Avro Canada CF-105 "Arrow", 1958

Samolot myśliwski. Kanada.
Samolot myśliwski Avro Canada CF-105 ”Arrow” w czasie lotu próbnego. (Źródło: archiwum).

W latach 1950-tych kanadyjskie siły lotnicze- Royal Canadian Air Force- miały zadanie obronę swych północnych terytoriów. Potrzebowały do tego odpowiedniego samolotu. W początku lat 1950-tych miały już opracowywany samolot przechwytujący Avro Canada CF-100 ”Canuck”. Przeznaczone były przechwytywania rosyjskich bombowców przenoszących bomby atomowe przez ocean Arktyczny. Niemniej samolot ten nie miał posiadał dostatecznego zasięgu i pułapu, ani wystarczającej prędkości- był to samolot poddźwiękowy. Dlatego firma Avro Canada prowadziła studia nad ulepszoną wersją CF-100 oznaczoną CF-103. W trakcie opracowywania dokumentacji na CF-100 wiadomym już było, że w ZSRR są prowadzone prace nad nową generacją bombowców odrzutowych. Dlatego siły powietrzne Kanady zaczęły studia nad następcą CF-100- naddźwiękowym myśliwcem przechwytującym na każde warunki pogodowe wyposażony w pociski rakietowe.

Zespół konstruktorów firmy A. V. Roe Canada Limited, pod kierunkiem Głównego Inżyniera Edgara Atkina i Głównego Technologa Jima Chamberlina opracował awangardowy projekt samolotu, który znacznie wyprzedził wszystkie inne konstrukcje na świecie. W samolocie przyjęto układ bezogonowy ze skrzydłami delta. Układ delta ma swoje wady jak np. większy opór na małej wysokości i prędkościach. Wówczas jednak koncepcja samolotu myśliwskiego przechwytującego była zupełnie inna. Miał latać na dużych wysokościach i z dużą prędkością i tutaj układ delta miał same zalety.

W czerwcu 1952 r. do RCAF przekazano propozycję dwóch wersji samolotu oznaczone C-104: jednosilnikowy C-104/1 i dwusilnikowy C-104/2. Proponowany silnik to nowo projektowany silnik Orenda TR.9. Wersja dwusilnikowa była większa, mogła zabierać więcej pocisków rakietowych i dawała gwarancję większej niezawodności. Obie były jednomiejscowe. Po ich przeanalizowaniu RCAF opublikował w kwietniu 1953 r. specyfikację AIR 7-3 na dwumiejscowy, dwusilnikowy, naddźwiękowy samolot myśliwski na każde warunki pogodowe o prędkości max ponad 1,5 Macha na wysokości 15 000 m. Zasięg określono na 556 km przy misjach o małej prędkości i 370 km przy misji przechwytywania z maksymalną. Jako uzbrojenie przewidywano pociski rakietowe ”Velvet Glove”, nad którymi prowadzono prace w firmie Canadair. Samolot miał posiadać dobre parametry manewrowe. Uzbrojony miał być w nowoczesne pociski rakietowe kierowane na podczerwień lub radarem. Było to duże wyzwanie techniczne na tamte czasy- takiego samolotu nie było ani w USA ani w Europie. Perspektywiczne zamówienie też było imponujące- wstępnie określono na 600 samolotów.

W maju 1953 r. biuro konstrukcyjne firmy Avro opracowało nową propozycję- C-105 opracowaną na bazie C-104/2. Konstrukcja skrzydeł wymagała wysokiego podwozia co było charakterystyczną cechą tego samolotu. W propozycji przedstawiono aż pięć rozmiarów skrzydeł o powierzchni od 93 do 130 m2- zatwierdzono wersję o 111 m2. Do napędu proponowano dostępne na rynku silniki: Rolls-Royce RB.106, Bristol B.0L.4 ”Olympus” i Curtiss-Wright J67. W lipcu 1953 r. propozycja została zaakceptowana i Avro Canada przystąpiła do prac nad projektem samolotu. Do napędu wybrano silniki RB 106, natomiast J67 wybrano jako rezerwowe. W sierpniu 1953 r. rozpoczęły się próby aerodynamiczne 17 modeli, wykonywanych w skali od 1:80 do 1:6. Oprócz dmuchań w tunelach aerodynamicznych w Kanadzie i USA, wykonano szereg prób z modelami w locie. Przy pomocy rakiet Nike było zostało dokonanych 9 startów doświadczalnych, z których wszystkie były udane. Firma otrzymała zamówienie na pięć prototypów Mk.1 oraz 35 seryjnych Mk.2 z nowo projektowanym silnikiem Orenda ”Iroquois”. Edgar Atkin został zastąpiony przez Johna Frosta, a ten ostatni z kolei przez Jima Floyda, który pracował już na tym stanowisku do końca projektu.

Przy projektowaniu wykorzystano regułę pól (zasada w konstrukcji samolotów polegająca na takim ukształtowaniu bryły płatowca, aby pola jego przekrojów poprzecznych nie zmieniały się gwałtownie wzdłuż jego długości) co doprowadziło do zmian w części nosowej, ogonowej, wlotów do silnika i zmniejszeniu przekroju kadłuba poniżej kabiny pilota. W konstrukcji samolotu zastosowano takie metale jak tytan i stopy magnezowe, co było wówczas nowością. Samolot miał nowoczesny jak na tamte czasy elektryczny system sterowania (fly-by-wire). Pilot nie odczuwał oporów na drążku dzięki wspomaganiu hydraulicznemu sterowanemu elektronicznie. W samolocie wprowadzono zaawansowany system wspomagania dla utrzymania stateczności.

W 1955 r. określono ostateczny kształt samolotu i rozpoczęto prace konstrukcyjne. Wówczas samolot otrzymał oficjalne oznaczenie- CF-105 ”Arrow”. W 1956 r. kanadyjskie siły lotnicze zażądały zmian w systemie uzbrojenia. Były to kolejne poważne zmiany, które podnosiły koszty budowy samolotu, a także przedłużały fazę konstrukcji i badań. Do tego jeszcze doszły kłopoty z silnikami. W 1954 r. zaniechano prac nad silnikiem Rolls-Royce RB.106, a w 1955 r. ten sam los spotkał silnik Curtiss-Wright J67. Wówczas no napędu prototypów Mk.1 wybrano silniki Pratt and Whitney J75 co spowodowało konieczność przeprojektowania kadłuba. Silnik J75 był nieco cięższy niż docelowy ”Iroquois” i posiadał dużo mniejszy ciąg. Silniki Orenda ”Iroquois” miały być wykorzystane w kolejnych prototypach oznaczonych jako wersja Mk.2. Kolejna wersja silnika ”Iroquois” miała umożliwić samolotowi osiągnięcie prędkości aż 2,5 Macha.

W 1955 r. rozpoczęto budowę pierwszych egzemplarzy samolotów ”Arrow”. Nie budowano prototypów, ale od razu samoloty produkcyjne i wszelkie zmiany i modyfikacje w trakcie badań i rozwoju będą wprowadzane na bieżąco do egzemplarzy i oprzyrządowania produkcyjnego. Pierwszy z nich, oznaczony RL-201 był gotowy na początku października 1957 r. W dniu 4.10.1957 r. został po raz pierwszy zaprezentowany publicznie. Na uroczystość zaproszono ponad 13 000 gości. Niespodziewanie Rosjanie w tym dniu wystrzelili pierwszego satelitę i trochę to odciągnęło uwagę mediów od tego wydarzenia. Samolot RL-201 został oblatany 25.03.1958 r. Posiadał doskonałe właściwości w locie. ”Arrow” był jedynym w tym czasie samolotem w Brytyjskiej Wspólnocie Narodów, który mógł latać z prędkością 2 Macha.

W 1956 r. rozpoczęto przygotowania do uruchomienia produkcji seryjnej wersji ”Arrow” Mk.2 kanadyjskimi silnikami Orenda ”Iroquois”. Do końca 1959 r. planowano dostawę 32 samolotów. Jednak 20.02.1959 r. rząd kanadyjski podjął decyzję o przerwaniu dalszych prac rozwojowych, uzasadniając to bardzo dużymi kosztami programu. Przy tym przewidywało, że bardziej ekonomiczną i efektywną alternatywą samolotu CF-105 będą przeciwlotnicze pociski rakietowe ”Bomarc”. Wkrotce okazalo sie, że system obrony oparty na rakietach ”Bomarc” nie zdaje egzaminu i po wydaniu ogromnych sum pieniędzy zlikwidowano go. W 1961 r. Kanada zmuszona była zakupić 64 samoloty myśliwskie McDonnell F-101 ”Voodoo”, a następnie podjąć produkcję licencyjna samolotów myśliwskich Lockheed F-104 ”Starfighter”.

Dzień 20.02.1959 r. był czarnym piątkiem kanadyjskiego przemysłu lotniczego. W tym dniu pracę straciło 14 000 osób, wkrótce dołączyło do nich następne 35 000. Zaraz po przerwaniu prac nad samolotem ”Arrow”, wielu najlepszych konstruktorów, inżynierów i mechaników z firmy Avro Canada otrzymało atrakcyjne oferty pracy od konkurencyjnych firm lotniczych w USA i Europie. Wyjechali z Kanady najlepsi z najlepszych i rozpoczęli prace dla NASA, Lockheeda, Boeinga. Wielu wyjechało do Wielkiej brytanii i wzięło udział w pracach nad pasażerskim samolotem naddźwiękowym Aérospatiale/BAC ”Concorde”.

Samolot CF-105 zaprojektowany został jako przechwytujący dalekiego zasięgu (duży zasięg był uwarunkowany rozległym terytorium Kanady) do wykonywania zadań w trudnych warunkach atmosferycznych i w nocy. Z tego względu niezbędne okazało się zastosowanie skomplikowanego i bogatego wyposażenia elektronicznego oraz instalacji paliwa o dużej objętości, co uczyniło ”Arrow” największym i najcięższym samolotem myśliwskim lat 1950-tych.

W Polsce.

W pracach projektowych nad samolotem Avro Canada CF-105 ”Arrow” brała udział grupa polskich konstruktorów, która znalazła się w czasie II wojny światowej w Kanadzie. Byli to: inż. Zygmunt Cyma, inż. Wacław Czerwiński, inż. Kazimierz Korsak, inż. Kazimierz Księski, inż. Wiesław Stępniewski, dr inż. Eryk Kosko.

Znany polski pilot doświadczalny- Janusz Żurakowski rozpoczął, w kwietniu 1952 r., pracę w kanadyjskiej firmie Avro Canada w Toronto. Początkowo oblatywał samoloty myśliwskie Avro CF-100 ”Canuck”. Później wykonywał loty na samolocie Avro CF-105 ”Arrow”. Oblotu pierwszego CF-105 o numerze RL 201 dokonał 25.03.1958 r. Prędkość naddźwiękową, Żurakowski osiągnął juz w siódmym locie prototypu RL 201. Jako pierwszy Polak przekroczył samolotem prędkość dźwięku, oraz prędkość 2000 km/h. W sierpniu 1958 r. oblatał prototyp RL 202, a we wrześniu RL 203, przy czym na tym ostatnim prędkość dźwięku przekroczył już w pierwszym locie. Łącznie na CF-105 Żurakowski wykonał 22 loty, ostatni 14.09.1958 r. Za swój wkład w rozwój lotnictwa Żura (pod takim przewiskiem był znany wśród Anglosasów) otrzymał w tymże roku McKee Trophy.

Do zespołu czterech pilotów oblatujących ”Arrowa” należał również drugi Polak- Władysław Potocki (były dowódca 315 Dywizjonu Myśliwskiego). Posiada największy nalot na samolocie "Arrow". Był pierwszym Polakiem, który przekroczył prędkość Ma 2 (wg innych źródeł osiągnął Ma 1,96).

Konstrukcja:
Dwumiejscowy górnopłat z płatem w układzie delta bez usterzenia poziomego (bezogonowy). Konstrukcja metalowa.
Płat w układzie delta. Skrzydła wielodźwigarowe. Kąt skosu krawędzi natarcia- 62 stopnie. W celu zmniejszenia goleni podwozie nadano im wznios ujemny -4 stopnie, a w celu polepszeniacharekteru opływu zaopatrzono w geometryczny uskok krawędzi natarcia. Układ sterowania zawiera oddzielne powierzchnie ruchome spełniające rolę lotek w końcowych częściach skrzydeł oraz steru wysokości.
Kadłub o konstrukcji półskorupowej. Samolot posiada spadochron hamujący oraz podkadłubowe hamulce aerodynamiczne.
Usterzenie pionowe klasyczne.
Podwozie trójpodporowe z przednim podparciem, chowane w locie.

Uzbrojenie- 1-4 niekierowane pociski rakietowe do zwalczania celów powietrznych Douglas AIR-2 ”Genie” wyposażone w głowice jądrowe lub 8 kierowanych pocisków rakietowych klasy powietrze-powietrze Hughes AIM-4 ”Falcon”. Pociski rakietowe były przenoszone w komorze uzbrojenia w kadłubie.

Wyposażenie- bogate wyposażenie elektroniczne.

Napęd- 2 silniki odrzutowe:
- ”Arrow” Mk.1- Pratt & Whitney J75-P-3 o ciągu 73,4 kN bez dopalania i 106,75 kN z dopalaniem (wg [3]- 55,6 kN bez dopalania i 104,5 kN z dopalaniem) każdy,
- ”Arrow” Mk.2 (przewidywane)- Orenda P-13 ”Iroquois” o ciągu ok. 88,29 kN bez dopalania i 133,37 kN z dopalaniem każdy.

Dane techniczne ”Arrow” Mk.1 (wg [3]):
Rozpiętość- 15,24 m, długość- 23,71 m, wysokość- 6,25 m, powierzchnia nośna- 113,8 m2.
Masa własna- 22 425 kg, masa startowa max- 31 200 kg.
Prędkość max- 2,104 km/h (2 Mach), prędkość przelotowa- 977 km/h (0,91 Macha), pułap- 16150 m, zasięg- ponad 2700 km, czas lotu- 2,5 h z prędkością 2 Ma.

Dane techniczne ”Arrow” Mk.1 (wg [5]):
Rozpiętość- 15,24 m, długość- 23,71 m, wysokość- 6,48 m, powierzchnia nośna- 144,0 m2.
Masa startowa- 26 000 kg, masa startowa max- 29 484 kg.
Prędkość max (dane projektowe)- 2,35 Macha, prędkość max (osiągnięta w czasie prób)- 1600 km/h, prędkość startu- 315 km/h, prędkość lądowania- 205 km/h, czas wznoszeni na 21 000 m (dane projektowe)- 4', pułap (dane projektowe)- 21 300 m, zasięg max- 2400 km.

Źródło:

[1] Kubala K. ”Janusz Żurakowski (1914-2004)”. Lotnictwo nr 3/2004.
[2] ”JANUSZ ZURAKOWSKI - Pilot Doswiadczalny, Avro Arrow Canada Picture”
[3] Bujnowski J. ”50 rocznica Avro CF-105 Arrow”. The New Link. Biuletyn Stowarzyszenia Inżynierów Polskich w Kanadzie nr 4/2007.
[4] Basiukiewicz S. ”Wkład Polaków w projekt Avro Arrow”. The New Link. Biuletyn Stowarzyszenia Inżynierów Polskich w Kanadzie nr 4/2007.
[5] Cichosz E. ”Rozwój samolotów naddźwiękowych”. Wydawnictwa Komunikacji i Łączności. Warszawa 1980.
[6] Matusiak W. "Władysław Potocki 1919-1996". Skrzydlata Polska nr 2/1997.
[7]
Lewandowski R."Zmienne dzieje programu Arrow". Aero Technika Lotnicza nr 8/1992.
blog comments powered by Disqus