på hver side av skroget, med en felles horisontal, dobbeltvirkende støtdemper. Understellet har spe­ sielt gode egenskaper ved taksing på ujevnt under­ lag. På militære fly har man brukt mange forskjellige former for understell. Det seksmotors bombeflyet Boeing B-47 hadde et tandem-arrangement for hovedhjulenes vedkommende, og mindre støttehjul under de ytre motorene for å hindre flyet i å velte under kjøring med liten hastighet. En videre utvik­ let utgave brukes på det meget tyngre bombeflyet, det åtte-motors B-52 Stratofortress. Her blir meste­ parten av flyets vekt båret av fire tvillinghjulenheter under skroget. De kan alle svinges for å lette lan­ ding i sidevind og for å lette manøvrering på bak­ ken. For å hindre flyet i å velte til siden er små «balansehjul» montert under vingene utenfor de ytterste motorene. Disse hviler normalt bare på bak­ ken når vingetankene er fulle av brennstoff. Andre fly med tandem-understell er rekognoseringsflyet Lockheed U-2 og VTOL-jagerbombeflyet Hawker Harrier. Utrigger-understellet på U-2 blir bare satt på for avgang, og slippes så snart flyet er

i luften for å spare vekt og redusere luftmotstanden. Slippbare understell er ellers ikke noe nytt. Det ble brukt av Harry Hawker under hans forsøk på å krysse Atlanterhavet i 1919, og har også senere vært brukt ved flere anledninger. De britiske middelstunge bombeflyene Hawker Siddeley Vulcan og Handley Page Victor har bog­ gier på de to hovedunderstellsenhetene, hver med fire tvillinghjul. På det supersoniske bombeflyet General Dynamics B-58 brukes en åtte-hjuls boggi. Boggi-understell er også meget brukt på de større sivile trafikkfly. På Comet, Caravelle, Convair 880, Boeing 707 og 720 og DC-8 trekkes boggihjulene sideveis opp i vingene, mens hjulene på de sovjetiske Tupolev-trafikkflyene trekkes opp bakover inn i rom som stikker ut bak bakkanten av vingene. På helikoptere byr ikke understellet på spesielle problemer. Hovedproblemet her har å gjøre med «bakkeresonans», som kan forårsake voldsomme svingninger sideveis eller frem- og bakover mens helikopteret står på bakken, fordi rotoren er ute av balanse eller fordi dens rotasjonsfrekvens gir re­ sonans i skroget og understellet. Problemet blir vanligvis løst ved et omhyggelig beregnet kompro­ miss mellom understellsfjæringens stivhet og dens sjokkdempende egenskaper. Det maritime helikopteret Westland Wasp har et understell av spesiell interesse. Det er konstruert for å tåle maksimal vekt ved landing på små plattfor­ mer ombord på skip i opprørt hav. Understellet må

A Boeing B-52 har hovedunderstellet i tandem, og for å støtte flyet sideveis er der utriggerhjul under vinge­ ne, utenfor de ytre motornasellene. B Hawker Harrier VTOL-jagerbombefly har også tandemunderstell og små utriggerhjul på vingespissene. C Leddet hovedunderstellsboggi på trafikk­ flyet de Havilland Comet.

1 Dørmekanisme 2 Hovedjekk

3 4 5 6 7 8

Hjelpejekk Støttestag Støtdemper Deksel Understellslegg Hjuldør

D Flerhjuls hovedunderstellsboggi på Convau B-58 Hustler.

E På Tupolev Tu-134 blh hovedunderstellet trukket inn bakover. På vei opp roterer boggienhetene 180°, slik at de forreste hju­ lene blir liggende bak­ erst når de er opptruk ket. Dette gjør at plassbehovet i hjulbrønnen blir redusert.

flykonstruksjoner

kunne tåle uvanlig store påkjenninger både vertikalt og horisontalt. Selv om skipet slingrer kraftig må helikopteret ikke gli eller tippe over. Understellet be­ står derfor av fire legger som er spredt ut så langt fra hverandre som de praktiske hensyn tillater det. Oleo-leggene har uvanlig stor slaglengde, og de fire hjulene kan enten låses fast i en bestemt retning eller svinge fritt. De kan også låses slik at alle hjul står på tvers, og helikopteret er da effektivt sikret mot å tril­ le fremover, bakover eller sidelengs. Landversjonen av Wasp, Scout, har et enkelt meieunderstell. Meier har i nyere tid vært brukt også på flere fly med faste vinger, men har ingen generell anvendelse for slike fly. Derimot er en nær slektning av meieunderstellet, nemlig skiene, i utstrakt bruk under vinterforhold og i andre spesielle tilfeller. Midt i 1950-årene så man en interessant anvendel­ se av ski på den jetdrevne flybåten Convair Sea Dart. Flyet hadde to vannski slik at man unngikk det konvensjonelle båtskroget, som skaper så stor vannmotstand. Vannskiene ble satt ut under avgang og landing. Under manøvrering på vannet med sak­ te fart var skiene trukket inn, og det vanntette skro­ get fungerte på samme måten som på en vanlig flybåt. Den mest egenartede form for ski, eller meier, var vel brukt på tyskernes rakettdrevne jagerfly under den annen verdenskrig, Messerchmitt Me 163B Komet. Det hadde en enkel ski eller meie av metall, som var hengslet i forkant og utstyrt med støtdem­

per. Understellet var vellykket forsåvidt som flyet kunne landes på det. Men hvis landingen ikke var myk, hvis vinden ikke var stø, eller bakken var ujevn, var landingsstøtene så voldsomme at flere flygere ble skadet. For å redusere landingssjokket ble flygersetet montert på fjærer. Under avgang var en liten to-hjuls tralle montert under Me 163. Denne ble sluppet så snart flyet var kommet i luften. En vesentlig ulempe ved meieunderstellet var den dårlige manøvrerbarhet på bakken. Man forsøkte å avhjelpe dette ved å konstruere spesielle traller som flyet kunne settes på. Det er likevel åpen­ bart at det er dette problemet som har gjort at meie­ understell aldri har fått videre anvendelse på avskjæringsj agere. Den meieinstallasjonen som ble brukt på det ra­ kettdrevne eksperimentflyet North American X-15 viste seg imidlertid å være absolutt vellykket for sitt formål. Dette flyet tok ikke av ved egen hjelp, men ble løftet opp i høyden ved hjelp av et spesielt modi­ fisert B-52 bombefly. Etter en relativt kortvarig flukt med stor hastighet og i stor høyde måtte flyge­ ren beregne sitt landingsinnlegg i glideflukt. Heldig­ vis hadde han som landingsplass de milelange uttørkede saltsjøer ved prøvebasen i California, som ut­ gjorde en nesten ubegrenset rullebane. Flyet ble satt ned på to meier helt bak på flyet. Foran hadde det et vanlig nesehjulsunderstell med tvillinghjul, som ble senket ned på bakken etter at farten hadde avtatt passelig. Mer enn 150 vellykte landinger ble foretatt

F Opptrekk av hovedunderstellsboggiene på Concorde skjer med hydraulisk kraft, med en enkelt jekk for hver legg. En teleskopisk sidestøtte låser leggen mekanisk i nedstilling, men har ellers ingen funksjon i selve opptrekksmekanismen. En mekanisk leddmekanisme korter leggene automatisk under opp­ trekket ved å dra støt­ demperne inn i legge­ ne. Derved reduseres lengden og plassbeho­ vet i hjulbrønnene. Understellets kon­ struksjon er pris­ verdig enkel. Det eneste kompliserende trekk sammenlignet med vanlige under­ stell er at hjulbrøn­ nene må kjøles under flukt for at temperatu­ ren ikke skal overstige 80° C.

1 2 3 4 5

Teleskopisk sidestøtte Tverrbjelke Opptrekks-jekk Dragstøtte Understellslegg

Understell 109

6 Pitchdempere 7 Støtdempere G Neseunderstellet på Concorde. Alle fly med deltaformede vin­ ger må ha nesen i en høyere stilling enn el­ lers vanlig, særlig der­ som motorene er mon­ tert under vingene. Enheten har triangu­ lær form, som gir større stivhet. Spesielle legeringer er benyttet for å redusere vekten.

H En av leggene på heli­ kopteret Westland Wasp. Leggen kan svinges om vertikalaksen, og dens slag­ lengde er uvanlig stor.

110

FLYKONSTRUKSJONER

Understell

på denne måten. Vanskelighetene med å manøvrere på bakken gjør det imidlertid usannsynlig at under­ stell av denne type noen gang vil komme i utstrakt bruk.

A B & C

Neseunderstellet på trafikkflyet Hawker Siddeley Trident er uvanlig ved at det er montert til siden for flyets senterlinje, og at opptrekket skjer side­ veis. En fordel ved dette er at understellsdørene ikke behøver forsterkes så meget som langsgående dører, og vekten blir derved mindre. Det blir også mer plass ledig i skroget, som kan benyttes til utstyr og last. Med vanlig nesehjul som trekkes opp i langsgående hjulbrønner, blir de smale ledige rom under gulvet på begge sider av hjulbrønnen for det meste ubenyttet, på grunn av deres uhensiktsmessige form og vanskelig adkomst. På Trident er nesehju­ let montert direkte un­ der den fremre passa­ sjerinngangen, og de to skrogspanter som opptar belastningene fra understellet, tjener

samtidig som sidekarmer i døråpningen, noe som også betyr vektbesparelse. Under­ stellet blir trukket inn og satt ut med hydrau­ lisk kraft, men i tilfelle av hydraulisk feil vil det ved sin egen tyng­ de falle til nedstilling. Hvis det ikke faller helt i lås, kan det brin­ ges i låst stilling ved hjelp av en skrujekk. Når hjulene er nede, lukkes hjuldørene på samme måte som hovedunderstellsdørene, for å redusere luftmot­ standen. Når man vel­ ger «understell opp», åpner dørene seg, leg­ gene trekkes inn, og dørene lukkes igjen. 1 Opptrekks-jekk 2 Leggens fremre feste 3 Fjærbelastet nedlåsstøtte 4 Landingslys 5 Ledd 6 Styrejekk 7 Reguleringsventil 8 Torsjonsaksel 9 Styreratt

D Hver hovedunder& stellslegg på Hawker E Siddeley Trident har fire hjul ved siden av hverandre på en felles aksel. Opptrekket skjer sideveis, og leg­ gen roterer nesten 90 ° under opptrekket, samtidig som den for­ lenges 15 cm, slik at hjulene blir liggende med akselen i skroget, lengderetning like innenfor skroghuden. Det mest uvanlige trekk ved konstruk­ sjonen er en skruelinjet kam-mekanisme inne i leggens øverste del. Det er denne som dreier leggen og der­ ved hjulene, og for­ lenger leggen. Når hjulene settes ned, gri per toppen av leggen like før den går i nedlås inn i en spesiell festemekanisme, og det er denne som opp tar alle vertikale belas. ninger og torsjonsbelastninger. Fordelen ved å ha alle hjulene ved siden av hverandre

flykonstruksjoner

er at flyet kan svinges krapt på bakken uten stor dekkslitasje, og at de opp­ tar liten plass i flyet når de er trukket inn, betydelig mindre enn tilsvarende boggier ville gjort. Derved blir det mer plass for last under gulvet. En annen fordel ved mekanismen som forlenger leggene un­ der opptrekket, er at legge­ ne kan festes 15 cm lenger ute på vingene. Dette gir større hjulavstand uten at flyets høyde over bakken derved er økt. Tridents un­ derstell er et godt eksempel på hva som kan oppnås ved skarpsindighet og inn­ viklede konstruksjonsdeta­ ljer når man arbeider ut fra strenge begrensninger med hensyn til plassering, vekt og dimensjoner.

1 2 3 4 5 6

Støtte Dørjekk Opptrekks-jekk Hjuldør Sidestøtte Skivebrems

F Jagerflyet General & Dynamics F-lll med G de svingbare vingene har også en understellskonstruksjon som er sinnrikt uttenkt. Hjule­ ne er montert på krafti­ ge gaffelbjeiker, hengs­ let til et felles midtstykke ved flyets senterlin­ je. Under opptrekk blir forkanten av gaffelbjelkene trukket opp og tilbake og gaflenes ytre ende, der hjulene er fe­ stet, foldes fremover. Samtidig dreies hjulakslene slik at de i opp­ trukket stilling ligger nesten parallelt med hverandre.

1 2 3 4

Leddstøtte Opptrekks-jekk Hengseltapp Leddmekanisme for dreining av hjulaksel 5 Støtdemper

Understell 111

112

flykonstruksjoner

Understell

A Fairchild XC-120 Pack-Plane hadde fire understellsleggen B Mange småfly har ski til bruk på vinterføre. Denne Auster var ut­ styrt med vannski for eksperimen tering.

C Det rakettdrevne av­ skjæringsflyet Messerschmidt Me 163 Komet på sin landingsmeie. Landin­ gen krevde atskillig dyktighet, og mange flygere ble skadd under landing på ujevn bakke.

D Convair Sea Dart had­ de en vannski, og skroget behøvde der­ ved ikke lages som en flybåt med dennes store vannmotstand. Små hjul i enden på skien gjorde at det kunne kjøres opp på land for egen motorkraft.

E Understellet på forskningsflyet North Ame­ rican X-l5 er et dob­ belt nesehjul og to små meier bakerst på skroget. Det virket til­ fredsstillende til tross for høy landingshastighet, og over 150 landinger ble utført uten uhell.

STYREORGANER

Denne historiske teg­ ningen av Leonardo da Vinci viser styreinnretningen bereg­ net for et ornitopter. De bevegelige halerorene skulle styres av flygeren.

B Sølvplaten fra 1799, med inngravering av Cayley, viser et aero­ plan med korsformet høyde- og sideror.

«Når den tid kommer at man mestrer problemene med å manøvrere flymaskinen under alle forhold, vil motorproblemet hurtig finne sin løsning.» Disse profetiske ord ble skrevet av Wilbur Wright mens han og hans bror Orville holdt på med sitt første gli­ defly. Erfaringene fra prøveflygingene ved Kitty Hawk i oktober 1900 styrket brødrene i deres beslut­ ning om å konsentrere seg om utviklingen av flyets styreorganer. Derved viste de større fremsynthet enn de fleste andre flypionerer. Disse gikk hovedsakelig inn for å lage maskiner som kunne løfte seg fra bak­ ken, men som ikke ville ha kunnet fly skikkelig, for­ di problemene med styring under flukt ikke var ofret tilstrekkelig oppmerksomhet. Brødrene Wright var imidlertid ikke de første som forstod hvor viktig dette var. Æren for dette går til Leonardo da Vinci, den store italienske maler, bil­ ledhugger og vitenskapsmann fra renessansen. Han tegnet et ornitopter med et korsformet haleparti, som ble manøvrert ved hjelp av snorer festet til fly­ gerens hode. Ved å bevege hodet skulle flygeren kunne gi rorutslag opp, ned og til begge sider. Den­ ne form for haleror hadde sitt forbilde i roret på bå­ ter og fuglenes stjert. Når han valgte å bruke hodet til å bevege rorene med, var det for å ha både hender og føtter frie til å drive den mekanisme som skulle flakse med vingene. Ved en skjebnens uheldige tilskikkelse gikk imid­ lertid Leonardos manuskripter i glemmeboken, inn­ til de ble gjenoppdaget nesten 300 år senere, og hans skisser ble ikke til noen hjelp for andre oppfinnere i dette tidsrom. Det var den britiske pioneren, Sir George Cayley, som først skisserte en praktisk anvendbar side- og høyderorskonstruksjon slik vi kjenner den. På den ene siden av en sølvplate, som nå er en skattet gjen­ stand i Londons vitenskapsmuseum, er inngravert et aeroplan med korsformet haleror, samt året det ble laget - 1799. I 1804 benyttet Caley slike ror på et modellglidefly, og dette er det første eksempel i his­ torien på at høyde- og sideror har vært brukt med hell på et aeroplan. Også på glideflyet i full størrelse som han bygde og fløy en gang mellom 1804 og 1809 benyttet han haleror av samme type. Separate side- og høyderor ble først lansert av William Samuel Henson, på hans berømte «Aerial Steam Carriage» - den flygende dampvogn - paten­ tert i 1842. Her ble rorene manøvrert uavhengig av hverandre, slik det ble på praktisk talt alle fly siden, og slik det er vanlig også i dag.

Da Otto Lilienthal mistet livet i 1896, hadde han under konstruksjon et høyderor for en maskin i full størrelse. Det skulle manøvreres ved hjelp av snorer festet til hodet, slik som foreslått av Leonardo. De første haleror som kunne manøvreres av flygeren på et aeroplan i full størrelse, var montert på det mis­ lykte Langley Aerodrome, som ble oppgitt etter å ha havarert to ganger under startforsøk. Æren for å ha laget de første bevegelige side- og høyderor på et vellykt fly, tilfaller brødrene Wright. Det gjelder høyderoret på glideflyene fra 1900 og 1901, og sideroret på det modifiserte glideflyet fra 1902. Hittil er et viktig styreorgan ikke nevnt, nemlig det som trenges for balansekontroll om flyets leng­ deakse. I dag brukes balanseror, men til å begynne med benyttet man en teknikk som gikk ut på å vri vingeflatene. Idéen med å vri vingene på denne måten, det vil si at vingenes angrepsvinkel reguleres for å justere krengningen, hadde dukket opp hos flere ved obser­ vasjon av fuglenes flukt. Wilbur Wright noterte sine første tanker om dette i 1899: «Mine observasjoner av musvåkens flukt leder meg til å tro at den gjenvinner balansen etter å ha blitt delvis hevet rundt av vindkast, ved vridning av vingespissene.» Selv om idéen hadde vært lansert tidligere, var det brødrene Wright som først brukte den i praksis på et fly. Deres store bidrag til løsningen av proble­ mene med styringen av fly var imidlertid ikke så meget at de hadde hell med bruken av vridbare vin­ ger, som at de samtidig med dette også innførte sideroret slik vi kjenner det. I begynnelsen hadde de regnet med å kunne styre flyet bare ved hjelp av vingevridning og monterte en fast halefinne. Med denne kombinasjonen på glideflyet fra 1902 fikk de imidlertid skjev vingemotstand under vrid­ ningen, ved at den ving som gikk oppover laget større luftmotstand enn den som gikk ned. Resul­ tatet var at flyet hadde tendens til å svinge i motsatt retning av det som var tilsiktet. For å unngå dette erstattet de den faste finnen med et bevegelig side­ ror som var koblet sammen med vridningskontrollen. Ingen hadde tidligere innsett behovet for dette, noe som for så vidt ikke er overraskende. Det kunne ikke med rimelighet ventes at noen skulle ha forutsett dette problem før flygingen hadde nådd det stadium at den kunne gjennomføres i praksis. Det bevegelige sideror gav et kraftig svingemoment

114

flykonstruksjoner

Styreorganer

A En ving, sett fra pas­ sasjerkabinen. De pilformede vingene på moderne trafikkfly er primært konstruert for å virke effektivt ved store hastigheter. De gir liten luftmotstand, men har også dårlig løfteevne ved lave has­ tigheter. De er derfor utstyrt med forskjel­ lige innretninger for å øke løftet, slik at has­ tigheten ved avgang og landing kan holdes nede på et rimelig nivå. Flaps i bakkant og slats i forkant tje­ ner til å øke vingearealet og vingens konveksitet. Bakkantflaps er ganske store

og endrer vingens ka­ rakteristikk vesentlig. For uerfarne passasje­ rer kan det se ut som om vingen går i opp­ løsning når de settes ut! Illustrasjonen viser noe av det som er syn­ lig fra kabinen på en Boeing 707. Flaps (1) med plater (2) som gir virkning som dobbelte luftspalter («slots»). De ytre balanserorene (3) gis utslag ved hjelp av manuelt bevegede servoror (4) til bruk ved lave hastigheter. De indre balanserorene (5) styres også ved hjelp av manuelle ser­ voror (6) og brukes ved stor hastighet.

Bremseklaffene (7) kan styres differensialt for å bedre balanserorvirkningen, eller uni­ sont som luftbremser. Raden av små metallplater (8) er «vortexgeneratorer», som for­ bedrer luftstrømmen over vingen ved å hvirvle opp grenselaget nærmest inntil huden. Enkelte fly har «løftdumpere», bremseklaffer montert foran flaps, og som settes ut etter landing for å rive opp luftstrømmen over disse, slik at løftet «dumpes» og flyets vekt bæres av under­ stellet. Det gir økt bremsevirkning.

B Vingen på en Boeing 737. Den har tredelt flaps som effektivt øker vingearealet og løftet. I forkant er slats som beveges på skrå frem- og nedover. Det er en av de mest effektive måter å øke løftet på som er kon­ struert.

C Forkantflaps utviklet for Boeing 747 «Jum­ bo jet» er noe helt nytt. Det er ti av dem på hver ving. Deres fa­ song kan endres, og de sies derfor å ha «va­ riabel konveksitet». Under vanlig flukt er de passet nøyaktig inn i vingen, slik at denne er effektiv ved stor hastighet. For avgang og landing foldes de ut omtrent på samme måte som foldekniver. Når de er nesten helt ute, bøyes den fremre delen til en form som gir maksimalt løft ved lav hastighet. De er laget av laminert glassfiber og glass-

fiberhoneycomb. Honeycomb-konstruksjoner har som navnet antyder en kjerne som ligner cellene i en bikake, og ble opprinne­ lig utviklet for å lage lette og stive deler for fly. 747 er det første flyet som har en honeycomb-del som er konstruert slik at den kan bøyes.

flykonstruksjoner

Cayleys modellglidefly fra 1804 hadde de første høyde- og sideror av vellykt kon­ struksjon.

E Vingevridningssystemet på Wright Flyer fra 1903. Fra flygerens posisjon løp to kabler på trinser, en til hver vingespiss der de var festet til toppen av de ytre bakre vingestøttene. En hjelpekabel forbandt nederste del av de samme vingestøttene. Den gikk gjennom trinser festet til toppen av de to midtre bakre støtter, og var ikke tilkoplet flygerens styreorganer. Flygeren lå på en «vugge», og for å re­ gulere flyets krengning, ble vuggen svingt til en av sidene. Dette gav et drag i den

ene hovedkabelen, slik at bakre del av ved­ kommende vingespiss ble bøyd nedover. Via hjelpekabelen ble den motsatte vingespiss automatisk bøyd opp­ over. På senere utgaver ble flygerens «vugge» erstattet med håndmanøvrerte styre­ spaker.

1 Trinse 2 Hjelpekabel 3 Hovedkabler fra fly­ gerens «vugge» til vingespissene for vrid­ ning av vingene

F

Wrights frontmonterte høyderor. Det ble regulert ved hjelp av en spak som flygeren manøvrerte med venstre hånd.

1 Spak

G Kombinasjon av siderorskontroll og meka­ nisme for vridningen av vingene, utviklet av brødrene Wright. Til å begynne med virket de sammen, slik at når flyet ble krenget til en av sidene, slo siderorene også ut til samme side. Senere ble det endret slik som vist her. Rorene kunne brukes uavhengig av vingevridningen i en hvilken som helst kombinasjon. Side­ veis bevegelse av spaken gav vingevridning og bevegelse fremover og bakover gav siderorsutslag.

Styreorganer 115

1 Styrespak 2 Sideror 3 Kabel for vingevridning

116

flykonstruksjoner

Styreorganer

som lett oppveide virkningen av den skjeve vingemotstanden. I 1905 fant brødrene Wright ut at den automatisk koordinerte bruk av vingevridning og sideror riktig­ nok var viktig under vanlig flyging, men at den til sine tider slett ikke var ønskelig. Under visse for­ hold kunne det være nødvendig å krysse rorene, for eksempel for å sidegli. De gikk derfor bort fra den automatiske sammenkobling av vingevridning og siderorsutslag, og gjorde disse justerbare uavhengig av hverandre i den ønskede kombinasjon, en praksis som senere har vært alminnelig benyttet. Engelskmannen M.P.W. Boulton tok i 1868 pa­ tent på en form for balanseror. Men oppfinnelsen av de moderne balanseror stammer likevel direkte fra brødrene Wrights vingevridning. Boultons origi­ nale og meget fremsynte oppfinnelse ble nemlig oversett, fordi de deler av patentet som ble publi­ sert, hovedsakelig dreide seg om sinnrike men gans­ ke ubrukbare former for ornitoptere. Hvis de første fly konstruktørene hadde kjent til Boultons balanse­ ror, kunne flyets utviklingshistorie meget vel ha ar­ tet seg annerledes. Problemene med stabilitet og kontroll om flyets lengdeakse var nemlig en vesent­ lig anstøtsten for Langley, Curtiss, de europeiske pionerer i sin alminnelighet og endog for Wrightbrødrene selv. Nå ble imidlertid ikke løsningen med balanseror brakt på bane igjen før i januar 1905, i et foredrag som den franske flypioneren Robert EsnaultPelterie holdt i den franske aeroklubben. Under en omtale av konstruksjonen til Wrights glidefly fra 1904 sa han: «Vridning av vingeflatene, som brødrene Wright roser seg av, og som vi har prøvet, gir god nok virk­ ning for å opprettholde balansen, men vi anser dette system som farlig. Etter vår mening kan den forår­ sake overbelastning av wirene, og vi frykter at de kan svikte i luften, noe som ikke vil skje med ordi­ nære stive vinger... Vi mente derfor at vi måtte gå bort fra vingevridning. For å kunne holde sidebalanse brukte vi i stedet to horisontale ror foran på flyet, uavhengige av hverandre. Et ror var montert på hver side og forbundet med en liten styreinnretning innen rekkevidde av flygerens to hender... Dette arrangementet virket tilfredsstillende, om enn ikke like virkningsfullt som vingevridning.» I denne sammenheng refererer uttrykket «hori­ sontale ror» seg til det vi nå kaller balanseror (på en­ gelsk og fransk: aileron). Aileron er det franske ord for fuglenes vingespisser, og ble første gang brukt som betegnelse på balanseror i 1909. Med dette så den moderne form for balanseror dagens lys. Men vingevridningen var likevel seiglivet og ble brukt på atskillige fly så sent som under første verdenskrig. Blant disse var det berømte Fok­ ker Monoplane. Enda i våre dager benyttes det på visse spesielle fly, som enkelte avanserte seilfly. Ver­ densmesterskapet for seilfly i 1958 ble vunnet med et vesttysk HK S-3, som hadde vingevridning for så vel balanserorvirkning som til flaps. I flygingens tidligste dager ble en mengde ulike

mekanismer oppfunnet for å manøvrere de tre sett rorflater, men fordelene ved å bruke hender og føtter for å regulere rorene ble snart åpenbare, og dette kom i alminnelig bruk ganske snart. Siderorstillingen reguleres ved hjelp av pedaler mens høyderor og balanseror reguleres med en håndbeveget styrespak, oftest med ratt for balanserorene. Bevegelse av disse styreorganer skjer naturlig, instinktmessig. Flyets nese senkes eller løftes ved at man skyver styrespa­ ken fremover eller trekker den bakover. Føres spa­ ken til en av sidene (eller rattet på toppen av spaken dreies), krenger flyet til samme side ved at det ene balanseror går opp og det andre ned. Flyets nese dreies mot høyre eller venstre ved trykk på tilsvaren­ de pedal. De aerodynamiske krefter som må overvinnes ved hjelp av rorene, varierer med fluktforholdene. Be­ lastning og utslag på høyderoret er avhengig av has­ tighet, motorkraft og variasjoner i tyngdepunktposisjon. Det siste kan skje etter hvert som brennstoffbeholdningen forbrukes, og høyderorutslaget må da justeres for å holde flyet i likevekt. Det ville være ytterst slitsomt om flygeren skulle holde et be­ stemt rorutslag i lengre tid ved hjelp av muskelkraft på styrespak og/eller pedaler. For å unngå dette kan han «trimme» flyet og derved eliminere belastnin­ gen på spak og pedaler. Dette gjøres ved hjelp av de såkalte trimror, som er mindre rorflater i bakkant av de egentlige rorene, og som kan innstilles slik at de skaper en konstant aerodynamisk kraft av ønsket styrke og retning til å vedlikeholde det nødvendige utslag på de primære rorflatene. Høyderoret er spe­ sielt følsomt for hastighetsforandringer, men kan på enhver hastighet trimmes slik at flyet er i likevekt selv om flygeren slipper styrespaken. Balanserorene kan også utstyres med trimror for å korrigere ten­ denser til at flyet flyr med en ving lavere enn det andre. Tilsvarende gjelder sideroret, for å kompen­ sere for asymmetrisk trekkraft i tilfelle en av flere motorer svikter, eller for variasjoner i propellens vridningsmoment. Småfly trimmes ofte ved hjelp av små bøybare metallplater i bakkant av rorflaten, som ikke kan reguleres fra cockpiten under flukt. På avanserte fly med kraftdrevne ror kan trimmingen skje uten egne trimror ved at kraft settes til å virke direkte på rorflaten. Høyderor- og siderortrimming kan også skje ved at stabilisatorene (haleflate og finne), som tradisjonelt har vært fastmonterte, kan vris fra cockpiten under flukt. Rorutslagene kan lettes ved hjelp av såkalt aero­ dynamisk balanse, det vil si at en del av rorflaten stikker frem foran hengsellinjen, og på noen fly er dette supplert med balanse-trimror. Disse har form som et vanlig trimror, men er innrettet slik at det automatisk slår ut i motsatt retning av rorflaten. Dette skjer vanligvis ved hjelp av en mekanisk leddkobling slik at trimmomentet øker progressivt med utslaget på den primære rorflaten. På noen fly blir rorutslaget regulert indirekte ved hjelp av såkalte servoror. (På tidlige typer var disse ofte en stor separat flate montert et stykke bak den

A Styreanordning for vingevridning og høy­ deror brukt i 1911 på monoplanet Star. Det var opprinnelig menin­ gen at balansekontroll på dette flyet skulle skje ved differensialvirkning av de korsformede halerorene, en metode som benyttes med hell i dag på jagerbomber- og rekognoseringsflyene Jaguar og Vigilante.

1 2 3 4

Ratt for vingevridning Gasshåndtak Kabel for vingevridning Høyderorskabel

B Styreorganer på et Deperdussin mono­ plan for å bevege sideog høyderorene. 1 Ratt for vingevridning 2 Gasshåndtak 3 Til høyderor 4 Til vingene 5 Til vippearm for vin­ gevridning 6 Vippearm 7 Understellsmeie

C Det uvanlige styre­ system på Nieuport toseters monoplan fra 1911. Vingene ble vridd ved hjelp av pe­ daler, mens høyde- og sideror ble beveget med håndspaken. 1 Håndspak for høydeog sideror 2 Pedaler for vinge­ vridning 3 Til høyderor 4 Til sideror 5 Vippeaksel

D Sentralisert kontrollanordning på Blackburn monoplan fra 1911. Både vingevrid­ ning, høyderor og sideror ble regulert ved hjelp av det ene rattet. 1 2 3 4 5

Universalledd Til høyderor Til sideror Til vingene Vippeaksel

E Det vanlige på dagens fly er at sideroret re­ guleres med pedaler, mens høyde- og balan seror reguleres med en sentral styrespak (eller\ ratt).

1 2 3 4 5

Styrespak Balanseror Pedaler Sideror Høyderor

F Høyderorarrangemen-\

tet på jet-trafikkflyet VC10. Bevegelser med\ styrespaken (rattet) overføres via stag og kabler til dubliserte elektro-hydrauliske kraftenheter. Hver av disse virker på en halvdel av høyderoret på hver side. Kunstig «følelse» (s.118) blir tilført hydraulisk. 1 Haleflatens skrujekk 2 Elektro-hydrauliske kraftenheter (motorer) som beveger hver sine seksjoner av høyde­ roret. 3 Dubliserte hydrauliske enheter som tilfører en «følelse» av aerodyna­ misk belastning på roret.

flykonstruksjoner

Styreorganer 117

118

flykonstruksjoner

Styreorganer

primære rorflaten.) Når servoror brukes, er den pri­ mære rorflaten ikke koblet til flygerens styreorganer i det hele tatt, men beveges ved hjelp av den kraft som påføres ved servororets utslag. På trafikkflyet Britannia virker rorene på denne måten, og den kraften som flygeren må bruke for å bevege rorene er så liten at en kunstig «følelse» må tilføres (se teksten nedenfor). Ved store hastigheter trenges det stor kraft for å gi utslag med rorflatene. Dette førte til utvikling av kraftdrevne ror. Til å begynne med brukte man hy­ draulisk kraft til bare å forsterke virkningen av fly­ gerens manuelle utslag med styreorganene. Med dette system er det fremdeles flygerens muskelkraft som direkte overføres til rorene, og i tilfelle den hy­ drauliske hjelpekraft svikter, går hele systemet over til ren manuell betjening. Blant fly som har et slikt semi-manuelt system er trafikkflyene i Boeing 707serien og bombeflyet B-52 Stratofortress. Øker hastigheten ytterligere, blir det stadig vans­ keligere for flygeren å yte «sin andel» av den kraft som skal til, og dette har ført til innføring av styre­ systemer der rorenes utslag blir fremkalt utelukken­ de ved hjelp av hydraulisk kraft. Det flygeren da gjør, er ikke annet enn å regulere en liten hydraulisk ventil, noe som gjøres med en muskelkraft på bare omkring et kvart kilogram. Denne kraften er kon­

stant uansett hastighet og rorutslagets størrelse, og for å gi flygeren en følelse av de aerodynamiske be­ lastninger som påføres, er det derfor innebygd en «kunstig følelse» i styreorganene. Det kan være noe så enkelt som en fjær, som byr økende motstand jo større utslag som gis med styrespak eller pedaler, eller det kan være en komplisert simulator som føder motkrefter inn i systemet, avpasset etter flyets hastighet eller Mach-tall. Har man rent kraftdrevne ror, er det av avgjøren­ de betydning at systemet er pålitelig i drift. Om det skulle svikte, vil det nemlig ikke være mulig for fly­ geren å bevege rorene, og han ville miste kontrollen over flyet. Systemet blir derfor sikret ved hjelp av dobbelte sett hydrauliske jekker, og ved parallelle hydrauliske rørledninger fra separate kraftkilder. Hvert sett av jekker kan arrangeres slik at de virker samtidig på et ror, eller roret kan deles i to eller flere seksjoner, hver drevet av en separat jekk. Ved meget store hastigheter, omkring lydens, har vanlig høyderor en tendens til å bli ineffektive, og store rorutslag er nødvendig for å oppnå den nødvendige virkning. En løsning på dette problem er å la hele haleflaten virke som høyderor ved at dens angrepsvinkel varieres, noe som lenge har vært brukt for trimming av flyet. På mange over­ lydsfly er haleflaten i ett stykke uten noe

A Typiske styreorganer på moderne høyver­ dige fly. Her vises Hawker Siddeley Tri­ dent. Slats og flaps langs vingens for- og bakkant gir økt løft for avgang og landing.

1 2 3 4 5 6 7

Høyderor Flaps Balanseror Slats (Kruger-flaps) «Løft-dumper» Luftbrems Slats

B Høyderoret er i virke­ ligheten en giret bak­ kant-flap. Haleflaten har forbindelse med styrespaken og roret reguleres ved en enkel mekanisk leddkobling. Giringen sikrer kraftig rorvirkning ved av­ gang og landing, sam­ tidig som rorutslag ved store hastigheter blir små.

1 Mekanisk leddkobling 2 Haleflatens omdreiningsakse 3 Jekk

flykonstruksjoner

Balanseroinstallasjonen på Trident. Det er rent kraftdrevet og uten fast forbindelse med styrespaken (rat­ tet). Hver av rorflatene drives av tre hyd­ rauliske jekker, som normalt virker paral­ lelt. Systemet benevnes derfor «triplex». Det er helt ulikt de såkalte dubliserte eller tripliserte systemer, der bare en av jekkene vir­ ker om gangen, og en annen bare overtar hvis den første skulle svikte. Fordelen ved triplex-systemet er at om en jekk svikter, fortsetter de øvrige å arbeide uten at flyge­ ren behøver å foreta noen omkobling fra ett system til et annet. Hver av jekkene for­ synes fra sin egen mo­ tordrevne pumpe, med to elektrisk drevne pumper i reserve. Skulle alle svikte,

den vingen som skal senkes, omvendt på den andre vingen.

overtar en nødpumpe som drives av en luftturbin.

1 Balanserorstrimhjul 2 Ratt 3 Fjærstag som skaper «følelse» og nøytralstilling 4 Skrujekk for trim 5 Duplex aksler 6 Ikke-lineær girenhet 7 Kabelkompensatorer 8 Forbindelsesstang 9 Aktuator for rolldemping 10 Jekker 11 Apparat som oppdager ventilsvikt 12 Balanseror D Kampflyet North American Vigilante har hel-bevegelig halefinne og hel-bevegelige haleflater som med sin differensialvirkn ing sammen med bremseklaffer også fungerer som balanseror. Bremseklaffen går opp og en deflektor ned på

1 2 3 4 5 6

Deflektor Bremseklaff Hel-bevegelig finne Flaps Forkantflaps Differensial helbevegelig haleflate

E Styreorganene på eksperimentflyet North American XB-70. Be­ merk trimrorene foran ved nesepartiet. De så­ kalte «elevons», en kombinasjon av høy­ deror («elevator») og balanseror («aileron») fungerer også som flaps.

1 Trimror («foreplane») 2 Flaps 3 Elevons, felles ned for å virke som flaps 4 Vingespissene felles ned ved stor hastighet F Eksperimentflyet North American X-15

styres med jetreaksjonskraft i store høy­ der, der luften er for tynn til at aerodyna­ miske ror har tilstrek­ kelig virkning. 1 Hel-bevegelig finne 2 Dyser for regulering av krengning 3 Dyser for høyde- og siderorvirkning 4 Luftbremser 5 Elevons 6 Flaps (ikke balanseror) G Jet-styreorganene på Hawker Siddeley Har­ rier brukes bare når hastigheten er så liten at de vanlige rorflatene ikke virker tilstrek­ kelig. De er nødven­ dige på alle VTOL-fly med løftemotorer.

1 Jet for pitch-kontroll 2 Jet for krengningskontroll 3 Jets for pitch- og yaw-kontroll

Styreorganer 119

hengslet høyderor i bakkanten. Samme system har også vært brukt istedenfor den vanlige vertikale fin­ ne med sideror. For å befri flygeren for manuelt å holde flyet på stø kurs og i konstant høyde, er det alminnelig at flyene er utstyrt med «autopilot». Denne virker ved at impulser føres direkte til rorkontrollsystemene. De fleste autopilot-anlegg kan også stilles til å holde flyet i en stabil stigning, glidning eller sving. Andre informasjoner kan også mates inn i autopiloten, slik at den kan holde flyet på konstant hastighet eller Mach-tall. Den kan også «låses» til radio- eller radarsignaler, for eksempel til retnings- og glidebanestrålene til et instrumentlandingsanlegg eller for militære fly - til en målfølgeradar. Avanserte an­ legg kan også motta informasjoner fra eksterne kil­ der, foreta de beregninger som skal til, og gjennom­ føre automatisk innlegg og landing. Ved utviklingen av spesielle flytyper - som North American X-15 og den nye generasjon av VTOL-fly (Vertical Take-Off and Landing) - møtte man nye problemer med hensyn til kontroll og stabilitet. X-15 opererte i så store høyder at det nærmet seg luftrommets vakuum, der ordinære aerodynamiske rorflater ikke har noen virkning. For å styre flyet under disse forhold hadde X-15 et system av reaksjonsdyser, lik dem som brukes på romfartøyer. På VTOL-fly trenger man også jetreaksjonsstyring for å kunne manøvrere flyet når hastigheten er for lav til at de vanlige rorflater har tilstrekkelig virkning. Utvikling av et pålitelig styresystem ved hjelp av jet-reaksjonskraft byr på meget kompliser­ te tekniske problemer. Disse må løses dersom VTOL-flyet skal få en så stor fremtid som det tillits­ fullt har vært spådd for det.

120

flykonstruksjoner

Styreorganer

A Vertikal roll. Utføres ved bruk av balanseror mens flyet stiger loddrett. Under stig­ ningen er det vanske­ lig å holde øye med bakken, og øvelsen gjennomføres vanligvis med referanse til hori­ sonten. Den avsluttes ved å stoppe rollbevegelsen og føre spaken tilbake slik at nesen senkes mot horison­

ten, hvoretter rollen fortsetter til flyet er på rett kjøl med vingene horisontale.

B Loop er en vertikal 360° sving, den letteste av alle snittøvelser. Utføres ved hjelp av høyderoret, mens balanseror og sideror bare brukes for å hol­ de stø retning. I en perfekt utført loop er

utgangshøyden den samme som inngangshøyden, og banen er sirkelformet. Omvendt loop, utvendig loop og omvendt utvendig loop er varianter av den ordinære øvelsen. I en omvendt loop blir flyet først snudd på ryggen, og loopen gjø­ res nedover. Den av­ sluttes med en halv roll ut av ryggstillin-

gen. I en utvendig loop blir flyet snudd på ryggen, og loopen utføres oppover ved å skyve styrespaken fremover. Den avslut­ tes med en halv roll ut av ryggstillingen. Om­ vendt utvendig loop begynner med at nesen presses ned i et bratt stup. Presset opprett­ holdes inntil en full sirkel tilbake til nor­

mal fluktstilling er ut­ ført. Både i utvendig og omvendt utvendig loop er flygeren på «utsiden» av manøvren, og både han og flyet utsettes for nega­ tiv «g»-belastning.

C Tønneroll. Flyet dreies 360° om lengdeaksen samtidig som nesen beskriver en sirkel. I en perfekt utført øvel­ se har denne sirkelen konstant radius, og flyets krengning passe­ rer 90 ° for hver fjerde­ del av sirkelen.

D Chandelle, en stigende sving med maksimal motorkraft, med nøye beregnet inngangshastighet, og kursendring nøyaktig 180°. Den startes fra et svakt stup og avsluttes etter 180° sving med vinge­ ne horisontale og has­ tigheten nær steilefart, mens nesen senkes langsomt til horisontalstilling. Den kan gjennomføres lang­ somt eller hurtig, og kan få forskjellige former.

flykonstruksjoner

Cuban eight (kubansk åttetall) er en sam­ mensatt øvelse som består av to looper og en punktroll under stup. Hver halvpart av åttetallet er som en Immelmann-sving av­ sluttet i 45 ° stup.

F

Punktroll. Under denne øvelsen roterer flyet 360° om lengde­ aksen mens nesen pe­ ker mot et fast punkt og ikke beskriver en sirkel, som i tønnerollen. Øvelsen er nyttig for å demonstrere virkningen av de for­ skjellige rorene, etter­ som høyderor og side­ ror gradvis overtar oppgaven å holde ne­ sen rettet mot det ut­ valgte punktet foran flyet, og rorutslagene må overdrives for å gjennomføre øvelsen

korrekt. Den kan van­ skelig gjennomføres med moderne fly, og har derfor mistet be­ tydning.

G Halv roll og split S be­ står av en halv roll til ryggstilling, fulgt av den siste delen av en vanlig loop. Høydetapet er betydelig, og øvelsen må derfor ikke innledes uten god høydereserve.

H Immelmann-sving er en kombinert øvelse, som består av en halv loop, fulgt av en halv roll til normal fluktstilling. Den er opp­ kalt etter en tysk «lufthelt» fra første verdenskrig, som ut­ viklet denne manøvreringsmåte for å vinne høyde samtidig som kursen ble reversert.

Styreorganer 121

SNITTFLYGING

Ofte utføres snittflyging for den rene og skjære gle­ den ved å utføre slike akrobatiske manøvrer. Vans­ kelige og intrikate manøvrer i luften gir en spenning som på mange måter er beslektet med det man føler ved skisport og seiling når yteevnen tøyes til det yt­ terste. Som ved hopp og utforkjøring på ski og ved skarpseiling er snittflyging en utfordring til utøverens dyktighet og dristighet. For militærflygeren er imid­ lertid snittflyging også en viktig del av flygertreningen. Ved å utføre de forskjellige snittøvelser lærer flygeren å håndtere sitt fly med nøyaktighet og utnyt­ te dets yteevne innen hele spektret av hastighet, høy­ de og manøvreringsevne. Det gir en følelse av selvtil­ lit som er like viktig som flygerdyktigheten i seg selv.

COCKPIT

For ikke lenge siden så cockpiten i et moderne tra­ fikkfly eller en jetjager ut som glitrende rader av tallskiver, brytere, knotter, lamper og merkelapper. Fly som forlater fabrikkene i dag har en langt mer oversiktlig innredning. Noen få små TV-skjermer har kommet i stedet for myriaden av små klokkelignende indikatorer strødd utover instrumentpanelet foran flygerne. Men det er fremdeles vanskelig å tro at de første flypionerene kunne mestre sine flyvemaskiner uten et eneste instrument ombord. Datidens tilstander varte da heller ikke så lenge, selv om det i mange år enda var ytterst sparsomt med instrumenteringen, etter nåtidens standard. De første instrumenter som kom i alminnelig bruk, var slike som gav informasjon om motorytel­ se, som turtelleren, og fartsmåleren som angav flyets hastighet i forhold til den omkringliggende luften. Fartsmåleren var spesielt viktig, for selv un­ der slake stup kunne hastigheten lett bygge seg opp så meget at datidens spinkle konstruksjoner ble overbelastet. Behovet for et instrument som viste hastighet var så stort at det britiske flytidsskriftet «Flight» i 1910 satte opp en premie på 100 kroner for det beste forslag til en «safety speed alarm» for fly. I de følgende uker var bladets leserspalte fylt av tegninger av alarmsystemer som når hastigheten overskred en sikker verdi, blåste i horn, startet sire­ ner, ringte med klokker, tente varsellamper, eller spilte melodier på spilledåser. Nå skal vi ikke smile altfor overbærende til dette, for våre dagers avanser­ te fly har varselanordninger for hastighet som rin­ ger, uler og blinker med lys - ja som til og med setter flyet i stigning om hastigheten skulle overstige det flyet trygt kan tåle! Det er således ikke overraskende at fartsmåle­ ren var det første instrumentet som var spesielt konstruert for bruk i fly. Den ble oppfunnet i 1910 av den franske kaptein A. Etévé, og ble prøvd for første gang i januar 1911. Det viste ikke egentlig hva flyets hastighet var, men om flyet hadde større eller mindre fart enn det som var foreskrevet som normalt. I Storbritannia utviklet «Aircraft Factory» - forløperen til «Royal Aircraft Establishment» ved Farnborough - en fartsmåler, som i 1911 ble mon­ tert i fly. På den tiden var flygerne fornøyd når de hadde en fartsmåler og en bensinmåler. Senere fant de at en måler til å vise flygehøyden var nyt­ tig, og de som var avanserte nok til å tenke på lengre flyturer, ville gjerne ha med et kom-

A Den sparsomt instru­ menterte cockpiten i et Bristol Monoplane fra 1911 viser hvorfor fly­ gerne måtte manøvrere etter følelsen i «bukse­ baken». I en samtidig beretning heter det at: «Flygeren holdes vel informert om bensinbeholdningen ved en bensinmåler, og turtel­ leren på et lite instrumentbrett foran ham viser motorens omdreiningstall.» 1 Turtallsindikator 2 Bensinmåleren, et lite glassrør som viste bensinstanden i tanken.

B Etévé fartsmåler, en fransk oppfinnelse, var det første instrumentet som var utviklet spe­ sielt for bruk i fly. Det viste ikke hva hastig­ heten var, men bare om den var høyere eller lavere enn det normale. For å holde konstant hastighet måtte flygeren holde en viser overett med et rødt merke. Fabrikan­ ten tilrådde at «noen prøveflyginger må foretas før instrumen­ tet kan justeres riktig».

1 Viser 2 Rødt merke

C Cockpiten i et mono­ plan bygd i 1913 etter den erfarne flygeren G M. Dyotts tegninger, viser en markert bed­ ring i instrumenterin­ gen. Den hadde kom­ pass, bensin- og oljemålere, høydemåler, krengningsmåler og turteller. 1 2 3 4 5 6 7 8

Kompass Høydemåler Krengningsmåler Bensin-stengehåndtak Bensinregulator Luftregulator Trykkpumpe Turteller

FLYKONSTRUKSJONER

INNLEVERTE FOR­ SLAG I EN KONKUR­ RANSE MED PENGE­ PREMIE, UTLYST AV ET FLYTIDSSKRIFT I 910, OM EN HASTIGJETSALARM FOR FLY

HASTIGHETSALARMER

D Dette forslaget inne­ bærer bruk av elek­ trisk kraft. I en trakt er det to hengslede plater som normalt holdes lukket ved hjelp av en fjær. Un­ der flukt åpner plate­ ne seg på grunn av lufttrykket og beveger en arm over en rad elektriske kontakter, som hver representerer en bestemt hastighet. Ved en viss maksimal hastighet skulle kon­ takten slutte kretsen til en alarmsirene.

1 2 3 4 5

Trakt Plater Kontaktarm Batteri Sirene

E Denne innretningen består i hovedsaken av en trakt vendt i fluktretningen, og en hengslet plate over trakten med et lodd og en lukker. Når hastig­ heten nærmer seg en bestemt verdi, løfter platen seg og åpner lukkeren, slik at luft­ strømmen blåser i en fløyte.

1 2 3 4 5 6

Hengslet plate Fluktretning Trakt Fløyte Lodd Lukker

F Den merkelige innret­ ningen består av en propell som roterer fritt om en aksel. En regulator bestående av to sentrifugalvekter var festet til propellen og en sleide. Til en ring som roterte med akselen skulle festes en tannet rund skive som ville gripe inn mot ten­ nene på et kimeverk som i en spilledåse. Ved lav hastighet ville skiven være ved bakre ende av akselen, og skivens tenner ville frembringe en dyp tone. Etter som farten økte, ville skiven trek­ kes fremover, og tonen ville bli lysere ved økende hastighet.

Opphavsmannen fore­ slo at tennene kunne fjernes der hvor de vil­ le indikere det normale hastighetsområdet, slik at: «ved faregrensen vil der lyde en tone som er lett hørbar selv gjennom de forskjel­ lige lyder som ledsager en maskin i bevegel­ se». 1 2 3 4 5 6

Kimeverk Sentrifugalvekt Propell Aksel Sleide Tannet skive

Cockpit 123

pass. Det første brukbare flykompass ble laget i 1910 av kommandør Creagh-Osborne i den britiske marine. Instrumenteringen utviklet seg gradvis under den første verdenskrig, og ved krigens slutt var det van­ lig at flyene hadde fartsmåler, høydemåler, kom­ pass, motorturteller og oljetrykkmåler. Sambandsmidlene var dårlige. Riktignok hadde britene så tid­ lig som i 1908 klart å sende trådløse meldinger til en friballong, «Pegasus», og amerikanerne hadde både sendt og mottatt radiomeldinger mellom en bakkestasjon og et Curtiss biplan som fløy over Sheepshead Bay i New York i 1910. Men de flygere som fløy over havstrekninger i 1914-18 hadde bare brevduer med seg som sambandsmiddel. Hvis duen kom alene hjem til basen, visste kollegene at flyet var blitt nedskutt eller hadde havarert. Radio ble imidlertid brukt for å lede skyting fra luften, og en eller to RAF-skvadroner benyttet endog primitive radiosendere og mottagere under luftkamp. Fra denne spede begynnelse har man så kommet frem til våre dagers vel utstyrte og kompliserte cock­ pit. De instrumenter som finnes i et moderne tra­ fikkfly, kan grovt inndeles i to hovedgrupper, flyinstrumenter og systeminstrumenter. Flyinstrumentene viser forholdet mellom flyets fluktstilling og de geografiske omgivelsene. De gir flygeren de informasjoner han trenger for å opprett­ holde kontrollert flukt. Systeminstrumentene gir in­ formasjoner om flyet selv - om motorene og alle hjelpesystemer. Atskilt fra disse - men viktige nok - er utstyr og instrumenter som trenges for navigeringen. Av alle instrumenter er de som indikerer flyets fluktstilling de viktigste. I den første tiden fløy flygerne etter følelsene «i buksebaken», og de forsøkte å imitere fuglenes naturgitte følelse av fluktstillingen. Erfaringene viste dog snart at menneskets normale sanser og sanseoppfatninger er helt utilstrekkelige for flyging. Flyr man inne i skyer uten å kunne se bakken eller hori­ sonten, kan man gjerne ha følelsen av å fly horison­ talt rett frem, mens man i virkeligheten er i en krapp sving. Under slike forhold ble flygerne ofte des­ orienterte, og flyet kunne komme i spinn eller spiralstup, som flygerne ikke klarte å komme ut av. Før slutten av den første verdenskrig ble det tatt famlende skritt henimot utvikling av slike instru­ menter. Men noen virkelig fremgang fant ikke sted før i 1920-årene. I 1928 startet «Daniel Guggenheim Fund for the Promotion of Aeronautics» et pro­ gram for utvikling av blindflyging. Til å utføre fly­ gingene fikk Harry Guggenheim assistanse fra en fremtredende flyger fra hærens flyvåpen ved navn løytnant «Jimmy» Doolittle. Erfaringen viste snart at de eksisterende instru­ menter var utilstrekkelige. De magnetiske kompas­ ser var ikke brukbare i lave høyder nær hindere. Høydemålerne registrerte forandringer i atmosfæretrykket, og kunne vise så meget som 100 fot feil i lav høyde. Doolittle var også kritisk overfor svinge- og krengningsindikatoren. Den siste bestod

124

FLYKONSTRUKSJONER

Cockpit

A McDonnell Phantom II. Cockpiten i et mo­ derne jagerfly presen­ terer på mange områ­ der mer avanserte trekk enn i trafikkfly. Plassen er mer begren­ set, og foruten de van­ lige flyinstrumentene og systemindikatorene må det være plass for avanserte navigasjons og kommunikasjonsinstrumenter, apparatur for valg og bruk av styrte missiler, kano­ ner og bomber. Selv

om det for visse funk­ sjoner er en viss grad av automatikk, er fly­ geren hele tiden opp­ tatt med overvåking av det hele ved hjelp av en rad med instru­ menter. På denne illu­ strasjonen kan man spesielt merke seg kontrollpanelene for flyets missiler (1), for bombene (2) og missi­ lenes status (24).

1 Missil-kontrollpanel 2 Bombe-kontrollpanel

3 Håndgrep på styrespak 4 Motor-kontrollpanel 5 Brennstoff-kontrollpanel 6 Kontrollpanel for våpensystemene 7 Kontrollventil for «G»-drakten 8 Håndtak for hydrau­ lisk nødpumpe 9 Flapshåndtak 10 Nødhåndtak for slipp av cockpitdeksel 11 Innleggs-indekslys 12 Asimut/høyde/avstandsindikator 13 Reservekompass

14 Håndtak for manuell åpning av cockpit 15 Panel med varsellys 16 Panel som viser status for bombene 17 Panel for justering av temperaturen 18 Panel med indikator og brytere for vingefolding 19 Indikator for høyderortrim 20 Indikator for balanserortrim 21 Indikator for siderortrim 22 Fartsmåler

23 Radiohøydemåler 24 Panel som viser status for missilene 25 Akselerometer 26 Angrepsvinkelindikator 27 Farts- og Mach-måler 28 Fluktstillingsindikator 29 Indikator som viser horisontalsituasj onen 30 Høydemåler 31 Vertikalfartsmåler 32 Ur 33 Instrument som viser eksosdysens stilling 34 Eksosgasstemperatur 35 Turtellere

36 Brennstoff-forbruksmålere 37 Brennstoffmålere 38 Lufttrykk-målere 39 Hydraulisk trykk 40 Oljetrykk

FLYKONSTRUKSJONER

SAAB JAS 39 Gripen. For å kunne utnytte potensialet til den siste generasjon av kampfly fullt ut, trenger flyge­ ren et sofistikert, brukerorientert arbeids­ miljø, der han kan fungere effektivt sam­ tidig som han skal tåle store påkjenninger. Det er utviklet nye teknologisk avanserte metoder for å redusere arbeidsbelastn ingen ved å forenkle presen­ tasjonen av det mang­ fold av informasjoner

som fås fra flyets tek­ niske systemer og søkerapparatur. I SAAB JAS 39 Gripen er alle konven­ sjonelle instrumenter og indikatorer erstattet av dataskjermer, der vitale informasjoner blir presentert i tre farger og i oversiktlig og lett forståelig form. Foran flygeren og i hans synsfelt fremover, er også en gjennom­ siktig skjerm («head up display»), der vik­ tige informasjoner og

data blir vist. Derved kan flygeren ha blik­ ket rettet fremover og ut av cockpiten samti­ dig som han tolker all den informasjon han trenger for å gjennom­ føre sitt oppdrag. Skjermen til venstre viser hovedsakelig data fra flyets tekniske systemer, varselsigna­ ler og flyinstrumenter. I midten er et computerprodusert konti­ nuerlig «løpende» kart, orientert i fluktretningen, og til høyre

er den taktiske indi­ kator som viser mål­ data fra radar- eller infrarød-søkere. Ved en svikt i noen av indikatorene kan informasjonene automatisk eller manuelt - overføres til en av de andre. Fire av de konvensjonelle grunninstrumentene er beholdt som reserve i tilfelle av total svikt i flyets elektroniske sys­ temer.

Cockpit 125

126

FLYKONSTRUKSJONER

Cockpit

av en kule som rullet fra side til side i et krumt spor når krengningen varierte, og trengtes til hjelp for å holde vingene horisontale under landingsmanøveren. Doolittle løste først problemet med en høydemå­ ler. Måleren var av barometer-typen, og hadde en lufttett kapsel forbundet med en mekanisk leddkobling til en viser som viste høyden. Med økende høy­ de og fall i lufttrykket ekspanderte kapselen, og koblingen beveget viseren over en skala. En instrumentmaker ved navn Paul Kollsman hadde laget et instrument som han hevdet ville måle høyden med en nøyaktighet på 10 fot. For å oppnå dette hadde han tatt kontakt med et sveitsisk urmakerfirma og sagt: «Jeg trenger et finere verk i denne høydemåleren enn dere noen gang har laget til et ur.» Firmaet tilfredsstilte hans ønske, og da den ferdige høydemåleren ble prøvet, virket den per­ fekt. Samtidig ble svakhetene både ved kompasset og svinge- og krengningsmåleren løst av Sperry Com­ pany. Dette firma var allerede blant de ledende i ver­ den når det gjaldt produksjon av gyroskop, en inn­ retning basert på den kjensgjerning at et legeme i hurtig rotasjon vil motsette seg en endring av rota­ sjonsaksens retning. Prinsippet ble benyttet ved ut­ viklingen av en kunstig horisont til erstatning for datidens svinge- og krengningsindikatorer. Hjertet i det nye instrumentet var en liten «snur­ rebass» som roterte med flere tusen omdreininger i minuttet om en vertikal akse. Indikatoren hadde en tverrgående linje som representerte horisontlinjen og en kortere strek som representerte flyets vinger (miniatyrfly). Gyroskopet var forbundet til hori­ sontlinjen, slik at denne ble holdt i ro i forhold til jordoverflaten, mens miniatyrflyet var fast på indikatorskiven og derved fulgte alle flyets bevegelser. Når flyet steg eller stupte, beveget miniatyrflyet seg opp eller ned i forhold til horisontlinjen. Hvis flyet ble krenget, inntok miniatyrflyet en stilling i for­ hold til horisontlinjen som nøyaktig svarte til flyets krengningsvinkel. Gyroprinsippet ble på tilsvarende måte anvendt som et supplement til magnetkompasset, i form av retningsgyroen. Denne ble innstilt etter kompasset, og gav da stø og korrekt informasjon om flyets kurs også under krengnings- og hastighetsforandringer. Hva disse tre instrumentene - høydemåler, kuns­ tig horisont og retningsgyro - betydde, ble demon­ strert på en dramatisk måte 24. september 1929. Mitchell Field nær New York, som ble benyttet til blindflygingseksperimenter, var fra morgenen av innhyllet i tett tåke. Doolitle kløv opp i cockpiten i et Consolidated NY-2 biplan som var utstyrt med disse instrumentene. Til overmål trakk han en hette over hodet, slik at han ikke kunne se ut av cock­ piten. Han rettet flyet inn i riktig avgangsretning ved hjelp av et radiofyr. Så tok han av, steg til tusen fot og fløy flere mil på to forskjellige kurser, idet han navigerte ved hjelp av et radiofyr og retnings­ gyroen. Så returnerte han til Mitchell Field ved å heime på radiofyret der, og ved nøyaktig bruk av in­

strumentene satte han flyet ned i en trygg om enn humpete landing. Ifølge det som den gang ble ned­ tegnet, hadde Doolittle «- tatt av, fløyet en bestemt rute og landet igjen uten visuell referanse til bak­ ken.» En ny æra i cockpitinstrumentering var inn­ ledet. I løpet av 1930-årene ble instrumentflyging ren rutine for trafikkflygere og militærflygere. I 1939 hadde britenes Royal Air Force innført en standardgruppe på seks flyinstrumenter, arrangert i et bestemt mønster, for nøyaktig flyging i skyer og mørke. De seks instrumentene var en høydemåler, en fartsmåler, en vertikalfartsmåler, en kule og svingeviser, et gyrokompass og en kunstig horisont. Denne instrumentoppstilling ble kjent som «Blind Flying Panel». Også i andre land ble det innført en lignende standardisering av elementære flyinstru­ menter og deres gruppering på instrumentpanelet, men disse svarte ikke alltid til det mønster som RAF hadde fastlagt. Selv de beste instrumenter som virker på grunn­ lag av lufttrykk, har imidlertid for liten nøyaktig­ het. Også gyroinstrumenter har sine begrensningen Disse kunne man akseptere så lenge flyhøydene og hastighetene var moderate, men da jetflyene kom i bruk ble de uakseptable. For å imøtekomme dette behovet er det etter hvert utviklet flere nye instrumenter. Et av de viktigste er Mach-meteret, som viser flyets hastighet i forhold til lydens, i hvilken som helst høyde. På instrumentskiven angir tallet «1» lydens hastighet i vedkom­ mende høyde, selv om lydhastigheten varierer med høyde og lufttemperatur. Mach-meteret ble nødven­ dig fordi manøvreringsegenskapene til de første jet­ flyene ble sterkt forringet når de nærmet seg lydens hastighet. Noen av dem var farlige å fly ved slike hastigheter, fordi de ble ukontrollerbare, eller kon­ struksjonen ble overbelastet slik at flyene brakk i stykker i luften. Moderne fly kan overskride Mach 1 og Mach 2 praktisk talt uten merkbar forandring i manøvreringsgenskapene. Et Machmeter er like­ vel nødvendig, for alle fly har et maksimalt tillatt Mach-tall som ikke må overskrides. Oppmerksomheten ble snart også vendt mot høy­ demåleren. De konvensjonelle instrumentene hadde tre visere, arrangert som viserne på et ur, som indi­ kerte henholdsvis hundrer, tusener og titusener fots høyde. De var tilfredsstillende så lenge flyene steg og gikk ned med moderat vertikalkraft og man sjel­ den opererte særlig over 20 000 fot. Med jetfly var det imidlertid ikke uvanlig at havari eller tilløp til havari inntraff fordi flygeren under rask nedstig­ ning fra stor høyde avleste høydemåleren galt. Den vanligste feil var å forveksle 1 000 fot med 11 000 fot. I visse høyder dekkes en viser av en annen, noe som også kunne føre til feilavlesninger. For å bøte på dette ble først de tre viserne for­ andret av utseende slik at man lettere kunne skille dem fra hverandre. Så monterte man en spesiell markør, som varslet at flygehøyden var mindre enn 10 000 fot. Det neste skritt var å installere en tallindikator av utseende lik kilometertelleren i en bil.

1 Speil 2 Voltmeter for jordinduktorkompass 3 Instrumentlys 4 Høydemåler 5 Fartsmåler 6 Korreksjonskort for kompasset 7 Ur 8 Snapsepumpe 9 Krengeindikator

A Instrumentpanelet i «Spirit of St Louis». Det viser instrumentplasseringen som ble brukt under en av de mest bemerkelsesver­ dige navigasjonsbedrifter, den 33 timer lange nonstop soloflyging fra New York til Paris, en strekning på ca 5 800 km, utført av Charles Lindbergh i 1927. Instrumentpanelet var plassert nær inntil fly­ gerens ansikt, og det var ansett som det mest avanserte inntil da. Lindbergh hadde ikke utsikt rett frem­ over, og måtte derfor bruke periskop, som vist. Han avviste med forakt å installere ra­ dio fordi «den svikter når du trenger den mest». Han ville heller ikke ta med seg en sekstant, for å spare vekt. Han navigerte ved hjelp av bestikk, og ved visuelle obser­ vasjoner der dette var mulig. Etter 27 timers flyging, 15 timer etter den siste visuelle posisjonsbestemmelse over Newfoundland, be­

Stup- og stigeindikatc Oljetemperatur Bensinmåler Oljetrykk Blandingsregulator Magnetbryter Turteller Svinge- og krengeindi kator 18 Periskop 19 Periskophåndtak 10 11 12 13 14 15 16 17

gynte han å bli be­ kymret med hensyn ti posisjonen. Etter be­ stikket skulle han være nær Irland. Plut selig fikk han en liten fiskerbåt i sikte og mente at han var nær land. Men hvor? Han stanset motoren og gled ned forbi de for­ skrekkede fiskerne, lente seg ut gjennom vinduet og ropte: «Hva er retningen til Irland?» Det er anta­ gelig den eneste gan­ gen en flyger har spur om veien på denne måten. Fiskerne hørte dessverre ikke spørs­ målet, eller kanskje var de for oppskaket til å svare ham. Han fortsatte på sin kurs, og etter en time fikk han landkjenning ved byen Valentia ved sørvestspissen av Irland. Etter 16 timers navi­ gasjon over åpent hav var han mindre enn 8 km ute av kurs. I betraktning av de pri­ mitive hjelpemidler han hadde var dette e bemerkelsesverdig be­ drift.

FLYKONSTRUKSJONER

1 Mach- og fartsmåler 2 Følsom fartsmåler 3 Servohøydemåler med sifferan visning 4 Brennstoffmåler 5 Turteller med skala i prosent 6 Oljetrykk 7 Fartsmåler for lave hastigheter 8 Mach- og fartsmåler 9 Vertikalfartsmåler 0 Oljetrykk og oljetemperatur 1 Høydemåler med viser og telleverk

12 Flapsindikator 13 Mach-meter 14 Eksostemperaturmåler med ekspanderende skala 15 Elektrisk svinge- og krengemåler 16 Følsom trykkdifferansemåler 17 Følsom trykkdifferansemåler 18 Vertikalfartsmåler 19 Synkronposisjonsindikator 20 Mach- og fartsmåler

C Cockpit (eller «flight deck») i Douglas DC-9. De to flygere kan fra hvert sitt sete overvåke og betjene alle systemer. Inn­ redningen er et resul­ tat av Douglas’ studier og forslag fra flygere og teknikere. De avgjørende fakto­ rer var plasshensyn og de enkelte instrumenters og betjeningsorganers viktighet og bruksfrekvens, i man­ ge tilfeller også under hensyntagen til arbeidsfordelingen mellom de to flyger­ ne. Instrumenter og

1 Mach- og fartsmåler 2 «Flight director» in­ dikator 3 Høydemåler 4 Ur 5 Radarhøydemåler 6 Kompassindikator 7 Kursindikator 8 Vertikalfartsmåler

brytere er samlet i grupper for hvert sys­ tem. Instrumentpanelene foran hver av flygerne og senterpa­ nelet er montert i 10° vinkel for å redusere den visuelle forskyv­ ning, eller parallakse, mellom instrumente­ nes tallskiver og viser­ ne. Panelene over frontrutene inneholder slike instrumenter og brytere som må være innenfor begge flyger­ nes rekkevidde, men som ikke behøver væ­ re innen deres fremadrettede synsfelt. Varsel- og nødlys var

9 Svinge- og kreng­ ningsmåler 10 Trimindikator for autopilot 11 Brennstoffmåler 12 Reservebrennstoffmåler 13 Indikator for moto­ rens trykkforhold

begge styrespakene er det holdere for innflygingskart (ikke vist). Diuse har regulerbare lamper, slik at det al­ minnelige lysnivået el­ lers i cockpiten kan holdes lavt.

tidligere ofte plassert tilfeldig og spredt, men slik moderne praksis er, har man i DC-9 et hovedvarsellys rett foran hver av flygerne samt et varselpanel plassert sentralt like over frontglasset. Ca. femti funksjoner blir over­ våket av dette varselanlegget. Hvis en feil oppstår, vil hovedlampene foran hver flyger straks fange deres oppmerksomhet. Sam­ tidig tennes et lys på varselpanelet og en tekst angir hvilken feil som er oppstått. På

14 Turteller 15 Eksostemperaturindikator 16 Turteller 17 Indikator for brennstofforbruk og for­ brukt brennstoff 18 Oljetrykk 19 Oljetemperatur

Cockpit 127

Oljebeholdning Flapsindikator Hydraulisk trykk Hydraulisk olje­ beholdning 24 Brennstofftemperatur 20 21 22 23

128

FLYKONSTRUKSJONER

Cockpit

1 Akselerometer 2 Ur 3 Retnings-, distanse- og kursindikator 4 Stillingsindikator 5 Flapsindikator 6 Spoiler-indikator 7 Stillingsindikator 8 Retnings-, distanse- og kursindikator 9 Ur 10 Kabin-trykkhøyde 11 Merkefyr-indikator 12 Monitor for sentral data-computer (høyde) 13 Velgepanel for retning/distanse/kurs

A B & C

Cockpit i det langtrekkende strategiske transportflyet Lockheed C-141 StarLifter. Flyskroget er bygd om et 25 m langt lasterom med tverrsnitt 3x2,75 m, og med en lasterampe bak, beregnet for inn- og utlasting direkte på lastebiler. Det er også innrettet for luftslipp av last. Skroget er av vanlig aluminiumslegering og semi-monocoquekonstruksjon. Vingene har to hovedbjelker.

Både skrog- og vingekonstruksjonene er bruddsikrede. Vingene har 25 ° pilform. Flyet har dobbelt nesehjul og firehjuls boggienheter som hovedunderstell. Alle trekkes inn fremover og opp. Boggihjulene går inn i utbulninger på begge si­ der av skroget. C-141 har ordinære balanse­ ror, som er kraftdrevne med dobbelte hyd­ rauliske anlegg, og de kan i nødsfall styres manuelt ved hjelp av

servoror. Haleflaten er helbevegelig, og har trimror som er elek­ trisk drevet, med en hydraulisk motor i til­ legg. Om en av disse kraftkilder skulle svik­ te, er der nok en hy­ draulisk kraftkilde i reserve. Dessuten kan høyderoret i nødsfall beveges manuelt. Også siderorstrimmen fore­ går via servoror som er elektrisk drevet. Flyet har fire Pratt & Whitney JT3D turbofan motorer, hver på

21 000 pund skyve­ kraft. Den samlede brennstoffkapasitet er over 8000 liter, og rek­ kevidden med 15 000 kg nyttelast er over 11 000 km. Hovedkabinen tar opptil 154 soldater, eller 123 fullt utrustede fallskjerm­ soldater, eller den kan ta 80 sykebårer og 16 seter for øvrige pasien­ ter eller sykepleiere. Man kan også kjøre inn en passasjerinnredning med komfor­ table seter for 120 per­

14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

25

Høyde og vertikalfart Horisontal situasjon Hastighet og Mach-tall Lufttemperatur Kontrollpanel for brems og anti-skid Lavt oljetrykk Brennstofforbruk Indikator for balanserortrim Eksostemperatur Indikator for siderorstrim Motorturtall (N2 pro­ sent) Indikator for høyderorstrim

26 Motorturtall (Nj pro­ sent) 27 Trykkforhold i moto­ ren 28 APN-59 radar isoekko-regulator 29 APN-59 radarskjerm 30 Høyde og vertikalfart 31 Horisontal situasjon 32 Hastighet og Mach-ta 33 Velgepanel for retning/distanse/kurs 34 Merkefyr-indikator

soner. Det er køyer og seter ombord for ekstra besetning. Adgang til cockpiten er gjennom en dør på venstre side av nesepartiet. Bak i skroget er det to dører for fallskjermutsprang. Via den bakre lasterampen kan gods kjøres direk­ te inn i eller ut av flyet. Den kan også åpnes under flukt for luftslipp av last med fallskjerm. StarLifter kan transportere inter­ kontinentale missiler

av typen Minuteman, som i sine beholdere veier omkring 40 000 kg. Verdensrekord i luftslipp av tung last, over 30 000 kg, er sat med StarLifter, som også var det første jet transportflyet som bh brukt for slipp av fah skjermtropper.

FLYKONSTRUKSJONER

Dette er heller ikke helt tilfredsstillende, og noen nener det vil være bedre og mer naturlig med et nstrument som angir høyden på en rett vertikal skala. I løpet av 1980-årene ble det vanlig med en helt ny nåte å presentere informasjoner til flygerne på, ?ørst i nye fly, deretter også ved nyinstallasjoner i fly iv eldre årgang. Den består av seks TV-skjermer, til irstatning for de fleste av de tidligere modeller. De pr også informasjoner som før ikke var tilgjengelig ?or flygerne i en slik enkel form. Dette nye elektroliske trylleriet blir ofte omtalt som «glasscockpit». it av de første flyene som fikk en slik instrumenering fra starten av, var Saab 340, et trafikkfly beregnet for kortere ruter. Det kom på markedet 1985. En fullt utstyrt glasscockpit har to billedskjermer 'oran hver av flygerne med informasjoner for maløvrering og navigasjon, og to skjermer på senterpanelet med opplysninger om motorene og hjelpeitstyret, og dessuten skriftlige informasjoner, for iksempel om nødprosedyrer. Noen av billedskjernene kan tjene som sikkerhetsreserve for andre. Den øverste skjermen foran hver av flygerne gir et dektronisk bilde av den kunstige horisonten, med lødvendige informasjoner for å manøvrere flyet mder forhold med nedsatt sikt, som i skyer, tåke ei­ er i mørke, når terrenget eller horisonten utenfor kke er god nok synlig. Den inkluderer også den såcalte «flight director», som bl.a. gir styreinforma;joner for f.eks. å følge radiostråler langs en luftled dier innflygingstraséen til en flyplass. I venstre del av horisontbildet er en elektronisk ?artsindikator av «termometer-type». Den gir også jt fargekodet varsel dersom hastigheten blir for høy dier for lav, og beregner hva hastigheten vil bli med m viss innstilling av motorkraft og andre paramete•e. Dette vil tjene som en advarsel hvis man er i ferd ned å nærme seg en potensielt farlig situasjon. Den nedre skjermen gir et elektronisk kompassoilde, ofte slik at en avgrenset del øverst på kompasskiven er forstørret slik at det blir lettere å fly nøyiktig kurs. Hoveddelen av skjermen viser et kart ?ver det aktuelle området, med radiofyr, ventenønstere, forbudte områder, flyplasser og anbefalte raséer. Her kan flygerne med et blikk på skjermen il enhver tid se flyets posisjon. Det reduserer avlengigheten av bakkeradar for å holde avstand til mnen flytrafikk. I en moderne cockpit får man 2>gså advarsel i form av blinkende varsellys og be­ skjed om beste unnvikelsesmanøver hvis man skulle comme for nær et annet fly. På det samme kartet er også bildet fra værradaren nnlagt. Dette var tidligere vist på en egen skjerm. Her får man «ekko» fra områder med ugunstig vær, særlig tordenskyer der sterk turbulens kan sette pas­ sasjerenes og besetningens sikkerhet i fare, og under ikstreme forhold sågar forårsake brudd i flykonstruksjonen. Denne informasjonen er også fargeko­ det, fra «kalde» blå eller grønne områder med lite fare til «varme» røde eller purpurfargede områder ned sterk turbulens, som må unnvikes.

De data som trenges for å bestemme posisjonen, kan komme fra flere kilder. Tidligere gjorde man det enkelt nok ved å velge frekvensen til et passende radiofyr (NDB eller VOR), noe som fremdeles er meget vanlig i mindre fly. En viser i cockpit angir da retningen til fyret, og flygeren har bare å følge den­ ne for å komme frem dit. NDB («NonDirectional Beacon» - rundstrålende radiofyr) har vært i bruk siden de to verdenskriger. Det er en enkel radiosender i mellombølgebåndet, billig og fremdeles meget brukt i mindre utviklede deler av verden. Den største ulempen ved denne type radiofyr er følsomheten for atmosfæriske forhold, som gjør det bortimot ubrukbart når det er torden­ vær i området. I begynnelsen måtte besetningen dreie mottakerantennen for hånd, og søke etter den stilling som ga størst signalstyrke og dermed retnin­ gen til radiofyret. Men i dag finner ADF («Automa­ tic Direction Finder») selv retningen og angir den med viseren på radiokompasset når den rette fre­ kvensen er innstilt. VOR («Very high frequency Omnidirectional Radio-range») brukes av flygeren på noenlunne til­ svarende måte. Stasjonen sender i VHF-båndet. Det er nøyaktigere og mindre følsomt for atmosfæriske forstyrrelser. Ved hjelp av et referansesignal og et variabelt signal fremkommer såkalte «radialer» som angir magnetisk retning fra fyret. ILS («Instrument Landing System») er det mest brukte hjelpemiddel for nøyaktig innlegg for lan­ ding i dårlig vær. Det sender i samme bølgebånd som VOR og gir sine indikasjoner på det samme in­ strumentet i cockpit. ILS ble utviklet under siste verdenskrig, og brukes i dag verden over på alle større flyplasser og de aller fleste mindre plasser med regulær rutetrafikk. ILS har to radiosendere, der den ene (lokalisatoren) sender signalene langs rullebanens senterlinje mens den andre (glidebanesenderen) angir riktig innflygingsvinkel. Lokalisatorantennene kan se ut som et formidabelt arrangement av metallstenger ut for enden av rullebanen, mens glidebaneantennen er en enkelt stang med to eller tre bokser til venstre for nærmeste del av banen. Sammen med ILS er der et ytre og et indre merkefyr, plassert under innflygingstraséen. De sender smale båndformede signaler rett opp, som utløser lyd- og lyssignaler i cockpiten, og angir med dette avstanden frem til rullebanen. DME («Distance Measuring Equipment») er en mer avansert avstandsmåler. Den aktiviseres når flygeren velger en VOR/DME- eller ILS/DMEfrekvens. Signalene fra en interrogator i flyet blir «kastet tilbake» av DME-enheten i bakkesenderen. Apparatet i flyet måler tidsdifferansen og omregner denne til avstand, som vises fortløpende på et telle­ verk i cockpiten. Informasjonene fra VOR, DME og noen ganger også NDB, blir automatisk mottatt og tolket i flyets elektroniske utstyr for områdenavigasjon. «R-nav», som den gjerne kalles, velger selv ut passende bak­ kestasjoner innenfor rekkevidde og regner ut flyets

Cockpit 129

posisjon fra de mottatte informasjonene. Flygerne behøver ikke foreta noen omstillinger eller andre manuelle justeringer underveis, med mindre de øns­ ker å endre de innstillinger som på forhånd er matet inn. Når man navigerer ved hjelp av VOR eller NDB, er den vanligste fremgangsmåten å fly fra fyr til fyr. Etter hvert som man passerer over ett, stiller man inn det neste. Men med områdenavigasjon kan man lett velge ut posisjoner uavhengig av radiofyrenes plassering, der man ønsker å foreta kursendringer. Og man kan velge direkte ruter og derved spare ver­ difull flytid og brennstoff. Men disse hjelpemidlene kan bare brukes på kor­ tere strekninger eller over land. Rekkevidden til VOR/DME varierer beroende på flyhøyden. Under ekstremt gunstige forhold kan den nå inntil 250 nautiske mil. Et sterkt NDB kan nå lenger, men nøyaktigheten har da avtatt så meget at kravene til atskillelse av lufttrafikken ikke tilfredsstilles. Et vanlig brukt navigasjonshjelpemiddel på lange distanser er INS («Inertial Navigation System»), el­ ler treghetsnavigasjon. INS bestemmer flyets posi­ sjon kontinuerlig, helt uavhengig av noen bakke­ stasjon. Informasjonene kommer fra en gyroplattform med en serie akselerometere som registrerer alle forandringer i flyets hastighet, retning og høy­ de. Før start mater flygeren inn sin reiseplan og parkeringsplassens posisjon. Fra da av vil INS regi­ strere endringene i flyets bevegelser så nøyaktig at avviket fra den virkelige posisjonen etter en trans­ atlantisk ferd kan være godt under en kilometer. Et slikt avvik har liten betydning ettersom minste bred­ de på en luftled er ti nautiske mil. Loran og Omega er to eksempler på moderne og mindre kostbart utstyr for navigasjon over lange distanser, men som i likhet med INS også passer for kortere strekninger. Begge mottar sine signaler fra stasjoner som sender på meget lav frekvens og med lang rekkevidde. Omega bruker faktisk de sendestasjonene som opprinnelig var utviklet som navigasjonshjelp for de amerikanske atomdrevne under­ vannsbåtene. Det er fire slike stasjoner, i Japan, Alaska, Hawaii og Norge. Omega er meget avhengig av presis tidsinnstilling, og har et innbygget atomur for dette formål. Begge systemene blir påvirket av atmosfæriske for­ styrrelser, og det må være gode signaler fra minst tre av stasjonene forat navigasjonen skal bli nøyaktig. Hvis dette svikter, blir navigasjonen beregnet etter de sist mottatte gode signaler inntil ajourføring ba­ sert på gode signaler igjen er mulig. GPS («Global Positioning System») er et satelittbasert navigasjonssystem for fly av alle kategorier. Det er meget nøyaktig og relativt billig å anskaffe. Et system av denne type, utviklet i Sverige, viser slik nøyaktighet at det til og med skal være mulig å takse på flyplassen og finne fram til parkeringsplassen i tåke med absolutt null sikt.

130

FLYKONSTRUKSJONER

Cockpit

Airbus A320 er det første helt computerstyrte sivile trafikkfly. Det synligste vitnesbyrd på den avan­ serte teknologien er cock­ piten. Store katodestrålerør med dataskjermer gir flygerne mer informasjon enn de kan få med kon­ vensjonell instrumente­ ring. De data som vises er automatisk tilpasset beho­ vet i den aktuelle fluktfase, eller de kan velges manuelt om ønskelig. Et sentralt system for feil­ søking overvåker hele ti­ den flyets tekniske anlegg ved å analysere diagnos­ tiske data, og eventuelle feil blir automatisk pre­

sentert i cockpiten. Disse opplysningene er tilgjen­ gelig etter flyturen, og de kan også overføres til en bakkestasjon, slik at vedlikeholdspersonalet kan være klar til å rette feile­ ne straks etter landing. Flyets automatiske styre­ system kontrolleres med en sidespak, noe som er helt nytt i et sivilt trafikk­ fly. Ved å manipulere spa­ ken gir flygeren elektro­ niske input til computerne i manøversytemet, og dis­ se vil besørge flygingen på den tryggeste og mest effektive måte. De moderne computer­ styrte systemene er inte­

grert. Motorene, styreorganene og navigasjonssys­ temene blir regulert auto­ matisk til å gi optimal ytelse. Hvis for eksempel flygeren trekker spaken helt tilbake, vil flyet auto­ matisk gå inn i stigning med full motorkraft og maksimalt løft. A320 er et trafikkfly for korte og mellomlange distanser, innredet for 130-179 passasjerer, etter flyselskapenes behov. En forlenget utgave, A321, har plass for ytterligere 20 passasjerer. Det er benyt­ tet komposittmaterialer i mange deler, som haleparti, balanseror, dører og

paneler. Det er til sam­ men omkring fire tonn komposittmateriale i A320. Derved er flyet 800 kilo lettere i vekt enn om konvensjonelle metaller hadde vært brukt.

8

1 Primary Flight Dis­ play (PFD) - hoved­ instrumenter for man­ øvrering av flyet, fluktstilling, hastighet, høyde mv. 2 Navigation Display (ND) - navigasjonsoversikt, «kart» med posisjoner, styreinformasjon mv. 3 Engine/warning dis­ play - motorytelser mv. og varsel om evt. feil

4 System display - over­ sikt over tekniske sys­ temer 5 Multipurpose Control and Display Unit (MCDU) - oversikt og kontrollpanel for for­ skjellige hjelpesys­ temer 6 Indikator for under­ stell og hjulbremser 7 Reserveinstrumenter av konvensjonell type 8 Digitalindikatorer for

hastighet, høyde, kurs mv. 9 Kontrollpanel for navigasjonsinstrumentene 10 Flight control unit kontrollpanel for flyinstrumenter 11 Navigasjonsoversikt (ND, pkt. 2 foran). Symbolet for flyets posisjon i midten ned­ erst, magnetisk kurs på kompassbuen øverst

12 Flyinstrumentet (PFD, pkt 1 foran) viser flyet i stigning 13 Motorer, varsel mv. (pkt 3 foran) viser: - Motordata, innstil­ ling, ytelser mv. - Flapsstilling, brennstoffbeholdning, etc. - Påminnelser og advarsler: sete­ belter, anti-ising etc.

14 System display (pkt 4 foran) viser: - Status for hjelpe­ systemer - Evt. funksjonsfeil

132

flykonstruksjoner

Komfort i kabinen

A Av bekvemmeligheter for passasjerene kunne Sikorskys «Ilja Mourometz» fra 1913 by på oppvarmet kabin med bord, stoler og sofaer. Måltider ble servert ombord. Flyet hadde et åpent dekk, der passasjerene kunne promenere under fly­ turen.

B Armstrong Whitworth Argosy. Med dette tremotors trafikkflyet ble begrepet «service» in­ trodusert innen luft­ farten av Imperial Air­ ways med sin «Silver Wing» rute mellom London og Paris i 1927. I motsetning til den komfortable passasjerkabinen var fly­ gerens cockpit åpen. Konstruktørene mente det var nødvendig at han hadde fritt utsyn i alle retninger.

C Mellomkrigsårenes luftskip bød passasje­ rene en rommelighet og komfort som den dag i dag er uovertruf­ fet i noe rutefly. En reise med det berømte «Graf Zeppelin» eller «Hindenburg» kombi­ nerte en sjøreises luk­ sus med luftfartens hastighet. Det var lugarer, spisesal, promenadedekk ombord, og salonger der man kunne danse til «levende» orkestermusikk.

D Handley Page 42. Fly som dette hadde «Pullman-komfort» for passasjerene og innelukket cockpit fot flybesetn ingen.

KOMFORT I KABINEN

Et hjørne av spise­ salen i det britiske luftskipet R.100. Det var bordplass for 56.

F Salongen i det britiske luftskipet R.101. Pryd­ busker omkranset foten av søylene.

G Passasjerkabinen i Bristol Pullman fra 1920.

Til å begynne med hadde trafikkflyene ikke særlig mer enn reisehastigheten å by sine passasjerer. Etter en tid kom en viss grad av pålitelighet i tillegg til hastigheten, og enda noe senere kunne komfort kombineres med pålitelighet og hastighet. Det første beskjedne skritt i retning av bekvem­ meligheter for passasjerene var å gi dem en slags be­ skyttelse mot vær og vind. De første «trafikkflye­ ne» var ombygde bombefly, og i disse bestod be­ skyttelsen ofte bare av et hengslet deksel med vin­ duer over det som hadde vært åpne cockpiter. Flyene var fremdeles svært trekkfulle, men passa­ sjerene fikk utlånt skinnfrakker, hansker og flyhjelmer - og varmeflasker hvis det var særlig kaldt. Den neste generasjon trafikkfly hadde større og ikke så trekkfulle kabiner. Mens passasjerene var beskyttet, satt imidlertid flygeren fortsatt i en åpen cockpit. Konstruktørene anså det nemlig for nød­ vendig at «sjåføren» hadde fri utsikt til alle kanter. Noen av datidens eldre flygere var heller ikke over­ bevist om ønskeligheten av en innelukket cockpit, fordi de mente at flygeren bedre kunne bedømme hvordan flyet ble manøvrert når han hadde vinden i ansiktet. Et så vidt avansert fly som Boeing Monomail fra 1930 hadde derfor fremdeles åpen cockpit for flygeren. Med blant andre Handley Page HP.42 introduser­ te man i begynnelsen av trettiårene innelukket cock­ pit, hvoretter flybesetningene prompte byttet sine skinndrakter og flybriller med blå uniformer med gullsnorer og skyggeluer. Med sin størrelse og komfort kom de berømte firemotors Handley Page biplan som en åpenbaring for det flyreisende publikum. Reisen ble forandret fra et primitivt eventyr til en opplevelse i fart og luk­ sus. I kabinen var der bord og vegglamper, og lyd­ isolasjonen var så vidt bra at normal konversasjon kunne føres. Det var også sørget for oppvarming og ventilasjon. Passasjerene reiste i behagelige «Pull­ man» lenestolseter, og fem- eller seksretters mål­ tider ble servert ombord. Det var British Daimler Airway som først begynte å servere forfriskninger ombord i fly. Selskapet innførte en helt ny standard på sin service og om­ sorg for passasjerene. Den første som ble ansatt spesielt for å servere forfriskninger ombord i fly, var en stuert ved navn Sanderson. Det var på ruten til Paris og Brussel, og senere på Amsterdam og Køln. De første flyvertinner var åtte unge sykepleiere. De ble leid av Boeing Air Transport, det senere Uni-

134

flykonstruksjoner

Komfort i kabinen

A Kurvstol brukt i et Handley Page passa­ sjerfly i 1920-årene. B Stol i Boeing Stratocruiser. Det kostet 2,5 millioner kroner og tok 100 000 arbeids­ timer å konstruere den.

C Dette setet ble spesielt utviklet for British European Airways. Det kan brukes som dobbeltsete på første klasse, eller raskt om­ gjøres til plass for tre passasjerer på turistklasse. Til bruk for første klasse blir de to smale midtre ryggdelene festet til hvert av de

ytre og danner to bre­ de seterygger. Arm­ lenene trekkes inntil hverandre og et lite bord festes til dem. For turistklasse trek­ kes de to midtre ryggdelene inntil hverandre og armlenene forsky­ ves tilsvarende, slik at der blir tre smale seteplasser.

D Stoppet flysete fra 1930-årene. E Komfortabelt sete for økonomiklasse, utvik­ let for BAC VC10. F Sete som er vanlig i små jet-forretningsfly.

ted Airlines, i mai 1930 for å betjene passasjerene p Boeing Tri-Motor på ruten mellom San Francisc» og Chicago. De ble utstyrt med uniformer av grøni tvill, med luer som så ut som dusjhetter, sam kapper. Senere er attraktive og effektive flyvertinner blit uunnværlige i kabintjenesten. Foruten å server måltider og drikkevarer og besvare spørsmål om al fra religion til flyteknikk, er de også opplært til yte førstehjelp og assistere passasjerene i en nød situasjon. De nye trafikkflyene i tyve- og begynnelsen a trettiårene var meget bedre enn de ombygde bombe flyene som først ble brukt, men en flyreise var like vel langt fra virkelig komfortabel. Med få unnta: var kabinene trekkfulle, kalde og støyfulle, og vibra sjonen var ofte plagsom. Dette ble tilfulle erkjent av Arthur Raymond, ei fly konstruktør ved Douglas Aircraft. Han var tra velt opptatt i forhandlinger med Trans World Air lines om å bygge et nytt fly for selskapet. Det skull ta 12 passasjerer og fikk betegnelsen DC-1. For å f førstehånds erfaring besluttet han å foreta en reis fra kyst til kyst med et av de nyeste fly som da va i bruk i TWA, en helmetall Ford Tri-Motor. Fly typen hadde kjælenavnet «Tin Goose» og var typisi for den tids trafikkfly. Etter turen uttalte Raymom at det var en erfaring han aldri ville glemme ... «De gav oss bomull til å stoppe i ørene - så my larm var det i Tin Goose. Det vibrerte så kraftig a brillene ristet av nesa di. For å snakke med fyren p andre siden av midtgangen måtte du skrike av din lungers fulle kraft. Jo høyere vi klatret for å komme over fjellene dess kaldere ble det i kabinen. Føttene mine frø nesten til is. De skinntrukne kurvstolsetene var om trent like behagelige som havebenker. Da flyet landet på en flyplass oversådd med søle dammer, ble en dusj av gjørme sugd inn gjennor ventilåpningene og oversprøytet alle.» Ved første anledning beskrev Raymond med av sky denne turen for Donald Douglas, og han under streket: «Vi må bygge komfort, og så sette vinger p den. Vår oppgave er langt mer omfattende enn bar å konstruere et transportfly med tilfredsstillend ytelser». Raymonds uttalelser gav et støkk i alle som var al vorlig beskjeftiget med slike ting som lydisolering temperaturregulert kabin, komfortable seter - o. sannelig ikke gjørmebad! En modell i full størrelse av det nye flyet ble bygd Ved siden av å lette arbeidet med installasjon a komponenter, kabler og rørledninger ble den bruk til planlegging av kabinens interiør. George Stromp le, ingeniør hos Douglas på den tid, minnes: «Je. kan huske at jeg tok en kikk inn hver gang jeg kor forbi denne tingen. Først kom det et par tre stole langs den ene siden, og etter hvert begynte det så . ligne interiøret i et bekvemt passasjerfly. En dag va kabinen ferdig kledd i en bestemt materialsort o dekorert etter et lyst og trivelig fargeskjema, mei gardiner, gulvteppe og stoltrekk som stod til hver

flykonstruksjoner

G Innredningen i Boeing Stratocruiser, der pas­ sasjerene kune bryte ensformigheten under lange flyturer ved å spasere omkring i ka­ binen, eller besøke sa­ longen i underetasjen, forbundet med kabi­ nen med en vindeltrapp.

H Soveplass i Boeing Stratocruiser. J Den rommelige kabi­ nen i Stratocruiser.

K Den luksuriøse salon­ gen i underetasjen i Stratocruiser.

Komfort i kabinen 135

ligste og mest komfortable kabin som fantes i noe fly. De polstrede setene var de største på den tiden, og det var sørget for god plass til bena. Ved hvert sete var det montert en fotstøtte og en liten leselampe. Det lå et mykt teppe på gulvet. Like bak cock­ piten fantes termosflasker og lunsjpakker og en elektrisk varmeplate til å holde suppen varm. Bak buffeten var der toalett og vaskeservant. Et lydabsorberende skott som var seks centimeter tykt skilte kabinen fra cockpiten, og spesielle forholdsregler var tatt for å hindre at støy fra ventilatorene og

136

flykonstruksjoner

Komfort i kabinen

varmluftinntakene skulle nå kabinen. Selv metallgelenderet langs kabinveggene var fylt med lydisolerende materiale. Resultatet av dette var en flykabin som var stillere enn en Pullman-vogn. I en teknisk rapport ble det summert opp slik: «Det er første gang prinsippet om balansert aku­ stikk med hell er anvendt i et fly, ja kanskje i noe transportmiddel i det hele tatt. Dette flyet er ikke bare det minst støyfulle som finnes, men det har også et støyspektrum som synes mindre trettende for passasjerene.» Fra et passasjersynspunkt var dette et av de vik­ tigste bidrag til økt bekvemmelighet under flyreiser. Fra DC-1 ble snart det noe større DC-2 utviklet. Et av disse, som var i KLMs tjeneste, startet i det 18 000 kilometer lange flyracet fra England til Aust­ ralia som ble arrangert i 1934. Det startet sammen med 19 andre fly, hvorav noen var racer fly spesielt bygd for denne konkurransen. Det fikk en Londonavis til å kommentere at det ville være «- en dristig tanke at et slikt fly skulle kunne konkurrere med de hurtigste fly på kontinentet.» Det skulle riktignok vise seg at KLMs DC-2 ikke seiret i konkurransen, men det kom frem som en meget god nummer to. De friske og uthvilte smart antrukne besetnings­ medlemmer og passasjerer som steg av i Melbourne, var levende vitnesbyrd om graden av komfort både i cockpit og kabin. Etter DC-2 fulgte det enda mer berømte DC-3. Med sin hastighet og komfort ombord kunne dette flyet virkelig «selge» passasjer flyging, og det har ikke uten grunn vært hevdet at der var «flyet som forandret verden». I en kort oversikt over utviklingen innen passasjerkomfort må man også nevne den særlige kom­ fort som de store flybåtene kunne by på. Flykroppene var primært konstruert med store båtskrog. De var omfangsrike og gav passasjerene en rommelig­ het som ikke landflyene kunne gi. Flybåtene hadde faktisk en grad av komfort som bare er overgått av de store luftskip, og ikke av noe fly før de gigantiske «Jumbo-jets» tretti år senere. Mest berømt av de sivile flybåtene var Boeing 314 «Clipper» og de firemotors Short Empire, introdu­ sert i 1936 av Imperial Airways på de store luftrutene som bandt Storbritannia sammen med Afri­ ka, Australia og New Zealand. Disse flygende skip var utstyrt med spesielle toalettrom og barer, og var så store at passasjerene kunne gå omkring og strek­ ke på bena under de langvarige reisene. Det mest komfortable av dem alle ville utvilsomt blitt det gigantiske etterkrigsflyet Saunders-Roe Princess, som beklageligvis aldri kom i bruk. Prototypen var imidlertid delvis innredet med eksempler på ordi­ nære passasjersalonger og privatsalonger, lugarer, toalettrom og andre bekvemmeligheter som de reisende ville hatt til sin disposisjon. Denne type fly var imidlertid blitt avlegs ved den alminnelige over­ gang til landfly. Ved innføring av trykkabinen ble passasjer kom­ forten igjen forbedret vesentlig. Flyselskapene øns­ ket etter hvert av flere grunner å fly i større høyder.

A

A Typisk buffet og bar i passasjerfly. Her kan man varme og anrette måltider. Dette er av den «åpne» typen, der de forskjellige matbeholdere og elektriske lys og brytere etc. ikke er tildekket.

B I den lukkede buffet er innholdet dekket bak dører, klaffer etc., når den ikke er be­ tjent.

C Det sovjetiske turboprop- trafikkflyet Tu-114 tar inntil 220 passasjerer. Når det til vanlig er innredet for 170, brukes den midtre kabinen som restaurant for 48 spisende. Den er da tom ved avgang og landing, en løsning som av økonomiske grunner er utenkelig for vestlige flyselska­ per. Kjøkkenet er i un­ deretasjen, og beskjef­ tiger to-tre kokker

flykonstruksjoner

Komfort i kabinen 137

G

r

på heltid. Den ferdige tilberedte maten sen­ des med heis opp til serveringspersonalets rommelige anretningsrom like bak restau­ ranten.

) Serveringsvogn.

E Restauranten i Tu-114 med plass for 48. Maten serveres fra an­ retningen bak restau­ ranten, etter å ha vært tilberedt i kjøkkenet i underetasjen.

F Mindre «lugarer» i Tu-114 har vanligvis to sofaer pluss en utslagbar køye. De kan også innredes med seks stoler.

G Kabinen i Boeing 73 7 har samme bredde som de større inter­ kontinentale trafikk­ flyene, og byr på til­ svarende komfort også på de kortere rutene. Det er lagt spesiell vekt på lydisolering av kabinen mot støy fra motorene og flyets øvrige hjelpeutstyr.

Derved unngikk man de sterkest trafikkerte høydesjikt i luftledene, og man kunne fly direkte over høye fjellformasjoner og over dårlig vær. Da jet­ flyene kom i bruk, ble det nødvendig å fly i stor høy­ de, fordi jetmotorene forbruker uhyre mengder brennstoff i lave høyder. Etter som høyden øker, faller atmosfæretrykket og vanskeliggjør respirasjonen, akkurat som høyt til fjells. For å overvinne dette blir kabinen satt under trykk, det vil si at lufttrykket innvendig hol­ des på et høyere nivå enn det er i atmosfæren uten­ for, slik at de ombordværende kan puste normalt. Det første trafikkflyet med trykkabin var førkrigs­ tidens Boeing 307 Stratoliner, og passasjerene satte snart pris på den økte komfort dette gav. En annen nyhet som ble introdusert med Stratoli­ ner, var flymaskinisten som ekstra besetningsmedlem, for å avlaste flygerne når det gjaldt tilsyn med motorer, kabintrykkanlegg og de forskjellige andre hjelpeanleggenes funksjonering. Etter den andre verdenskrigens slutt opplevde man imidlertid et tilbakeskritt i passasjerkomforten. Grunnen var at flere av de fly som kom i bruk, var ombygde bombefly og militære transportfly og

138

flykonstruksjoner

Komfort i kabinen

direkte utviklinger av slike fly. De var derfor langt fra ideelle til passasjertransport. Av økonomiske hensyn begynte man også å plassere setene tettere sammen enn det som var vanlig i trafikkflyene før krigen. En unntagelse i så måte var Boeing Stratocruiser, den sivile utgaven av transportflyet C-97 Stratofreighter. Dette var igjen basert på bombeflyet B-29 Superfortress. Hovedkabinen for passasjerene var i en helt ny del av skroget, som var bygd oppå det opprinnelige bombeflyets skrog og føyd strømlinjeformet sammen med dette. Det nedre dekket hadde lasterom foran og bak, atskilt av en salong med bar, forbundet med hoveddekket med en vindel­ trapp. Det var dette underdekket med salong og bar som gjorde Stratocruiser så populær blant flypassasje­ rer, en popularitet det beholdt også etter at flyet el­ lers var utklasset av nyere og hurtigere trafikkfly. Under en lang flytur kunne man ta en tur ned i ba­ ren og leske seg med en drink og komme bort fra de nærmeste medreisende for en stund. Stratocruiser hadde også et fullt utstyrt kjøkken nær halepartiet, og toalettrom for damer og herrer som atskilte de fremre kupeer fra hovedkabinen. Passasjer komforten ble på ny revolusjonert da turboprop- og turbojetflyene kom i bruk i passasjertrafikken. Flygingen ble støy- og vibrasjonsfri. Men tendensen til å proppe passasjerene tettere og tettere sammen fortsatte - en tendens som har fort­ satt like til i dag, og som neppe vil stoppe opp sær­ lig lenge, selv etter at de store Jumbo-jets er tatt i bruk. Setene er utvilsomt avgjørende for passasjerenes velbefinnende. De første flysetene var laget som kurvstoler, fordi disse var sterke samtidig som de veide lite. Men særlig behagelige var de ikke. Da­ gens kompliserte flystoler er utviklet fra denne be­ skjedne starten. Et av de store problemer er å be­ stemme størrelse og fasong slik at de blir bekvemme både for unge og gamle, korte og lange, tynne og ikke-så-tynne passasjerer. Da Boeing valgte å kon­ struere sin egen stolmodell for Stratocruiser, ble 100 000 arbeidstimer og. 2 1/2 millioner kroner brukt før selskapet fant å kunne hevde at: «Enten De er en vever blondine på 50 kilo elle en matglad herre på 150, vil De ha det like komfortabelt. Det samme sete som er behagelig for blondinen på 50, uten at fjæringen sender henne opp i bagasjehyllen, er like behagelig for tungvekteren, uten at han syn­ ker ned til gulvet.» Før krigen var det vanligst md bare én klasse i passasjerflyene, men med luftfartens ekspansjon et­

ter krigen har det skjedd en utvikling mot flere klas­ ser - første klasse, forretningsklasse (business class) og økonomi- eller turistklasse. På innenlandsruter og i chartertrafikk er det som regel bare økonomiklasse, men på internasjonale ruter tilbys gjerne val­ get mellom to eller tre klasser. Forskjellen består ho­ vedsakelig i setekomfort og serveringen underveis, og selskapene nytter gjerne eksotiske, fantasifulle betegnelser som «Senator Class», «Club Class», «Euroclass» o.l. På første klasse opptar hver passa­ sjer nær dobbelt så stor plass som på økonomiklasse, og billettprisen blir derfor tilsvarende høyere. Se­ tene er vanligvis konstruert i par og har ofte en liten konsoll eller et bord mellom passasjerene. På meget lange rutestrekninger kan man i noen fly justere seterygg og fotstøtte slik at setet omgjøres til en liten seng. Konstruksjon av flyseter er i dag en meget kom­ plisert affære. Foruten det selvsagte kravet om kom­ fort er det mange grunnleggende sikkerhetskrav som må imøtekommes forat det kan godkjennes til bruk i luftfartøy. Det er strenge krav til styrke, og det må være slik konstruert at det ikke vil skade en passasjer i tilfelle av et krasj. Det ligger atskillig an­ tropologisk vitenskap bak utforming, materialvalg og sikkerhetsdetaljer, og det er utviklet detaljerte prøvemetoder for å godtgjøre setets krasj sikkerhet, dets evne til å motstå og absorbere belastninger. Det er nå også et krav fra luftfartsmyndighetenes side at setestopping og -trekk skal være av brannsikkert materiale. Det samme gjelder også for alt annet ma­ teriale i kabininteriøret, og der skal være opplyste markeringer i kabingulvet som viser vei til nærmeste utgang. På alle klasser har man i våre dager seter der ryg­ gen kan lenes bakover, og med foldbart bord slik montert at man kan innta sitt måltid uforstyrret av hvilken stilling seteryggen foran har. En flytur kan være en spennende opplevelse for en som reiser med fly for første gang, og for folk på ferietur. Men hva flyselskapene aldri må glemme, er at for den som stadig er på reisefot, er en kjedeligere reisemåte ennå ikke oppfunnet. For å bøte noe på kjedsomheten er det noen fly­ selskaper som viser film underveis. Britene begynte i 1924, som pionerer på området. De ble fulgt av Pan American Airways, som i 1939 eksperimenterte med filmfremvisninger ombord i en Boeing Clipper på den 375 kilometer lange strekningen mellom Miami og Havana. Purseren var kinomaskinist. Eksperimentet varte i flere måneder, men ble så stanset, for å bli tatt opp igjen først 16 år senere. Selskapet begynte da å vise lydfilm på sine trans­

atlantiske ruter. I 1950 fant den første verdenspre miére sted i luften med filmen «Native Son». En annen pionér på underholdning ombord va TWA, som i 1934 viste en film med tittelen «Flyin Hostess» i en av sine første DC-2. I dag viser om trent alle flyselskaper film for passasjerene sin på lengre rutestrekninger. Dette ble alminneli, samtidig med at jetflyene gjorde sitt inntog i rute trafikken. Det ble brukt 16 mm fremvisere monter i taket, som viste bildet på et stort lerret i forendei av passasjerkabinen. Lyden fikk passasjerene gjen nom små øretelefoner tilkoblet flyets sentrale høyt taleranlegg via uttak i armlenet. Passasjerene kai også få inn på øretelefonene et utvalg av musikk programmer. I dag er kvaliteten på filmvisningei betraktelig forbedret ved at videosystemer har er stattet de gamle 16 mm prosjektørene, som va tungvinte i bruk og ofte utsatt for funksjonerings feil. I valget av filmer for visning ombord må flysel skapene utvise stor varsomhet for ikke å forstyrr eller skremme noen av passasjerene. Det er en vans kelig oppgave å velge filmer som kan interessere all kategorier av passasjerer, uansett alder, nasjonali tet, religion eller sosial status, og et helt elementær krav må være at filmen ikke viser flyulykker elle katastrofer som kan øke engstelsen hos de mang blant passasjerene som fra før av har flyskrekk. P lange rutestrekninger vises det ofte nyhetssendingei tatt opp fra nasjonale bakkestasjoner eller direkt fra TV-satelitter. Det er etter hvert også blitt vanli å vise videofilm med instruksjon om sikkerhetsruti ner ombord og film som gir praktiske råd og vin om hvordan man forholder seg ved ankomst i luft havnen på bestemmelsesstedet. I fremtiden vil hve passasjer ha sin egen TV-skjerm til disposisjon montert i ryggen på stolen foran seg. Det er da ikk nødvendig å dra gardinene for vinduene i kabine: for å dempe lyset når det vises film, og hver enkel av passasjerene kan slå sitt apparat på eller av ette ønske. Den travle forretningsmannen på reise kan tilby forskjellige tjenester som gjør ham i stand til å ai beide effektivt selv om han befinner seg i luften o ikke har adgang til vanlige sambandsmidler eller di rekte kontakt med sine medarbeidere. Via kommu nikasjonssatelitter kan han ha telefonforbindelse o telefax kan sendes til hvor som helst i verden. O ettersom vi lever i en tid med økende bruk av data teknologi, vil det bli ordnet med toveis forbindels for sending av computerinformasjon om en passa sjer for eksempel ønsker å koble sin bærbare PC t: en databank på landjorden.

flykonstruksjoner

A Typisk kabininnredning i Boeing 747 «Jumbo-jet», som kan ta fra 350 til 490 pas­ sasjerer, beroende på innredningen. I det 6 meter brede skroget kan man på økonomiklassen bruke større seter og dermed øke passasjerkomforten.

B Fremtidens flypassa­ sjer vil ha sitt eget kontrollpanel foran seg. Her kan han velge mellom flere filmer el­ ler la seg underholde med stereomusikk. Han vil også kunne plugge inn sin egen bærbare PC og tele­ fax.

C En vindeltrapp forbin­ der hovedkabinen i Boeing 747 med den øvre salongen. D Kabinen i fly som bru­ kes av ledelsen i store selskaper, alltid luksu­ riøst og komfortabelt innredet, som i denne Dassault Falcon 20.

Komfort i kabinen 139

DØRER

Store lastedører på transportfly er i dag en innviklet konstruksjonsmessig affære. I flygingens tidlige dager hadde man ingen problemer med å komme ombord i flyet. Flygerne var ofte mer engstelige for å falle ut av maskinen enn hvordan de skulle komme inn. Da flyhastighetene økte, måtte man gi flygeren en beskyttelse mot luftstrømmen. Denne fikk først form av en enkel gjennomsiktig vindskjerm. I regn­ vær ble flygeren likevel våt. På Avro kabin-biplan og kabin-monoplan fra 1912 gjorde man de første an­ strengelser for å beskytte flygeren bedre. Monoplanet ble lansert som «det første helt innelukkede aeroplan i verden». Formålet med den innelukkede cockpiten var imidlertid mer å strømlinjeforme flyet enn å gi flygeren beskyttelse. Samme år bygde Blériot en maskin der passasjerene oppholdt seg i en innelukket kabin mens flygeren satt i en åpen cock­ pit. Som innen andre områder av luftfartens utvikling ble disse første eksperimenter gjort lenge før det ble alminnelig med innelukket kabin og cockpit. Som vi allerede har sett var det med fullt overlegg at flyge­ ren skulle sitte ute i det fri, selv på fly med lukket kabin for passasjerene. Disse flyene hadde derfor ikke behov for mer enn én dør, nemlig til passasjerkabinen. Dette er ikke begrunnet med noe ønske om å lage et «klasseskille». Mange konstruktører mente at flygeren ville tape den nødvendige utsikt til alle kan­ ter hvis han satt i en innelukket cockpit. Andre hev­ det at han kunne bli søvnig på en langvarig tur uten den isnende vinden mot ansiktet. Et annet meget praktisk resonnement var at dersom flygeren satt i en innelukket cockpit, kunne han ikke lene seg ut over kanten for å holde øye med veier, jernbanelin­ jer og lignende, som på den tiden var de viktigste navigasjonshjelpemidler. Den første verdenskrigs slutt betydde katastrofe for flyindustrien i alle land. Eksempelvis hadde Royal Air Force alene mer enn 22 000 fly i tjeneste eller på lager, og det var selvsagt ikke lenger behov for nyproduksjon av militære fly. De flyfabrikker som ønsket å overleve, måtte søke lykken på det sivi­ le marked, noe det britiske Westlandfirmaet også gjorde. Det flyet som begynte å ta form på tegnebrettet, var ikke noe flermotors trafikkfly med stor passasjerkapasitet. Med på sin beskjedne måte var det likevel revolusjonerende. Flyet ble kalt Limousine,

og det var nettopp hva det var - et forsøk på å skape passasjervognkomfort for tre flyreisende. I dagens terminologi ville man kalle det et forretnings fly. Mulighetene i så måte ble demonstrert under en fly­ tur da brev ble konsipert og levert til en sekretær, som hadde dem maskinskrevet og klar for postlegging da flyet landet. Kabinen hadde fire seter, og flygeren satt i det bakerste venstre setet. Han var faktisk «sjåføren», atskilt fra passasjerene ved at hans sete var montert 75 centimeter høyere slik at hodet hans stakk ut gjennom et hull i taket! Prototypen til Limousine ble brukt på en forsøksrute mellom London og Paris. En senere utgave, Li­ mousine II, ble brukt i ruteflyging både på Paris og Brussel. I 1920 innbød det britiske luftfartsministerium til en konkurranse om kommersielle fly. Hovedformå­ let var å finne frem til gode passasjerfly til erstat­ ning for de ombygde bombeflyene som da var i bruk hos de første britiske flyselskapene. Som sitt bidrag i klassen for «små fly» anmeldte Westland en for­ størret versjon av Limousine, kalt Limousine III. For å redusere brannfaren og tillate røyking i ka­ binen, var brennstoffet i utvendige tanker under vingene. På veien til Martlesham for å delta i kon­ kurransen benyttet flygeren seg av dette, samt av flyets utmerkede stabilitet og flyegenskaper. Han steg ned i kabinen for å få seg en prat og en røyk. Historien forteller ikke hvordan passasjerene rea­ gerte på denne demonstrasjon av automatflyging, men flyet kom trygt frem og vant førsteprisen på 150 000 kroner i sin klasse. Det var en forholdsvis enkel sak å montere dører i disse tidlige fly. Belastningene på skroget ble båret av dets egen hovedkonstruksjon, og man kunne skjære åpning for døren gjennom seilduken eller kryssfineren som utgjorde skrogets hud, uten noen konstruksjonsproblemer eller særlig ekstra vekt. Dette endret seg da man begynte å bygge skrog med «belastet hud» (Monocoque-konstruksjon). Her blir belastningene båret av flyskrogets hud, og hvis man lager en åpning i denne, må belastningene rundt åpningen opptas enten av tilhørende deksel eller dør, eller av rammen rundt åpningen. Vanske­ lighetene med å lage dører som slutter tett inn i ram­ men gjør at man vanligvis ikke kan la hengslede dører oppta nevneverdig belastning. Til å begynne med var imidlertid dørene relativt små, og belast­ ningene var lette. Det første tegn på hvor viktig det er å ha riktig

FLYKONSTRUKSJONER

på Bristol Freighter til­ later inn- og utlasting i full bredde og gjør at flyet er i bruk lenge etter at de fleste samti­ dige flytyper er tatt ut av tjeneste.

B Avro monoplan fra 1912, som var verdens første helt innelukkede fly-

Døref 141

142

FLYKONSTRUKSJONER

Dører

A På Transall C-160 fore­ går inn- og utlasting bak. Når lastedør og lasterampe er lukket, danner de den skrå­ nende undersiden på bakre del av skroget. Døren er hengslet i

bakkanten og åpnes opp- og innover, og åpningen tilsvarer lasterommets tverrsnitt. Rampe og dør kan åp­ nes under flukt for slipp av tung last.

Typisk last i Transall C-160:

E To 7.25 tonns selvdrevne kanoner.

B En 10 tonns tankbil.

C To 5,5 tonns kjøretøyer.

F En 155 mm, 7,75 tonns kanon.

D En 14,5 tonns stridsvogn.

G Et 6,4 tonns Starfighter jagerfly.

konstruerte dører fikk man under den annen ver­ denskrig. Det ble da behov for å lufttransportere tungt og omfangsrikt militært materiell, og man trengte større døråpninger for inn- og utlasting. Problemet ble forsterket ved lufttransporter i stor skala. Man trengte dører som uten fare kunne åpnes og lukkes i luften, og problemene med håndtering og utslipp av lasten hurtig og på det rette tidspunkt for å sikre at den falt ned i det riktige område, var betydelige. Da jetmotoren og fly med trykkabin for store høyder ble tatt i bruk, ble konstruksjon av dører og andre åpninger i flyskroget høynet til en virkelig krevende ingeniørkunst. En døråpning i slike fly må konstrueres med stor omhu av hensyn til belastningsfordelingen rundt åpningen. En kraftig ramme er i seg selv ikke tilstrekkelig. Belastningene må spres over den omliggende struktur på en slik måte at det ikke kan oppstå belastningskonsentrasjoner >om leder til utmatting i metallet. I en konstruksjon ned belastet hud er dette problemet selvsagt til ste­ le ved enhver åpning, men det er mest kritisk i for­ bindelse med trykkabiner, som i tillegg til de aero­ dynamiske belastninger må tåle stadige endringer i ^rykkforskjellen mellom kabinen og atmosfæren utenfor. Denne trykkforskjellen belaster dørene sterkt un­ der flyging i høyden. På en alminnelig inngangsdør for passasjerer kan belastningen komme opp i 15 tonn, og det ville være katastrofalt om døren skulle svikte og åpne seg i luften. For å eliminere denne faren hadde verdens første jettrafikkfly, de Havilland Comet, dører som var kileformet mot dørkarmene. Dørene slo innover. Når de var lukket, sluttet de tett til døråpningene som hadde tilsvarende kileform. Jo større trykkdif­ feransen var, dess tettere sluttet dørene seg til sine karmer. Dører som slår innover har imidlertid lett for å komme i veien nær inngangen, og de vil oppta verdifull gulvplass. Atskillig sinnrikhet har vært vist for å konstruere dører som ikke har denne ulempe Dg likevel slutter tett til karmene når de er lukket. Den enkleste konstruksjon er nok døren som trek­ kes inn et stykke og deretter skyves langs kabinens innerside. Denne løsningen brukes på fly som Cara^elle, Britannia og Friendship, og på de sovjetiske [1-18 og Tu-114. En annen måte til å unngå plassproblemer med dører som åpnes innover, er å la dem gli opp og inn i kabintaket. Denne typen brukes på noen utgaver av Comet og på Trident og Electra. Den er også med lell brukt på jet-forretningsflyet Hawker Siddeley HS.125, men de fleste fly av sistnevnte kategori har mkle utadgående dører, noe som også gjør at trap­ petrinn lett kan bygges inn i døren. Mange amerikanske flyselskaper krever dører som åpnes utover. To gode løsninger som imøtecommer dette og som samtidig er tilfredsstillende rikret når de er lukket, ble utviklet for Convair CV-880 og Boeings jet-trafikkfly. Døren på CV-880

flykonstruksjoner

skyves opp langs yttersiden av skroget til den er kommet fri av den skrånende døråpningen, og er deretter hengslet ut til siden på vanlig måte. På Boeingflyene har hoveddørene kileformede sider, og den øverste og nederste delen av dørene kan foldes innover. Når disse er foldet inn, kan dørene åpnes utover slik at de blir liggende mot skrogsiden. Det militære behov for flyfrakt av store og tunge kolli førte til utviklingen av spesielle fraktfly, og dette medførte igjen store problemer i forbindelse med lastedørene. Under siste verdenskrig kunne opptil små kjøretøyer og lettere skyts lastes og los­ ses med håndkraft gjennom store dører på siden av skroget. Men for hurtig lasting og lossing og for maksimal utnyttelse av lasterommet må man ha større lastedører foran eller bak. Frontdører byr på de færreste problemer, og slike brukes på fly som Douglas Globemaster. De kan imidlertid ikke bru­ kes for luftslipp av materiale og forsyninger. Til det­ te må man ha åpning bak. Lastedører i bakenden av lasterommet er nå vanlig på militære transportfly som Douglas Cargomaster, Lockheed Hercules og StarLifter, Short Belfast og de sovjetiske Antonov An-12 og An-22. Dører i bakenden av lasterommet er nå vanlig på militære transportfly som Lockheed Hercules og StarLifter, de sovjetiske Antonov An-22 og Iljusjin 11-76 og gigantene Lockheed C-5A Galaxy og Antonov An-124. Dører som åpnes i lasterommets fulle bredde og høyde kan gi problemer med luftmotstand omkring den bakre delen av skroget, et problem som forster­ kes når dørene må kunne åpnes under flukt. På en del eldre fly omgikk man det sistnevnte problemet ved å fjerne dørene når flyene skulle brukes til luftslipp. Innen den sivile luftfarten har den økende fraktflyging skapt behov for store lastefly. Det har ikke vist seg økonomisk å anvende militære transportfly i sivil fart, men dette kan godt endre seg i fremtiden. Et mindre antall Lockheed Hercules er i bruk av si­ vile selskaper, og den større StarLifter er konstruert for å imøtekomme både sivile og militære behov. Alle de sovjetiske «sivile» fraktfly er egentlig kon­ struert som militære transportfly. I vesten er behovet for sivile fraktfly hovedsakelig dekket ved ombygging og tilpassing av passasjerfly. Den mest radikale endringen består i å lage en stor åpning foran eller bak i skroget slik at det blir rom for lasting og lossing av fraktgods i store og lange kolli. Et av de flyene som har gjennomgått de mest omfattende forandringene, er Superguppy, som brukes av Airbus Industries for transport av vinger og andre flydeler mellom de forskjellige pro­ duksjonsstedene i Europa. Opprinnelig var det en Boeing Stratocruiser. Den har fått nye turbopropmotorer, skroget er «blåst opp» til tre ganger dets opprinnelige volum, og hele nesepartiet kan svinges ut til siden for å ta lasten inn og ut. Et antall Canadair CL-44 og Douglas DC-6 ble ombygd til frakt­

Dører 143

fly ved å skjære gjennom skroget like foran haleflatene slik at halepartiet kan svinges til siden og innlasting foretas i skrogets fulle bredde. En van­ ligere måte er imidlertid å istallere en stor topphengslet dør på skrogsiden. Slike ombygginger er kostbare og det kreves omfattende forsterkninger rundt døråpningen og kompliserte låsemekanismer for døren. En annen løsning er fly som raskt kan ominnredes fra frakt-til passasjertrafikk og omvendt. Slike QC-fly («Quick Change») kan da brukes som passasjerfly om dagen og fraktfly om natten og på den måten utnyttes bedre. QC-konseptet innebærer atskillig mer enn bare en stor dør. For at setene skal kunne installeres og tas ut raskt, er de montert på paller, hver med åtte eller tolv seter på en teppebelagt gulvseksjon. Disse kan rulles ut av flyet direkte over på spesielt kon­ struerte vogner. Når de er fjernet fra flyet, avdekkes trinser innebygd i flyets gulv for inn- og utrulling av lastepaller og - selvfølgelig - også setepallene. Sær­ skilte festeanordninger for pallene hindrer tenden­ ser til vibrasjon. Kjøkken-enheter for QC-fly er også bygd på pal­ ler, og har ledninger for vann og elektrisitet som med et håndgrep kan tilkobles flyets anlegg. Andre deler av innredningen, som bagasjerommene under taket, tverrskott og toalettrom kan også lett tas ut, og hele forvandlingen fra passasjer kabin til lasterom behøver normalt ikke ta mer enn en time. Ved inn- og utlasting gjennom sidedør må pallene kunne rulle sideveis på gulvet innenfor døren, og deretter forover eller bakover. Her er det derfor en «kulematte», med kuler som kan rotere i alle retnin­ ger i sine kuleleier. Moderne fraktfly har til og med innebygd auto­ matiske transportbånd, som håndterer containere og pallegods inne i lasterommet uten bruk av mannekraft. Mange fly med omfangsrike skrog har lastedører og innbygd automatisert utstyr på underdekket for håndtering av reisebagasje i standardiserte contai­ nere og i tillegg ta med fraktgods på de regulære passasjerrutene. Det finnes også kombi-fly der aktre del av kabinen er permanent utstyrt som lasterom mens den fremre delen er innredet for passasje­ rer. Men denne løsningen er lite fleksibel, og er ikke blitt særlig populær. Utviklingen har stadig gått i retning av spesialinnredede fly - enten for passasje­ rer eller for last. Etter som den internasjonale varehandelen har økt sterkt i omfang, er behovet for flyfrakt steget tilsvarende. Mange fabrikker leverer i dag rene fraktfly-utgaver av sine flytyper, konstruert og ut­ rustet for dette formålet fra starten av. Fraktversjonen av Boeing 747 kan ta 100 tonn last. Den skiller seg ut fra passasjerflyet ved at kabinvinduene mang­ ler og at det fremme i nesepartiet er en svær topphengslet dør.

144

flykonstruksjoner

Dører

D

A Kabindøren på Hawker Siddeley HS.125 glir på skinner opp i taket, slik at inngangs­ partiet er fritt for hindringer. I lukket til­ stand passer den tett i døråpningen. 1 Dørskinne

B Funksjoneringsmåte for kabindøren på HS.125.

1 Døren låst 2 Døren ulåst. (Mekanis­ men utelatt for over­ siktens skyld) 3 Døren skjøvet opp i taket

C Lastedøren på Super VC10 måler ca. 3,7 x 2,1 meter og åpnes og lukkes med en hydrau­ lisk jekk. På grunn av kabintrykket må den strukturelt stive døren tåle store belastninger. I lukket stilling er un­ derkanten av døren låst til dørstokken med syv hydraulisk drevne låsekroker. Når disse er helt i inngrep, går to boltelåser inn i dørrammens vertikale karmer. Hvis nødven­ dig kan døren åpnes til vertikal stilling, slik at innlasting kan skje ved hjelp av kran.

Døren har seks passasjervinduer, og innven­ dig er den trukket slik som kabinveggen ellers. Uttak for luft­ kondisjonering, lam­ per og betjeningspanel er også montert, forat flyet kan brukes for ren passasjertransport.

1 Dørjekk

D Åpningssekvens for lastedøren på Super VC10 (1-4). E Transportflyet Doug­ las Globemaster I had­ de heis under buken for å ta lasten opp i lasterommet.

F Convair Tradewind fra 1950 var konstruert som en langtrekkende patruljeflybåt. Syv av dem ble bygd med neseparti som kunne åpnes oppover, slik at kjøretøyer og tropper kunne utlastes direkte på stranden under en landgangsoperasjon. Dette lot seg imidler­ tid bare gjøre under rolige værforhold, noe som reduserte anvendbarheten sterkt.

flykonstruksjoner

I Lasting og lossing av det enorme transport­ flyet Lockheed C-5 bød på spesielt van­ skelige problemer for konstruktørene. Det måtte lages spesielt store dører, som kunne tåle store aerodyna­ miske belastninger og overtrykksbelastn inger under flukt. C-5 kan transportere nær 5 7 tonn nyttelast 13 000 km. Vingespennet er 68 m, lengden 75 m og maksimalvekten nes­ ten 350 tonn. Typisk

last i det enorme laste­ rommet kan være to M-60 stridsvogner og 16¥-tonns lastevog­ ner, eller en M-60 stridsvogn, to Iroquois helikoptere, fem M-113 personellvogner og to lastevogner, eller 10 Pershing missiler med trekkvogner og utskytningsvogner. Det har lastedører både foran og bak. Den bakre er tredelt. En 4 meter bred midtdør kan svin­ ges inn og opp for at luftslipp skal kunne

foretas uten at det ska­ pes luftmotstand. De to store skallformede sidedørene kan ikke åpnes under flukt, men på bakken gir de uhindret adkomst til lasterommet. En ram­ pe, som utgjør en for­ lengelse av gulvet i las­ terommet, kan justeres til passende høyde for inn- og utlasting.

H Hele nesepartiet kan svinges opp som et vi­ sir og det er da god adkomst til lasterom­ met forfra. Motorene kan kjøres med «visi­ ret» åpent, og utsikten fra flydekket er god nok til at flyet kan manøvreres på bak­ ken. Festet til gulvet er en lasterampe med tre ledd, som kan foldes ut og legges ned mot bakken. Det ytterste leddet er delt på langs i flere seksjoner, slik at det blir liggende i

flukt med ujevnt un­ derlag. Hovedunderstellet består av fire seks-hjuls boggier som trekkes inn i strømlinjeformede kasser på skrogsidene. Neseunderstellet har fire hjul. Hver av de fire hovedboggiene og neseunderstellet kan heves og senkes individuelt, slik at flyets klaring over bakken kan justeres fra den normale høy­ den på 90 cm ned til 30 cm. Denne teknik­ ken kan også benyttes

Dører 145

for skifte av hjul og for å få løs et fly som har kjørt seg fast i bløtt eller løst under­ lag-

146

flykonstruksjoner

Motorinstallcisjorier

MOTORINSTALL ASJONER

Short Triple-Tractor fra 1912. Det lange motordekslet skjuler to 50 hk Gnome mo­ torer, montert i tan­ dem. Den bakerste motoren var koplet med kjededrev til to propeller montert på vingestagene. Motore­ ne utviklet så sterk varme under dekslet at flyet fikk økenavnet «Det flygende feltkjøkken». Parnall Prawn fra 1930 ble drevet av en tiloversbleven hjelpemotor fra luftskipet R101. Motoren kunne dreies med forenden oppover under avgang forat propellen skulle gå klar av sjøsprøyt. Trallen, vist på tegnin­ gene, ble brukt for å manøvrere flybåten på slipp.

Dornier Do X fra 1929. Den svære flybå­ ten hadde hele tolv motorer, montert i par over vingen. Det er det største antall motorer som noen gang har vært brukt på et fly.

D 11921 begynte Breguet sine forsøk med Leviathan, et av de første spesialkonstruerte transportfly. I motorrommet var det to Bugattimotorer.

For flypionerene var installasjon av motoren et stort problem, og selv i dag er spørsmålet om hvor og hvordan motorene skal installeres blant de vanske­ ligste konstruktørene er stilt overfor. Den kompakte motormassen må plasseres slik at de meget konsent­ rerte og kraftige belastninger kan opptas og spres fra opphengningspunktene til resten av flyets rela­ tivt skjøre konstruksjon på en slik måte at ingen en­ kelt del blir overbelastet. I jetfly må man også sørge for effektive systemer for luftinntak og eksosutblåsning. Det er mange belastninger av betydelig størrelse å ta hensyn til. Først er det tyngdekraften, idet moto­ ren vel er den tyngste enkeltkomponenten i alle fly. Så er det skyvekraften, vridningsmomentet fra pro­ pellen og gyroskopvirkningen av den roterende mo­ tor. For å kunne utføre motorskifte raskt er den de­ taljerte utforming av motorinstallasjonen dessuten komplisert ved behovet for lett demonterbare motorfester, og for at forbindelser til brennstoff-, olje-, hydraulikk- og elektriske anlegg samt overføringer til reguleringshåndtak etc. lett kan kobles til og fra. Brødrene Wright løste problemet ganske enkelt ved å sette motoren oppå senterseksjonen til den nedre vingen på sine utgaver av «Flyer» i 1903 og de nær­ meste år. Men om dette gjorde selve motorinstalla­ sjonen enkel, så førte det til gjengjeld med seg beho­ vet for lange kjededrev for å drive de fjernt monter­ te propeller. Slike drev var ikke meget pålitelige i drift, og de ble da heller ikke brukt særlig lenge. Etter hvert som flyene fikk den nåværende utfor­ ming, med stabilisatorer og rorflater bak på skro­ get, ble flyets nese akseptert som det beste og mest logiske sted for motoren. Benyttet man to motorer, ble disse oftest installert på forkanten av vingene. Flermotors biplan hadde som regel motorene mel­ lom vingene, i forbindelse med vingestagene. På fle­ re av disse flyene hadde besetningen adkomst til motorene under flyging, noe som ville være utenke­ lig i dag. Hvis det ikke hadde vært slik på Vickers Vimy, ville kaptein John Alcock og løytnant Arthur Whitten-Browns første non-stop flukt over Atlante­ ren i 1919 antageligs ha endt med katastrofe. Uhell forfulgte dem fra starten. Radioen sviktet før en time var gått. En del av eksosrøret falt av slik at de ble plaget av en ubehagelig motorstøy. Den elektriske oppvarmingen av flydraktene sviktet, og de ble frosne så vel som trette. Halvveis over Atlan­ teren fløy de inn i en kraftig tordensky, ble kastet omkring som et blad, og kom i spinn. Alcock klarte

på en mirakuløs måte å få flyet ut av spinnet bare noen få meter over havflaten. Hastigheten var sterkt redusert på grunn av motvind. Så begynte det å sne. Alcock tok flyet opp til nes­ ten 9 000 fot for å komme over skyene, men uten hell. Plutselig hørte de en lyd som de den siste tiden hadde fryktet. Den vederkvegende jevne motorduren ble avløst av harking og risting. Luftinntakene til de to 360 hk Rolls Royce Eagle motorene, som var installert mellom vingene på hver side av skroget, var begynt å tettes igjen av is. Denne gang var det Brown som reddet situasjo­ nen. Selv om han var sterkt handikappet av en krigsskade, kløv han ut av cockpiten og ut på den isdekte vingen. Mens han støttet seg for å stå imot den isnende vinden, hugg han isen vekk fra motoren med en kniv. Så klatret han opp i cockpiten igjen og ut på den andre vingen for å ta seg av motor num­ mer to. Deretter gikk alt bra en stund, men han måt­ te gjenta den samme forestillingen i alt fem ganger - i bitende snevær, 9 000 fot oppe, uten fallskjerm. Av hensyn til klaringen mellom propellen og mar­ ken var det klare grenser for hvordan stempelmotorene kunne installeres. Det vanligste var å plassere dem i nesen eller på vingene med trekkpropeller. Et alternativ var å plassere dem oppe på skroget eller bak på vingene, med skyvepropeller. Før og under den første verdenskrig ble det bygd mange flytyper med skyvepropell. Blant nyere typer er det store bombeflyet Convair B-36 best kjent. Cessna Super Skymaster har to motorer i tandem, en foan og en bak cockpiten, med henholdsvis trekkpropell og skyvepropell. Blant tidligere fly med skyvepropell kan nevnes de franske Farman «Longhorn» og «Shorthorn» og de britiske Vickers Gunbus og D. H. 2. De to sis­ te hadde til å begynne med en del suksess med sine frontmonterte maskingevær, men de ble snart for­ trengt av hurtigere biplan med trekkpropell, så snart en effektiv avbrytermekanisme var utviklet som gjorde det mulig å skyte mellom propellbladene. I mellomkrigstiden forsøkte man også en annen original løsning. Etter en spesifikasjon fra det bri­ tiske luftfartsministerium på et hurtiggående enmotors jagerfly med Rolls-Royce 600 hk Goshawk dampkjølt motor bygde Westland et fly som fikk betegnelsen F. 7/30. Her var motoren plassert midt i skroget forat flygeren kunne sitte langt fremme. Fra motoren frem til propellen i nesen gikk en uvan-

148

flykonstruksjoner

Motorinstallasjoner

lig lang propellaksel. Denne konstruksjon av vekt like ved tyngdepunktet gav flyet uvanlig gode manøvreringsegenskaper, og den fremre plassering av cockpiten gav flygeren utmerket utsikt. Sikten oppover og bakover var også fri, ettersom den øverste vingen hadde form som en måkeving ved at den innerst skrånet ned til skroget på hver side av cockpiten. Fra et operativt synspunkt ville dette være utmer­ ket. Men prøveflygeren fant at det var en blandet fornøyelse. Etter sin første sakte roll med flyet fikk han servert seg et uhindret utsyn bakover til seks meter lange slikkende flammer som brente opp du­ ken på en stor del av skroget og den ene haleflaten. For å rette på dette ble brennstoffanlegget modifi­ sert, men under den neste sakte roll hendte det sam­ me. Problemet ble til sist løst ved en modifikasjon av eksosanlegget. Det ypperste fly med skyvepropeller var Convair B-36, 1950-årenes amerikanske tunge bombefly. Det hadde seks Pratt & Whitney Wasp Major moto­ rer på 23 000 hk hver, installert i bakkanten av vin­ gene. På senere utgaver av B-36 var skyvekraften supplert ved installasjon av ytterligere fire General Electric jetmotorer montert parvis i gondoler under vingene. Disse gav en ekstra skyvekraft på til sam­ men 20 000 pund, svarende til omkring 19 000 hk. Også på andre fly med stempelmotorer har motorkraften vært økt ved installasjon av ekstra jetmoto­ rer. På Avro Shackleton ble for eksempel to RollsRoyce Bristol Viper jetmotorer gitt en beskjeden plassering i bakkanten av de ytterste stempelmotornasellene. Super Skymaster er et tomotors forretningsfly med både trekk- og skyvepropell, en i hver ende av skroget - et arrangement som minner om krigsti­ dens tyske jagerfly Do 335. Det gir sikkerheten ved å ha to motorer, sammen med de manøvreringsmessige fordelene som et enmotors fly har. Med to mo­ torer installert i vingene kreves trening og dyktighet for å beherske en situasjon hvor en av motorene svikter i en kritisk fluktfase. Den plutselige og vold­ somme sidedreiningen flyet får i slike tilfeller, er eli­ minert ved motor-arrangement i Super Skymaster. Jetkraften har åpnet nye muligheter for plasse­ ring av motorene. Jetmotorene skaper lite vridningsmoment, og da de er forholdsvis kompakte, kan de plasseres inne i skroget eller vingene. De kan også lett monteres utenfor skrog og vinger i strømlinjeformede naseller. I begynnelsen forstod man ikke å utnytte disse nye mulighetene, og mange av de første flermotors jetfly hadde motorene plassert på samme måte som var vanlig med stempelmotorer. Typiske blant disse var den tyske Messerchmitt Me 262, den britiske Gloster Meteor og amerikanernes bombefly North American Tornado (B-45). På alle disse var jet­ motorene installert i vingene på samme måte som stempelmotorer. Et av de første fly som hadde en ukonvensjonell motorinstallasjon, var Hawker P. 1040. Det samme gjaldt det meget effektive hangarskipbaserte jager-

A BellAiracudafra 1937. To 1000 hk Allison motorer med sky­ vepropeller var mon­ tert på vingene. Der­ ved kunne man instal­ lere maskingeværtårn foran i motornasellene.

B Dornier Do 335 fra 1943. Det tomotors jagerbombeflyet hadde en motor i nesen med trekkpropell og en motor bak i skroget med skyvepropell bak haleflatene. Flyet var vanskelig å manøvrere. Ved store hastigheter hadde det tendens til å pendle både om tverraksen og normalaksen. Toppfarten var 358 knop i 26 000 fots

høyde. Flyet som er vist på tegningen var en nattjager-versjon av Do 335.

C Douglas XB-42 Mix­ master ble bygd i 1945. Det hadde to 1000 hk Allison mote rer inne i skroget og kontraroterende pro­ peller bakerst i halen. Konstruksjonen hada stor aerodynamisk renhet, og dets ytelse\ på én motor var godt bl.a. ved at de ikke fikk svingetendenser ved flyging på bare den ene motoren.

flykonstruksjoner

Motorinstallcisjoner 149

D Hawker P.1040 og den videreutviklede Sea Hawk var resultatet av forsøk med nye måter å installere jetmotoren Slik luftinntakene var plassert i vingerøttene, og med det togrenede «bukseben »-eksosrør, kunne store brennstofftanker plasseres i skro­ get foran og bak mo­ toren.

150

flykonstruksjoner

Motorinstallcisjoner

\ Arms trong Siddeley Double Mamba turboprop-motor ble brukt i antiubåt-flyet Gannet. De to motore­ ne drev hver sin kontraroterende propell. Dette gav tomotors sikkerhet og økonomi både med hensyn til vedlikehold og brenn­ stofforbruk etter som

den ene av motorene kunne slås av under vanlig flukt. Dobbeltmotorens fulle effekt ble benyttet for av­ gang og i nødsitua­ sjoner.

B Coupled Proteus. Den dobbelte Bristol Sidde­ ley Proteus ble brukt på Saunders-Roe Prin­ cess flybåt, og var planlagt brukt i senere utgaver av landflyet Bristol Brabazon. Samlet effekt var 7 000 hk, og motoren drev kontraherende propeller.

flykonstruksjoner

lyet Sea Hawk, som var utviklet fra P. 1040. Jetmotorene produserer skyvekraft nok til å gi et ly stor hastighet, men de ødsler med brennstoff, og dawkers konstruktører stod overfor problemet med i skaffe plass til omtrent dobbelt så meget brenntoff som P. 1040s forgjenger Sea Fury hadde, for at ekkevidden skulle bli den samme. Problemet ble løst ved å installere motoren midtkips, med luftinntak i forkant ved begge vingerøtene og eksosutstrømming gjennom «buksebenfornede» utblåsningsrør i bakkant av hver vingerot. 4ed dette arrangementet kunne store brennstoffanker plasseres i skroget foran og bak motoren, kndre fordeler med denne motorplasseringen var limrende utsyn fra cockpiten over den korte spisse tesen og en effektiv utforming av skrogets bakre del ned haleparti. Konstruktørene hos de Havilland oppfattet også nart de forskjellige muligheter for plassering av etmotorene. I 1943, mens krigen raste som verst, itarbeidet de et utkast til et lite jet-transportfly på runnlag av jagerflyet Vampires utforming. Det kulle ha to motorer bygd inn i halen på skroget. Idéen virket så lovende at selskapet året etter kontruerte en større versjon som skulle ta 12 passasjeer over en strekning på 3 500 kilometer med en hasighet på 435 knop. Dette flyet skulle ha tre motorer bakkant. De Havilland kom igjen tilbake til idéen med å intallere motorene bak i flyet da de begynte arbeidet ied å utvikle verdens første jet-trafikkfly, Comet. it utkast til dette historiske flyet hadde ror og stabisator foran og tre motorer plassert bak. Den ferdige Comet hadde imidlertid sine fire ihost-motorer innebygd i vingene, to på hver side itt inntil skroget. Flyet fikk ved dette en bemerkelssverdig fin strømlinjeform, og vedlikeholdsarbeier på motorene kunne utføres i skulderhøyde. Med denne motorplassering hadde flyet også meet liten svingetendens om en av motorene sviktet. ,n ulempe var det likevel at senere og større versjo­ er av motoren ikke kunne installeres uten hel omygging av vingene. Det var også vanskelig å lage en ruddsikret vingekonstruksjon. Til tross for disse lemper ble samme motorplassering benyttet også i ritenes tre V-bombere, Valiant, Vulcan og Victor, ilsvarende vingerotmontering ble også benyttet på e sovjetiske bombeflyene Tu-16 og Mya-4 og trakkflyene Tu-104 og Tu-124. I USA utviklet teknikken med motorinstallasjoer seg langs andre veier. Den optimale lengden på iftinntaks- og utblåsningskanalene er mye mindre rin det som blir resultatet med en innebygd motor, n motor som monteres utenfor skrog og vinger an derfor forsynes med mer effektive inntak og ksosdyser. Det store antall bombefly av typene -47 og B-52 og trafikkflyene Boeing 707 og DC-8 kk således motorene installert i naseller under vin­ ene. Som nevnt kan man ved dette få luftinntak og ksoskanaler med optimal virkningsgrad. Motorlasseringen gjør også at man kan få en motvekt iot de aerodynamiske krefter som under flyging

søker å bøye vingene oppover, og vingekonstruksjonen kan derfor gjøres lettere. Med en nasellinstallasjon som den amerikanske blir også vedlikeholdspersonellets adkomst til motorene lettere, og det byr ikke på store problemer å skifte over til nyere og bedre motorer. Men metoden har også sine ulemper, som for ek­ sempel den at fremmedlegemer lettere suges inn i motorene. Det er også vanskeligere å holde flyet støtt om en av motorene skulle svikte. Og i tilfelle av buklanding vil motorene bli helt ødelagte. Vingeflaps må deles i flere seksjoner, fordi de ikke kan senkes ned i jetstrømmen bak motorene. Dessuten er brennstofftanker og trykkabinen i turbinhjulenes plan, slik at det er økt fare for brann eller eksplosiv dekompresjon av kabinen dersom et turbinhjul skulle svikte slik at bladene blir slynget løs. Det franske firmaet Sud-Aviation unngikk mange av disse problemer med sin nye og til da uprøvde løs­ ning. På trafikkflyet Caravelle ble motorene mon­ tert i naseller bakerst på hver side av skroget. Dette hadde mange åpenbare fordeler. Luftinntakene er skjermet mot fremmedlegemer som blir slynget opp fra hjulene. Støynivået i kabinen blir lavere. Fordi motorene er langt unna brennstofftankene i vinge­ ne, er faren for brann ved en krasj landing redusert. Det er ingen utbulninger eller naseller som forstyr­ rer luftstrømmen over vingene, og disse får en «ren» utforming som gjør at de kan utføre sin primære funksjon - å produsere løft - mer effektivt. Fordelene med denne motorplasseringen syntes å være så betydelige at en helt ny generasjon av fly med motorene montert bak på skroget så dagens lys. Løsningen syntes å være ideell for nesten alle kategorier og størrelser av fly, fra de små forretningsfly til store trafikkfly. Når dette skrives har alle tomotors jet-forretningsfly en slik motorplasse­ ring. Det gjelder for eksempel Jet Commander, North American Sabreliner, Hawker Siddeley HS.125 og Dassault Fan Jet Falcon. Bakmonterte motorer brukes også av BAC på One-Eleven, av Douglas på DC-9, av BAC på VC10 og av sovjetrusserne på trafikkflyene Tupolev Tu-134 og Ilyushin 11-62. På det avanserte superso­ niske bombeflyet Tupolev Tu-22 har motorene en noe uvanlig plassering, idet de er plassert høyt oppe på hver side av halefinnens rot. På alle de første tremotors jetfly valgte man å plassere motorene bak ved halepartiet, slik tilfellet var med Boeing 727, Hawker Siddeley Trident, Tu­ polev Tu-154 og Jakovlev Jak-40. For tremotors fly er denne plassering svært logisk, da den tredje mo­ tor, som ellers ville være vanskelig å plassere, ganske enkelt kan monteres i flyets hale. Som ved de fleste nyskapninger innen luftfarten har imidlertid også en slik motorplassering sine ulemper. Den alvorligste av dem er nok de uheldige steileegenskaper flyet kan få ved høye angrepsvink­ ler, når luftstrømmen over haleflaten blir skjermet av vingen. Under visse fluktforhold kan dette gjøre høyderoret ineffektivt, og flyet kommer i en «stabil steiling» som det ikke kan tas ut av. For å forhindre

Motorinstallasjoner 151

denne farlige situasjonen installeres ofte en såkalt «stickpusher», en innretning som automatisk sky­ ver styrespaken fremover hvis flyet nærmer seg en slik steiling. En «stickpusher» betyr imidlertid ekstra vekt og en ekstra kompliserende faktor, noe som i seg selv kan være en fare om den skulle tre i funksjon ved en feil. Den ekstra løftekraft som en «ren» ving gir, ved at motorene plasseres bak på skroget, kommer ikke til nytte i sin helhet. Når man ikke har motorenes vekt til å motvirke løftets belastning på vingene, må vingene lages kraftigere - og derved tyngre - noe som stjeler en del av gevinsten ved den økte løfte­ kraft. Ytterligere en del av løftet tapes ved at den bakre del av skroget må konstrueres sterkere og tyngre for å oppta de belastninger som påføres av motorene. Av andre ulemper er problemer med fordeling av passasjerer og last for å få en riktig tyngdepunktplassering, og vanskeligheter om man vil «strekke» - eller forlenge - flyskroget som ledd i en naturlig utviklingsprosess. Motorene er riktignok utenfor rekkevidde av sølesprut fra understellet, men de er også utenfor rekkevidde av vedlikeholdspersonellet på bakken, og man trenger stige eller arbeidsplatt­ form selv for den enkleste justering eller inspek­ sjon. Som tidligere nevnt var det lave støynivå i kabi­ nen opprinnelig en av de største fordeler man opp­ nådde ved å montere motorene bak på skroget. Imidlertid har dette senere vist seg å ha betydning bare ved moderate hastigheter, opp til 450 knop. Over denne hastighet blir støyen overveiende frem­ brakt aerodynamisk, ved luftstrømmen omkring flyskroget. Med hastigheter over 500 knop er støy­ nivået i kabinen mer avhengig av lydisolasjonens kvalitet enn av motorenes plassering. Under planlegging av trafikkflyet Boeing 737 fant konstruktørene at ulempene ved å plassere mo­ torene bak oppveide fordelene, og de vendte tilbake til den konvensjonelle plassering av motorene i na­ seller under vingene. Denne løsning er også almin­ nelig når det gjelder den annen generasjon av mindre fly for tilbringertjeneste som er under utvik­ ling, og de 500-seters «jumbojets» og 300-seters «luftbusser». Også for annen generasjon av tremotors jetfly, som Douglas DC-10 og Lockheed L1011, har man valgt å plassere to av motorene under vingene, mens bare den tredje motoren er montert i halen. Underving-installasjonen på Boeing 737 medfør­ te spesielle problemer. Man ønsket å ha luftinn­ takene høyest mulig over bakken for å reduse­ re motorskader ved at fremmedlegemer suges inn, og motorene ble derfor montert tett oppunder vin­ gene. Derved oppsto et ganske komplisert luftstrømnings-mønster, som måtte studeres inngående forat nasell-opphenget kunne gis riktig form. Kled­ ningen rundt motorfestene («pylons») er ikke ut­ formet symmetrisk omkring et loddrett plan, men har en krum form slik at den skal falle sammen med den lokale luftstrømmens retning.

152

flykonstruksjoner

Motorinstallasjoner

For supersoniske fly byr motorinstallasjonen på enda vanskeligere problemer. Her må nemlig moto­ rene fungere effektivt under svært varierende for­ hold, fra null hastighet ved havflaten til overlydsfart i stor høyde. Den vesentligste forskjellen er at luftinntakets betydning har økt drastisk. Ved hastighe­ ter over Mach 1,4 blir effektiviteten til et ordinært luftinntak redusert betydelig på grunn av sjokkbøl­ gen som dannes på tvers av luftstrømmen. Det er ikke tilstrekkelig med en vanlig inntakskanal. Inne i den må det være en sentralt montert kjegleformet flate eller skråflater ved veggene, slik at sjokkbøl­ gen blir skråstilt, for at den supersoniske luftstrømmens hastighet kan avta jevnt og lufttrykket øke innen den når kompressoren. Hvis inntaket er konstruert slik at det virker ideelt under vanlig marsjfart, vil det kunne forsyne moto­ ren med for lite luft under avgang. Er det på den an­ nen side laget slik at det virker effektivt når motoren kjøres på backen, vil det ha for stor kapasitet til å «svelge» luft ved supersoniske hastigheter. Overflø­ dig luft, som motoren ikke kan ta inn, vil «flyte over» rundt inntaksåpningen og forårsake motstand og vibrasjoner. Dette kan løses enten ved en anord­ ning som gjør at den overflødige luften slipper ut i strømningsretningen, eller ved at inntaksåpningen kan reguleres etter de skiftende forhold. Førstnevnte metode ble brukt på det kanadiske avskjæringsflyet Avro Arrow. Her ble overskuddsluft avledet gjennom en ring av gjelleåpninger rundt inntakskanalen, som åpnet seg automatisk når has­ tigheten nådde Mach 0,5. En lignende løsning er brukt på Lockheed F-104 Starfighter. De forholdsvis enkle inntak med fast åpning er ikke så effektive som inntak med variabel åpning. Det første flyet som ble konstruert med regulerbare luftinntak, var bombeflyet General Dynamics (Convair) B-58 Hustler. De fire jetmotorene, hver med 16 500 pund skyvekraft, er montert i hver sin nasell under vingene. Hver motor har et sirkelformet luftinntak med skarp forkant, og med en konisk innsnevring midt i inntakskanalen. Denne kan trekkes bakover ved lave hastigheter, slik at åp­ ningen blir større. Når hastigheten øker inn i det su­ personiske området, skyves den gradvis fremover i åpningen, slik at inntaket av luft reduseres og det ønskede mønster av sjokkbølger blir dannet. Av­ skjæringsflyet BAC Lightning har en anordning som virker på motsatt måte. I tillegg til den faste inntaksåpning, som er konstruert for optimal ytelse ved et Mach-tall på omkring 2, er det ekstra inntak

som trer i funksjon og skaffer riktig mengde luft ved lave hastigheter. Motorplasseringen i Lightning er også interessant. De to Avon-motorene på 14 400 pund skyvekraft er installert inne i skroget, den ene over den andre. Den underste er plassert et stykke lenger frem enn den øverste. Begge motorer har justerbare etterbrennere. Den mest avanserte sivile motorinstallasjon til i dag finnes i det supersoniske trafikkflyet BAC/SudAviation Concorde. Flyet har fire Rolls-Royce Bristol/SNECMA Olympus motorer som hver utvikler 35 080 pund skyvekraft. De er montert i tvillingnaseller under vingene, utenfor hovedhjulene. Ved det­ te arrangement kommer luftinntakene i et område der de dekkes av vingen, og denne gjør at luftstrøm­ men mot inntakene får riktig retning uansett an­ grepsvinkel, slik at inntaksytelsen opprettholdes. Som tidligere nevnt er effektiviteten av motorene i supersoniske fly i høy grad avhengig av at inntaksog utblåsningskanalene er riktig utformet. På Con­ corde kan «taket» i inntakskanalene stilles i ulike vinkler. Det regulerer derved sjokkbølgemønsteret og virker sammen med avløpsåpninger i bunnen av inntakene til å forsyne motorene med den riktige mengde luft. I eksosanlegget er en primærdyse med variabel geometri, en sekundærdyse, anlegg for reversering av skyvekraften, og en støydemper som stjeler lite av motorens skyvekraft. De første utgaver av moto­ ren har etterbrenner for å gi ekstra kraft under visse fluktforhold, men etterbrenner vil ikke være nød­ vendig på de fullt utviklede motorer som skal bru­ kes i produksjonsmodellen av Concorde. Sovjetunionens supersoniske trafikkfly Tu-144 har en lignende plassering av motorene under vinge­ ne. De fire Kuznetsov turbofan-motorene på 28 660 pund skyvekraft er plassert side om side bak ett stort felles luftinntak, hvis åpning er delt i to med en loddrett vegg. Under arbeidet med det større og hurtigere ame­ rikanske overlydsflyet Boeing SST (Supersonic Transport) ble mange forskjellige alternativer for plassering av motorene vurdert, samtidig som man søkte etter den gunstigste vingekonstruksjonen. På tidlige utkast så man motorene plassert bak en sterkt tilbakestrøket ving, i naseller under en stor deltaformet ving, og et alternativ med to motorer under vingens senterseksjon og en tredje i roten av halefinnen. På det siste utkast var motorene mon­ tert i individuelle naseller under en deltaformet ving, med koniske innsnevringer i luftinntakene.

flykonstruksjoner

A De Havilland Comet. De fire Ghost-motorene i verdens første jettrafikkfly var bygd inn i vingene, tett inn­ til skroget. Det gav ubetydelig asymmetri i skyvekraften i tilfelle av en motorsvikt. Mo­ torene var også lett til­ gjengelige for ettersyn. Plasseringen bød også på konstruksjonsmessige problemer.

4

5

6 7

B Boeing B-52 Stratofortress var på sin tid med sine vel 220 tonn det tyngste flyet i pro­ duksjon noen gang. Det langtrekkende bombeflyet hadde åtte jetmo torer parvis montert i fire naseller under fremskrånende støtter under vingene. Samlet skyvekraft er 110 000 pund.

8

9

10 11

C De mange muligheter man har for plassering av jetmotorer er tyde­ lig illustrert med de ledsagende tegningene:

1 BAC VC10 - fire motorer i naseller bak på skroget. 2 Hawker Siddeley Trident - tre motorer, to i naseller bak på skro­ get og én i halen. 3 Stud-Aviation Caravel-

12

13

14

Motorinstallcisjoner 153

le - to motorer i nasel­ ler bak på skroget. Lockheed F-104 Starfighter - én motor midt i skroget med luftinntak på skrogsidene. Boeing B-52 Stratofortress - åtte motorer parvis montert i fire naseller under vingene. Tupolev Tu-22 - to motorer i naseller ved roten av halefinnen. Hawker Siddeley Vulcan - fire motorer innebygd i vingene. McDonnell Phantom to motorer side ved side i skroget. Hawker Siddeley P.1127 - en motor midt i skroget, med fire dreibare dyser på skrogsidene. BAC Lightning - to motorer i skroget, den ene over den andre. Boeing 707 - fire mo­ torer i naseller under vingene. English Electric Can­ berra - to motorer, innbygd midt på hver av vingene. DC-lO/MD-11 - tre motorer, to i naseller under vingene og en i halen. Antonov An-225 seks motorer i naseller under vingene.

154

flykonstruksjoner

Flybevæpning

X I juni 1915 brukte stabskaptein Alexan­ der A. Kazabov en dregg bak sitt Morane speidefly til angrep på en tysk Albatros. Den russiske flygeren ødela ytterligere 31 fiendefly med mer konvensjo­ nelle våpen. En annen flyger overveide å sle­ pe en bombe utstyrt med kroker etter flyet. Tanken var at han skulle «fiske» etter fiendtlige fly, og når han fikk napp, skulle bomben detoneres elektrisk.

B Kaliber 45 automatpistol med hylsekurv. Hylsekurven ble kon­ struert før maskinge­ vær kom i bruk i fly. Den fanget opp tomhylsene slik at disse ikke skulle gjøre skadt på flyet. Ekstra store magasiner ble be­ nyttet.

1 Hylsekurv

C De kileformede «prelleplater» av metall på propellbladene til Sop with Tabloid gjorde at prosjektiler fra det usynkroniserte gevære prellet av dersom de traff propellen, iste­ denfor å skade den.

1 «Prelleplater»

FLYBEVÆPNING

Det var mange av flygingens pionerer som mente at fly ville gjøre fremtidige kriger til en umulighet. Re­ sonnementet var ikke helt ulogisk. Krigshistorien viser til stadighet at nøkkelen til seier er kjennskap til fiendens planer og disposisjoner. I det nittende århundre brukte man forankrede observasjonsballonger, som bidrog til seier i mange slag fordi de mi­ litære ledere var i stand til å følge de fiendtlige troppers bevegelser. De mobile og hurtige fly ville åpen­ bart være ballongene langt overlegne og muliggjøre rekognosering langt inne over fiendens territorium. I pakt med menneskets natur ble imidlertid flyet helt fra starten av brukt til mer aggressive formål enn rekognisering. Under den nesten glemte krigen mel­ lom Italia og Tyrkia i 1911-12 brukte italienerne fly både til slipp av bomber og propagandamateriell og til rekognosering, også med levende film og vanlig fotografering. Under den like glemte Balkankrigen året etter brukte bulgarerne fly til å bombe de tyr­ kiske stillinger. Den første verdenskrig var ikke mange uker gam­ mel før britene angrep tyskerne fra luften. Det første angrepet, 22. september, gjorde ingen skade. Men i det neste, 8. oktober, ble det nybygde luftskipet Zeppelin Z.9 ødelagt i nærheten av Diisseldorf. Under dette raidet ble det også sluppet bom­ ber mot jernbanestasjonen i Kdln. Disse angrepene ble utført med Sopwith Tabloid, små ensetere som bare kunne bære 10-kilos bomber. De etterlot imidlertid ingen tvil om betydningen av luftangrep, og i luftstaben i det britiske admiralitetet fant man snart tiden moden til å slutte med leketøybomber. Ledelsen utstedte en spesifikasjon på et tomotors fly som kunne brukes til langt utgående patruljering over havet. Et utkast som ble levert av Handley Page, var så lovende at fabrikken ble bedt om å konstruere og bygge en enda større «bloody paralyzer of an aeroplane». Resultatet ble tomotorsflyet 0/100, som var det første i en lang serie av britiske tunge strategiske bombefly. Man vet ikke med sikkerhet når det første skyts ble montert på et fly. En tysk pioner ved navn August Euler tok i 1910 patent på en maskingeværinstallasjon, og det følgende år ble en fransk Nieuport toseter bestykket med et maskingevær. I USA ble et maskingevær med svak rekyl prøvd i fly i 1912. Det var oppfunnet av Samuel Neal McClean, men ble innført og forbedret av oberst Isaac Newton Lewis. Prøver ble foretatt med et Wright biplan, der det var en tverrgående stang som

flygeren og speideren hvilte føttene på under fly­ ging. Maskingeværmunningen ble lagt an på denne stangen, og kaptein Chandler fyrte løs mot bakke­ mål mens de passerte over dem. Denne første eksperimenteringen med en ny type maskingevær fra fly vakte stor offentlig interesse, men førte ikke til noen produksjonsordre. Oberst Lewis drog derfor til Europa og startet et firma i Belgia. Her ble det snart stigende etterspørsel etter Lewis-maskingeværet, som var revolusjonerende for sin tid. Det var et lett og bærbart gevær. Ammunisjonstromlene som kunne ta 47 eller 96 skudd var enkle å håndtere og montere på geværet, og de be­ skyttet prosjektilene mot skitt. I august 1914 tok to britiske flygere uten tillatelse et Lewis-maskingevær med seg i luften. I en høyde av 5 000 fot tømte de et magasin mot et tysk fly. De skjøt riktignok ikke ned flyet, men dette var likevel den første operative bruken av maskingevær i luftkamp. De britiske flygerne fikk ingen ros for sitt initia­ tiv. Det ble tvert om utstedt direktiv om at fly ikke måtte utstyres med maskingevær - på grunn av faren for å egge fienden til gjengjeldelse! Under rekognoseringsoppdrag i begynnelsen av krigen hendte det at tyske og allierte flygere vinket til hverandre når de møttes i luften. Men da det ble klart at man ved luftrekognosering direkte kunne påvirke utgangen av infanterislagene i skyttergra­ vene, måtte alt settes inn på å hindre fiendens fly i å rapportere sine observasjoner. Før tanken på å utstyre flyene med skyts vant noen utbredelse, hendte det at både britiske og tyske rekognoseringsflygere tok med seg pistoler, rifler og endog haglegevær for å avfyre slengeskudd mot hver­ andre. Man vet bare om ett tilfelle der dette gav resul­ tat. Det var en britisk flyger som skjøt ned et tysk fly med haglegevær. Flere selsomme innretninger ble la­ get for å bedre pistolenes effektivitet. Den vanligste av disse var en kurv av metalltråd som man festet til en 0,45 tommers automatpistol for å fange opp tomhylsene slik at disse ikke skulle skade flygeren eller flyet. Sammen med et ekstra stort magasin gjorde dette at man kunne fyre av opp til 20 skudd i en serie. Det oppstod imidlertid et åpenbart behov for automat-våpen. Lewis-maskingeværet hadde vist seg å være vel egnet til bruk i fly. Problemet var bare å finne en brukbar monteringsmåte i slike flytyper som hadde tilstrekkelige ytelser til å kunne enga­ sjere fiendtlige fly.

156

flykonstruksioner

B

Flybevæpning

flykonstruksjoner

A Lewis maskingevær, det første til bruk i fly, ble utprøvd i USA i 1912 og tatt i bruk i britiske fly i september 1914. Geværet var lett, og de avtagbare trommelmagasinene for 47 eller 96 patroner var enklere å oppbevare og montere på geværet enn ammunisjonsbelter. De beskyttet også patronene mot smuss. Lewis geværet var standardvåpen på fly i mer enn et kvart år­ hundre. 1 2 3 4 5 6 7 8

Mate-sperrehake Trommelmagasin Klamp Korn (frontsikte) Kjøler Kjølekappe Skur (baksikte) Spadehåndtak (for bruk i luften)

B Under første verdens­ krig ble det vanlig med to faste fremadrettede maskingevær på jagerfly. Denne typiske installasjonen av to Vickers maskin­ gevær har Constantinesco synkroniseringsgir, ammunisjonsbokser, matemekanisme og geværsikte. 1 2 3 |4 5 6 7 8 9

Sikte Trykkluftventiler Ladehåndtak Avtrekkere Styrespak Ammunisjonsbokser Hylserenne Avtrekkermotor Generatorer

C Vickers-Armstrong hurtigskytende 37 mm maskinkanon ble ut­ viklet for fly i 1930. Granatvekten var 817 gram, og kanonen skjøt nøyaktig på av­ stander opp til 4000 meter. Ved å holde av­ trekkeren inne ble alle granatene i et magasin skutt ut, men man kunne også skyte enkeltskudd. Det ble brukt to typer ammu­ nisjon, en høyeksplosiv granat med følsomt brannrør, og en panserbrytende type.

De hurtigste av flyene hadde vanligvis trekkpropell, det vil si at propellen var plassert foran i nesen. Hvis man monterte maskingeværet på det mest lo­ giske sted, oppå skroget foran cockpiten, ville pro­ sjektilene treffe propellen. Derfor ble maskingevær i begynnelsen bare brukt i noen utstrekning på fly med skyvepropell. Her hadde skytteren et stort skuddfelt uten hindringer. Så tidlig som i 1913 had­ de Vickers på en flyutstilling i London utstilt sitt Experimental Fighting Biplane No. 1 (EFB.l) med skyvepropell, som ble kalt Destroyer. Det hadde et Vickers Maxim maskingevær montert i nesen. Geværet hadde beltematemekanisme, og skuddfeltet var 60 grader opp, ned og til hver av sidene. En videreutvikling av dette var den berømte FB.5 Gunbus, der et Lewis-maskingevær var montert på en tapp i flyets nese, slik at skytteren fikk et enda større skuddfelt. Skyvepropellflyet Gunbus var imidlertid ikke det eneste bevæpnede fly som ble brukt i Frankrike i krigens første år. Atskillig sinnrikhet ble utvist under forsøk på å lage tilfredsstillende maskingeværinstallasjoner på fly med trekkpropell, som var mer hurtiggående. En løsning som hadde meget for seg, var å montere geværet på skrå, slik at pro­ sjektilene gikk ut til siden for propellen. Blant gevær som ble montert på denne måten, var til og med et bakladegevær for jaktbruk som avfyrte knipler. Kaptein Lanoe G. Hawker skjøt under en patrulje i juli 1915 ned tre tyske tosetere som var armert med maskingevær. Selv fløy han en Bristol Scout og våpnet hans var en enkeltskudds skråmontert Martini karabin. Fly med skråmontert gevær måtte flys skjevt når våpnet skulle siktes inn og avfyres, og det vitner om atskillig flygerdyktighet når ganske mange luftseire ble vunnet med våpen montert på denne måten. Dette var imidlertid bare en nødløsning. Bedre var det å montere maskingeværet over senterseksjonen på den øvre vingen og avfyre det ved hjelp av en snor festet til avtrekkeren. Den store ulempen var dog problemene med å lade geværene igjen under flukt. Mot zeppelinerne ble det også brukt piler med eksplosiv ladning i spissen. De var oppfunnet av ingeniørløytnant Francis Ranken, og ble skutt ut tre av gangen fra en beholder som rommet 24. Etter utskyting foldet fire finner seg ut i pilens hale. Disse skulle kile seg fast i luftskipets hud etter at pilespissen hadde trengt gjennom, slik at sprengladningen eksploderte inne i gasshylsteret. Mot luftskip ble også benyttet maskingevær, montert slik at de skjøt oppover. Piler ble brukt også mot mål på bakken. Det var enkle piler av stål, som ble drysset som regn over fienden. Disse ble kjent som «flechettes», var om­ kring 12/2 centimeter lange og en knapp centimeter i diameter, og var i kardesker på omkring 250 styk­ ker. De ble utløst over fiendtlige heste- og troppekonsentrasjoner. Pilene gjorde selvfølgelig ingen skade unntatt ved direkte treff, og de ble ikke meget brukt. Små bomber var mer effektive. Et annet våpen som ble forsøkt en kortere tid, var

Flybevæpning 157

en rakett som ble stabilisert ved hjelp av en pinne, som på en vanlig fyrverkerirakett. De var montert i grupper på fire på vingestagene og ble elektrisk av­ fyrt. Hovedmålene for slike våpen var lett antenne­ lige ballonger og luftskip, og man hadde en del hell med dem. Disse missiler ble imidlertid avlegse da man fikk effektiv brannammunisjon for maskin­ gevær. Maskingeværene ble først virkelig effektive etter oppfinnelsen av brytemekanismen, eller synkroniseringsgiret, som gjorde at prosjektilene passerte mellom propellbladene. Det første ble montert på det tyske flyvåpens Fokker Monoplane, og flyet ble derved så overlegent over hva britene og franskmen­ nene hadde i 1915 at de allierte flyvåpen nesten ble skutt i senk over Frankrike. Idéen med et synkroniseringsgir var imidlertid ikke ny. De fleste konkurrerende flyfabrikanter had­ de eksperimentert med slike innretninger før krigen. Den egentlige oppfinner var Franz Schneider, sjefskonstruktør ved det tyske firmaet L.V.G. Han tok patent på sin mekanisme i juli 1913. Omtrent på samme tid lanserte en løytnant Poplavko i Russland en lignende idé, noe også de engelske brødrene Edwards gjorde. Men disse forslagene ble ganske enkelt arkivert og glemt. Schneider hadde noe større hell med sin mekanis­ me. Den ble benyttet på prototypen til L.V.G.s toseters monoplan E.VI. Men flyet havarerte i 1915 un­ derveis til fronten for operative prøver. Et annet synkroniseringsgir var produsert før krigen av Ray­ mond Saulnier i det franske selskapet MoraneSaulnier. Dette virket ganske bra på Hotchkissmaskingeværet. Det hendte imidlertid at geværet kom ut av takt, og for å beskytte propellen satte Saulnier en metallplate på hvert propellblad, slik at prosjektiler som traff dem, prellet av. Ved krigsut­ bruddet måtte Saulnier levere geværet tilbake til Forsvaret, der han hadde lånt det, og arbeidet med hans mekanisme tok slutt. Anstrengelsene var likevel ikke helt bortkastet, da de metallplatene som var benyttet under de inn­ ledende prøvene, ble montert på et av MoraneSaulniers enseters monoplan av Roland Garros, en berømt sportsflyger fra før krigen. Våren 1915 skjøt han ned flere fiendtlige fly, fordi besetningene i dis­ se trodde seg trygge mot angrep da de så ham kom­ me flygende rett mot seg. Uheldigvis fikk Garros 19. april motorsvikt og måtte nødlande bak de tyske linjer. Flyet ble kapret før han rakk å sette fyr på det. Da hemmeligheten på denne måte ble avslørt, be­ ordret tyskerne straks Anthony Fokker til å kopiere den på sitt nye monoplan. Fokkers ingeniører fore­ slo imidlertid at de heller skulle ta opp igjen Franz Schneiders forslag til synkroniseringsgir. På få da­ ger hadde Fokker og hans ingeniører laget en enkel forbindelse mellom avtrekkeren og motorens oljepumpe ved hjelp av en kamskive og løftestang. Flyet var en M.5K med roterende Oberursel motor, og våpnet et alminnelig beltematet parabellum maskin­ gevær. Mekanismen avfyrte et skudd for hver om-

158

flykonstruksjoner

Flybevæpning

dreining av propellen, og dette ga en skuddtakt på omkring 400 pr. minutt. Geværet skjøt slik at kule­ ne alltid passerte mellom propellbladene. Det var løytnant Max Immelmann som scoret den første luftseieren med et fly som hadde denne type synkroniseringsgir. Den 1. august 1915 skjøt han ned et britisk fly som bombet flyplassen ved Douai. Flyet hans, et Fokker E. I. monoplan, var ikke særlig hurtiggående, men det var meget manøvrerbart, og geværet ga ham en veldig fordel over de allierte flygerne. Fokker-flyene skaffet tyskerne luftherredømmet fra høsten 1915 til midten av 1916. Immelmann selv ble den ledende eksponent for kunsten å føre luftkamp fly mot fly, og han fant ytterligere 14 ofre for sine maskingevær. I Storbritannia eksperimenterte Vickers med en mekanisk brytermekanisme, og i 1916 ble en del fly av typen Bristol Fighter utstyrt med denne og sendt til Frankrike. Med innføringen av denne mekanis­ men ble Vickers maskingevær snart antatt som stan­ dard fastmontert bestykning på britiske jagerfly istedenfor Lewis-geværet. Den viktigste grunnen var at synkroniseringsgiret passet bedre for Vickers geværtype. Og besværingene over at geværet var tyngre forstummet da det fikk sin faste montering. Dessuten ble Vickers maskingevær foretrukket av flygerne, fordi det hadde beltemating og ikke til sta­ dighet måtte lades med nye magasiner under flukt, slik tilfellet var med Lewis-geværet. Først i 1917 hadde britene utviklet et synkro­ niseringsgir som var tyskernes overlegent. Dette var konstruert av rumeneren Georges Constantinesco, som hadde eksperimentert med kraftover­ føring i væske. Med Constantinesco-giret ble ge­ værene avfyrt ved impulser som ble overført via en væskesøyle som stod under trykk i et rør. Ikke bare ble man kvitt de funksjoneringsfeil som mekaniske mekanismer var beheftet med. Man hadde også fordelen av at giret lett kunne tilpasses alle motortyper. Vickers-geværene som ble brukt i fly, var lett mo­ difiserte varianter av det ordinære infanterivåpen. En viktig forskjell var at skuddtakten var økt fra omkring 500 skudd i minuttet til nærmere 900. Se­ nere ble det utviklet et ammunisjonsbelte som ble oppløst etter hvert som projektilene ble avfyrt. Dis­ se var sammensatt av metalledd som ble holdt sam­ men ved hjelp av patronhylsene. Når et skudd var avfyrt, ble tomhylsen og det tilhørende ledd hver for seg utstøtt gjennom små kanaler. Denne type ammunisjonsbelter er nå standard for alle maskin­ gevær i fly. Mens fast monterte frontgevær var helt overlegne i offensive operasjoner med jagerfly, var det fortsatt et behov for bevegelige våpen for selvforsvar i større fly, og Lewis-geværet ble beholdt for dette formålet inntil de kraftdrevne maskingeværtårn kom i bruk. Det var litt av et problem å finne frem til en til­ fredsstillende metode når det gjaldt å montere fritt innstillbare gevær ombord i flyene. Warrant Officer F. W. Scarff i det britiske marineflyvåpen utviklet imidlertid en enkel men effektiv montasje, som i

A Hawker Hurricanes bestykning på åtte maskingevær represen­ terte det første betyde­ lige fremskritt i jagerflybevæpning siden den første verdenskrig. Det var 0,303 tommers Browning maskinge­ vær med skuddtakt opp til 1200 pr minutt, montert slik at kulebanene konvergerte i et punkt noen hundre meter foran flyet, en meget virkningsfull ildkonsen trasjon. Senere under siste ver­ denskrig ble antall ge­ vær økt til tolv, som vist på illustrasjonen, eller de ble erstattet med fire 20 mm mas­ kinkanoner. En spe­ siell versjon til bruk mot stridsvogner had­ de to 40 mm kanoner under vingene.

flykonstruksjoner

modifiserte utgaver var i bruk helt til under annen verdenskrig. En viktig forbedring var en innretning som avbalanserte vindpresset mot geværløpet. Det­ te lettet anstrengelsene ved innretting av geværet, og var til særlig hjelp i større høyder der den tynne luf­ ten lett gjorde skytterne slitne ved kroppslige an­ strengelser. Da flyhastighetene kom opp i 175 knop, laget man skjermer som vernet skytteren mot det sterke vindpresset og satte ham i stand til å manøvrere sitt våpen lettere og raskere. Standard bevæpning på jagerfly var to fastmon­ terte frontgevær, og slik fortsatte det i alle flyvåpen til trettiårene. Mange forskjellige geværinstallasjoner ble dessuten tatt i bruk for spesielle oppgaver. Tidligere er nevnt oppadrettede gevær til bruk mot luftskip. Så tidlig som i 1917-18 bruktes også nedadrettede gevær for angrep mot mål på bakken. Det vanlige kaliber var i hele denne perioden om­ kring 0,3 tommer, men skyts av grovere kaliber ble også benyttet. Under første verdenskrig ble blant annet brukt en ett-punds kanon for nattangrep mot bakkemål, samt den franske såkalte «moteurcanon». Denne var unnfanget av Blériot allerede i 1911, og han foretok prøver med en kanon som var installert slik at løpet lå inne i flymotorens hule propellakse. Denne løsningen ble imidlertid ikke alvor­ lig overveid igjen før i 1917. Da monterte Hispano-Suiza etter forslag fra den franske flygerhelten Georges Guynemer en 37 mm Puteaux kanon mellom sylinderblokkene på fabrik­ kens 220 hk V-motor, slik at den kunne lades med én hånd under flyging. Kanonløpet lå inne i den hule propellakslen. «Moteur-canon» ble installert i de spesielt konstruerte jagerflyene Spad 12 og 14, og atskillige fiendefly ble skutt ned med den. Kano­ nens lave munningshastighet, den kraftige vibra­ sjon som ble dannet og den store skyteferdighet som krevdes ved bruk av bare ett sakteskytende våpen gjorde imidlertid at installasjonen på den tiden ikke var praktisk for alminnelig bruk. Året 1935 brakte den første store forbedring på flybevæpningens område siden den første verdens­ krig. Det året så Hawker Hurricane dagens lys med en til da uovertruffet ildkraft fra hele åtte maskinge­ vær. Da de var montert i vingene utenfor propellfeltet, trengtes ikke synkroniseringsgir, og geværene kunne skyte med maksimal skuddtakt. I 1940 ble Hurricane gitt en enda kraftigere alternativ bestyk­ ning medfire 20 mm maskinkanoner. Senere utgaver av Hurricane hadde to 40 mm kanoner under vinge­ ne, og ble brukt med stor virkning mot stridsvogner under felttoget i Nord-Afrika. I tillegg bar flyet også bomber og raketter. Rakettenes dødelige virkning mot bakkemål ble til fulle demonstrert med britenes senere fly Hawker Typhoon og det sovjetiske 11-2 Stormovik. Senere har man tatt i bruk 30 mm kanoner. Vulcankanonen med roterende løp og skuddtakt på 6000 skudd i minuttet og styrte missiler med kjerneladning. En tilsvarende dramatisk utvikling har funnet

sted når det gjelder bombeflyenes bevæpning. Fra de små bomber som under første verdenskrig ble sluppet for hånd over cockpitkanten er det et langt sprang frem til de mektige 10 tonns Grand Slam «jordskjelvbomber» som ble sluppet over Tyskland fra Lancasterflyene under den annen verdenskrig, og de uten sammenligning frykteligere atombomber som ble sluppet over Japan fra B-29. Bombeflyenes defensive bevæpning har også gjennomgått en sterk utvikling. Til å begynne med utstyrte man flyene med flere og flere maskingevær for skyting i alle retninger, inntil flyene så ut som flygende pinnsvin. Med økte hastigheter fulgte ut­ viklingen av de kraftdrevne skyttertårn i nese og hale, ofte også på ryggen og under buken. Da bombeflyene ble jetdrevne og hastigheten nærmet seg jagerflyenes, ble det mindre behov for defensiv bevæpning ombord. General Dynamics B-58 Hustler har likevel fortsatt en brodd i halen i form av en 20 mm flerløpers kanon. I dag er imid­ lertid bombeflyenes selvforsvar vanligvis overlatt til et komplisert elektronisk utstyr beregnet på å for­ styrre og villede angrepsmissilenes intrikate styre­ systemer. Gamle dagers flyskyttere ombord er erstattet med besetningsmedlemmer som betjener dette elektro­ niske utstyret. H-versjonen av den åttemotors B-52 har to slike spesialister ombord, én for aktive og én for passive elektroniske beskyttelsesmidler. Dette strategiske bombeflyet ble spesielt utrustet for å føre kryssermissiler, mens den opprinnelige oppgaven for B-52 var å trenge dypt inn over fiendtlig område for systematisk områdebombing med konvensjonel­ le bomber. De britiske V-bomberne (Valiant, Victor og Vulcan) fra slutten av 1950-årene representerte nok en variant innen kjernefysisk krigføring. I stor høyde og med hastighet nær lydens skulle de fly inn over fiendens område, væpnet med taktiske kjernefysis­ ke bomber. På denne tiden begynte man også å supplere det fastmonterte grovkalibrede skytset i nye jagerfly med styrte luft-til-luft missiler, og det var slik over­ dreven tiltro til disse missilene at F-4 Phantom opp­ rinnelig kom fra tegnebrettet helt uten fast installert skyts. Luftkamp i lavere høyder var betraktet som noe som hørte fortiden til. I sin nye rolle skulle ja­ gerne få tidlig varsel om fiendtlig aktivitet, avskjære fiendens bombere og attakkfly i stor høyde og skyte dem ned med infrarød varmesøkende missiler. Men denne scenario for fremtidens luftkrig var laget av skrivebordstaktikere, og virkeligheten skulle vise seg å være helt annerledes. I Vietnam ble luftkampene oftest utkjempet i svært lave høyder, og i begynnel­ sen var amerikanernes tap av jagerfly uakseptabelt store. Manglende trening i luftkamp fly mot fly («dog-fight») viste seg å ha alvorlige konsekvenser. Den gamle kunsten kom raskt til heder og verdighet igjen, og det ble opprettet egne skoleavdelinger for trening i våpenflyging. Den best kjente var «Top Gun» ved Miramar marineflystasjon. To konflikter i 1980-årene skulle få meget stor be­

Flybevæpning 159

tydning for utviklingen av teknikk og taktikk. I luftkrigen over Bekaadalen var RPV, fjernstyrte rekognoseringsfly, en uvurderlig kilde for informa­ sjon om motstanderens luftverninstallasjoner. Det neste skrittet ble å forstyrre all radar og radiokom­ munikasjon, slik at målene kunne ødelegges uten fiendtlig motstand. Denne kampen er blitt betegnet som det første elektroniske luftslag, der massiv inn­ sats av sofistikerte elektroniske mottiltak fikk av­ gjørende betydning for utfallet. Av Falklands-krigen ble det trukket flere lær­ dommer. Den viktigste var behovet for flybåren ra­ dar for varsling og kontroll. Britene led store tap av skip og mannskaper på grunn av manglende varsel om fiendens lavtflygende jagerbombefly. Argentinernes Super Étendard kunne sende avgårde de styr­ te Exocet antiskip-missilene like over havflaten langt utenfor britenes synsvidde og returnere ufor­ styrret til sine baser. På den annen side, når argentinernes Mirage og A-4 Skyhawk ble møtt av britenes hangarskipsbaserte Harrier, var utfallet som regel i britenes favør. VTOUflyet viste seg som et formida­ belt våpen, selv om det var motstanderne underle­ gen i hastighet, og krigshistorikerne nøler ikke med å gi Harriers egenskaper meget av æren for britenes gjenerobring av Falklandsøyene. Flybårne våpen som er under utvikling for det kommende århundre, vil være integrert i komplekse systemer, som gjør at meget av kampen vil foregå over store avstander. Moderne radar i jagerflyene skal «se» fly på lange avstander, plukke ut det ene individuelle mål etter det andre, verifisere at de er fiendtlige, beregne deres fluktretning og fremtidige posisjoner, tildele målene prioritet, og gjøre alt klart for flygeren til å angripe alle målene samtidig med en serie luft-til-luft missiler. Den amerikanske marinens F-14 Tomcat kan ha seks av sine Phoenix radarstyrte missiler underveis samtidig mot hver sine på forhånd utvalgte mål på over 150 kilometers avstand. I stor høyde kan hastigheten komme opp i Mach 5, og Phoenix styres mot målet av en aktiv radarsøker i nesen. Missilet har også en innbygd elektronisk innretning som gir god beskyttelse mot fiendens forsøk på å forstyrre radarsøkeren. Men den aktive radarsøkeren er en akilleshæl på det ra­ darstyrte missilet fordi radarsignalene røper missilet og gjør det sårbart for mottiltak. De nye typene som er under utvikling, skal derfor virke i to trinn etter utskyting. Den amerikanske AMRAAM («Advan­ ced Medium-Range Air-to-Air Missile») er «stum» i den første fasen etter utskyting. Først når den har nådd et punkt som er forhåndsberegnet av flyets ra­ dar kalkulasjoner og fødet inn i missilets anlegg, blir dets radarsøker aktiv, låser seg på målet og styrer mot det. Tidspunktet for aktivisering av radarsøke­ ren er avgjørende viktig. Skjer det for tidlig, får fienden et varsel og får tid til å iverksette massiv radarjamming og andre narretiltak - for sent betyr det at missilets søke- og styreorganer får for knapp tid til å virke og styre inn mot målet. Infrarød søker, som er følsom for varme, og hei­ mer mot målflyets hete motoreksos, er den mest

160

flykonstruksjoner

Flybevæpning

E

A Boeing B-29 Superfortress var det kraf­ tigst bestykkede bom­ beflyet under siste ver­ denskrig. Den defen­ sive bevæpningen bestod av tolv 0,5tommers maskingevær i fem lave kraftdrevne tårn. De ble fjernstyrt fra et ypperlig sentralt ildledningsanlegg. Skytterne hadde kon­ troll over hvert sitt hovedvåpen og kunne dessuten bruke visse andre geværtårn fra sine posisjoner. De kunne også avgi kon­ trollen over sine primærvåpen til andre skyttere. Et innviklet signalsystem skytterne imellom gjorde slik overdragelse av kon­ trollen mulig. Idéen var at hvis en skytter ikke hadde noe mål innen synsvidde, kun­ ne en annen skytter overta og bruke hans geværtårn, slik at han fikk fordoblet sin ild­ kraft. Bombesikteren i flyets nese hadde det videste synsfeltet og hadde vanligvis kon­ trollen over begge de fremre tårn, hver for seg eller sammen.

B Nedre bakre tårn. Man ser tydelig den lave sil­ huetten til de elektrisk drevne fjernstyrte tårnene. C Det nedre fremre tår­ net på B-29 var plas­ sert under skrogets forreste del.

D Haletårnet var opp­ holdsstedet til den en­ somme «Tail-end Charlie». Når han først var på plass, kunne han ikke kom­ me over til noen an­ nen del av flyet.

E Det øvre bakre tårnet var plassert like foran halefinnen. Rett foran tårnet var skytterens siktekuppel. Han sik­ tet direkte mot et an­ gripende jagerfly ved å holde en lysende flekk på flyet og om­ slutte det med en lysende ring. En auto­ matisk regnemaskin kompenserte for vind, tyngdekraft, sikteforsprang og parallakse dvs. korreksjon for av­ standen mellom siktet og geværene.

flykonstruksjoner

F 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Luft-til-luft missiler: «Ash» Nuclear Falcon Genie Matra R53O Phoenix Red Top «Awl» Sparrow «Atoll» Sidewinder 1C

G 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Luft-til-bakke missiler: Quail Nord AS 20 «Kipper» «Harp» Blue Steel «Kangaroo» Martel Hound Dog Robot 04 Bullpup Walleye

H Phanton kan bære en våpenlast på opp til 7 260 kg. Standard be­ væpning er seks Spar­ row III, eller fire Spar­ row III pluss fire Side­ winder luft-til-luft missiler på fire stasjo­ ner under skroget og fire under vingene, og dessuten bomber. En typisk våpenlast kan

omfatte følgende: 18 x 350 kg bomber, 15 x 300 kg bomber, 11 x 450 kg bomber 7 røkbomber, 11 x 565 liters napalmbomber, 4 Bullpup luft-tilbakke missiler, 15 batterier luft-tilbakke raketter.

Flybevæpning 161

brukte i luft-til-luft missiler. Den amerikanske Side­ winder har vært i produksjon siden 1955, og er fort­ satt ledende på markedet i sin' siste versjon, AIM-9L/M. En av de enorme fordelene er at søke­ ren er «passiv». Den sender ikke ut signaler som kan oppfanges av fienden. Men hvis missilet oppdages, kan søkeren narres ved at det fra målflyet skytes ut lysbluss med intens varme. En ulempe er også at sø­ keren har kortere rekkevidde enn en radarsøker, og at den ikke virker i skyer. Det er derfor sannsynlig at fremtidens luft-til-luft våpen blir utstyrt med en kombinasjon av flere styresystemer.

162

flykonstruksjoner

Flybevæpning

1. Heinkel He 111H Vingespenn: 22,6 m Lengde: 16,4 m Maksimal avgangsvekt: 12 500 kg

2. Messerschmitt Bf 109E Vingespenn: 10 m Lengde: 8,7 m Vekt: 2 500 kg Toppfart: 307 knop Tjenestehøyde: 36 000 fot Rekkevidde: 660 km

3. Junkers Ju 88Al Vingespenn: 18,4 m Lengde: 14,5 m Maksimal avgangsvekt: 12 285 kg

4. Supermarine Spitfire I Vingespenn: 10,6 m Lengde: 9 m Vekt: 2 625 kg Toppfart: 316 knop Tjenestehøyde: 34 000 fot Rekkevidde: 925 km

5. Hawker Hurricane I Vingespenn: 12,2 m Lengde: 9,5 m Vekt: 2 995 kg Toppfart: 290 knop Tjenestehøyde: 34 000 fot Rekkevidde: 1 450 km

flykonstruksjoner

Flybevæpning 163

MOTSTANDERNE I SLAGET OM STORBRITANNIA

Sommeren 1940 var de britiske og tyske flyvåpen engasjert i det som ble kjent som Slaget om Stor­ britannia (Battle of Britain). At britene vant dette avgjørende slaget, brakte dem ikke seier i krigen mot tyskerne. Men hvis RAF den gang var blitt slått ut, ville britene temmelig sikkert ha tapt krigen. Ved kampens begynnelse hadde RAFs Jagerkommando bare 704 fly til å møte det tyske storm­ løpet med tre av Luftwaffes luftflåter på i alt 3 500 fly. 620 av de 704 flyene var Hurricane og Spitfire jagerfly. Hver for seg var disse ikke markert overleg­ ne de tyske Me-109, men de utgjorde samlet et for­ midabelt team, som ble effektivt understøttet av et nyutviklet radarnett. Ved å få radarvarsel om alle tyske angrep unngikk britene å måtte holde jagerfly på konstant patrulje i luften, og de kunne engasjere fienden med et minimum av flytid og brennstoffbruk. Da slaget var over, hadde Luftwaffe tapt 1 733 fly med besetninger. Det kostet RAF 915 fly, men man­ ge av flygerne reddet seg med fallskjermer og retur­ nerte til sine skvadroner. Hovedtyngden av de tyske angrepene kom med bombeflyene Heinkel He 111, Dornier Do 17 og Junkers Ju 88, eskortert av Messerschmitt Bf 109 jagerfly. En del angrep ble utført med Junkers Ju 87 stupbombere, men disse ble for lette bytter for for­ svarernes Spitfire og Hurricane. 1. Heinkel He 111H. Et av tyskernes viktigste bombefly i kampen om Storbritannia. He 111 var et middelstungt bombefly med fem manns besetning. Det hadde to 1350 hk Junkers Jumo 211 væskekjølte rekkemotorer. Den defensive bestykningen var en 20 mm kanon og seks maskingevær. Flyet tok opp til 2 000 kilo bombelast. Marsjfarten var 155 knop og normal rekkevidde 2 000 km. 2. Messerschmitt Bf 109E. Enseters jagerfly. Pro­ totypen, som ble fløyet for første gang i september 1935, hadde en 695 hk Rolls-Royce Kestrel motor, som ble skiftet ut med en 700 hk Junkers Jumo i den utgaven som fikk vise sine kunster i tyskernes Kondorlegion under den spanske borgerkrig. Denne ble igjen byttet med en 1 100 hk Daimler-Benz væskekjølt rekkemotor, og var i denne utgaven blitt Luft­ waffes standard jagerfly da Slaget om Storbritannia tok til. Bevæpningen var en 20 mm kanon som skjøt gjennom propellakselen, to 20 mm kanoner i vin­ gene og to maskingevær over motoren. 3. Junkers Ju 88A1. Et av de mest effektive tyske bombefly. Ju 88 hadde en besetning på fire, som

satt tett sammen i den fremre del av skroget, foran vingen. De hadde to 1410 hk Junkers Jumo væske­ kjølte rekkemotorer. Den maksimale bombelasten på 2 600 kilo kunne fraktes over 1 300 km med en marsjfart på 215 knop. Alternativt kunne vel 1 000 kilos bombelast bæres godt over 4 800 km. Den de­ fensive bestykningen var enten tre eller seks maskin­ gevær.

4. Supermarine Spitfire I. Da Slaget om Storbri­ tannia begynte 12. august 1940, hadde britene 19 skvadroner med Spitfire I. Flyet hadde en RollsRoyce Merlin III væskekjølt rekkemotor på 1 030 hk. Toppfarten var 315 knop, noe mer enn hoved­ motstanderen, Messerschmitt Bf 109E, hadde. Spit­ fire hadde også atskillig bedre manøvreringsegenskaper, spesielt i svinger. Men det tyske jagerflyet kunne både stige og stupe fra Spitfire, samtidig som det hadde større topphøyde og kraftigere skyts. Standardbevæpningen i Spitfire I var åtte maskin­ gevær.

5. Hawker Hurricane I. 32 skvadroner Hurricane I dannet ryggraden i britenes forsvarsstyrker under Slaget om Storbritannia. Sammenlignet med Bf 109E var Hurricane underlegen både i stigeevne og hastighet i alle høyder, men det hadde bedre manøvreringsevne, og kunne med letthet svinge innenfor det tyske jagerflyet. Det var også en utmerket geværplattform og kunne tåle atskillig kampskade. På grunn av de generelt underlegne ytelser ble Hurrica­ ne hovedsakelig satt inn mot Luftwaffes bombefly, mens eskortejagerne ble engasjert av de hurtigere Spitfire. For denne oppgaven var Hurricane uovertruffen. Nettoresultatet var at Hurricane ødela flere fiendefly under Slaget om Storbritannia enn alle andre jagerfly og luftvernskytset til sammen. Hurricane hadde en 1030 hk Rolls-Royce Merlin III væskekjølt rekkemotor. Standardbestykningen var åtte maskingevær montert i vingene. I tillegg til disse flytypene ble flere andre også be­ nyttet i mindre antall. Spesielt skal nevnes bombe­ flyet Dornier Do 17, populært kalt «Flygende blyant» på grunn av det lange tynne skroget. Do 17 var et middelstungt tomotors bombefly, som i pe­ rioden 1937-41 dannet ryggraden i den tyske bombeflystyrken. Den vanligste utgaven hadde to 1 000 hk Bramo Fafnir luftkjølte stjernemotorer. Besetnin­ gen var fire mann, og den defensive bevæpning var seks maskingevær, eller fem maskingevær og en 20 mm kanon. Den maksimale bombelasten var 1 000 kilo, rekkevidden 1 200 km og marsjfarten vel 160 knop i 14 000 fot.

SYSTEMER

Selve flyets grunnkonstruksjon med skrog, motoranlegg, vinger, rorflater og understell m.v. er meget krevende og kostbar, blant annet pga. behovet for inngående eksperimentering og omhyggelig utprø­ ving av alle detaljer. Likevel utgjør dette bare en liten andel av alt som skal til i et komplett avansert fly. De forskjellige tekniske hjelpesystemer betyr for flyet noe i likhet med hva åndedrettsorganer, blod­ omløp, fordøyelsesorganer og nervesystemet betyr for den menneskelige organisme. Flyskroget kan sammenlignes med menneskets skjelett. Det viktigste av systemene i et fly er det som må til for å manøvrere det - styreorganene. Det har vært omtalt i et tidligere kapittel. De viktigste øvri­ ge systemer er de som har å gjøre med brennstoff, hydraulikk, elektrisitet, pneumatikk, avising eller anti-ising, oksygentilførsel og luftkondisjonering i kabin og cockpit. Alle motordrevne fly har et brennstoffsystem for lagring i tanker og for å føde det til motorene i riktig mengde under ulike forhold. Dette kan variere fra helt enkle anlegg til de mest kompliserte. Småfly kan ha en enkelt tank hvorfra bensin ved hjelp av tyngdekraften fødes via en liten forgasser til moto­ ren, mens man i avanserte fly finner anlegg der tu­ senvis av liter brennstoff under trykk pumpes inn i flere tanker som er innbyrdes forbundet med hver­ andre, med innvendige brennstoffpumper og kom­ pliserte systemer for lufting av tankene, føding til motorene og dumping av brennstoff i en nødsitua­ sjon, innviklede innretninger for registrering av for­ bruk og beholdning m.m. I jetfly utgjør brennstoffbeholdningen en stor del av flyets totalvekt, og man må passe godt på at ikke tyngdepunktplasseringen forskyves etter som brennstoffet forbrukes, slik at flyet kommer ut av balanse. Hvis man i et fly med pilformede vinger tømmer de ytre vingetankene først, vil flyet gradvis bli nesetungt. Problemet løses ved at brennstoffet med pumper automatisk trekkes fra flere eller alle tanker samtidig i riktig forhold. Brennstofftankene må ha utlufting til atmosfæ­ ren for å hindre at trykk bygger seg opp under hur­ tige høydeforandringer og under brennstoffylling, da tankene ellers vil kunne sprenges. Det er selvsagt viktig at flygeren kan vite nøyaktig hvor mye brennstoff han har ombord. Tankenes inn­ hold kan registreres for eksempel med enkle målere basert på flottørprinsippet, slik som man har i biler, eller med såkalte kapasitansmålere. Disse måler for­

andringen i den elektriske kapasitet mellom to pla­ ter i en tank etter hvert som brennstoffet mellom dem erstattes av luft. For avlesning på bakken bru­ kes enkle peilestaver som i oljetanken på en bil. For å forenkle dette på større fly brukes «omvendte pei­ lestaver» som kan trekkes ut fra undersiden av tan­ ken uten at innholdet lekker ut. Siden flybrennstoffers tetthet varierer, har man utviklet spesielle brennstoffmålere som registrerer forbruket i masse istedenfor i volum. Dette er nød­ vendig for nøyaktig planlegging av en flytur og for kontroll underveis. I høyder vesentlig over 15 000 fot er atmosfæren så tynn og kald at man ikke kan puste normalt. For flyging i slike høyder må flyets kabin være under trykk, og kabinluften må tilføres riktig temperatur og fuktighet. Det er vanlig med så stort overtrykk at atmosfæren inne i kabinen tilsvarer en høyde på 8 000 fot mens flyet i virkeligheten flyr i 40 000 fot. Frisk luft kan tilføres på to måter, enten med en mekanisk drevet kompressor, eller ved å tappe trykkluft fra kompressoren på en av jetmotorene. Luft som blir tappet fra motoren, er varm, og må derfor kjøles før den slippes inn i kabinen. Kompli­ serte varmeutvekslere og kjøleanlegg er konstruert for dette formål. Ved flyging i store høyder trenger man også tilfør­ sel av oksygen. Det er kanskje overraskende at dette var et av de første hjelpesystemer som ble installert i fly. Men behovet for oksygentilførsel i stor høyde ble klart demonstrert under ballongeksperimenter lenge før de første fly så dagens lys. Et av de mest interessante ble utført i Wolverhampton i England i september 1862. Meteorologen James Glaisher og en profesjonell ballongfører, Henry Coxwell, kom høyere enn de hadde tenkt seg. I omkring 17 000 fot ble Coxwell, som manøvrer­ te ballongen, kortpustet og rød i ansiktet. Da de kom til 21 000 fot hadde Glaisher store vanskelig­ heter med pusten selv ved den minste anstrengelse. Snart etter var synet hans så svekket at han var ute av stand til å avlese sine instrumenter. Deretter ble han lam i armene og nakken og mistet til slutt be­ visstheten. Imens hadde Coxwell, som ikke hadde bukket under i samme grad som sin ledsager, forsøkt å få ballongen under kontroll. Linen til ventilen var kommet utenfor hans rekkevidde, antagelig fordi ballonghylsteret hadde ekspandert ujevnt. For å nå linen og slippe gass ut av ballongen kløv Coxwell

flykonstruksjoner

A Brennstoffanlegget i VC10. Alt brennstoffet er i tanker som er dannet ved å tette vin­ gens innvendige kon­ struksjon. Normalt blir hver av motorene supplert fra egne tan­ ker direkte, men brennstoffet kan også ledes fra alle tankene til hvilken som helst av motorene. Tankene fylles ved to fyllepunkter under vingene.

Tank nr 1 Tank nr IA Tank nr 2 Overføringstank Tank nr 3 Tank nr 4A Tank nr 4 Dumperør Fyllepunkt Luftetank

Systemer 165

166

flykonstruksjoner

Systemer

opp i riggen over ballongkurven. Uheldigvis hadde han tatt av seg hanskene, og under klatringen ble hendene hans så valne av å holde i de iskalde repene og jernbåndene at han måtte dra i linen med ten­ nene for å få åpnet ventilen. Dette reddet uten tvil livet for begge. Etter ferden påstod Glaisher at det var i 29 000 fot han hadde mistet bevisstheten, og at ballongen steg til minst 36 000 fot før Coxwell fikk åpnet ventilen. Dette må imidlertid ha vært en overdrivelse, for hvis de hadde nådd denne høyden, ville de ikke ha kunnet overleve og fortelle om det. Man antar at de to aeronauter kan ha nådd 24 000 fot eller en tanke høyere. På den tid mente man at utmattelse på grunn av den tynne luften og den ekstreme kulden var årsa­ ken til at de ble så hjelpeløse. Ingen hadde tilstrek­ kelig kjennskap til menneskets åndedrettssystem til å innse den egentlige årsaken, enn si å foreslå et botemiddel. Først i 1896, da franskmannen Paul Bert foretok en inngående undersøkelse av årsaken til «fjellsyken», forstod man at disse virkninger av å stige til store høyder ikke kom av det reduserte lufttrykket i seg selv, men av at oksygeninnholdet i luften var for lavt. Under den første verdenskrig ble det snart et krav om å kunne utnytte fordelene ved å fly i større høyder, og behovet for oksygenanlegg i flyene ble presserende. Ved krigens slutt var ikke mindre enn fire hovedtyper av oksygenanlegg utviklet, som i grunntrekkene brukes fremdeles. Tyskerne brukte flytende oksygen, mens britene brukte oksygen i gassform, selv om også de hadde det nødvendige ut­ styr for å fremstille og bruke det i flytende form. I mellomkrigstiden økte flyenes topphøyde sta­ dig, og da den nådde omkring 38 000 fot, begynte flygerne å merke mental svikt og fysiske smerter, selv om oksygentilførselen var i orden. Man forstod snart at årsaken var det lave atmosfæretrykket, og at det som trengtes var å sette kabinen under trykk. Det første flyet med vellykt trykkabin var Lockheed XC-35, fra 1937. Dette flyet fikk stor betydning og ble forløperen for trafikkfly med trykkabin, slik vi kjenner dem i dag. Det første, Boeing 307, kom i bruk i 1939. Overtrykket i kabinen gjør at passasjerene får til­ strekkelig oksygen også i stor høyde, selv om de ikke tilføres oksygen gjennom et spesielt anlegg. Men det er alltid en mulighet for at en feil kan oppstå, slik at man mister overtrykket. Hva som kan skje hvis det­ te inntreffer et sted over 25 000 fot, er allerede be­ skrevet. Hvis ikke nødtilførsel av oksygen er umid­ delbart tilgjengelig, kan det få alvorlige følger. En konvensjonell løsning av problemet ville ikke holde, for det ville ta altfor lang tid om kabinbetjeningen skulle hjelpe over hundre passasjerer med å ta på seg oksygenmasker av vanlig type. Problemet er løst ved installasjon av masker som automatisk faller ned foran hver passasjer i tilfelle trykkluftanlegget skulle svikte. Maskene er oppbe­ vart skjult enten i bagasjehyllen eller i stolryggene, og vil falle ut i en nødsituasjon. Når masken holdes

A Brennstoffanlegget i Concorde. Det brukes ikke bare for å supple­ re brennstoff til moto­ rene, men også for kjøling og for trim­ ming av flyet. Hver tankgruppe har to samletanker, som hol­ des fulle ved over­ føring fra de andre og som forsyner motore­ ne på sin side av flyet. Brennstoffet brukes til å oppta varme fra luftkondisjoneringsanlegget, det hydrauliske anlegg, det elektriske anlegg og motorenes

smøreolje. Spesielle tanker foran og bak brukes til å trimme flyet (dvs. å holde kor­ rekt forhold mellom tyngdepunktsplassering og det aerodyna­ miske trykksentret). Når flyet akselererer til overlydsfart, pum­ pes brennstoff bak­ over. Brennstoff pum­ pes fremover når has­ tigheten igjen reduse­ res til under lydens.

1 Samletanker 2 Hovedtanker 3 Trimtanker

B Under supersonisk fly­ ging holdes flyets tyngdepunktplassering innenfor nøye beregne­ de grenser ved hjelp av et system der brennstoff pumpes til små samletanker fra de diagonalt motsatte hovedtankene, som vist ovenfor. Under stigning etter avgang holdes de ytre hoved­ tankene fylt for å re­ dusere bøyningsmomentet på vingene. Når flyet er kommet i marsjhøyde, pumpes dette brennstoffet over til de bakre samletankene.

1 Samletanker 2 Hovedtanker

C Hydraulikk-anlegget i Hawker Siddeley Trident består av tre separate systemer, hvert med egen tank, motordrevet pumpe, rørledninger, ventiler og jekker. Rorflåtene drives av alle tre sys­ temer samtidig, slik at det ikke er nødvendig med noen hurtig om­ kobling hvis et system skulle svikte. De to andre gir fortsatt tilstrekkelig kraft. Hvis et system til kobles ut av en eller annen grunn, vil det siste fremdeles gi nok kraft til at flyet kan tas ned for en normal landing. Det er to elektriske pumper i

flykonstruksjoner

mot ansiktet, utløses en oksygenstrøm som varer lenge nok til at flyet har kunnet tas ned i sikker høyde. Det er av særlig viktighet at flybesetningen kan få oksygentilførsel raskt i en nødsituasjon, og maske­ ne i cockpiten er oftest av en spesiell type som kan tas på meget hurtig. Selv dette kan i gitte situasjoner være utilstrekkelig. Noen selskaper har derfor den regel at minst en av flygerne skal ha oksygenmasken på til enhver tid når flyet er over en viss høyde, slik at det selv i en slik kritisk periode av meget kort varighet vil være under full kontroll. Med unntagelse av noen få enkle flytyper som bare er beregnet for bruk i dagslys, har alle fly et elektrisk anlegg. Flere av installasjonene ombord er avhengige av elektrisitet, for eksempel belysningen, radio- og radar utstyret. For andre, slik som avisingsanlegget for frontrutene og varmeplatene i trafikkflyenes kjøkken, er elektrisitet den mest praktiske og økonomiske kraftkilden. Den har dess­ uten fordelen av å være stabil, ren og fleksibel i an­ vendelse. Så vel likestrøms- som vekselstrømsanlegg blir brukt, og det er flere hensyn som innvirker på valget mellom disse. For små enkle fly og en del noe større flytyper har det alltid vært vanlig praksis å bruke likestrøm. Likestrømsgeneratorer slites imidlertid fort ut når de brukes i høyder over 25 000 fot. Siden de fleste militære fly og sivile trafikkfly opererer over denne høyde, blir det i disse benyttet vekselstrømsanlegg med generatorer uten børster. Mange større fly har flere enn ett anlegg. De kan for eksempel ha et eget for drift av det elektroniske utstyret og for avisingsanleggene. På flermotors fly er det ofte en generator montert på hver av motorene, for å sikre strømtilførselen i tilfelle av motor- eller generators vikt. Det vises også

Systemer 167

ellers stor omhu for å sikre det elektriske anlegg mot svikt eller feilfunksjonering, blant annet slik at en enkelt feil ikke skal føre til svikt i mer enn en elek­ trisk kurs. Hydraulisk anlegg finnes også i alle fly unntatt de enkleste. Den hydrauliske kraften brukes til å drive ror, opptrekksmekanismen for understell, flaps, luftbremser, hjulbremser, nesehjulstyring, bombedører, flytrapper, lastedører og mekanisme for sammenfolding av vingene. Den utstrakte bruken av hydraulikk skyldes hovedsakelig de iboende forde­ ler ved bruk av en lite sammentrykkbar væske. Væskestrømningene kan dirigeres nøyaktig, og de hydrauliske jekker kan låses i stilling ved hjelp av den væske som er innestengt i sylindrene. I små fly får man ofte hydraulisk kraft ved hjelp av en enkel håndpumpe, men det vanlige er at flyene har motordrevne pumper. Som en sikkerhet er det ofte elektrisk drevne pumper i reserve. Der en svikt i tilførselen av hydraulisk kraft kan få alvorlige føl­ ger, for eksempel ved kraftdrevne ror, er det vanlig at to eller endog tre uavhengige hydrauliske anlegg er tilkoblet. Slike dupleks- eller tripleks-systemer kan være slik at en manuell omkobling må foretas hvis det som er tilkoblet skulle svikte. Dette tar tid, og feilen kan godt inntreffe på et meget kjedelig tidspunkt. For å unngå slike problemer har man utviklet dupleks- og tripleks-systemer der begge, eller alle tre, er tilkoblet og virker sammen hele tiden. Disse er sikret mot alvorlige konsekvenser av en feil, fordi ingen omkobling er påkrevd og krafttilførselen ikke blir forstyrret. Tripleks-anlegg brukes bare for rorkontroll, og er slik dimensjonert at hvis det usann­ synlige skulle hende at to systemer skulle svikte, vil det tredje fremdeles gi tilstrekkelig kraft til at flyet kan bringes ned til en trygg landing.

168

FLYKONSTRUKSJONER

Systemer

A Isingsvern (Anti& isings-anlegg). På fly B med turbinmotorer er det naturlig å lede varm luft fra moto­ rene for å hindre ising på vingene, haleflatene og luftinntakene. Cockpitvinduer og pitothoder blir vanligvis oppvarmet elektrisk.

Istedenfor varm luft kan frostvæske brukes for å beskytte mot isdannelse. Væsken blir da under trykk ledet gjennom porøse hudplater langs feks. vin­ genes forkant. Den har stor virkning og vin­ gens aerodynamiske form blir ikke forstyr­

ret av et slikt anlegg. En annen metode be­ står i å montere gummirør langs forkanten av vingene og eventuelt halefinne og haleflate. Gummirørene blir vek­ selvis utvidet og sammentrukket ved hjelp av pulserende lufttrykk, slik at isen brekkes løs.

1 Varmluft til nedfellbar vingeforkant 2 Varmluft til fast vingeforkant 3 Dreibart ledd 4 Forbindelse mellom indre og ytre nedfellbare forkant 5 Luftutslipp

flykonstruksjoner

C 1 Luft til kabinen 2 Reserve varmluftforsyning til cockpit 3 Frisklufttilførsel 4 Toveisventil 5 Vifte 6 Overflodsutløp 7 Tilbakeslagsventil 8 Kanal langs gulvet 9 Veggposer (på begge sider) 10 Luftuttak (ventiler) ved hvert sete

11 Kanal til cockpit 12 Varmeuttak ved flyger­ nes føtter 13 Duggfjerner for frontglass 14 Luftuttak med vifteforsterker 15 Cockpitventilator 16 Utslippsventiler 17 Utløpskanaler under gulvet

D 1 A.P.U. (Reserveaggregat) 2 Velgeventil 3 Utslipp av kjøleluft 4 Kjøleturbin 5 Varmeutveksler 6 Kjøleenhet 7 Raminntak for kjøle­ luft 8 Friskluftforsyning

9 To utløpsventiler 10 Vannseparator 11 Sammenkoblede reguleringsventiler for kabinlufttemperatur 12 Luftforsyning til kabinen 13 Reserve varmluftforsyning til cockpit 14 Reguleringsventil

Systemer 169

170

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

A Focke-Achgelis Fw 61 helikopter fra 1936, det første noenlunde brukbare VTOL-luftfartøy. Et større heli­ kopter av lignende konstruksjon, Fa 223, ble prøvefløyet i 1940 og satt i produksjon.

B Sikorsky VS-300 fra

1940 var det første praktisk brukbare «enrotors» helikopter. De første prøvene fant sted i 1939 med heli­ kopteret tjoret til bak­ ken. To små horison­ tale rotorer ble mon­ tert på utriggere for å sikre balanse om lengde- og tverraksen. Senere bruktes bare en horisontal rotor bak, og denne ble til slutt fjernet da man fikk full syklisk pitchkontroll på hovedrotoren. VS-300 er forbildet til alle moderne en-rotors helikoptere.

VTOL-FLY

3 Rotorhodet, eller rotornavet, er selve kjer­ nen i helikopterkonstruksjonen. Hvert blad er vanligvis festet til navet med en spe­ siell hengselanordning som gjør at bladet kan svinge om tre akser. En «flapping»-hengsel gjør at det kan løfte og senke seg. Det kan svinge en tanke frem og tilbake om normalstillingen ved hjelp av en «drag»-hengsel. En­ delig forandrer det an­ grepsvinkelen om en «pitchv-hengsel. Etter som rotoren svinger rundt mens skroget med manøverorganene er stasjonært, må styreimpulsene fra cock­ piten overføres til rotornavet via det som kalles en «swashplate». Øvre del av denne roterer sammen med bladene, mens den nedre delen er i ro i forhold til skroget. Swashplaten er mon­ tert på universallager så den kan krenges i alle retninger. Den kan beveges opp og ned og derved endre angreps­ vinkelen på alle rotorbladene likt

og samtidig (kollek­ tivt), eller den kan krenges, hvorved bladvinklene varierer ulikt etter som bladene rote­ rer. I siste tilfelle vil den varierende bladvinkelen føre til at rotasjonsplanet stiller seg i samme plan som swashplaten. En slik variasjon i bladvinkelen i løpet av rotasjo­ nen kalles en syklisk pitch-endring. Når rotorplanet krenges på denne måten, vil heli­ kopteret bevege seg i samme retning som krengningen. Som man ser er rotornavet en meget komplisert mekanisme, og den be­ lastning som påføres navet av bladene er både stor og skiftende, noe som gjør at pro­ blemet med utmatting i materialet er alvorlig.

Rotorblad Bladrotfeste «Flapping»-hengsel «Drag»-hengsel Bladvinkel-lager («pitch»-hengsel) 6 Reguleringsarm for bladvinkel 7 Swashplate

1 2 3 4 5

Den vanligste form for VTOL-luftfartøy (Vertical Take-Off and Landing) er helikopteret. Betegnelsen VTOL ble imidlertid sjelden eller aldri benyttet om helikoptere før man var kommet i gang med utvik­ lingen også av hurtigere fly som kunne dele helikop­ terets evne til å løfte seg vertikalt fra bakken. Selv i dag er det en tendens i enkelte kretser til å betrakte helikoptere som en egen «rase», som ikke kan klas­ sifiseres sammen med andre former for VTOL-fly. Men man må jo utvilsomt regne helikopteret som den virkelige «pioneren» innen denne fascinerende klasse av luftfartøyer. Allerede i 1907 ble to primitive bemannede heli­ koptere fløyet i Frankrike. Det ene var bygd av Paul Cornu og det andre av brødrene Breguet. Men den første praktisk brukbare maskin av denne type så ikke dagens lys før i 1936. Det var det tyske FockeAchgelis Fw 61. Man foretok flyturer på over en ti­ mes varighet, og helikopteret nådde en høyde på 11 243 fot og en hastighet på 66 knop. I 1936 fløy man også et Breguet-helikopter i Frankrike, og så fulgte Weir-helikopteret i Storbritannia i 1938. Det er vel kjent at en maskindel som roterer i en retning, skaper et vridningsmoment i den motsatte retning. På helikopterne måtte man finne en måte å hindre skroget i å spinne i motsatt retning av roto­ ren. Den metode som ble benyttet, var å ha to rotorer av samme størrelse som roterte i hver sin retning, slik at vridningsmomentene oppveide hverandre. Breguets helikopter hadde to rotorer montert koak­ sialt, det vil si med en rotor over den andre. På de to andre maskinene var rotorene plassert side ved side på utriggere fra skroget. Denne bruk av to rotorer løste problemet med vridningsmomentet, men løs­ ningen krevde kompliserte mekaniske innretninger. Som følge av dette var alle tre helikoptere forholds­ vis tunge, og kunne derfor ta lite brennstoff eller nyttelast. Det er den russiskfødte Igor Sikorsky som således har fått æren for det første virkelig vellykte helikop­ ter. Allerede tidlig lekte han med en helikopterkonstruksjon med koaksialt monterte rotorer, omkring 1910, men utvandret så til Amerika. Her konsentrer­ te han seg om å lage helikoptere med en enkelt rotor, hvor han nøytraliserte vridningsmomentet ved hjelp av en liten vertikalstilt rotor i halen. Den første av disse nye Sikorskymaskiner, VS-300, ble ferdig i 1939. Den ble prøvefløyet, tjoret til bakken, men til å begynne med uten særlig hell. Helikopteret hadde

«syklisk pitch», slik at hvert blads angrepsvinkel va­ rierte under rotasjonen for balansens skyld. Denne innretningen ble imidlertid fjernet, og helikopteret fikk to små horisontale rotorer på utriggere for at balansen skulle kunne holdes om lengde- og tverraksene. Og slik ble helikopteret 13. mai 1940 fløyet for første gang. Året etter satte det verdensrekord i flygetid for helikoptere med 1 time og 32 minutter. Men selv om han nå hadde en flydyktig maskin, forsto Sikorsky at den innviklede konstruksjonen med i alt fire rotorer ikke var særlig praktisk. I juni samme år vendte han derfor tilbake til en konstruk­ sjon med syklisk pitch, og benyttet en liten rotor bak for å oppnå balanse om tverraksen. I desember 1941 fjernet han endelig den bakre horisontale ro­ tor, idet han hadde oppnådd helt tilfredsstillende horisontal balanse ved hjelp av syklisk pitch på hovedrotoren. Dreiningsmomentet om vertikalaksen ble motvirket ved hjelp av en liten halerotor montert vertikalt på skrogsiden. I denne form fremtrådte helikopteret VS-300 som det første helt vellykte og praktisk brukbare en-rotors VTOL-luftfartøy. Alle moderne én-rotors helikoptere nedstammer fra denne modell. Selv om Sikorsky har hovedæren for dette heli­ kopteret, hadde det mange viktige detaljer som var utviklet tidligere av den spanske ingeniøren Juan de la Cierva. Han hadde i 1923 laget det første vellykte autogiro. Det viktigste trekk ved dette, slik det fikk betydning for den etterfølgende utvikling av heli­ koptere, var rotorbladenes hengslede feste til akselen. (Autogiro er omtalt på side 174-175). En slik hengslet festeanordning er nødvendig for å hindre at rotorbladene skal gi varierende løftekraft i løpet av rotasjonen. Uten denne innretning ville de gjøre det, fordi rotorens hastighet i forhold til den omgivende luften jo vil variere etter som den beveger seg i fluktretningen på den ene side, og mot­ satt fluktretningen på den andre siden. Når et rotorblad beveger seg fremover i fluktret­ ningen, har det en hastighet gjennom luften som svarer til dets egen rotasjonshastighet pluss helikop­ terets flyhastighet. Når rotorbladet beveger seg bakover, på motsatt side, er dets hastighet gjennom luften lik rotasjonshastigheten minus flyhastigheten. Den løftekraft som rotorbladene skaper, varierer selvsagt med den hastighet de har i forhold til den omliggende luften (på samme måte som for en fast ving), og bladene vil derfor utvikle mer løft på den siden der de avanserer enn på den andre

172

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

A Bladkonstruksjon, meget brukt påSikorskys helikoptere. Det har en flat D-formet forkantseksjon av ekstrudert aluminiumsle­ gering. Til denne er festet bladets bakre del som består av flere seksjoner uavhengige av hverandre.

B Profil av helikopterblad bygd opp om en bjelke av ekstrudert aluminiumslegering. Foran på denne er en del av aluminium og messing, mens bladets forkant er av rustfritt stål. Bakre del med hud og en bakre bjel­ ke med I-profil er av aluminiumslegering. C Dette rotorbladet er forsterket ved bladrotens feste til hengslene med flere lag metallplater.

D Sammensatt blad, me­ get benyttet på tidlige utgaver av Bell-47 heli­ koptere. Beslaget ved roten er boltet gjen­ nom bladets kjerne. Denne er av bløtt stål, hvis hensikt er å gi bladet masse for avba­ lansering. 1 2 3 4 5 6 7 8

Glassfiberhud Plasttape Stålkjede Bløt stålkjerne Hoveddel av grantre Balsa Bakkant av gran Bjelke av bjerk

E Lettvekts blad, bygd opp omkring en stålrørsbjelke.

F Rotorblad på Fairey Rotodyne VTOL-trafikkfly. Hele frontseksjonen mellom ho­ vedbjelken og frontbjelken var kledd med hud av rustfritt stål, og den inneholdt rørtilførsler til jetmotoren i rotorspissen. Bak hovedbjelken var hele konstruksjonen av lett legering. Da den vide­ re utvikling av Roto­ dyne ble stoppet, var det et av de mest lo­ vende prosjekter for et konvertiplan med an­ vendelse av rotor og fast ving.

FLYKONSTRUKSJONER

j

Motoranlegg i helikoptere. Turbinmotorer har stor fleksibilitet med hensyn til plasse­ ringen, og kan installe­ res praktisk talt hvor som helst det måtte være ønskelig eller be­ kvemt, med forbindel­ se til rotornavet via en drivaksel.

Bell 204 Westland Wessex Westland Whirlwind • Boeing Vertol 107 Agusta 101G • Aerospatiale Gazelle

siden. Uten en varierende bladvinkel (syklisk pitch) ville derfor et helikopter krenge til siden og rulle over på ryggen. Cierva løste dette problemet på en elegant måte med sitt hengslede rotorfeste, som gjorde at bladet kunne løfte seg samtidig som det avanserte. Bladets egen tyngde sammen med sentrifugalkraften brakte det deretter ned igjen på motsatt side, der dets has­ tighet i forhold til luften var mindre. Derved ble løftekreftene på hver side i forhold til fluktretningen avbalansert. Etter VS-300 ble R-4B utviklet. Dette helikopter kom i tjeneste i den amerikanske hær, og ble snart etterfulgt av det forbedrede R-5 og dets sivile mot­ stykke S-51. Med disse helikopterne ble æraen for denne type luftfartøyer i virkeligheten innledet. De hadde en 450 hk motor, og marsjfarten var 75 knop. Maksimal flytid var tre timer, og det kunne ta en flyger og tre passasjerer. Det ble etterfulgt av det større S-55, som utmerket seg spesielt under Koreakrigen. Det viste her sin store verdi i redningstjene­ ste, ambulansetjeneste og alminnelig forsyningstje­ neste. «Whirly-birds», eller «Choppers» som de fikk som kjælenavn, landet ofte bak fiendens linjer og plukket opp sårede soldater. I løpet av tre år frak­ tet de mer enn 23 000 sårede, og det er beregnet at mer enn halvparten av disse ville ha mistet livet om det ikke hadde vært for helikopterne. Siden da har helikopteret hatt vind i seilene, om enn ikke i den grad mange hadde trodd. Den dag hver familie har et helikopter parkert i bakgården, er ennå ikke kommet. De tidligste helikoptere hadde stempelmotor med kraftoverføring til rotorakselen. Denne motortype er nå så å si helt avløst av aksel-turbinmotorer. Dis­ se kan betraktes som turboprop-motorer konstruert for å drive en rotor istedenfor en propell. Utviklingen av aksel-turbinmotorene satte fart i konstruksjonen av større og bedre helikoptere. Disse nye motorer med liten vekt og stor motorkraft gav ikke bare økte ytelser, men også mykere gang og bedre manøvreringsegenskaper. Motorene er så små og lette at de kan installeres oppå kabintaket til transport-helikoptere. Derved reduseres transmisjonsakslingen i vekt og omfang, og frigjør plass inne i skroget for nyttelast. Konstruktørene har kunnet øke et helikopters nyttelast til mer enn det dobbelte ved å skifte ut en ruvende stempelmotor, montert i skroget, med en eller to turbinmotorer montert over kabinen. For at et fly skal kunne heve seg fra bakken, må det produseres en oppadrettet skyvekraft som er større enn dets egen vekt, opplastet. På konvensjo­ nelle fly skapes denne løftekraft ved at vingen avbøyer luftstrømmen nedover. All løftekraft, skyve­ kraft og styrekraft oppnås faktisk ved at det produ­ seres en strøm av luft i en ønsket retning. En propell skaper trekkraft ved å dra inn luft forfra og støte den bakover med økt hastighet. En jetmotor gjør det samme. Her er diameteren i den «luftkolonne» som påvirkes, forholdsvis mindre, men hastighets­ økningen er meget større.

VTOL-fly 173

Hvor effektivt skyvekraft eller løft blir produsert, bestemmes av forholdet mellom den luftmengde som blir deflektert, og dennes hastighet. Forenklet kan det sies slik at jo større hastighet den deflekterte luften har, dess lavere er effektiviteten. En for­ dobling av hastigheten halverer effektiviteten. Den mest effektive innretning for å produsere løft, er således den faste ving på et ordinært fly. For å kunne ta av vertikalt, må det skapes løft uten has­ tighet fremover, og da kan ikke den effektive faste ving benyttes. På helikopteret har man, som vi har sett, erstattet den faste vingen med en roterende ving, helikopterets rotor. Mens rotoren er mindre effektiv enn en fast ving, er den på den annen side mer effektiv enn en jet­ motor. Den gir en relativt stor luftmengde en rela­ tivt lav hastighet, mens jetmotoren gir stor hastig­ het til en forholdsvis smal luftkolonne. Rotoren er den mest effektive innretning for å skape løft for vertikal avgang og for «hovring», dvs. å holde flyet svevende i ro i luften. Men den er ikke særlig effektiv for vanlig horisontal flyging, og den kan ikke brukes ved store hastigheter. Derfor søker man andre metoder for vertikal avgang, noe som i sin tur har virket ansporende på den videre utvikling innen helikopterområdet. Lockheed bygde eksperimenthelikopteret CL-475 med «stiv» rotor, der rotorbladene er festet til navet uten de vanlige hengslene. Dette var mulig ved bruk av en gyroskopisk stabiliseringsteknikk, som hind­ ret den uheldige virkning man fikk ved de første eksperimenter med hengselløse rotorer. Belønnin­ gen var imponerende. Man oppnådde god stabilitet, gode manøvreringsegenskaper, redusert vibrasjon, lett betjening, forholdsvis enkel mekanikk og stor hastighet. Metoden med stiv rotor ble utviklet et skritt vi­ dere på Lockheed XH-51, som ved offentlige flyoppvisninger har vist sine kunster i luften som om det var et fly med faste vinger, med forbiflyginger med stor hastighet, fulgt av krappe stigende svinger, looping og ryggflyging. For å finne ut mer om den nye rotorens egenskaper ved større hastig­ heter, ble en XH-51 utstyrt med små faste vinger og en Pratt & Whitney jetmotor med 2 600 pund sky­ vekraft, i tillegg til den ordinære motor og rotor. I denne sammensatte form nådde helikopteret en has­ tighet på 236 knop, og med ytterligere forbedringer venter man å nå hastigheter over 250 knop. Enda større hastigheter vil kunne nås med «sam­ mensatte» helikoptere, eller «convertiplane» der ro­ toren under horisontal flyging blir avlastet i vesent­ lig grad ved hjelp av egen motor for fremdrift, og små faste vinger som gir en betydelig del av løftekraften. De britiske Fairey Gyrodyne og det større Rotodyne var banebrytende på dette området. På Rotodyne, som var det første VTOL trafikkfly i verden, var de to motorene konstruert for å levere trykkluft til hovedrotoren under vertikal flyging. Rotorbladene var hule, og på spissene var installert jetmotorer som brente pertroleum. Overgang til horisontalflukt skjedde ved at kraften fra de to hoved-

174

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

motorene gradvis ble utført fra rotoren til ordinære propeller, mens løftet ble produsert av rotoren som nå roterte fritt (autorotasjon), samt den ordinære faste ving. Vingen ga over halvparten av det sam­ lede løft. Britene måtte på grunn av pengeknapphet oppgi videre utvikling av dette lovende fly, som var beregnet for trafikkflyging direkte fra bykjerne til bykjerne. Utvikling av slike «konvertiplan» har imidlertid fortsatt i USA av Lockheed og i Sovjet­ unionen av Kamov. Alminnelige helikopterrotorer har en begrens­ ning når det gjelder hastighet. For å overvinne dette problem, gjøres forsøk med rotorer som under van­ lig horisontalflukt kan stanses og foldes sammen. Et fly av slik type vil ta av vertikalt ved hjelp av roto­ ren, som et vanlig helikopter. I høyden når den hori­ sontale hastighet er blitt stor nok til at de faste vin­ gene gir tilstrekkelig løft, stanses rotoren, og blade­ ne foldes bakover. Maskinen manøvreres da som et vanlig fly. Ved bestemmelsesstedet vil rotorbladene igjen bli foldet ut og en regulær helikopterlanding foretatt. En slik løsning er teknisk fullt mulig, men den vil være mekanisk komplisert, og flere andre former for VTOL-fly er under utforskning. Målet er å lage en maskin som kombinerer evnen til å starte og lande vertikalt med det konvensjonelle flyets ytelser under horisontal flukt. Det har derfor vært naturlig å undersøke muligheten for å bruke propell-trekkraft både for vertikal og horisontal flyging. Blant de første prosjekter av denne kategori som ble prøvet, var de typer fly som «satt på halen», re­ presentert ved Convair XFY-1 og Lockheed XFV-1. Disse hadde turbopropmotor og korte faste vinger. På bakken satt de på halen med nesen pekende loddrett til værs. Propellene virket som et helikopters rotor under avgangen. De løftet flyet vertikalt fra bakken. I luften ble flyet flatet ut og fløyet på

A Fairchild Hiller FH-1100. Skrogets grunnkonstruksjon er av aluminiumslegering med bærende hud. Et rom bak kabinen og under motordekket inneholder oljetanker, radio, elektrisk utstyr og andre tekniske komponenter. Halebommen av semi-monocoque konstruksjon er utkraget mot skroget og festet til dette med fire bolter. Den har hengslede luker for adkomst til halerotordrevet. Motorinstallasjonen er helt inne­ bygd, og motordekslet skyves bakover for å avdekke motor, hjelpe­ utstyr, transmisjon og reguleringsmekanis­ mer. Nedfellbare ettersynsplattformer letter adkomsten til rotorna­ vet. Bladene på hovedrotoren er av helme-

tallkonstruksjon, med forkantbjelke og gitteravstivninger av rust­ fritt stål. Bakre del er av honeycomb-sandwich konstruksjon. Bladenes bærende de­ ler er dublert ved festepunktene i bladroten. De har massebalanse, og hvert blad har en stillbar aero­ dynamisk balanseplate («tracking tab»). Bla­ dene på halerotoren er av bærende aluminiumshud festet til rib­ ber og til bladrotfestene.

1 2 3 4 5

Stabilisator Skyvedeksel Balanseplate Bagasjerom Oljetanker og teknisk utstyr 6 Turbinmotor 7 Ettersynsplattform

B Flyging med autogiro er fundamentalt for­ skjellig fra helikopterflyging. På helikopte­ ret er rotoren kraftdre­ vet, mens den på en autogiro svinger fritt. Til å begynne med trodde oppfinnere og konstruktører av luft­ fartøyer at en rotor for å utvikle løft måtte drives med kraft og at bladene måtte ha stor angrepsvinkel. Ciervas epokegjørende opp­ dagelse var at rotoren ved en viss liten angrepsvinkel ville vedbli å rotere av seg selv så sant en luft­ strøm av en viss has­ tighet passerer gjen­ nom den, og at den herunder ville skape tilstrekkelig løft for flukt. Dette fenomenet kalte han «autorota­ sjon». Rotoren vil ikke begynne å rotere av

seg selv, som en vind mølle gjør, men må først settes i rotasjon ved mekanisk hjelp. Men når rotasjonen først er i gang, fortse ter den automatisk forutsatt at luftfar­ tøyet har en viss has­ tighet gjennom luftei Fremdriftskraften foi en autogiro fås ved e vanlig motor med propell. En avgjørenc fordel ved en autogir sammenlignet med et fly med faste vinger t at den ikke steiler nå hastigheten fremover reduseres. Den vil gradvis tape høyde, men rotoren vil fort­ sette sin rotasjon og utvikle løft uansett flukthastighet. Når hastigheten fremover er falt til null, vil der synke som en fall­ skjerm. I dette tilfelle holdes rotoren i gang

FLYKONSTRUKSJONER

LUFTSTRØMMEN GJENNOM ROTOREN PÅ ET HELIKOPTER

av luftstrømmen opp gjennom den, på sam­ me måte som når maskinen drives fremover av propellen. En autogiro kan imid­ lertid ikke hovre eller stige loddrett som et helikopter. De første autogiroer hadde små stubbevinger med balanseror, men balanserorenes virkning var dårlig. Denne ulempen ble avhjulpet da man i 1932 utviklet såkalt «direkte kontroll» av rotoren. Denne var montert på et universalledd slik at den kunne krenges. Derved skapte den en kraft som trakk maskinen i samme retning som ro­ toren ble krenget til. Innføringen av direkte kontroll gjorde balanserorene overflødige, og de ble sammen med stubbevingene fjernet.

Høyderor og sideror er fremdeles nødvendige. De virker som på ordi­ nære fly, og er for­ holdsvis effektive fordi de virker innenfor propellstrømmen. På noen autogiroer kan rotoren «spinnes» i gang på bakken og gjøre verti­ kal avgang mulig. Etter at tilstrekkelig rotasjonshastighet er nådd, frakobles driv­ kraften, bladvinkelen økes, - og maskinen «hopper» opp i luften.

1 Resultantkraften på rotorbladet 2 Rotasjonsakse 3 Komponent som holder rotasjonen i gang 4 Luftstrøm 5 Løft

C Helikopterflyging er helt forskjellig fra fly­ ging såvel med fly som med autogiro. Heli­ kopterets avgjørende fortrinn er at det ved hjelp av den kraftdrev­ ne rotoren kan starte og stige vertikalt, og hovre (sveve) rolig i luften, mer effektivt enn noe annet VTOLluftfartøy. Som for­ klart annet sted i dette kapitlet kan angreps­ vinkelen til hvert rotorblad bringes til å variere under rotasjo­ nen ved hjelp av den såkalte «swashplate» i rotornavet. Når flyge­ ren beveger styrespa­ ken fremover, bikker swashplaten fremover og trekker reguleringsarmene for bladvinke­ len ned på den siden der rotoren avanserer, og skyver dem opp på den siden hvor rotor-

VTOL-fly 175

HELIKOPTER I SIDELENGS BEVEGELSE

bladene svinger bak­ over. Derved vil hvert blad når det under ro­ tasjonen nærmer seg fremre stilling, få en redusert angrepsvinkel slik at det senker seg. Når det fortsetter mot bakre stilling vil swashplatens reguleringsarm øke bladvin­ kelen slik at det løfter seg. Virkningen av dette er at hele rotoren bikker fremover til samme vinkel som swashplaten og beve­ ger helikopteret frem­ over. Denne stadige forandringen av rotorbladenes angrepsvinkel er kjent som «syklisk pitch», og styrespaken i et helikopter kalles gjerne «cyclic-pitch change lever». Rotoren krenger i hvilken som helst retning flygeren beveger styrespaken, og fører helikopteret i

samme retning. Heli­ kopteret kan således også flys sidelengs og bakover. Skroget kren­ ger også sammen med rotoren, slik at det får en stilling med lav nese under flyging fremover, og lav hale under flyging bakover. Rotoren gir altså ikke bare den løftekraften som trenges for å hol­ de helikopteret oppe, men sørger også for fremdriften. For å få det økte løft som tren­ ges for avgang og stig­ ning, blir vinkelen på alle bladene økt samti­ dig. Dette skjer ved hjelp av spaken for «kollektiv pitch», som virker uavhengig av spaken for syklisk pitch. En leddkobling som er forbundet til spaken for kollektiv pitch, øker motorkraften samtidig som blad­

vinkelen økes. Heli­ kopterets lengderet­ ning reguleres ved hjelp av pedaler som er forbundet med halerotoren. Pedalutslag forandrer halerotorens bladvinkel og dermed retningen og styrken til den skyve­ kraft rotoren utvikler. Derved kan helikopte­ ret dreies i den ønske­ de retning.

1 Rotorens samlede skyvekraft 2 Løft 3 Kraftkomponent som bevirker sidelengs bevegelse

Yl 6

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

vanlig måte. For landing var fremgangsmåten om­ vendt. Hastigheten ble redusert inntil halen kunne senkes ned og nesen pekte rett opp, hvoretter flyet ble senket ned på bakken, på små hjul på haleflaten og finnen. Det var alvorlige mangler ved en slik konstruk­ sjon, og den har ikke for alvor vært videreført. Selv med et spesiallaget sete, som kunne dreies fremover for avgang og landing, måtte flygeren dels ligge på ryggen, noe som var ukomfortabelt. Landingsmanøveren var mildt sagt vanskelig å utføre, og ganske umulig i dårlig vær. Den 90 graders dreining av skroget, som måtte utføres, gjorde det også upraktisk å ta med passasjerer. Mange av ulempene er overvunnet ved bruk av rotorer som kan dreies fra vertikal til horisontal stil­ ling, og flere fly av denne type har vært og blir prø­ vet. Bell XV-3 konvertiplan med dreibare rotorer på en fast ving foretok i desember 1958 sin første «kon­ vertering» fra vertikal til horisontal flukt. I avgan­ gen var propellaksene stilt vertikalt, og de to propel­ lene virket som helikopterrotorer. Ved en bestemt horisontal hastighet ble «rotorene» dreid sakte fremover 90 grader, inntil de virket som ordinære propeller. Under overgangen, som tok mellom 10 og 15 sekunder, ble løftet gradvis overtatt av vingen etter hvert som hastigheten øket. Da VTOL-flyene mesteparten av tiden vil fly horisontalt, synes det logisk at de bør være mest mulig lik alminnelige fly. Ling-Temco-Vought kom også til denne konklusjon etter en inngående vurde­ ring av de utkast og planer som forelå. Man kan oppnå dette ved å dreie ikke bare propellene, men også motorene, ja hele vingen, når flyet skal ta av og lande vertikalt. Under horisontalflukt er slike maskiner lik konvensjonelle fly på alle måter. Det største eksemplar av denne type VTOL-fly som har fløyet til nå, er LTV-Hiller-Ryan XC-142 A. Det er konstruert for å bære sin nyttelast over en aksjonsradius på 175 nautiske mil (325 km). Det har et transportflys typiske «boks»-formede skrog, med lasterampe bak. Flyet har fire General Electric T64 turbopropmotorer på 2 850 akselhestekrefter. Propelldiameteren er 4,75 meter, og propellstrømmene dekker effektivt hele vingen. Vingen med de fast monterte motorene kan dreies opptil 100 grader, slik at flyet kan fly baklengs, eller hovre i ro også med vinden bakfra. Under vertikal flyging og på lave hastigheter får man balansekontroll ved å justere propellstigningen. Med balanserorene, som befinner seg i propellstrømmen, kan flyet dreies om vertikalaksen, og høyderorskontroll fås ved hjelp av en liten horison­ tal rotor bak på skroget. Under overgang mellom vertikal og horisontal flukt er det en mekanisk leddmekanisme som integrerer virkningen av flygerens styreorganer på henholdsvis VTOL-kontrollsystemet og de konvensjonelle rorflater i det riktige for­ hold. Dette skjer som en funksjon av vingens vinkelstilling. Under vanlig marsj manøvreres flyet med de ordinære rorflatene, og halerotoren er låst. På vingens forkant, utenfor motorene, er det store

A Kaman Huskie er et godt eksempel på for­ delene med turbinmotor. Det hadde opprin­ nelig en stempelmotor, som fylte hele bakre del av kabinen.

B Senere versjoner har en turbinmotor mon­ tert oppå skroget, slik at hele kabinen er fri­ gjort for passasjerer eller last.

FLYKONSTRUKSJONER

slats («hjelpe-bæreflater») som kompenserer for assymetri i propellstrømmen, for å hindre steiling under den kritiske overgangsfasen. XC-142A har særlig interesse fordi det inngår i et program som er under operativ vurdering. Under prøveflyginger har man nådd en hastighet fremover på 350 knop, og bakover på 30 knop. Flyet har vært oppe i 25 000 fots høyde, og det har vært utført såvel vertikale som «korte» avganger og landinger på det amerikanske hangarskipet Bennington, mens dette var under fart. Luftslipp av kolli på nær­ mere 2 000 kg fra høyder på fra 5 fot til 5 000 fot har vært utført, både under hovring og ved has­ tigheter opp til 125 knop. En teknikk som kalles «dump truck» (lastebil med tipp) går ut på at lasten, som er plassert på ruller i lasterommet, tømmes ut gjennom flyets bakdør, ved at dette inntar en stilling med høy nese og lav hale. Dette kan skje under hov­ ring eller med sakte fart. Idéen med dreibare vinger synes å være lovende. Men det er mange som bare anser den for å repre­ sentere et steg henimot det endelige svaret i VTOLflyging, nemlig bruken av ren jetskyvekraft. Kriti­ kerne hevder at prosjektet bør avvikles og midlene som innspares brukes til forskning og forsøk med

jetløftekraft. Når man tenker på hvordan turbopropflyene i sin tid kjempet sin håpløse kamp mot turbojet-flyene, kan dette synspunktet ha meget for seg. Fri flukt ved hjelp av ren jetløft ble for første gang demonstrert med Rolls-Royces «Thrust Measuring Rig», med økenavnet «Flying Bedstead» (Den flygende seng). Dette vellykte forskningsapparatet var drevet av to Nene jetmotorer, montert slik at deres samlede skyvekraft på 10 000 pund løftet det rett opp fra bakken. Balansekontrollen var ved hjelp av komprimert luft som ble sluppet ut nedover fra fire dyser montert på utriggere, en på hver side, en foran og en bak på maskinen. Fra Rolls-Royces flygende seng utviklet Short den betydelig mer avanserte VTOL-forsøksmaskin SC.l. Den hadde deltaformet ving og var drevet av fem Rolls-Royce RB.108 jetmotorer, hver med 2130 pund skyvekraft. Fire av dem virket som løftemotorer, og den femte gav fremdriftskraft. De spesiallagede løftemotorene var bemerkelsesverdige ved at de utviklet en skyvekraft som var hele åtte ganger sin egen vekt. Nyere løftemotorer utvikler mer enn 20 ganger sin egen vekt i form av skyvekraft, til sammenligning med ordinære jetmotorer der for-

C Thrust Measuring Rig, med økenavnet «Fly­ ing Bedstead» (Den flygende seng). Denne klosset utseende forskningsmaskinen inn­ varslet de kommende VTOL-fly uten rotor. Den veide 3 /i tonn og hadde to Rolls-Royce Nene jetmotorer med 5000 pund skyvekraft, med dysene rettet ned­ over. Den ble stabili­ sert med fire nedadrettede trykkluftdyser, en foran, en bak og en på hver side. Den ble

VTOL-fly 177

manøvrert på samme måte som et helikop­ ter, dvs. ved å krenge den i den ønskede fluktretning. For å fly fremover, ble altså trykkluft sluppet ut gjennom den bakre dysen. Derved løftet bakparten seg noe, slik at den skrått bakoverrettede skyvekraften beveget apparatet fremover i tillegg til at den holdt det sveven­ de. På tilsvarende måte kunne det fly sidelengs og bakover.

178

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

holdet mellom skyvekraft og motorvekten er mindre enn fem. Disse to maskinene, Rolls-Royces «Bedstead» og Short SC.l, er gode eksempler på grunnleggende måter å angripe problemet med å oppnå VTOLegenskaper på ved bruk av jet-løftemotorer. Som på Rolls-Royces maskin kan man benytte en enkelt eller en samling av flere motorer til å gi både løft for vertikal flukt og skyvekraft for fremdrift. Eller man kan bruke separate motorer for løft og fremdrift, slik som på Short SC.l. Der er ulemper ved begge metodene. Med separate motoranlegg for de to formål kan alle motorene konstrueres slik at de er ideelle for sine respektive formål. Fordelen ved dette må veies opp mot det faktum at så snart hastigheten er tilstrekkelig til at vingene kan gi nok løft til å bære flyet, blir løftemotorene stoppet. De har ikke lenger noen funksjon å fylle, og represen­ terer bare en helt unyttig dødvekt. Den sikkerhet som ligger i å ha flere motorer, er åpenbar, og vil være essensiell når det blir tale om VTOL-trafikkfly. Bruker man de samme motorer til begge formål, får man et relativt enkelt fly. Driftsikkerhet er alltid et ønskemål, og enkelhet i konstruksjonen er en av de beste måter å oppnå dette på. Med en enkelt mo­ tor blir ytelsene under vanlig flukt overlegne, på grunn av den lavere totalvekt. Særlig gjelder dette stigeevne og manøvreringsevne. Ved et transsonisk fly er behovet for skyvekraft større enn for et subsonisk fly. Har man separate motorer for løft og fremdrift, kan det være nødvendig å utstyre de sist­ nevnte med etterbrennere for å få den skyvekraft som trenges. Dette kompliserer motoren og gjør den tyngre, mens man ved bruk av en enkelt motor kanskje kunne klare seg uten etterbrenner. Det var hovedsakelig for å oppnå enkelhet at enmotorsprinsippet ble valgt for Hawker Siddeley Harrier. Dette taktiske V/STOL jagerbombeflyet er drevet av en Pegasus turbofan-motor. Motoren ut­ støter kald luft fra kompressorviften gjennom to dreibare fremre dyser og varm eksosgass fra turbi­ nene gjennom to dreibare bakre dyser. Den samlede skyvekraft kan rettes loddrett nedover for vertikal avgang og landing, eller vannrett bakover for vanlig flukt. Dette arrangement, utviklet i Storbritannia, er meget enkelt, noe som blant annet vil fremgå av det faktum at man i cockpiten bare trenger ett eneste manøvreringshåndtak i tillegg til de vanlige. Det er ett som er plassert ved siden av gasshåndtaket, og som føres bakover når motordysene skal dreies nedover. Blant de andre fordeler ved å benytte dreibare motordyser, er at en ordinær avgang på rullebane kan utføres dersom flyets totalvekt opplastet over­ stiger skyvekraften, at motoren kan prøvekjøres på bakken med dysene bakoverrettet, og at man kan foreta avgang ved et kort bakkeløp med sakte fart, hvis grunnen er slik at fremmedlegemer lett kan hvirvles opp og suges inn i motoren. At Harrier er enkel å fly vil fremgå av det faktum at en flyger fullførte sitt overføringsprogram på prototypen med bare 43 minutters flygetid, hvorav

A VTOL-flyging med løftejet er fundamen­ talt forskjellig fra helikopterflyging. Under hovring og vertikal flyging kan stabilitet og manøvrering ikke oppnås ved hjelp av aerodynamiske krefter. Man må i stedet bruke jet-reaksjonskraft. På et VTOL-fly som vist ovenfor, blir krengning og yaw regulert ved differensiert motorbruk og ved å for­ andre retningen til løftemotorenes skyve­ kraft. Under vanlig flukt brukes flyets or­ dinære balanseror, høyderor og sideror. Disse rorene er hele tiden i funksjon etter bevegelsene med styre­

spak og pedaler, for at overgangen fra verti­ kal til horisontal fluktskal skje jevnt. Rorvirkningen øker et­ ter hvert som hastighe­ ten tiltar, og det blir en gradvis overføring av kontroll fra reaksjonsdysene til de or­ dinære rorflatene. På VTOL-fly med løftejet-motorer kan man bruke forskjellige me­ toder under avgang og landing. Man kan som betegnelsen angir, ta av vertikalt. Da stilles skyvekraften vertikalt nedover, og når til­ strekkelig høyde er nådd, dreies den grad­ vis bakover til den er horisontalt rettet. Det er imidlertid ikke all­

tid nødvendig å ta av vertikalt. Under start fra en ordinær flyplass med rullebane, vil en «kort» avgang være mer økonomisk og til­ late at større nyttelast medføres. I dette til­ felle rettes skyvekraf­ ten bakover fra starten av, og når flyet har fått en viss hastighet på rullebanen, rettes skyvekraften på skrå nedover for å gi løftekraft i tillegg til vin­ genes aerodynamiske løft. Flyet på illustra­ sjonen ovenfor er et V/STOL-transportfly, planlagt av Hawker Siddeley Aviation. Dysene på fremdriftsmotorene kan dreies nesten til vertikal stil­

ling. Med fullt utslag gir de fortsatt en del skyvekraft fremover. Under en vertikal av­ gang må denne utlignes ved at løftemoto­ rene rettes en tanke fremover. For dette flyet er det utviklet en spesiell teknikk, kalt «zerolength» avgang. Som betegnelsen angir, ruller ikke flyet frem­ over i avgangen. Løf­ temotorene er rettet vertikalt, og så snart flyet forlater bakken, beveger det seg frem­ over på grunn av den horisontale kompo­ nent av fremdriftsmotorenes skyvekraft. Overgangen til horisontal flukt skjer derved i en akseleren-

FLYKONSTRUKSJONER

de stigning med nesten konstant stigevinkel. Dette forenkler flyge­ rens oppgave, og tek­ nikken er hevdet å være den mest praktis­ ke ved avgang fra vans­ kelige plasser. Også for landing kan man bruke flere metoder. Vanligvis vil man fore­ trekke å lande nesten vertikalt, med en viss liten hastighetfremover på innlegget, forat fly­ geren skal ha landingspunktet i sikte så lenge som mulig. Løftemotor-nasellene på Haw­ ker Siddeleys prosjekt er konstruert slik at det er enkelt å fjerne dem i tilfelle en ordinær flyplass er tilgjengelig for normal avgang.

1 2 3 4

Motorkraften reduseres Dysene rettes fremover Motorkraften økes Differensiert vertikal skyvekraft 5 Dysene rettes bakover 6 Differensiert horisontal skyvekraft 7 Fremdriftsmotorenes skyvekraft

B Hawker Siddeley Harrier, jagerbombefly. dette V/STOL-flyet de­ monstrerer godt hvor enkelt VTOL-prinsippet kan løses med bruk av én motor. Motoren er en Pegasus 6 turbofan-motor med 19 000 pund skyve­ kraft, som vil komme i nye og kraftigere utga­ ver. Den har fire drei­ bare dyser. Luftinntakene er på hver side av skroget like bak cock­ piten og dysene er på skrogsidene ved vingerøttene, to på hver side. Regulering av fluktstillingen under hovring og ved lave hastigheter foregår ved hjelp av trykkluftdyser ved vingespissene, i

nesen og bakerst i ha­ len. Trykkluften regu­ leres ved hjelp av sty­ respaken og pedalene. Når de dreibare motordysene ikke er i horisontalstilling, blir trykkluft automatisk tappet fra kompresso­ ren og ledet til trykkluftdysene. Den eneste innretning i cockpiten som kommer i tillegg til det som er vanlig i konvensjonelle jetjagerfly, er et håndtak plassert ved siden av gasshåndtaket, som føres bakover for å dreie motordysene ned mot vertikalstilling. Dysene kan settes i hvilken som helst stil­ ling mellom horisontal og litt forbi vertikal­

VTOL-fly 179

stilling. Flyet kan der­ for startes såvel verti­ kalt som «horisontalt» likt et konvensjonelt jetfly, og man kan vel­ ge alle grader av «kort» avgang mellom disse to ytterligheter. Det er en stor fordel at motorene kan prøvekjøres på bakken med dysene i horisontal stilling.

180

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

A Løft-vifte. Under van­ lig flukt strømmer jetmotorens eksos ut gjennom den bakoverrettede dysen som på en ordinær jetmotorinstallasjon. Når det er behov for vertikalt løft fra motoren, blir eksosgassen avbøyd slik at den driver turbinbladene som er montert i en ring rundt periferien på viften. Hele motorinstallasjonen veier 520 kg (1145 pund) og ut­ vikler en løftekraft på hele 3373 kg (7430 pund), eller nesten 2270 kg (5000 pund) mer enn jetmotorens egen skyvekraft. B Dornier Do 31. Ekspe­ rimentelt VTOL trans­ portfly som har både dreibar skyvekraft og rene løftejet-motorer. Den primære drivkraf­

ten kommer fra to Pegasus turbofanmotorer med dreibar skyvekraft. På vingespissene er det nasel­ ler, som hver innehol­ der fire RB.162 løfte­ jet-motorer. Under hovring reguleres pitch ved hjelp av trykkluft fra løftemotorene, som ledes til flyets hale, der den støtes ut gjen­ nom to sett dyser, hvorav det ene er ret­ tet oppover og det andre nedover. Krengningen blir regulert ved å variere dysevinkelen på primærmotorene. Yaw regule­ res ved ulikt rettede dyser på løftemotore­ ne. Den planlagte produksjonsutgave skulle ha to mindre fremdriftsmotorer og ti løftemotorer med om­ kring 5500 pund sky­ vekraft. Ved en slik

økning av løftekraften kan fremdriftsmotorene være av en type som har maksimal ef­ fekt under horisontal flukt med marsjfart, istedenfor en type som vil kunne utføre to funksjoner med mode­ rat effekt. Flyet vil ha store dører og lasterampe bak i skroget. C Kamov Vintokryl. Torotors konvertiplan drevet av to Solovjev D-25 V turbinmotorer, hver på 5500 akselhestekrefter. Motorene driver rotorene for vertikal avgang, lan­ ding og hovring, og trekkpropeller for van­ lig flukt. Rorene er konvensjonelle, og flyet har flaps langs hele bakkanten av vin­ gene. Vintokryl har store lastedører bak.

D

Canadair CL.84. Eksperimentfly med drei­ bare vinger, som repre­ senterer et vesentlig bidrag til utviklingen av et VTOL-fly med stor marsjfart. Den horisontale halerotor har også interesse. Den kan startes og stoppes under flukt. Prøveflyginger har vist at belastningene på propellene, halerotoren og andre viktige deler ikke er større enn be­ regnet. Flyet har gjen­ nomgått et utstrakt prøveprogram med heldig utfall.

E Ryan XV-5A. Eksperimentfly med to jetmo­ torer, hver på 2660 pund skyvekraft. Un­ der vanlig flukt støtes eksosgassen ut bak­ over under halen, men ved VTOL-flukt avbøyes gasstrømmen

slik at den driver to vifter (som på skisse A) innebygd i vingene. En liten vifte i flyets nese brukes for å regu­ lere pitch. Viftene øker jetmotorenes skyve­ kraft med 300 prosent, og gir derfor forholds­ vis økonomisk løfte­ kraft. F LTV-Hiller-Ryan XV-142 er det største VTOL-fly med drei­ bare vinger. Det veier over 20 000 kg og er beregnet til å bære en nyttelast på 3600 kg. Aksjonsradius er 325 km. Det har fire Gene­ ral Electric T64 turboprop-motorer, som driver vanlige propeller og en hori­ sontal halerotor. Aks­ lene er sammenkoblet på en slik måte at fly­ ging i nødsfall kan foregå med bare to av

motorene i drift. Vin­ gene kan dreies opp til 100 grader fra normalstillingen, og flyet kan således hovre med ha­ len mot vinden. Under VTOL-flukt reguleres krengningen ved hjelp av propellene, idet stigningsvinkelen jus­ teres ulikt på hver side. Flyets yaw regule­ res med balanserorene, som virker i propellstrømmene, og pitch ved hjelp av haleroto­ ren. Ved overgang til horisontal flukt inte­ greres denne kontroll­ metode med de kon­ vensjonelle rorene ved en mekanisk leddkob­ ling. Dette skjer grad­ vis og i riktig forhold, etter den stilling vinge­ ne har. Ved vanlig marsj er bare de ordi­ nære rorene i funk­ sjon, og halerotoren er låst.

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly 181

. ! f g/ cva»| /

G Bell (Aerosystems’) X-22A ble bygd for å utforske de aerodyna­ miske og tekniske si­ der ved bruk av to par propeller inne i sirku­ lære kanaler, og vur­ dere dets anvendbar­ het for militære fly. Motornasellene huser hver to General Elec­ tric T-58 turbinmoto­ rer med eksosdyser rettet 65 ° under hori­ sontalen, slik at de gir ekstra skyvekraft for avgang. Fra motorenes bakre del overføres kraft til sammenkoble­ de akslinger som gjør at alle propellene dri­ ves selv om en eller flere av motorene skulle svikte. Flyet er

bare for eksperimentell bruk, og man har ikke måttet ta hensyn til driftsøkonomi. Sky­ vekraften er meget stor i forhold til flyets vekt, og det kan såle­ des ta av vertikalt selv på en varm dag med bare tre motorer i gang. Denne ytelsesmargin gjør at beset­ ningen ikke behøver å frykte en motorsvikt, og eksperimentering med stabilitet og ma­ nøvrering kan gjen­ nomføres uten risiko i høyder der en motor­ svikt ellers ville fått fa­ tale følger. Regulering av fluktstillingen skjer ved en kombinasjon av bladvinkelforand-

ring på propellene og bruk av kombinerte høyde- og balanseror (elevon). Under høv­ ring reguleres pitch ved å variere bladstigningen og dermed løftekraften på det fremre eller bakre propell-par. Under overgang til horisontal flukt, mens propell-

kanalene dreies til horisontal stilling, går man gradvis over til bruk av elevon. Krengningen reguleres på til­ svarende måte ved bruk av differensiert propellstigning på høyre og venstre side under hovring, og med elevon under horison­ tal flukt.

H Bell Boeing XV-15 eksperimentfly. Flyet har to turbopropmotorer i dreibare naseller ytterst på vingene med rotorer (eller propeller med stor diameter). Vertikal manøvrering og overgang til horisontal flukt skjer med kollektiv pitch og syklisk kontroll. Her­

under dreies nasellene gradvis fremover, og manøvreringen overtas automatisk av konven­ sjonelle styreorganer ettter hver som farten og dermed løftet fra vingene øker.

182

FLYKONSTRUKSJONER

VTOL-fly

bare 16 minutter ble brukt til trening i hovring og overgang mellom hovring og horisontal flukt. Med tiden vil nok luftfartshistorien plassere Harriers prototyp, P.1127, i klasse med Wrighfs Flyer og Sikorskys helikopter, VS-300. Som før nevnt har imidlertid en enmotors instal­ lasjon også sine ulemper, og noen av disse blir mer sjenerende ved større fly og når flyene skal brukes for passasjertransport. Det største flermotors VTOL-fly som hittil er bygd, er det tyske taktiske transportflyet Dornier Do 31. Det har to Pegasus motorer for løft og frem­ drift, der eksosgassen støtes ut gjennom fire drei­ bare dyser på samme måte som på Harrier. Dess­ uten er det to naseller på vingespissene som hver inneholder fire jetløftemotorer. Under avgang er dysene på Pegasusmotorene dreid nedover, og løftemotorene ved vingespissene kjøres med full kraft. Når flyet har tatt av, dreies dysene på hovedmotorene bakover, og når tilstrekkelig hastighet er nådd, slås løftemotorene av. Deretter manøvreres flyet på konvensjonell måte. På prototypen til Do 31 er løftemotorene i vingenasellene fast montert i vertikal stilling, men på de utviklede versjoner vil man montere dem horison­ talt og utstyre dem med dreibare dyser. Fordelene ved dette er de samme som er så åpenbare ved de dreibare dyser på Harrier, blant annet at man kan prøvekjøre motorene på bakken uten at de hvirvler opp fremmedlegemer som kan suges inn i luftinnta­ kene, samt det forhold at deres skyvekraft kan bru­ kes til å assistere ordinære «lange» eller «korte» av­ ganger og landinger. I operativ bruk vil det ikke all­ tid være nødvendig å starte og lande vertikalt. Når en rullebane er tilgjengelig, vil det være mer økono­ misk å ta av og lande på vanlig måte. Dette vil også sette flyet i stand til å bære mer nyttelast. Vertikal løft kan også tilveiebringes ved hjelp av såkalte løfte-vifter. De består av en horisontalt montert rotor for eksempel i hver av vingene. Roto­ rene drives rundt av eksosgassen fra fremdriftsmotorene, idet denne støtes mot turbinblader rundt pe­

riferien på rotoren. Den veldige luftstrømmen som trekkes ned gjennom rotoren gjør at disse er mer ef­ fektive til å skape løftekraft enn ordinære jetmoto­ rer. Åpningene over og under viftene kan under nor­ mal flyging lukkes ved hjelp av «persienner», slik at vingeoverflatene ikke er gjennombrutt av dem. Et fly av denne type er Ryan XV-5A. Det er et toseters fly med ordinære vinger og haleparti, med de vanlige rorflater. Løfteviftene er montert i kanaler loddrett gjennom vingene, og der er dessuten en mindre vifte i nesen. To jetmotorer med 2660 pund skyvekraft er montert øverst i skroget. Normalt utstøtes eksosgassen rett bakover under haleflaten, men under vertikal flukt ledes gassen i kanaler til skovlene på viftenes turbiner i vingene og i nesen. Jetmotorenes skyvekraft blir ved dette omdannet til løftekraft og forsterket med nesten 300 prosent, slik at denne formen for utnyttelse av jetmotorene til å produsere løft, er relativt økonomisk. Foruten «persienne-dører» over viftekanalene har det deflektorskovler for å lette manøvreringen ved lav hastighet og lette overgangen til horisontalflukt. Neseviften sørger for «høyderorskontroll» mens vingeviftene og «persiennene» brukes for å kontrol­ lere krengning og dreining om flyets vertikalakse. Lockheed XV-4A Hummingbird er nok et in­ teressant eksperimentfly der jetløft ble brukt. Det så ut som et vanlig jetfly, hadde to tettstilte motornaseller og meget små vinger. Den vertikale løftekraften fikk man ved å lede motorenes skyvekraft inn i et «blandekammer» inne i skroget. Der virket den som en «jetpumpe», som øket gjennomstrøm­ ningen av gass og luft med ca. 40 prosent. Under av­ gang åpnet man dører i skroget, og de to 3300 punds motorene ble gitt full gass, slik at de gav ca. 8300 pund løftekraft. Etter avgang ble nesen senket inntil farten bygde seg opp til 80 knop. Da ble eksosdysen til en av motorene dreid bakover, og normal hori­ sontalflukt ble etablert etter at hastigheten var kom­ met opp i 120 knop. Begge disse løftemetoder medførte imidlertid be­ tydelige strukturelle problemer, som gjorde det

A Dassault Mirage III-V VTOL-eksperimen tfly drevet av en SNECMA turbofan-motor med 20 000 pund skyve­ kraft med etterbren­ ner, og åtte R.B.162 løftejetmotorer, hver med 4 400 pund sky­ vekraft. Spesielle deflektordører på under­ siden av skroget gjør at eksosen fra løfte­ motorene støtes bak­

over mens flyet er på bakken, for at ikke den hete eksosgassen, og fremmedlegemer som den måtte hvirvle opp, skal skade flyet, og forat bakken under det ikke skal beskadi­ ges unødig. Når det gis full gass for av­ gang, åpner dørene seg automatisk slik at man får maksimal løf­ tekraft av motorene.

vanskelig å ta dem i bruk i praksis. Når viftene plas­ seres i loddrette kanaler i vingene (XV-5A), trenges svære åpninger i vingene. Dette er ikke lett å få til. og kanalene opptar meget plass som trenges for vin­ gens bærende konstruksjon og for brennstofftanker. «Blandekammeret» på XV-4A Hummingbird opptok betydelig plass i flyskroget. På grunn av den relativt lave effektiviteten og der mekaniske kompleksiteten er våre dagers VTOL luftfartøyer, som nesten utelukkende er representerl av helikoptere, også svært kostbare i anskaffelse og drift. De brukes derfor vanligvis bare for oppgavei der de med sin evne til å starte og lande vertikalt, og til å hovre i ro over et bestemt punkt på bakken ellei sjøen, kan utføre oppdrag som er umulige å gjøn med konvensjonelle fly. Økt bruk av VTOL-fly : fremtiden synes å avhenge av at det kan utvikles bedre turbofan-motorer med dreibare eksosdyser. jetløftemotorer og løftevifter. Utviklingen vil sann­ synligvis bli dirigert av militære behov, med sivile tilpasninger etter hvert. Den fulle nytte av VTOUflj som man kan få i form av hurtig reise fra det ene by­ sentrum til det andre, vil imidlertid ikke kunne dras før støyproblemet har funnet sin løsning, slik at dis­ se flyene kan operere i sentrum av de store byene.

MOTORER OG UTSTYR

1 84

MOTORER OG UTSTYR

A Da brødrene Wilbur & og Orville Wright i B 1903 ble de første til å gjennomføre en varig flukt med et bemannet kraftdrevet fly, var det fordi de kunne kombi­ nere sunt ingeniørskjønn med nøktern­ het med hensyn til hvilket utstyr som var strengt nødvendig om­ bord i flyet. Et grunn­ leggende krav var at motoren måtte være tilstrekkelig kraftig og lett, og at den måtte kunne fungere med ri­ melig sikkerhet i minst

ett minutt. Med assi­ stanse av en faglært mekaniker, Charles Taylor, bygde de sin egen motor. De benyt­ tet seg av velprøvde konstruksjonsmåter, men innførte også konstruksjonsdetaljer etter eget skjønn. Den firesylindrede motoren ble montert liggende på siden og tilkoblet en høy, smal radiator for kjølevann, som var festet til en av støttene mellom vingene. En li­ ten bensintank var fes­ tet ved toppen av den

tilsvarende vingestøtte på motsatt side. Bensi­ nen ble tilført motoren gjennom en gummislange som passerte under flygerens armer og videre til motoren via en stoppekran. Denne kranen kunne stenges ved hjelp av en stor trespak når moto­ ren skulle stanses. For enden av hver sylinder var en stor ventil på en vertikal stang, som ble holdt nede av en stor spiralfjær (se den mindre tegningen B), unntatt når den ble

presset opp av kam­ mene på akselen som ble drevetxiv kjeden foran på motoren. Den mindre tegningen viser også den primiti­ ve tenningsavbryter, der fjærende metallbånd ble bøyd av rote­ rende armer på en se­ kundær «kamaksel». Bak på motoren var et stort svinghjul for å gi den en jevn gang, og et par kjedehjul som drev lange kjeder styrt gjennom rør til de to skyvepropellene. Kjederørene til den

venstre propellen gikk i kryss, slik at den ro­ terte i motsatt retning av den høyre. A 1 Veivhuset 2 Svinghjul 3 Drivkjede til kamaksel 4 Toppen (siden) av sylinderblokken 5 Kjølevannledninger 6 Bensinledning 7 Drivkjede til venstre skyvepropell 8 Nedre ving 9 Polstret støtte for den liggende flygeren

B 1 Sylinderende 2 Sylinderformet kasse over ventilen på den neste sylinderen 3 Åpninger for luftinntak 4 Kamaksel 5 Vippearmer på ventildrev 6 Ventilfjærer 7 Tenningsavbrytere

MOTORER OG UTSTYR

C D E & F

Gnome-motoren, der sylindrene roterte sammen med propellen om en stasjonær veivaksel, var konstruert av brødrene Seguin i Frankrike i 1907-1908. De markerte et full­ stendig brudd med den tradisjonelle bilmotorkonstruksjon. Tegnin­ gen (D) viser en sylin­ der i øvre vertikalstilling, og viser den syvsylindrede Gnomemotoren fra 1909, som var revolusjonerende i ordets begge betydnin­ gen Man ser at bensin/luft-blandingen ble sluppet inn i veivhuset og derfra gjennom en ventil i stempeltoppen til forbrenningsrommet, hvorfra eksosgassen ble støtt ut gjennom ventiler i sylindertoppen. Denne motoren kunne gå med opp til 1000 om­ dreininger i minuttet og gav da en effekt på 45-47 hk. Den veide mindre enn 80 kg selv om den var laget nes­ ten utelukkende av nikkelstål. Inntil slut­ ten av den første ver­ denskrig ble det pro­ dusert Gnome-motorer i stort antall, med va­ rierende antall sylindre og med effekt på opp til 180 hk. En kom­ plett motor er vist på tegning F.

C&D 1 Trepropell, lik den som er illustrert på side 233 2 Roterende sylindre 3 Motorfeste, smiegods eller stivt platemetall 4 Luft- og bensininntak 5 Gass-spjeld 6 Bensin/luft-blanding i veivhuset 7 Ventil i stempeltoppen som slipper gassblandingen inn i sylinderen 8 Tennplugg 9 Fordeler for tenn­ magnet

10 11 12 13 14

Ventilløftestang Eksosventil Brennstofftank Startesveiv Lufthåndpumpe og trykkmåler 15 Lufthåndpumpe for trykk til tanken 16 Oljepumpe 17 Tennmagnet E Charles Manleys femsylindrede stjernemotor var konstruert for Langleys «Aerodrome» i 1903, og var den mest avanserte forbrenningsmotor på den tiden. Det var ikke motorens skyld at «Aerodrome» ikke ble det første kraftdrevne fly i verden. Tegningen viser bare den øverste vertikalt stilte sylinde­ ren. De fire øvrige var plassert med like mel­ lomrom rundt veivakselen. Veivstangen i den vertikale sylinde­ ren var massiv, mens de fire andre var hule, som veivakselen og flere andre av motor­ delene. Flere av de øvrige motordelene var av tynt loddet og slagloddet metall, og dette gav motoren et kraft/vektforhold som var bedre enn i noen annen motor i de nær­ meste tyve år frem­ over.

1 2 3 4 5 6

Sylinder Tennplugg Stempel Veivstang Hull veivtapp Hule drivaksler til propellene 7 Løftestang til eksosventilen 8 Inntaks- og eksosventiler F 1 2 3 4 5

Veivhus Syv sylindre Ventilløftestang Eksosventilvippe Propellnavfeste

185

STEMPELMOTORER

Når mennesket ikke maktet å lage en praktisk bruk­ bar kraftdrevet flymaskin før i 1903, til tross for år­ hundrers studier omkring problemet, så skyldtes det­ te hovedsakelig at man manglet en brukbar kraftkil­ de. Det materiale som de tidligste visjonærer har et­ terlatt om sine forsøk på å bygge et aeroplan, viser at de enten har ignorert dette problemet og skissert planer for glidefly, eller de har antydet bruken av menneskets muskelkraft som kraftkilde. I alminne­ lighet baserte de seg da på fly som skulle slå med vingene, slik som fuglene gjør. I noen tilfeller laget de endog skisser som viser maskiner utstyrt med fjær og hoder med fuglenebb. I 1809 henledet Sir George Cayley oppmerksom­ heten på det faktum at menneskets brystmuskulatur, som jo måtte brukes for å slå med kunstige vin­ ger, er meget svakere utviklet enn hos fuglene, og at flyging på denne måte derfor ikke syntes mulig. Som den realist han var, var imidlertid Cayley slett ikke noen pessimist når det gjaldt utsiktene til at man ville mestre kunsten å fly ved hjelp av kraft. Han skrev: «Jeg er ganske overbevist om at vi snart vil bli i stand til å transportere oss selv og våre fami­ lier med gods og løsøre sikrere gjennom luften enn på havet, og med en hastighet på fra 30 til 150 kilo­ meter pr. time. For å makte dette er det bare nød­ vendig med en kraftkilde som kan frembringe mere kraft i forhold til sin vekt enn det dyrerikets muskelsystem kan gjøre.» Cayley var ikke den første som gjorde oppmerk­ som på at det utilstrekkelige ved å bruke menneskets muskelkraft direkte til å bakse med vinger, men han var temmelig sikkert den første som i noen detalj be­ skrev det mest praktiske alternativ til dette, nemlig forbrenningsmotoren. Som så mange andre oppfin­ nere i det 19. århundre foreslo han først damp­ maskinen. Han antydet at vannet kunne ledes gjen­ nom et spiralformet rør der det ville gå over i dampform, på samme måte som i de moderne dampkokere. Men selv dette anså han for å være en uønsket besværlig metode. Han understreket gjentatte gan­ ger at motorene måtte være lette av vekt, noe som til alle tider senere har karakterisert flymotorer, i mot­ setning til det massive maskineri i skip og i kjøre­ tøyer på landjorden. «Lav vekt er av så avgjørende betydning,» skrev han, «at man bør være oppmerk­ som på den mulighet som antagelig foreligger ved å benytte seg av luft antennelig krutt eller væske ... en motor av denne type kunne lages av et gasstett ap­ parat, og ved å eksplodere det antennelige stoff

sammen med en passende mengde alminnelig luft under et stempel.» Cayley eksperimenterte også virkelig med moto­ rer drevet av varm luft og krutt, og etterlot seg en mengde materiale som først i den senere tid er kom­ met for dagen og blitt offentliggjort. De fleste av det 19. århundres flypionerer var ikke oppmerk­ somme på hans arbeider. De foreslo å bruke damp­ maskiner, muskelkraft, gummistrikk, spiralfjærer, sylindere med komprimert luft og andre kraftkilder. Australieren Lawrence Hargrave bygde og utprøv­ de i 1889 en liten flymotor med tre sylindere arran­ gert radialt, som eikene i et hjul. Selve motoren ro­ terte om en fast veivaksel, og var drevet med kom­ primert luft fra en langstrakt luftbefyolder. En rote­ rende motor som denne, var meget benyttet i fly et kvart århundre senere. Den overlegent mest imponerende flymaskin som virkelig ble bygd før år 1900, var det enorme biplanet som Sir Hiram Maxim konstruerte i årene 1891-1894. Det synes å være forbausende troverdig konstruksjonsmessig sett, til tross for de uhorvelige proporsjonene. Vingene hadde et spenn på over 25 meter. Maxim valgte å bruke dampkraft for å drive to store propeller, og ved hjelp av andre bygde han et maskineri av meget avansert konstruksjon. Hver maskin ble tilført damp under 22,5 kg/cm2 trykk, og utviklet en effekt på hele 180 hk. Når flyet var lastet med kull, nærmere 300 liter vann og tre passa­ sjerer, var totalvekten godt i underkant av 3700 kilo. Dampmaskinene eksploderte ikke, og de sviktet hel­ ler ikke på annen måte, men fungerte bra. Den vel­ dige maskinen med sitt mannskap løftet seg under det tredje forsøket klar av styreskinnen, hvoretter dampen straks ble skrudd av. Det er synd at dette flyet ikke ble prøvd flere ganger enn denne ene. En enda mer avansert dampmaskin ble brukt av Samuel Pierpont Langley, som var nær ved å bli stående i historien som konstruktøren av verdens første vellykte bemannede fly. I 1896 avbrøt Maxim sine forsøk, til tross for at de syntes lovende. Men samme året foretok Langley vellykte flyginger med to dampmaskindrevne modellfly. Etter samvittig­ hetsfull forskning perfeksjonerte han konstruksjo­ nen av selve flyet, men han kunne ikke finne en til­ strekkelig god motor. I begynnelsen av vårt århundre bestemte Langley seg for å bygge sin egen motor, og han gav oppgaven til sin assistent, Charles Manly. Manlys navn er ikke særlig kjent i dag, selv om han skapte en fly-

A B C & D

Liberty-motoren var en V-motor. Den ble konstruert på tre måneder etter at USA kom med i den første verdenskrigen i 1917. En kommisjon av le­ dende ingeniører fra bilfabrikkene Packard og Hall-Scott skulle på kortest mulig tid konstruere en standardmotor som uten vansker kunne settes i masseproduksjon, og som samtidig skulle ha så høye ytelser som mulig. Dette målet ble nådd, og Libertymotoren med sine 400-420 hk gjorde god nytte i tusenvis av allierte fly.

motorer og utstyr

A B C & D

1 Den forreste av de seks sylindre på venstre side 2 Veivaksel 3 Propellnav 4 Fremre lager 5 Nedre del av veivhuset 6 Lense- og fødepumpe for olje 7 Kamakseldrev og returledning for olje 8 Eksosåpninger 9 Oljeledninger for kamaksel 10 Kjølevannpumpe 11 Tenningsfordeler (to)

12 Kabelrør for tenningsfordelerne 13 Hul kamaksel 14 Oljedreneringsplugg 15 Forbrenningskammer 16 Stempel 17 Veivstang 18 Veivtapp 19 Oljefyller 20 Kjølevannledninger 21 Motorfeste 22 Festebeslag 23 Luftinntak 24 Forgasser 25 Inntaksmanifold 26 Inntaksventiler 27 Eksosventiler 28 Elektrisk generator

Stempelmotorer 187

motor som var langt forut for sin tid. Den hadde også en ytelse og et kraft/vekt-forhold som ikke ble overtruffet før langt inne i den første verdenskrig. Den var en fem-sylindret stjernemotor. Sylindrene var arrangert som en femtagget stjerne. I motset­ ning til den roterende motor har stjernemotoren fastmonterte sylindere med stempler som dreier en sentral veivaksel. Manlys motor var en ekte forbrenningsmotor. Den hadde tennplugger som antente en blanding av luft og forgasset bensin inne i sylindrene. Disse ble kjølt med vann som strømmet omkring dem innen­ for en ytre kjølekappe. I grove trekk minnet den så­ ledes om de første bilmotorene, men den var langt overlegen i ytelse. Under en ti timer lang prøvekjøring ble effekten målt til 52,4 hk til tross for at mo­ toren veide mindre enn 100 kilo, komplett med alt hjelpeutstyr, full bensintank, vannkjøleanlegg og radiator. Denne for sin tid meget avanserte motor ble installert i Langleys «Aerodrome» slik at veivakselen gikk på tvers og drev en propell på hver side av flyet. At maskinen når det kom til stykket ikke kunne fly, kan ikke på noen måte tilskrives denne enestående motoren. Langley foretok to prøver med sin maskin, i okto­ ber og desember 1903. Hvis maskinen hadde opp­ ført seg skikkelig under en av disse, ville han uten tvil fått æren for å ha laget det første vellykte be­ mannede aeroplan. Men ved begge forsøkene stupte flyet ned i Potomac-elven. Og æren for å ha kon­ struert det første vellykte aeroplan ble vunnet av brødrene Wright. Som det er fortalt tidligere, begynte Wilbur og Orville Wright med å eksperimentere med glidefly. Lilienthals og Chanutes løsninger ble under samvit­ tighetsfulle eksperimenter forbedret både når det gjaldt kontrollflater og andre aerodynamiske trekk. 1 1902 var deres glidefly så vidt gode at de var forvis­ set om at de skulle kunne realisere de ambisjoner som menneskeheten så lenge hadde vært snytt for, hvis de bare kunne finne en brukbar motor. Etter å ha studert nøye alle lovende fremdriftsmaskiner, konkluderte brødrene med at det de måtte ha, var en forbrenningsmotor basert på ben­ sin. De hadde gjerne villet bruke en eksisterende bil­ motor, men alle slike var for tunge. Til sist begynte de å arbeide med sin egen motor konstruksjon. I løpet av 1903 fullførte de sine beregninger, og med assistanse av deres mekaniker, Charles Taylor, laget de selv sin motor. De brukte ikke motoren fra en Pope-Toledo-bil, noe som ofte har vært hevdet. Da motoren var ferdig, veide den omtrent 80 kilo, og effekten var omkring 16 hk. Selv om den på langt nær var så god som Manlys mesterstykke på 52 hk, var den opprinnelige Wright-motoren en robust og temmelig pålitelig motor, som ytet det som med rimelighet kunne for­ langes av den. Illustrasjonen på side 184 viser hvor­ dan sylindrene var arrangert horisontalt. De ble kjølt med vann som strømmet gjennom kjølekapper, og vannet ble på sin side kjølt ved å passere gjen­ nom en temmelig spinkel rad av radiatorrør plassert

188

motorer og utstyr

Stempelmotorer

A Julaften 1925 ble en & liten gruppe meka­ B nikere ved det ny­ opprettede selskapet Pratt & Whitney fer­ dig med sammenset­ ningen av sin første flymotor. Det var en nisylinders stjernemotor, som fikk navnet Wasp. Den veide bare halvparten så mye som Liberty-motoren, men var med sine 425 hk kraftigere. Den ble det første produk­ tet til det firma som i dag er blant verdens største produsenter av flymotorer. Den første utgaven, som er vist i snitt til høyre, ble utviklet til å yte 600 hk. Pratt & Whitneys produksjon av stempelmotorer kul­ minerte 20 år senere

med Wasp Major R 4 360, vist ovenfor. Betegnelsen står for «stjernemotor (R = radial) med 4360 kubikktommer slag­ volum». Wasp Major har hele fire rader med syv sylindre i hver. Alle blir fødet fra et felles inntakssystem i bakkanten, og er kob­ let til en propellaksel foran. Mange er frem­ deles i bruk. Motoren er blant de aller kraf­ tigste stempelmotorene brukt i fly. Standardutgaven er på 3500 hk. En kompound-utgave ville ha vært på over 4000 hk, men den kom aldri i bruk da den ikke kunne konkurrere med jetmotorene som kom i bruk i 1950-årene.

A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

14 15 16 17 18 19 20

Stempel Veivstang Veivtapp Veivaksel Sylinderkappe Sylinder Kamhjul og ventilløftestenger Løftestangrør Ventilvippe Natriumkjølt eksosventil Tennmagnet Skjermede tennpluggledninger Tannhjulsdrev for oppgiring av forkompressoren Kompressorvifte Inntaksmanifold Inntaksventil Femdelt veivhus Propell-reduksjonsgir Rulle- og kuletrykklagre Propellaksel

B 1 Sylinder av smidd stål 2 Sylinderhode av aluminiumslegering 3 Stempel 4 Hovedveivstang 5 Veivstang 6 Veivtapp 7 Motvekter 8 Fremre kulelager 9 Propellaksel 10 Veivkasse 11 Oljefilter 12 Forgasser 13 Inntaksmanifold 14 Kompressorvifte 15 Elektrisk starter 16 Kamhjul 17 Ventil-løftestang 18 Tennplugg

motorer og utstyr

Stempelmotorer 189

mellom vingene. Motoren var boltet fast oppå kasjoner og den økte vekt som ville følge med et sylinderrekker som var satt i 45 graders vinkel til den nederste vingen, til høyre for midten. Dens kjøleanlegg basert på kjolevæske. hverandre, og den hadde så høy effekt som 400 hk. vekt ble kompensert av flygeren. Han lå på samme Seguins første roterende motor ble prøvekjørt i Hver av sylindrene var en separat del, sammensatt ving, omtrent like langt ute til venstre. På den 1908. Den hadde fem sylindere, og effekten var 34 av maskinerte ståldeler med en vannkjølekappe bakre ende av veivakselen var montert et sving- hk. Vekten var enestående lav, bare 50 kilo, til tross sveiset utenpå. Boring og slaglengde var henholds­ hjul for å avdempe pulseringen fra de fire store for at den var laget nesten bare av stål. Den var me­ vis ca. 13 og 18 centimeter. (På den tid var bilmoto­ sylindere og gi en jevnere kraftoverføring via tann­ get kompakt og robust, og var ikke befengt med de rene oftest meget større i kapasitet enn de er i dag, hjulene og kjedene til de to skyvepropellene på mekaniske svakheter som datidens konkurrerende og Liberty-motoren var i størrelse ikke svært for­ hver side av skroget. flymotorer var plaget av. Den korte veivakselen var skjellig fra de største bilmotorene.) Etter de fire flyginger 17. desember 1903 gikk de hul og tjente som inntaksrør for bensin/luftblanLiberty-motoren var helt fra begynnelsen av kon­ to brødrene i gang med å produsere en kraftigere og dingen. Den tjente samtidig som en meget enkel for­ struert med henblikk på masseproduksjon på sam­ mer driftsikker motor. I 1908 kom deres «Flyer Nr. gasser, og hadde for dette formål et vanlig luft- lebånd, som på den tid var begynt å bli tatt i bruk 3». Den hadde en motor av samme type som den de spjeld. Ved dette ble gassblandingen som kom inn i i De forente stater. Motoren ble derfor laget slik at brukte i 1904. Men motoren hadde stående sylinde­ veivhuset og derfra til sylindrene via stempeltoppe- den lett skulle kunne masseproduseres. Til tross for re og diverse andre forbedringer som økte effekten ne meget homogen, noe som gav en jevn forbren­ de forenklinger dette medførte, fikk Libertytil omkring 30 hk. Det gjorde at de kunne ta med en ning, i skarp motsetning til hva som var forholdet motoren bedre ytelser enn alle andre flymotorer passasjer, og de foretok snart flyturer på en hel ved andre samtidige motorer. som ble produsert under den første verdenskrig. times varighet eller lengre. Gnome-motorens jevne og behagelige gang og Effekten var hele 420 hk, og motoren hadde dess­ Inntil denne tid var det flykonstruktørene selv dens lave vekt gjorde at den ble foretrukket av de uten meget lav vekt, mindre enn en kilo pr. heste­ som måtte lage sine motorer, og deres mål var gans­ fleste flykonstruktører. En stor svakhet ved moto­ kraft. I krigens siste år ble det produsert tusener av ke enkelt å lage et motoranlegg som kunne gi til­ ren var imidlertid at forbruket av bensin og olje var denne motor, og mange var i bruk så sent som ti år strekkelig trekkraft, samtidig som det skulle være så stort, og at den ved at hele motoren roterte virket etter den første verdenskrig. lett som mulig. Hvis en motor klarte å løfte et fly fra som et tungt gyrohjul, og reduserte derved flyets Liberty-motoren og de samtidige Rolls-Royce bakken, ble den ansett for å være hundre prosent manøvreringsegenskaper, særlig dets evne til skarp Falcon og Eagle var i grunntrekkene meget lik de vellykt. Det hadde mindre å si om forbruket av sving motsatt motorens rotasjonsretning. Sentri­ vannkjølte V-motorene fra tiden omkring 1910. I brennstoff eller smøreolje var urimelig stort, eller fugalkraften gjorde dessuten at smøreoljen ble slyn­ prinsipp var de like, men det var gjort store frem­ om motoren bare kunne holdes i gang noen få mi­ get ut gjennom eksosventilene, og endog gjennom skritt med hensyn til motoreffekt og vekt, og enda nutter av gangen. Det var alminnelig praksis å ta inntaksventilene, og en god del av motoreffekten mer i driftsikkerhet. Jern, kobber og messing hadde motoren fra hverandre etter hver flytur eller etter en gikk med til å holde den tunge motoren i rotasjon. veket plass for aluminiumlegeringer og stål, turtall langvarig prøvekjøring på bakken, og det var be­ Mange tusen Gnome roterende motorer ble imidler­ og sylindertrykk var omtrent fordoblet, gassblan­ traktet som helt akseptabelt at brukne eller utslitte tid produsert, særlig i de første år under den første dingen i sylindrene var blitt meget mer homogen, og deler da måtte skiftes. Men etter hvert som man verdenskrig. Men selv om den ble produsert i stør­ med det solide erfarings- og kunnskapsgrunnlag mestret kunsten å lage en motor som kunne løfte re og forbedrede utgaver med opptil 200 hk, be­ man etter hvert hadde fått, ble motorene i det hele flyet opp fra bakken, ble interessen stadig mer rettet gynte den etter 1917 å forlate scenen, og ble snart mer pålitelige på alle områder. mot en motor som kunne tilfredsstille større krav til avlegs. I 1918 hadde stjernemotoren for alvor overtatt driftsikkerhet, lavere brennstofforbruk, bedre Selv om de ikke-roterende konkurrenter til Gno- markedet etter den roterende motor. Sylindrene var kraftregulering, lettere oppstarting og en lengre memotoren nok var tyngre, så var de betraktelig mer arrangert om en felles veivaksel som eikene i et hjul, gangtid for motorens komponenter. Denne prosess effektive. Og når man tok hensyn til deres lavere for­ og dette hadde mange fordeler for motorer som har pågått hele tiden siden da. I dag er det slik at bruk av bensin og smøreolje, var de i realiteten lette­ skulle brukes i fly. Den største fordel var at alle sy­ motorer på et stort jet-trafikkfly, som yter mer enn re, unntatt for meget korte flyturer. Selv under den lindre var plassert direkte i luftstrømmen bak pro­ 30 000 hk under flyging med mer enn 500 knop, for­ første verdenskrig bruktes derfor i stor utstrekning pellen. De kunne forsynes med kjøleribber som blir urørte mellom de planlagte ettersyn som foregår vanlige bensinmotorer med sylindrene arrangert i gjorde at den kraftige luftstrømmen fra propellen stter 10 000 flytimer eller mere, gangtider som sva­ rekke og med en roterende veivaksel som drev pro­ sørget for kjøling, slik at sylindertemperaturen ble rer til 1 500 transatlantiske flyturer. pellen. De vanligste av disse var de luftkjølte stjer- holdt på et gunstig nivå. Den første motor som fra begynnelsen av var nemotorer, de luftkjølte og vannkjølte V-motorer På motorer der sylindrene er plassert i rekke bak konstruert for fly, og som representerte et klart med to sylinderrekker arrangert i V-form sett forfra, hverandre, er det meget vanskeligere å oppnå en til­ Drudd med den konstruksjonsmåte som var vanlig og de vannkjølte rekkemotorer med sylindrene fredsstillende kjøling ved hjelp av luftstrømmen. I for bilmotorer, var den berømte roterende motor montert i en enkelt rekke, vanligvis over veivhuset. tiden omkring den første verdenskrig var derfor 3nome. Den franske motorindustrien hadde vært Sylinderantallet var opp til 12 eller 14, og motor­ nesten alle rekkemotorer og V-motorer vannkjølte. insporet av de lange bilveddeløpene og den skarpe effekten så høy som 300-400 hk. Motorene ble derved mer kompliserte, og tyngre. Og rønkurransen i Grand Prix-løpene. Fra omkring Britene og franskmennene fortsatte å produsere de var mer sårbare for kampskader. De gav også 1907 begynte franskmennene å lage motorer som motorer av mange forskjellige typer og konstruk­ større luftmotstand, ved at man trengte en stor kjø/ar langt overlegne andre nasjoners. En av de frem- sjoner. Men tyskerne konsentrerte seg om en seks- leradiator plassert utenpå motoren, i luftstrømmen. >te franskmenn var Laurent Seguin. Sammen med sylindret rekkemotor av meget konservativ kon­ Senere fikk man på forskjellige måter redusert den­ >in bror laget han en helt ny type roterende forbren- struksjon. Man kunne vel ha ventet av dem at de vil­ ne kjølemotstanden både på de luftkjølte og de lingsmotor, som hva konstruksjonen angikk, min- le ha laget en to-rekkers motor ved å la sylinderrek- væskekjølte motorer. Begge motortyper hadde iet om den som australieren Lawrence Hargrave kene danne en V-form. Men dette ble først gjort av imidlertid sine lidenskapelige tilhengere og mot­ ladde laget 20 år tidligere. Seguin valgte prinsippet Rolls-Royce i Storbritannia, og noe senere av et in­ standere, som kranglet heftig om hvilken som var ned en roterende motor, mest fordi dette syntes å ternasjonalt konsortium, hovedsakelig amerikansk. den overlegne. Disse stridigheter ble ikke bilagt før /ære den beste måte å spare vekt på. Motoren virket Dette ble i 1917 kjent for på mindre enn tre måneder ved slutten av den annen verdenskrig. Under denne >elv som sitt eget svinghjul, og problemet med kjø- å ha konstruert, bygd, utprøvet og satt i massepro­ krigen var ingen av de to kjølemetoder domineren­ ing av sylindrene ble samtidig løst uten de kompli­ duksjon Liberty-motoren. Denne motoren hadde to de. Men etter 1945 hadde USA en overlegen stilling

190

motorer og utstyr

Stempelmotorer

A Den gang hastighetene & sjelden var over 80 B knop, var det ikke særlig viktig med strømlinjeforming av flyene. Men i 1920årene undergikk de hurtigste flyene store forandringer i utseende. Øverst er en HallScott sekssylinders rekkemotor fra perio­ den like etter den

første verdenskrig. Den var installert slik at den skulle gi mest mu­ lig luftmotstand. Radi­ atoren for kjølevannet var montert på siden. Motorinstallasjonen på Spitfire, bare 20 år senere, viste hvordan man kunne redusere luftmotstanden enda meget mer fra væskekjølte stempelmotorer.

1 Dryppfat under veivhuset 2 Fremre motorfeste 3 Eksosrør 4 Propell 5 Varmtvannsledning fra motoren 6 Radiator montert side­ veis for å redusere luft­ motstanden 7 Kaldt kjølevann til motoren

B 1 2 3 4

Fembladet propell Spinner Motordeksel Utbulning over fremre del av sylinderblokken 5 Det forreste av seks eksosrør på høyre side

som produsent av sivile trafikkfly og småfly fo: verdensmarkedet, og de luftkjølte stjernemotorene som amerikanerne produserte, seiret til slutt. D< hadde høye ytelser, både de ordinære stjernemoto rene og de luftkjølte motorene for småfly hvo: sylindrene var montert horisontalt i motståendf rekker. Disse vil bli omtalt nærmere senere. En annen stor fordel ved stjernemotorene er a alle sylindrene kan arrangeres rundt en enkelt veiv tapp på veivakselen. Som en skisse på side 192 viser kan veivstengene fra så mange som ni sylindere kob les til denne ene veivtapp, ved at åtte av dem pivote rer på den niende, som kalles hovedveivstangen Motoren blir ved dette meget kort i lengderetningen og får stor indre stivhet. Den korte veivaksel er ikk< så utsatt for kastninger og vibrasjoner som følge a' torsjon, som tidligere ofte var en plage ved de lang( rekkemotorer og V-motorene. De britiske motorene Bristol Jupiter og Arm strong Siddeley Jaguar satte i begynnelsen a^ 1920-årene en høy standard når det gjaldt luft kjølte stjernemotorer i 500 hk-klassen. Jaguar va: en av de første masseproduserte stjernemotorer mec to sylinderrader. Den bakre rad var ikke på linji med den fremre, men den var dreid slik at hver sylin der ble kjølt av den luftstrømmen som passerte mel lom sylindrene i den fremre rad. Jupiter hadde ban en sylinderrad. Den ble spesielt populær, og var e av Bristols hovedprodukter i nesten 20 år, ved sidei av at motoren ble produsert på lisens i 14 andn land. I USA satte Wright Whirlwind på 220 hk flere re korder, og ble brukt i mange fly som var benyttet ti navngjetne flyturer. Den mest berømte av disse va: Charles Lindberghs non-stop flyging over Atlan terhavet fra New York til Paris i 1927. Kort før den ne bedriften hadde en liten gruppe av ingeniører New Jersey konstruert og bygd en 400 hk stjernemo tor, som ble kalt Wasp. Mange av dem hadde tidlige re vært ansatt hos Wright. Med denne motoren inn ledet de historien om Amerikas største produsent a^ flymotorer, Pratt & Whitney. En annen serie av luft kjølte flymotorer som lenge var på markedet, var d< britiske Cirrus og de Havilland Gipsy. Begge va: firesylindrede rekkemotorer, og de var de første verden som var spesielt konstruert for bruk i de ny< flytyper som på den tiden kom i bruk i flyklubbe; og som privatfly. Etter hvert som flyenes og motorenes ytelser bl< forbedret, ble man konfrontert med et nytt problen som det etter hvert ble påtrengende nødvendig å fin ne en løsning på. Det var å skaffe motorene nok luf under flyging i store høyder. Når et fly stiger, blir trykket i den omliggendt atmosfære gradvis mindre. I 20 000 fots høyde ha: trykket og tettheten falt til mindre enn det halve a' hva de er ved havflaten. Denne reduksjon i luften: tetthet medfører et direkte proporsjonalt tap i mo toreffekt. Bilister som passerer høye fjellovergange: merker det samme fenomenet. Og det er det sammi som plager idrettsmenn ved konkurranser i ston høyder, slik som under de olympiske leker i Mexicc

motorer og utstyr

City. Motoren mister pusten, og noe må gjøres for å pumpe mere luft inn i den. Flere typer av forkompressorer hadde vært prøvet allerede før slutten av den første verdenskrig. Blant de første var en mekanisk drevet sentrifugalvifte, som var utviklet av Royal Aircraft Establishment, og som ble prøvefløyet i en S.E.5. Den lignet en Rateau-kompressor, som ble montert på en Hispano-motor. Det amerikanske General Electric Com­ pany prøvde å få noe for ingenting ved sin turbokompressor, som ble drevet ved at spillkraften i eksosgassen virket på en turbin, tilkoblet kompressorviften. Både i Frankrike og Storbritannia hadde man før dette eksperimentert med turbokompressorer, men man hadde forlatt disse til for­ del for tannhjulsdrevne vifter. I USA fortsatte man imidlertid med den vanskelige oppgave å perfeksjo­ nere en turbin, drevet av motorens hvitglødende eksosgass, og lyktes i dette. Under den annen verdenskrig ble det produsert tusenvis av motorer med turbo-forkompressorer, som vil bli beskrevet senere. De viktigste former for forkomprimering er vist på tegningene på side 192 og 195. Felles for dem er at luft suges inn i en sentrifugalvifte og komprime­ res til to eller tre ganger lufttrykket i den tynne øvre atmosfære, og ofte til et trykk som er høyere enn atmosfæretrykket ved havflaten. Derved får sylindre­ ne større mengder luft, men det viktigste er at mengden av oksygen, som utgjør ca. 21 prosent av atmosfæren, også blir større. Det er oksygenmengden i sylindrene som avgjør hvor meget bensin som kan forbrennes, og derved hvilken motorkraft som kan utvikles. Forkompressorer kan brukes for å øke motoref­ fekten, noe som ofte forekommer på bilmotorer som skal gi særlig store ytelser. Dette fordrer imid­ lertid at hele motoren er spesielt konstruert for å tåle de store belastninger. På flymotorer er det mer vanlig at forkomprimering hovedsakelig brukes for å vedlikeholde den motorkraft som ellers ville tapes ved stigning til store høyder. Til tross for de åpenbare fordeler ved å benytte forkompressorer, tok det sin tid før de første moto­ rer utstyrt med slike, kom i bruk. Den første var mo­ toren Jaguar IVS, i jagerflyet Siskin IIIA, som kom i tjeneste i Royal Air Force i 1926-27. Et mindre an­ tall motorer med forkompressor ble tatt i bruk også i andre lands flyvåpen, for å bedre flyenes ytelser i stor høyde. Men den grunnleggende tekniske know­ how var enda ikke god nok til at man klarte å frem­ stille en motor som både var driftsikker og som var virkelig effektiv i høyder særlig over 10 000 fot. Brukte man en sentrifugalvifte (av den type som er vanlig i støvsugere), måtte denne ikke bare gis en meget nøyaktig aerodynamisk utforming, men den måtte også ved hjelp av tannhjulsutveksling drives opp i kanskje ti ganger veivakselens omdreiningstall. Hvis kompressorviften var i gang hele tiden, ville den pumpe for mye luft inn i motoren i små høyder og under avgang, slik at den ble overbelas­ tet. Følgelig trengtes en clutch for inn- og utkobling

C Som en parallell til &. illustrasjonene på D motstående side viser disse tegningene de fremskritt som ble gjort med installasjon av luftkjølte stjerne­ motorer. På de fleste eldre fly var motoren bare festet på riktig sted og tilkoblet en bensintank. Eksemplet over er en tisylinders Anzani stjernemotor (ikke roterende),

som var boltet til en ståplate montert på tvers i forkanten av de fire kraftige langdragere i skroget. Mindre enn 30 år sene­ re kom Curtiss XP-42 (øverst), som hadde en Pratt & Whitney Double Wasp stjerne­ motor med forlenget propellaksel. Den hadde et fint formet motordeksel og propellspinner.

C 1 2 3 4 5

Trebladet propell Spinner Motordeksel Kjøleluftinntak Forgasserluftinntak

D 1 Skrognese boltet fast i langdragerne 2 Stjernemotor 3 Propell 4 Støtteplate og monteringsring for motoren 5 Oljetank 6 Tennmagnet 7 Understellstøtte

Stempelmotorer 191

192

motorer og utstyr

Stempelmotorer

A I perioden 1925-1950 produserte Bristol Aeroplane Company flymotorer med glideventiler istedenfor de mer vanlige tallerkenventilene. Denne teg­ ningen av de bevege­ lige delene i Herculesmotoren viser to av de 14 glideventilene. De drives av veiver slik at de roterer og oscillerer inne i sylindrene mens stemplene glir inne i dem. Gassinntak og eksosutstøtning skjer idet de dertil bestemte åpningene i glideventilen kommer overett med tilsvarende åpnin­ ger i sylinderveggen. Man ser også stemple­

ne, veivstengene og reduksjonsgiret til propellakselen. Mer enn 57 000 Herculesmotorer ble produsert under den annen ver­ denskrig. Også etter krigen ble sivile ver­ sjoner produsert i atskillige år. De var på omkring 2000 hk. Det var driftsikre motorer med lang levetid.

1 Stempel i forreste sylinderrad 2 Fremre hovedveivstang 3 Veivstang 4 Fremre veivtapp 5 Motvekt 6 Stempler i bakerste rad 7 Bakre hovedveivstang 8 Bakre veivstenger

9 Glideventiler (to av 14) 10 Veivaksel og hovedpinjong for drevet til glideventilene 11 Fremre drev for glide­ ventilene 12 Veiv til glideventil 13 Aksel til glideventil i bakre rad 14 Bakre, midtre og frem­ re lagre 15 Reduksjonsgir til propellakselen 16 Propellaksel

B Denne tegningen er basert på en som er laget av General Elec­ tric Company (USA). Fabrikken har i 50 år vært den ledende i verden i produksjon av forkompressorer (overladere) til stempelmotorer. Den hvitglødende eksosgassen slipper direkte ut i at­ mosfæren når flyet er i lav høyde. Etter hvert som flyet stiger vil en trykkregulator gradvis lukke utløpsrøret slik at gassen bare kan slippe ut gjennom en dyse der den driver en turbin. Denne roterer med 30 000-50 000 omdrei­

ninger i minuttet og driver en sentrifugalvifte som komprimerer gassblandingen før den slippes inn i sylindrene. Motoren på dette diagrammet har også en mekanisk drevet forkompressor. Dette ble brukt i fly som Liberator, Superfortress og Stratocruiser. Det var General Electrics erfaring med turbo-kompressorer som gjorde at fabrik­ ken i 1941 fikk i opp­ drag å produsere den britisk-konstruerte jet­ motoren.

1 Veivhus 2 Propell

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

15 16

17 18 19

Motordeksel Eksosventil Eksosrør Reguleringsventil for utløpsrør Gassturbin Kompressor Gasshåndtak i cockpit Automatisk trykkregu­ lator Kjøle- og smøreolje Ramluftinntak Luftinntakmanifold Luftstrøm gjennom mellomkjøleren Mellomkjøler Kjøleluft til turbokom pressoren Forgasser Mekanisk drevet for­ kompressor Inntaksventil

motorer og utstyr

av kompressoren. Man lyktes ikke i å produsere funksjonssikre tannhjulsutvekslinger eller clutcher før et godt stykke inn i 1930-årene. Som før nevnt var konkurranse om Schneidertrofeet en betydelig spore for flykonstruktørene i ti­ den før 1930. Konkurransene gikk ganske enkelt ut på å fly rundt en bestemt rute i lav høyde med størst mulig hastighet. Dette innbød til bruk av en forkompressor - ikke for å opprettholde ytelsen i stor høyde, men for å forsterke motoreffekten lavt nede. Takket være generøs finansiell støtte fra en Lady Houston ble ingeniørene ved Rolls-Royce satt i stand til å konstruere en motor som i ytelse ikke ble overtruffet før ved slutten av siste verdenskrig. Denne bemerkelsesverdige motor var Rolls-Royce «R», ut­ viklet fra den tidligere «H» (senere kalt Buzzard). Motoren var beregnet for konkurransen om Schneider-trofeet. Den betydeligste forbedring var installasjonen av en forkompressor med eksepsjonell kapasitet. Den øket trykket i inntaksmanifold til ca. 0,85 kg/cm2 (12 psi) over atmosfæretrykket. Lufttrykket ble med andre ord nesten fordoblet, og motorkraften ble derved også praktisk talt fordoblet. Riktignok gikk flere hundre hestekrefter med til å drive kompressoren. Et slikt inntakstrykk var tidligere uhørt. Rolls-Royce «R» måtte forsterkes betrakte­ lig, ikke bare for å tåle de enormt økte belastninger som var forårsaket av økningen i motorkraften, men også for at omdreiningstallet kunne økes fra 2200 til over 3000 omdreininger i minuttet. En tredje viktig forandring var at rommet over stemplene ved øvre dødpunkt ble redusert, slik at kompresjonen inne i sylindrene ble økt, og man måtte derfor også benytte et spesialbrennstoff. Den «R» motoren som ble brukt under konkurransen i 1929, utviklet ca. 1900 hk, over dobbelt så meget som den opprinnelige «H»-motor. Til konkurran­ sen i 1931 ble motoreffekten økt til 2300 hk, og samme år ble en spesialversjon, «Sprint», klarert til å yte 2600 hk i korte perioder. Med denne motoren i sjøflyet S.6B ble det satt verdensrekord i hastighet med ca. 354 knop (407,5 engelske mil pr. time). Arbeidet med konstruksjonen av sjøflyene til Schneider-konkurransene satte markerte spor etter seg ved utviklingen av den neste generasjon militære fly. Det samme gjaldt også motorene, og særlig Rolls-Royce «R» dannet mønster for de kraftige stempelmotorene som ble produsert under den annen verdenskrig. Et annet problem man fikk ved innføring av de forkomprimerte motorene, hadde ikke egentlig med motoren å gjøre, men med propellen. Som nevnt av­ tar motoreffekten med økt høyde, hvis man ikke bruker forkompressor. Reduksjonen svarer nesten nøyaktig til fallet i luftens tetthet. Den kraft propel­ len kan omsette i nyttig trekkraft når luften blir tyn­ nere, faller av i samme forhold, slik at det er balanse mellom motorens og propellens effekt. Med en forkomprimert motor kan imidlertid motorkraften holdes på samme nivå som ved havflaten også oppe i store høyder, alt beroende på motorens konstruk-

C I dag er det bare for småfly man ennå fore­ trekker å benytte stem­ pelmotorer. Men gass­ turbinen, som er be­ skrevet i neste avsnitt, vil uten tvil gjøre dem rangen stridig også for slik bruk. Det er bare de stadige forbedringer av små stempelmoto­ rer som har gjort at de holder stillingen. En typisk motorinstallasjon i moderne småfly er Continental «flatsix» (seks horisonalt motstående sylindre) i Beagle 206 Srs. II. Flyet har to motorer av typen GTS10-520C på 340 hk. Betegnelsen står for «Geared,

Turbo Supercharged, direct fuel Injection, opposed cylinders», og 520 angir slag­ volumet i kubikktommer. Inntakskanalene til forkompressoren ligger langs begge sidene over sylindrene. Eksoskanalene til turbinen går under dem, og bensininnsprøytningsfordeleren kan ses midt oppå motoren.

Stempelmotorer 193

1 Veivhus 2 Venstre rekke med tre sylindre 3 Høyre sylinderrekke, litt lenger bak enn venstre 4 Eksosrør 5 Gassturbinens trykkkammer 6 Eksosutløp 7 Luftinntak 8 Kompressorhus 9 Luftinntakmanifold 10 Bensininnsprøytningsfordeler 11 Bærebjelke for mo­ toren 12 Omriss av motordeksel 13 Regulator for kom­ pressoren 14 Elektrisk generator og kjøleluftinntak 15 Propellnav

194

motorer og utstyr

Stempelmotorer

sjon. Men propellens virkningsgrad faller uvegerlig av som før. For at propellen skal være riktig tilpasset moto­ ren, trenges enten en justerbar tannhjulsutveksling mellom veivaksel og propellaksel, en propell med variabel konveksitet eller areal, - eller man må kun­ ne variere propellbladenes stigning, det vil si deres angrepsvinkel i forhold til luftstrømmen. Den sist­ nevnte løsning ble funnet enklest å omsette i prak­ sis. Dette er den beste metode også for å oppnå best virkning av propellen ved varierende hastigheter, fra stillstand på bakken til den høyeste hastighet flyet kan nå. Propellen er mye mer komplisert enn den kan se ut til. Den er nærmere behandlet på side 232-235. Forut for denne utvikling, fra årene like etter første verdenskrig, hadde man begynt å ta i bruk reduksjonsgir for propellen. Dette ble etter hvert nød­ vendig for at motoren og propellen skulle kunne til­ passes hverandre. De første motorer hadde nemlig moderate omdreiningstall, som passet bra for pro­ pellene. Ønsket om å få bedre kraft/vekt-forhold gjorde imidlertid at motorens omdreiningstall ble økt, og den økte motoreffekt krevde igjen propeller med større diameter. Begge disse forhold gjorde at propellenes periferihastighet ble høyere, og tidlig i 1920-årene nådde man det punkt der periferihastigheten kom opp mot lydens hastighet. Dette medfør­ te sterk støy og nedsatt effektivitet. Løsningen var å øke propelldiameteren ytterligere for å kunne ut­ nytte motorkraften, samtidig med at dens omdrei­ ningstall ble redusert. Dette ble gjort ved hjelp av reduksjonsgir, slik at motorene fortsatt kunne kjøres med høyest mulig turtall. I 1939 var giroverføring til propellen så å si almengyldig på store, kraftige mo­ torer. På mindre motorer kunne man imidlertid fremdeles drive propellen direkte, fordi propellen gjerne hadde mindre diameter, slik at periferihastigheten ikke ble for høy. Et kjent unntak var North American T-6 (Harvard) skolefly, med en motor på 550-600 hk. Propellspissene kom her lett opp i ly­ dens hastighet og forårsaket kraftig støy. I dag bru­ kes ofte reduksjonsgir også på småfly, slik at moto­ ren kan kjøres med over 3000 omdreininger pr. mi­ nutt med et minimalt bråk fra propellen. Blant de mer iøynefallende fremskritt som de mange flykonkurransene førte med seg, var den sta­ dige forbedring av flyenes strømlinjeform som fant sted i årene 1918 og 1939. Både luftkjølte og væskekjølte motorer endret utseende betydelig i denne pe­ riode, noe som tegningene på side 190 og 191 under­ streker. I den første tiden, da 85 knop var regnet som god marsjfart for hvilket som helst fly, var luftmotstanden ikke av særlig betydning. Flyenes strømlinjeform kom gjerne i annen rekke, etter hen­ synet til lave konstruksjonskostnader og enkelt ved­ likehold. Men da hastighetene kom opp mot 150 og 200 knop, ble det av stor betydning å redusere den aerodynamiske motstand mest mulig. Man oppnår meget i denne retning ved god utforming av deks­ lene rundt motoren. De væskekjølte V-motorene ble gjerne kledd inn

i et jevnt utformet motordeksel, som dannet en glatt fortsettelse av «spinneren», som dekket propellnavet. Kjøleradiatoren ble plassert inne i en kanal, på en slik måte at den istedenfor å stikke ut i luft­ strømmen og skape motstand, i realiteten bidro til trekkraften. Den virket nærmest som en jetmotor i miniatyr, ved at den varmet opp luften som passerte gjennom den. Slik virkning ble faktisk oppnådd på enkelte fly fra den annen verdenskrig. To av de beste eksempler på dette var de Havilland Mosquito og North American Mustang. Til å begynne med hadde man større vanskelighe­ ter med å kle inn de luftkjølte stjernemotorene på en tilfredsstillende måte, fordi sylindrene naturlig nok måtte stå fritt ute i en kraftig luftstrøm for å få tilstrekkelig kjøling. Det tosidige problem, nemlig å bedre kjølingen samtidig som luftmotstanden skul­ le reduseres, ble i siste del av 20-årene løst ved bruk av spesielt formede ringdeksler. Disse hadde en pro­ fil som om man tenker seg en ving, bøyet slik at den dannet en ring eller et rør omkring motoren. Motordeksler av denne utforming, med profil som en bæreflate, virket nesten slik at de «trakk seg selv fremover» i propellstrømmen. Strømlinjeutformingen ble ytterligere forbedret ved at motordekslene i bak­ kant fikk en serie hengslede klaffer rundt perife­ rien, som kunne åpnes for å gi tilstrekkelig kjøling ved lave hastigheter. Slike «gjeller» har vært i flere utforminger for å regulere gjennomstrømningen av kjøleluft, og alltid i kombinasjon med faste ledeplater rundt om mellom sylindrene. For å vende tilbake til de væskekjølte motorene, så ble også her kjøleanleggene forbedret vesentlig i mellomkrigsårene, noe som bidro til rekkemotorens konkurransedyktighet. I de første væskekjølte mo­ torene bruktes ganske enkelt vann som kjølemiddel, slik det er vanlig i bilmotorer i dag. Men før slutten av første verdenskrig hadde man ved det britiske Royal Aircraft Establishment begynt å eksperimen­ tere med andre kjolevæsker, som var mer effektive. Arbeidet med dette bredte seg også snart til De for­ ente stater og andre land. Den ideelle kjolevæske er en som kan beholde sin flytende form over det størst mulige temperaturområde. Bilistene bruker frostvæske i kjøleanlegget, som for det meste består av glykol. Dette enkle kullvannstoffet har også den fordel at kokepunktet er høyt. I den berømte Rolls-Royce Merlin-motoren (side 195) tok man i 1935 i bruk etylen-glykol opp­ løst i vann som kjolevæske. Problemer med at væs­ ken frøs eller kokte ble dermed eliminert ved de fly som hadde denne motoren, blant andre Hurricane og Spitfire. Dessuten kunne man lage radiatorene mindre av omfang, og derved redusere luftmotstan­ den. I 1939 var glykol eller beslektede væsker stan­ dard kjølemiddel i alle væskekjølte motorer. Der foregikk ikke noen endringer i de grunnleg­ gende trekk ved stempelmotorenes mekaniske kon­ struksjon i tiden fra 1918 til dens æra innen luft­ farten tok slutt ved jetmotorens inntreden. Men mo­ torene ble stadig forbedret ved innføring av nye ma­ terialer og andre tekniske finesser. Et av de

betydelige fremskritt, som riktignok ikke gjorde rent bord, men snarere førte til mer varierte løsnin­ ger, var sleideventilen. De fleste firetakts bensinmotorer har tallerken ventiler, slik som vist på side 188. En av ventilene ei for inntak av gassblandingen, og åpnes når stempe­ let er nær toppen. Ventilen står åpen inntil stem­ pelet er kommet vel forbi det nedre dødpunktet, for­ åt den skal kunne slippe inn mest mulig av der eksplosive gassblandingen. Den andre er eksos ventilen, som åpnes like før stempelets neste pas­ sasje forbi nedre dødpunkt, og som lukkes ved slut­ ten av eksosslaget, etter at inntaksventilen igjen hai begynt å åpne seg. I mange flymotorer er det tc inntaks- og to eksosventiler i hver sylinder. Ventiler av denne type åpnes og lukkes ved hjelp av temmelig komplisert konstruerte kamaksler ellei kamringer, løftestenger, vippearmer og sammensat­ te fjærer. I midten av 20-årene kom Burton McCollums sleideventil, som var en av de beste løs ninger som ble brakt på markedet. Også på Daim lers bilmotorer tok man på den tid i bruk sleideven tiler, og disse viste seg å virke bra. Som skissen til venstre på side 192 viser, er slei den en stålsylinder uten endestykker, men mec meget omhyggelig utformede åpninger i sidene. Der sitter inne i sylinderen og virker samtidig som er foring som stempelet glir jevnt over. Ved bunnen a\ sleiden er en drivaksel som får den til å svinge en tilnærmet sirkulær bevegelse når motoren er gang, slik at åpningene i sleidesidene suksessiv avdekker inntaksåpningene og eksosåpningene. Er av de få ulemper ved sleideventilen er at motorer kan være vanskelig å starte i kaldt vær, fordi oljefil men som den glir på inne i sylinderen, blir klebrig kulden og hemmer bevegelsen. I 1926 begynte Bristol Aeroplane Company å ar beide med motorer med sleideventiler, og dette lede til de berømte motorene Perseus, Taurus, Hercule og Centaurus. Napier Sabre på 2200-3000 hk var er bemerkelsesverdig motor fra den annen verdens krig, som hadde 24 sleideventiler i sine to rekker a' horisontalt motstilte sylindere. Rolls-Royce Eagl< var av tilsvarende type. Det var britene som var først ute med sleideventi len. Tyskerne introduserte en annen nyhet av tilsva rende stor betydning, direkte innsprøyting av brenn stoffet i sylindrene. I eldre flymotorer ble brennstof fet forstøvet i en konvensjonell forgasser, slik som bilmotorene. I et flottørkammer ble brennstoffe holdt på et korrekt nivå slik at den strøm av brenn stoffdamp som ble trukket sammen med inntaksluf ten gjennom forgasserdysen ble riktig avpasset Trykkfallet i forgasserdysen gjør at brennstoffdam pen dras med luften slik at den får en brennbar kon sistens, men det fører også til et brått temperaturfal i struperøret. Dette medfører fare for isdannelse nå luften som kommer inn allerede på forhånd er kak og fuktig. I løpet av luftfartens første 40 år var tuse ner av flygere utsatt for motorsvikt som følge a> forgasserising. Den naturlige motforholdsregel va å sørge for oppvarming av struperøret. En metod