1996'11.pdf

Wielki humanista, pisarz i pilot Antoine de

Saint Exupery napisał kiedyś, że samolot nie jest

sam w sobie celem ludzkiego działania, lecz środ-

kiem. To prawda, każdy statek latający jest tylko

środkiem, mniej lub bardziej wyspecjalizowanym

narzędziem, przydatnym do konkretnych zadań.

Przykładem takiego latającego narzędzia jest

amerykański śmigłowiec dźwigowy Kaman Model

1200 K-MAX.

Jego konstrukcja jest maksymalnie podporząd-

kowana jednej tylko roli. Reklamowany jako latają-

ca ciężarówka (choć bardziej pasowałoby do niego

określenie latający ciągnik) wyróżnia się w świecie

śmigłowców cywilnych tak, jak wyspecjalizowany

śmigłowiec szturmowy wśród wiropłatów wojsko-

wych. Podobieństwo do śmigłowca bojowego prze-

jawia się jeszcze w jednym - K-MAX narodził się w

ścisłej, prawdziwie wojskowej tajemnicy. Powsta-

niu nowej konstrukcji nie towarzyszyły szumne za-

powiedzi w mediach ani ceremonia roll-out (pierw-

sze wytoczenie z hangaru na pole wzlotów).

Czy powodem była tylko wrodzona ostrożność

szefostwa firmy, zbyt przejętego prawem Mur-

phy'ego?

Z pewnością nie. Nowa konstrukcja powstała

na zamówienie wojska. Od połowy lat pięćdzie-

siątych Kaman jest firmą o największym doświad-

czeniu w budowie śmigłowców bezpilotowych. Na

potrzeby Sił Powietrznych, Wojsk Lądowych oraz

Marynarki Wojennej powstawały wyspecjalizowa-

ne, zdalnie sterowane wersje, zarówno własnych

konstrukcji, jak i śmigłowców produkowanych w

innych wytwórniach. Na początku obecnej deka-

dy rozpoczęto prace nad tajnym programem

MMIRA (Multi Mission Intermeshing Rotors Aircraft

- Wielozadaniowy Statek Powietrzny z Krzyżujący-

mi się Wirnikami) - dużych bezpilotowych wiropła-

tów o właściwościach stealth. Jako pierwszy opra-

cowano prosty śmigłowiec pilotowany, z założenia

pełniący funkcję demonstratora technologii oraz

pojazdu doświadczalnego. Jego wygląd niewiele

odbiegał od wiropłata na załączonych zdjęciach.

Jedynie przód kadłuba i oszklenie kabiny składa-

ły się z płaskich elementów, tworzących bryłę o

właściwościach rozpraszających wiązkę radiolo-

kacyjną. Wkrótce dostrzeżono, że dziwna kon-

strukcja po niewielkich modyfikacjach może zna-

leźć zastosowanie na rynku cywilnym. Tak to, jako

swoisty produkt uboczny programu wojskowego,

narodził się latający dźwig.

Wszelkie podobieństwa latającej ciężarówki

do śmigłowca bojowego kończą się w tym miej-

scu. Można nawet stwierdzić, że poza tym są one

absolutnymi przeciwieństwami. Wyrafinowana,

opisywana samymi przymiotnikami z przedrost-

kiem naj... maszyna bojowa, jakże różni się od

pełnej prostoty konstrukcji Kamana, w większej

części korzystającej ze znanych i sprawdzonych

pomysłów. Nie znaczy to, że K-MAX nie jest śmi-

głowcem nowoczesnym. Nowoczesność? Tak, ale

bez ekstrawagancji - wystarczy nietypowy układ

wirników. Przed K-MAXem powstało już wiele śmi-

głowców dźwigowych. Czego w nich nie wymyśla-

no! A to dodatkowi piloci siedzący tyłem do kie-

runku lotu, a to kamery telewizyjne do obserwacji

ładunku, a to podwozia o zmiennym skoku amor-

tyzatorów, nie mówiąc już o monstrualnych roz-

miarach tych latających dźwigów.

Nowe dzieło konstruktorów z Bloomsfield nie

przytłacza swoją wielkością. Wymiarami i masą

ustępuje nawet Sokołowi. Jest jednomiejscowy, pi-

lot siedzi w nim, jak rozum nakazał-twarzą do przo-

du, a ładunek obserwuje za pomocą dwóch dużych,

lekko wypukłych luster. Tylko ten niekonwencjonal-

ny układ wirników - absolutna nowość. Czy aby na

pewno? Przecież gdzieś już to widzieliśmy. Oczywi-

ście - układ dwóch wirników o wzajemnie przeci-

nających się płaszczyznach obrotu pojawił się już

w latach trzydziestych, w niemieckich konstruk-

cjach Flettnera. Na gruncie amerykańskim pionie-

rem układu krzyżowego była firma Kellet, ale do-

piero Kaman rozpoczął seryjną produkcję takich

śmigłowców. Przez kolejne dwie dekady krzyżowe

ustawienie wirników było niemal fabrycznym zna-

kiem Kamana, jednak odeszło w zapomnienie wraz

z ostatnimi egzemplarzami modelu HH-43D Husky.

Potem był już tylko muzealnym kuriozum i mało kto

mógł się pochwalić, że widział w locie prawdziwy

mikser do jajek (egg-beater), jak potocznie nazy-

wano konstrukcje Kamana.

Odrodzony w nowym modelu śmigłowca układ

krzyżowy ma liczące się zalety. Przede wszystkim

cała moc silnika jest wykorzystywana do napędu wir-

ników, bez odbierania jej części (sięgającej w nie-

których fazach lotu do 20%) na śmigło ogonowe.

Śmigłowiec może być bardziej zwarty, z korzyst-

niejszym położeniem środka ciężkości. Chociaż

może się to wydać nieprawdopodobne, oba wirni-

ki mają niski poziom hałasu oraz względnie słabą

siłę podmuchu strumienia powietrza, co ma szcze-

gólne znaczenie podczas prac dźwigowych. Oczy-

wiście, są też i wady. Z jednej strony pilot nie musi

obawiać się uderzenia kogoś śmigłem ogonowym,

z drugiej - musi pamiętać o dwóch symetrycznych

strefach zagrożenia po bokach śmigłowca. Odchy-

lenie płaszczyzn obrotu wirników powoduje, że do

śmigłowca stojącego na ziemi z uruchomionym

silnikiem można się bezpiecznie zbliżyć tylko od

przodu. Duży opór czołowy układu ogranicza też

prędkość maksymalną, która jednak nie jest de-

cydującym czynnikiem w tej kategorii śmigłowców.

Nietypowy układ wirników jest wyposażony w

nietypowy układ sterowania. Kolejnym starym,

lecz sprawdzonym patentem Kamana jest zmia-

na skoku łopat wirnika drogą aerodynamiczną, a

nie mechaniczną. Każda łopata wyposażona jest

w dużą klapkę aerodynamiczną, sterowaną we-

wnętrznym układem cięgien. Zmiany jej wychyle-

nia powodują zmiany skoku łopat. Powstające przy

tym siły na sterownicach są na tyle małe, że nie

ma potrzeby wyposażenia układu sterowania we

wzmacniacze hydrauliczne. Zarówno łopaty jak

klapki sterujące wykonane są z kompozytów.

Jednostką napędową jest znany i sprawdzony

silnik turbinowy Textron Lycoming T53-17A-1 o

mocy obniżonej do 1119 kW. Jego wlot powietrza

jest standardowo wyposażony w układ oddziela-

nia zanieczyszczeń. W konstrukcji przekładni wy-

korzystano dwa patenty firmy Kamatics, stanowią-

cej jeden z oddziałów Kaman Corporation. Są to

nie wymagające obsługi sprzęgła typu KAflex oraz

nierdzewne łożyska bezsmarowe KAron.

Kadłub śmigłowca, obudowany na wytrzyma-

łościowej ramie z lekkich stopów, ma przekrój

zbliżony do odwróconego trójkąta. Konstruktorzy

zwrócili szczególną uwagę na bezpieczeństwo pi-

lota. W razie wypadku rama chroni kabinę przed

zniekształceniami oraz zgnieceniem przez zespół

napędowy. Zbiornik paliwa wyłożony jest masą

samouszczelniającą. Podwozie zaprojektowano

jako pochłaniacz energii uderzenia. Podobne ce-

chy ma wyposażenie kabiny, w tym fotel wytrzy-

mujący przeciążenia poziome do 16 g i pionowe

do 20 g. Znakomitą widoczność, zwłaszcza ku

dołowi, zapewnia charakterystyczny kształt prze-

kroju kadłuba oraz wypukłe okna boczne. Okna

te (a właściwie należałoby powiedzieć - drzwi)

można zdejmować i użytkować śmigłowiec w kon-

figuracji półotwartej. Charakterystycznym rozwią-

zaniem jest zdublowanie części przyrządów na

dodatkowym, niewielkim pulpicie na zewnątrz le-

wej burty kabiny. Pozwala to pilotowi na równo-

czesną obserwację podwieszonego ładunku oraz

kontrolę istotnych parametrów pracy śmigłowca.

Właśnie te parametry pracy zespołu napędowe-

go (w tym tzw. cykle robocze) oraz obciążenia kon-

są na końcach pojedynczego dźwigara rurowego,

a każde koło jest wyposażone zarówno w indywi-

dualne hamulce do kołowania, jak i w hamulec

postojowy. Przednie koło ma goleń samonastawną

z możliwością blokowania. Wszystkie koła są wy-

posażane na stałe w krótkie narty (tzw. niedźwie-

dzie stopy), zapobiegające grzęźnięciu podwozia

w miękkim podłożu przygodnych lądowisk.

Pojedynczy hak ładunkowy, umieszczony pod

kadłubem, jest mocowany do okuć wewnętrznej

ramy. Szczęki haka są sterowane elektrycznie.

Pod tylną częścią kadłuba można montować re-

flektor oświetlający ładunek i teren pod śmigłow-

cem. Ciekawym elementem wyposażenia jest

ostrzegawcza syrena alarmowa, której przydat-

ność staje się oczywista, gdy stosunkowo cichy

śmigłowiec, obciążony dwutonowym ładunkiem,

pojawia się nad hałaśliwym placem budowy lub

terenem wyrębu lasu.

Charakterystyczną cechą niektórych katego-

rii prac dźwigowych (np. opisanego dalej loggin-

gu) jest konieczność stosowania długiej, nawet 45-

metrowej liny. Jeśli na tej linie podwieszony jest

jeszcze potężny element budowlany lub kilkuna-

stometrowy pień drzewa, to tworzy się ogromne

wahadło, które każdy nieopatrzny manewr śmi-

głowca może wprowadzić w niekontrolowany ruch.

Konstruktorzy planują modyfikację systemu dźwi-

gowego tak, aby zmniejszyć opisane niebezpie-

czeństwo. Hak będzie umieszczony na swego ro-

dzaju wózku, mogącym przesuwać się po prowa-

dnicach na boki, nie przenosząc obciążeń na kon-

strukcję kadłuba. Modyfikacji będą poddane tak-

że już sprzedane egzemplarze śmigłowca.

Prototyp K-MAXa oblatano 23 grudnia 1991.

Program prób przebiegał bez większych proble-

mów. Jedyne zmiany jakie wprowadzono, to nie-

wielkie powiększenie powierzchni stateczników

pionowych, wzmocnienie głowic wirników i zwięk-

szenie średnicy samych wirników przez przedłu-

żenie łopat o 13,8 cm. Jak już wspomniano, zmia-

nom uległ też obrys przedniej części kadłuba, tra-

cąc wyraźnie widoczne cechy konstrukcji stealth.

Pozwoliło to nie tylko zamaskować wojskowe ko-

rzenie projektu, ale także poprawiło aerodynami-

kę śmigłowca i jego wygląd ogólny - niebagatelny

czynnik w przypadku użytkowników cywilnych.

Charakterystyczna sylwetka nowego wiropłata

pojawiająca się w okolicach Bloomsfield szybko

wzbudziła zainteresowanie mediów, co skłoniło

dyrekcję firmy do ujawnienia programu w marcu

1992. Łącznie zbudowano trzy prototypy, w tym

jeden do prób statycznych oraz dwa egzemplarze

K-MAX, gło-

wica wirnika

K-MAK klap-

ka sterująca

na łopacie

wirnika noś-

nego

K-MAX w widoku z przodu ukazuje charaktery-

styczny przekrój poprzeczny kadłuba

strukcji są rejestrowane elektronicznie i mogą być

następnie udostępnione na wydrukach. Dane te

wykorzystuje się podczas przeglądów okresowych

śmigłowca oraz do rozliczania kosztów jego pracy.

Rękojeści drążka sterowego i dźwigni skoku ogól-

nego są wyposażane w przełączniki, uruchamiają-

ce wszystkie istotne systemy i instalacje śmigłow-

ca, tak że K-MAXa można nazwać pierwszym cywil-

nym śmigłowcem z kabiną w konfiguracji HOTAS.

Za kabiną znajduje się przestrzeń ładunkowa

(o objętości 0,74 m 3 - trochę za duża, aby określić

ją mianem bagażnika). Może pomieścić niezbęd-

ne wyposażenie techniczne i narzędzia lub dodat-

kowy zbiornik paliwa. Ładownia dostępna jest

przez dwoje bocznych drzwi, a wyposażona jest w

okucia do mocowania ładunków. Jej wewnętrzne

ściany mogą być otwierane, dając łatwy dostęp

do wewnętrznych instalacji śmigłowca (np. ciągów

sterowych). Wnętrza malowane są jasnymi kolo-

rami i wyposażone we własne oświetlenie, co

umożliwia pracę także w nocy.

Główny zbiornik paliwa o pojemności 870 l jest

umieszczony w środku ciężkości śmigłowca. Insta-

lacja paliwowa jest dostosowana do szybkiego, tzw.

gorącego tankowania przy pracującym silniku.

Kadłub przechodzi następnie w belkę ogo-

nową, zakończoną prostokątnym statecznikiem

pionowym. Statecznik jest wyposażony w dużą

klapkę wyważająca. W połowie długości belki ogo-

nowej umieszczone jest usterzenie poziome o

zmiennym kącie nastawienia, zakończone piono-

wymi płytami stabilizującymi.

Śmigłowiec spoczywa na trójpodporowym

podwoziu kołowym. Główne golenie umieszczone

przedprodukcyjne. Pełny program prób zakończo-

no po 32 miesiącach, podczas których cztery

śmigłowce wylatały łącznie 800 godzin bez naj-

mniejszego wypadku. Próby statyczne i zmęcze-

niowe przeprowadzono w rozmiarze odpowiada-

jącym dwudziestoletniej eksploatacji w pracach

dźwigowych, przy założeniu 1000 godzin pracy w

powietrzu rocznie i 30 wylotów na godzinę.

Ogólna klasyfikacja K-MAXa jako latającego

dźwigu nie mówi wszystkiego o jego przeznacze-

niu. Typowe zadania budowlane - ustawianie ele-

mentów konstrukcyjnych w trudno dostępnych

miejscach - to tylko jedno z możliwych zastoso-

wań nowego śmigłowca. Inny rodzaj zadań nie ma

nawet swojej polskiej nazwy, gdy na świecie sta-

nowi całkowicie odrębną sferę eksploatacji wiro-

płatów. Jest to wspomniany jużlogging(od angiel-

skiego log-kłoda, pień) czyli powietrzny transport

wyrąbanego w lesie drewna. Na pierwszy rzut oka

takie zastosowanie śmigłowca może wydać się

niepotrzebną ekstrawagancją. W rzeczywistości

jest to rozsądne i ekonomiczne rozwiązanie pod-

stawowego problemu drwali - wywozu z lasu po-

zyskanego drewna. Użycie tam ciężkich ciągników

lub samochodów ciężarowych nie wchodzi w grę

ze względu na brak dróg. Budowa nawet najbar-

dziej prymitywnego traktu jest zbyt kosztowna i

DANE TECHNICZNE K-MAXA

Wymiary:

długość z obracającymi się wirnikami -15,8 m

średnica wirnika -14,7 m

rozstaw podwozia głównego - 3,6 m

Masy:

własna - 2180 kg

maksymalna startowa bez ład. podw. - 2720 kg

maksymalna startowa z ład. podw. - 5215 kg

użyteczna (udźwig haka) - 2720 kg

Prędkości:

maksymalna (bez ład. podw.) -185 km/h

maksymalna (z ład. podw.) -148 km/h

operacyjna -130 km/h

wznoszenia - 914 m/min (15,2 m/s)

długotrwała, nie mówiąc o niepotrzebnym niszcze-

niu znacznych fragmentów lasu. Transport powie-

trzny jest szybki, elastyczny i w ostatecznym rozli-

czeniu -tańszy. Pozwala też na prowadzenie prac

w miejscach niedostępnych drogą lądową (zbo-

cza gór, bagna, wyspy na jeziorach) oraz na prefe-

rowany przez organizacje ekologiczne wyrąb se-

lektywny - części drzew (chorych, zaatakowanych

przez szkodniki lub po prostu niezbędnych do

konkretnych celów) bez naruszania całości drze-

wostanu. Charakterystyczną cechą loggingu są

bardzo intensywne, krótkie loty z dużym ładun-

kiem na małą odległość.

Ale puszczanie śmigłowców w las może mieć

także inne, równie pożyteczne cele. Chociażby

gaszenie pożarów. Wówczas K-MAX z podwieszo-

nym 600-litrowym zbiornikiem typu bambi buckett

staje się znakomitym wodnym bombowcem. Je-

żeli drzewa zostaną zaatakowane przez szkodni-

ki, pod śmigłowcem podwiesza się zbiornik na

chemikalia wraz z aparaturą dozującą - i latający

ciągnik wkracza do akcji w nowym wcieleniu.

Powietrzne dźwigi przydadzą się także na mo-

rzu. Duże zespoły okrętów podczas długich rejsów

wymagają regularnego zaopatrywania nie tylko w

paliwo, ale także w części zamienne, świeżą żyw-

ność i dziesiątki innych kategorii materiałów. Naj-

większym problemem staje się wówczas bezpośre-

dnie przekazanie dostaw ze statku transportowe-

go na konkretny okręt. Oczywiście istnieją stare i

sprawdzone sposoby- użycie łodzi motorowych lub

zainstalowanie kolejki linowej. Obie metody zabie-

rają jednak dużo czasu i wymagają zmniejszenia

prędkości zespołu, a większa fala praktycznie unie-

możliwia ich wykorzystanie.

Od lat pięćdziesiątych w coraz większym stop-

niu do przenoszenia ładunków używa się śmigłow-

ców. Ta kategoria zadań zyskała już nawet gwarowe

określenie VERTREP (od VERtical REPIenishment-

pionowe zaopatrywanie). Równolegle od kilku lat w

siłach zbrojnych państw zachodnich lansowana jest

koncepcja coraz szerszego zlecania zadań pomoc-

niczych i drugoliniowych kontraktowych firmom cy-

wilnym, co owocuje znaczną obniżką kosztów. W

1995 US Navy ogłosiła otwarty przetarg na dostar-

czanie drogą powietrzną zaopatrzenia dla okrętów

na pełnym morzu. Przewiduje się czarterowanie cy-

wilnych śmigłowców, które będą operowały z pokła-

dów okrętów transportowych należących do Milita-

ry Sealift Command. Pierwszy etap przetargu - dwu-

miesięczny kontrakt próbny-wygrał właśnie Kaman.

Dwa K-MAXy przeszły dwumiesięczny okres eksplo-

atacji doświadczalnej. Przewiduje się, że w tej roli

nowe śmigłowce będą znacznie bardziej ekonomicz-

ne od tradycyjnie używanych w tej roli Sea Knightów

i Sea Kingów.

Założeniem producenta jest oddanie w ręce

użytkowników nowego śmigłowca jako zwykłego

narzędzia do codziennej pracy. K-MAXy mają par-

kować obok ciągników, buldożerów i osiemnasto-

kołowych ciężarówek. Ich piloci nie mają grać roli

dumnych asów przestworzy, lecz będą dzielić twar-

dy, koczowniczy los brygad pracowników leśnych

czy budowlanych. Stąd zakłada się dużą autono-

miczność działań. Śmigłowiec wymaga minimum

obsługi przy użyciu możliwie najprostszego wypo-

sażenia i nielicznego personelu.

Część prac technicznych będą wykonywać sami

piloci. Kaman zapewnia nabywcom przeszkolenie

personelu latającego i technicznego (to ostatnie -

we współpracy z Textron Lycoming- producentem

silników). Firma utrzymuje też stały kontakt z użyt-

kownikami, co pozwala na obustronną wymianę

doświadczeń z eksploatacji nowej konstrukcji.

Cywilny certyfikat na rynek amerykański został

wydany prze FAA w sierpniu 1994. Trzy pierwsze eg-

zemplarze zamówiła - na zasadzie leasingu - znana

północnoamerykańska śmigłowcowa firma dźwigowa

Erickson Air Crane. Pierwszy z nich został dostarczo-

ny zaledwie w miesiąc później. Wprawdzie po pół roku

firma ta wycofała się z kontraktu i zwróciła oba już

dostarczone śmigłowce, jednak uczyniła to wyłącznie

ze względu na zmianę strategii działania i przejście

na eksploatację znacznie cięższych śmigłowców Si-

korsky S-64. Nie tylko nie zgłoszono żadnych zastrze-

żeń do K-MAXów, które wylatały w firmie ponad 225

godzin, lecz wręcz przeciwnie - podkreślono ich pełną

przydatność do prac dźwigowych. Tymczasem następ-

ne K-MAXy dotarły do kolejnych użytkowników: Loui-

siana-Pacific Corp., Scott Paper Co., Weyerhaeuser

(wszystkie USA) i Midwest Helicopters of Canada.

Pierwszym europejskim użytkownikiem stała się

szwajcarska firma Helog - doświadczona w pracach

dźwigowych i leśnych. Wybór dokonany przez Helog-

mówi wiele o zaletach nowego śmigłowca, jeśli we-

źmie się pod uwagę bardzo surowe szwajcarskie nor-

my eksploatacyjne, szczególnie w zakresie hałasu.

Śmigłowiec otrzymał efektowne malowanie, wybra-

ne w konkursie ogłoszonym dla dzieci pracowników

firmy. Dziewięcioletnia autorka miała podobno stwier-

dzić - trzeba go oblać trzema kubełkami farby (w her-

bowych barwach Heloga), gdy będą się kręciły śmi-

gła. Oczywiście jej pomysł zrealizowano w nieco bar-

dziej konwencjonalny sposób, ale rezultat i tak jest

szokujący.

Do połowy września 1995 pięć pierwszych

użytkowych egzemplarzy K-MAXów wylatało w

sumie 4131 godzin, co daje ponad 100 godzin

na jeden śmigłowiec miesięcznie. Przetranspor-

towanie do 70 t drewna w ciągu godziny nie jest

niczym szczególnym. Śmigłowce pracują w różno-

rodnych warunkach klimatycznych i terenowych

bez poważniejszych problemów technicznych, nie

mówiąc już o awariach. Przedstawiciele Heloga

stwierdzili, że w wysokich partiach Alp robocze

osiągi K-MAXa przewyższają analogiczne parame-

try nawet dwusilnikowej Super Pumy! Przykłado-

wo, śmigłowiec bez problemu unosi ładunek 2270

kg do wysokości 2500 m, wykorzystując wyłącz-

nie normalny, operacyjny zakres mocy silnika.

Tymczasem realizowane są kolejne zamówie-

nia. Francuskie przedsiębiorstwo Heli-Union przy-

gotowuje się do eksploatacji K-MAXa przy budowie

platform wiertniczych u wybrzeży Boliwii. Wkrótce

japońska firma KBK otworzy dla nowego śmigłow-

ca bardzo obiecujący rynek azjatycki. Wspomnia-

ny już kontrakt z US Navy rodzi nadzieję na zainte-

resowanie tą konstrukcją użytkowników wojsko-

wych, co symbolicznie zamknie koło historii dziw-

nego latającego ciągnika. A dalsze rozdziały tej hi-

storii rozegrają się już na naszych oczach.

Tekst i zdjęcia: MIŁOSZ RUSIECKI

K-MAX, podwozie główne

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: