Kapitoly z historie ruského (sovětského) letectví – Aeroflot a jeho stroje.
Stal – 2 a Stal – 3
Sériový letoun Stal – 2
Většina dopravních letadel, která byla konstruována ve třicátých létech, měla konstrukci smíšenou nebo převážně z duralu. Mnozí konstruktéři se snažili vybrat materiál, který by svými vlastnostmi byl podobný duralu, ale byl by lacinější. Jak uvádí většina historických leteckých knih včetně V. B. Šavrova, první navrhl úspěšné řešení Alexandr Ivanovič Putilov.
Ten začínal svoji kariéru v CAGI a konstrukční kanceláři A. N. Tupoleva, kde se podílel na stavbě prvních sovětských celokovových letadel. Na jaře 1930 byl přeřazen do Hlavní inspekce civilního letectví a bylo mu nabídnuto místo vedoucího Odboru zkušební letecké výroby (OOS – отдел опытного самолетостроения). Úkolem nové organizace bylo vytvoření dopravních a jiných kategorií letadel z nerezové oceli. OOS nejdříve pracoval v Žukovského Vojenské letecké akademii, kde začal A. I. Putilov aktivně spolupracovat s vedoucím laboratoře materiálů P. N. Lvovem. Později byl odbor převeden do opravárenských dílen Dobroletu.
Myšlenka na celokovovou konstrukci létajících strojů vznikla poměrně dávno. K. E. Ciolkovskij již v roce 1887 pracoval nad návrhem celokovové řiditelné vzducholodi. Tuto myšlenku převzali Němci a Američané a úspěšně ji realizovali na svých vzducholodích. Ve dvacátých létech se znovu objevuje v leteckých projektech v SSSR. Nejvhodnější materiál, pro celokovové letecké konstrukce byl dural, kterého byl značný nedostatek. Přemýšlelo se o využití oceli. Staré technologie na spojování ocelových plechů, jako bylo zaválcování přeložených švů nebo pájení, ukazovaly, že takto vzniklé součásti budou příliš těžké. Jako nadějné se ukazovaly nové metody sváření, a to zejména bodováním.
První svářecí agregát pro bodové svážení byl umístěn do Žukovského Vojenské letecké akademie, do laboratoře leteckých materiálů. Koncem roku 1928 byla na základě iniciativy vedoucího laboratoře P. N. Lvova a vedoucího katedry konstrukcí letadel S. G. Kozlova vytvořena skupina pro osvojení výroby legovaných ocelí a jejich využití v leteckých konstrukcích. Úspěšný výzkum umožnil P. N. Lvovu připravit zprávu pro vedení akademie „O možnostech stavby celokovových ocelových letadel, jejichž hmotnost bude při stejné pevnosti stejná nebo dokonce nižší než u duralových letadel“.
Brzy poté byla na závodě „Elektrostal“ zahájena výroba nerezavějící oceli „Enerž-6“, která obsahovala 18 % chromu a 8 % niklu. K výrobě patřilo také lití, kování a válcování za studena. Závod „Serp i molot“ úspěšně zavedl technologii válcování za horka. Takto vyrobené plechy měly důležitou vlastnost – byly dobře svařitelné při kontaktním svařování, díky velkému elektrickému odporu. Putilov vytváří nový konstrukční kolektiv, který má pouze 30 pracovníků. Vedoucím skupiny, zabývající se technologií sváření se stal P. N. Lvov.
Technologie svařování jednotlivých součástí, kde se využívaly přednosti bodového, dotykového a jiných druhů elektrického svařování tenkých ocelových plechů se přesto ukázala jako velice složitá a vyžadovala vývoj a výrobu řady speciálních strojů.Většinu svářecích technologií tak rozpracoval právě profesor P. N. Lvov.
Jako první začal Putilov konstruovat malé letadlo pro čtyři cestující. Jeho konstrukce se kromě použitých materiálů nevyznačovala ničím novým. Byl to jednomotorový polosamonosný hornoplošník s plátěným potahem. Hlavní objem konstrukčních a částečně výzkumných úloh byl soustředěn na vytvoření profilovaných součástí z tenkého ocelového nerezového plechu.
Nový letoun dostal označení – Stal – 2 a poprvé vzlétl 11. října 1931. Na Ústředním letišti v Moskvě jej do vzduchu poprvé zvedl pilot Vědecko-výzkumného ústavu civilního letectví E. I. Švarc. Na prototypu byl namontován americký motor Wright J-6. Zkoušky probíhaly úspěšně. Letoun vykazoval dobré letové vlastnosti. V lednu 1932 se uskutečnil úspěšný přelet Moskva – Kazaň – Kozlov – Tambov a bylo dosaženo průměrné rychlosti 186 km/h. Aby bylo možné získat provozní zkušenosti, byl nasazován na linky Aeroflotu.
Zahájení sériové výroby se připravovalo v závodě №81 v Tušinu u Moskvy ještě v průběhu zkoušek. Její rozjezd byl však těžký. První sériový stroj vzlétl až v roce 1934. V říjnu a prosinci toho roku byl vystavován na letecké výstavě v Paříži. První sériové stroje poháněly tuzemské motory M – 26 o výkonu 300 koní (220,6 kW). Poslední sériové stroje poháněly motory MG – 31.
V Aeroflotu začal být „Stal – 2“ využíván na středních tratích, například létal na lince Moskva – Oděsa. Letoun byl provozován jak na severu v Archangelské oblasti, tak na jihu v Tadžikistánu. Létal také na Sibiři a zúčastnil se výprav polárního letectva.
Ačkoliv letadlo nebylo příliš komfortně vybavené, splnilo celkové očekávání hlavního zákazníka – Aeroflotu. Bylo dostatečně pevné a nenáročné v provozu. Mělo dobré vzletově – přistávací charakteristiky pro vzlet a přistání stačilo 140 metrů. Obchodní zatížení představovalo 43 % celkové hmotnosti.
Za rozpracování technologie stavby letadel z ocelových plechů vedení státu si vysoce cenilo práci kolektivu a 7. prosince 1931 vyznamenalo Leninovým řádem inženýra Lvova L. N. za rozpracování technologií sváření a využití nerezavějící oceli v leteckých konstrukcích, inženýra Putilova A. I. za rozpracování konstrukce letadla pouze z nerezavějící oceli a technika Andrejeva D. M. vedoucího svářeče za zavedení elektrického svařování nerezové oceli do praxe v letecké výrobě.
Letoun Stal – 2 polárního letectva.
Tento ukazatel byl dvakrát lepší než u letadel s dřevěnou konstrukcí nebo u letadel svařených z tlustých ocelových trubek. Pracnost a cena byly ovšem velmi vysoké. Aeroflot také předpokládal, že tato celokovová letadla budou mít vysokou životnost a budou nenáročná na hangárování. Součásti z nerezové oceli by mohly fungovat desítky let, ale sváry a šroubové spoje rychle podléhaly korozi. Plátěný potah se také musel často měnit. Jejich opravy tak bylo nutné provádět stejně často, jako opravy letadel smíšené konstrukce.
Vývoj letounu Stal – 2 se stal důležitým krokem v rozvoji civilního letectví SSSR. Výrobní technologie, které byly osvojeny při konstrukci a výrobě tohoto letadla získaly široké uplatnění nejen v letecké výrobě, ale i v jiných odvětvích průmyslu. Dalším vývojovým krokem se stal letoun Stal – 3, který byl již osmimístný. Dokončení jeho úspěšného vývoje vedlo k ukončení sériové výroby letounu Stal – 2 již v roce 1935. Celkem bylo vyrobeno 111 kusů těchto letadel.
Stal – 3.
Stal – 3 byl pokračováním letounu Stal-2. Byl vybaven motorem M-22 o výkonu 480 koní (353 kW). Letoun byl již osmimístný pro 6 cestujících a dva piloty. Základní konstrukční schéma zůstalo stejné. Letoun byl větší, křídlo mělo větší nosnou plochu a bylo vybaveno vztlakovými klapkami. Kola podvozku měla aerodynamické kryty a byla brzděná. Výkon motoru bylo o 180 koní vyšší. Všechna tato vylepšení se projevila na letových výkonech. Letadlo mělo při stejné přistávací rychlosti maximální rychlost letu 240 km/h, což bylo o 40 km/h více než Stal-2, dostup se zvýšil na 6550 m a dolet se prodloužil na 960 km. Hmotnostní efektivnost dosahovala 41 %. Hmotnost prázdného letadla byla 1672 kg a vzletová 2817 kg.
Letoun Stal – 3 před startem
Zkušební letoun byl vyroben v roce 1933. Sériová výroba přinesla 79 kusů, které byly úspěšně provozovány na linkách Aeroflotu až do začátku války.
Konstrukce letadel.
Stal -2 byl polosamonosný hornoplošník se vzduchem chlazeným hvězdicovým motorem o výkonu 300 koní (220 kW) s pevným podvozkem.
Křídlo bylo dvounosníkové. Skládalo se z úzkého centroplánu a dvou vnějších částí. Cetroplán byl upevněn k trupu. Křídlo bylo vyztuženo dvěma vzpěrami, které se upevňovaly k nosníkům. Nosník křídla měl pásnice z vlnitých plechů svařené bodovým svařováním. Speciální uzavřené profily z plechů o tloušťce 0,1 – 015 mm byly vytvořeny pro žebra křídel a ocasních ploch a jako stojiny pro plátěný potah. Vzpěry a jejich výztuhy byly také svařeny pomocí bodování z ocelového plechu.
Trup měl obdélníkový průřez se zaoblenou vrchní částí. Byl vyroben z trubek z vlnitého plechu a pásnic s obdélníkovým průřezem a rozpěrných pásů. Čtyři mohutné tyče v rozích tvořily nosníky trupu. K nim se připevňovaly stojiny.
Předek trupu tvořilo motorové lože, za ním byla zakrytá kabina posádky a ta přecházela do kabiny cestujících, ve které byly buď 4 samostatné sedačky pro cestující, nebo dvě dvoumístné pohovky. Letadla prvních sérií měla vstupní dveře na pravé i levé části trupu. Později byly u letadel dvoje dveře pouze z levé strany trupu. Za kabinou cestujících byl nákladový prostor.
Příklady konstrukčních prvků. Konstrukce trupu a nosníku křídla. Schéma nosníku ukazuje jeho obrovskou složitost.
Motorové lože bylo kruhové prutové z ocelových trubek. Celý motor byl uzavřen duralovými kapotami. Montovány byly následující motory:
– Wright J-6 – 300 koní / 220 kW – hvězdicový vzduchem chlazený
– Besonov М-26 – 300 koní / 220 kW – hvězdicový vzduchem chlazený
– Nazarov MG-31 – 300 koní / 220 kW – hvězdicový vzduchem chlazený
Nejdříve byla používána dřevěná vrtule o průměru 2,38 m, později kovová o průměru 2,75 m.
Palivové nádrže byly v křídle, zásoba paliva byla 300 litrů.
Ocasní plochy byly klasické s jednoduchým kýlem a směrovkou. Stabilizátor byl polosamonosný eliptický s výškovými kormidly. Stabilizátor byl přestavitelný za letu. Jeho přestavování se ovládalo kolem na levé straně kabiny. Konstrukce stabilizátoru byla dvounosníková s 18 žebry. Šest z nich bylo zesílených tenkými listy ocelového vlnitého plechu. Mezi nosníky a zesílenými žebry bylo nataženo křížem zesilovací ocelové lanko. Výšková kormidla měla 8 žeber, nosník, náběžnou a odtokovou hranu. Směrovka má 9 žeber a obdobnou konstrukci. Celé ocasní plochy jsou potaženy plátnem.
Podvozek tvořily dvě hlavní nohy a ostruha. Hlavní nohy měly tlumiče z gumových lamel. Kola měla rozměry 800 x 150mm.
Přístrojové vybavení obsahovalo rychloměr, zatáčkoměr, otáčkoměr, výškoměr, teploměr oleje, manometr oleje, manometr palivové nádrže.
Konstrukce letounu Stal – 3 se lišila hlavně rozměry a použitým motorem. Podvozek byl již brzděný. Základní pevnostní skelet letadla zůstal prakticky nezměněn. Na některých letounech se zkoušel motor M-17. Nepřineslo to však žádná podstatná zlepšení jeho letových výkonů.
Technická data:
| Letadlo | Stal – 2 | Stal – 3 |
| Rozpětí křídla, m | 15,20 | 17,02 |
| Délka, m | 9,74 | 10,80 |
| Výška, m | ||
| Plocha křídla, m2 | 31,00 | 34,80 |
| Hmotnost, kg | ||
| Prázdného letadla | 1030 | 1672 |
| Normální vzletová | 1800 | 2817 |
| Typ motoru | M-300 | M-22 |
| Výkon, koní/kW | 300 / 220 | 480 / 353 |
| Maximální rychlost, km/h | 200 | 240 |
| Cestovní rychlost, Km/h | 165 | 212 |
| Dolet, km | 750 | 960 |
| Dostup, m | 5750 | 6550 |
| Posádka | 1 | 2 |
| Užitečné zatížení: | 4 cestující | 6 cestujících |
Podle historických materiálů zpracoval Pol.
Použitá literatura a zdroje:
В.Б. Шавров: История конструкций самолетов в СССР до 1938 года – Машиностроение 1978 г.
V. Němeček: Sovětská letadla – Naše vojsko 1969
V. Němeček: Atlas letadel – Jednomotorová dopravní letadla. NADAS – Praha 1990
Internetové zdroje:
http://www.airwar.ru – Уголок Неба-большая авиационная энциклопедия-
http://airliner.narod.ru/airliners1931-35/stal2.htm
http://www.alfa-industry.ru/news/104/2928/
