1.4. RAZVOJ REAKTIVIH LETAL

Letala s propelerji in batnimi oziroma eksplozijskimi motorji, kakršna poznamo od leta 1903, ko sta brata Wright prvič tvegala skok v novo dimenzijo, so v drugi svetovni vojni dosegla najvišjo stopnjo razvoja. V letih po prvi vojni je razvoj letal za civilne in vojne namene dosegel nesluten obseg. Tudi aerodinamika in tehnologija letal ter motorjev kot najvažnejši vedi za razvoj letalstva, sta dobili znanstveno podlago in končno izpodrinili meter in “mero na oči” kot najpomembnejša pripomočka graditeljev letal pred in med prvo svetovno vojno. Konstruktorji motornih letal so težili za čim večjo hitrostjo, kar je bila najpomembnejša postavka zlasti pri bojnih letalih. Na osnovi aerodinamičnih zakonitosti moderne fizike in takratnih tehnoloških spoznanjih pa je postalo povsem jasno, da letala s propelerji in batnimi motorji nikoli ne bodo mogla prekoračiti hitrosti 800 km/h. Danes si lahko vsak tehnik izračuna, da bi bila za preseganje te hitrosti s propelerjem potrebna neznanska moč motorjev. Pri tem nastalo razmerje med porabo goriva, hitrostjo, nosilnostjo in drugim pa ne bi nikoli opravičilo gradnje letal v tej smeri. Zaradi tega so se mnogi znanstveniki po svetu takrat pričeli ukvarjati z razvijanjem novega načina pogona letal, ki bi na hitrostnem področju odprl nove neomejene možnosti, vendar brez pravih rezultatov. Prvi, ki je sploh prišel na idejo, da bi v fiziki že dolgo poznan princip potisne reakcije izkoristil za pogon letal, je bil romunski inženir Henri Coanda. Ta je okoli motorja na svojem letalu pritrdil poseben okrov, v nastali prazen prostor med motorjem in okrovom pa je propeler pihal zrak. Z brizganjem goriva v dovedeni zrak in z vžiganjem mešanice je sicer povzročil eksplozivno izgorevanje zmesi in močan tok zgorelih (izpušnih) plinov nazaj, vendar pa je bil potisk premajhen za let letala. Henri Coanda se je kmalu zatem posvetil drugim področjem tehnike, njegov poizkus pa je po letu 1910 zapustil v letalstvu trajne sledove pod imenom COANDA JET EFEKT.

Več let je še minilo, preden so se pojavila imena Frank Whittle, Ernst Heinkel, Wernher von Braun, Hans von O'Hain, Hugo Junkers in druga, ki so pomenila mejnike v razvoju in gradnji reakcijskih motorjev. Danes si sploh ne moremo predstavljati, s kakšnimi težavami so se morali boriti posamezni konstruktorji, preden so na primer našli primerne materiale za lopatice turbin, stene izgorevalnih komor in iztočnih cevi, in preden so našli ustrezno rešitev za ležaje gredi, ki se vrtijo z deset tisoči obrati v minuti. Poleg problemov tehnične narave pa so se soočali tudi s takratno ideologijo, ki je smatrala novo vrsto letalskega pogona zgolj za igračkanje in v njej ni videla nobenih razvojnih možnosti.

Zamisel o novi vrsti letalskega pogona, o reaktivnih motorjih, se je v večjih razsežnostih pojavila v tridesetih letih tega stoletja na različnih koncih sveta. Leta 1930 je Frank Whittle (rojen leta 1907), oficir mehanik britanskega letalstva R.A.F., poslal letalskemu ministrstvu britanske vlade (Air Ministry) revolucionaren predlog. Trdil je, da je eksplozijski oziroma batni motor z notranjim izgorevanjem dosegel najvišjo stopnjo svojega razvoja. Če bi hoteli zagotoviti letalu z eksplozijskim motorjem moč, kot bodo to terjale bodoče potrebe, bi mu morali dati ogromno maso, ki pa bi le čezmerno manjšala gibljivost ter okretnost letala. Poleg tega je batni motor pravi potratnež: bati, spojnice in ventili, vse to zahteva veliko izgubo energije. Whittle je zatrjeval, da je tudi letalski vijak oziroma propeler nepopravljivo krhek. Tako je postopoma dokazoval pomanjkljivosti eksplozijskih motorjev, hkrati pa začel nakazovati novo rešitev: izdelati stroj, ki bi ga poganjale reakcije pospešenega izgorevanja plinov v ustrezni celici. Še isto leto (januarja 1930) je prijavil svoj prvi načrt za tako imenovani reaktivni motor. Vendar pa so oblasti v Britaniji oziroma Ministrstvo za letalstvo pokazali premalo zanimanja za nov motor (imenovan JET PROPULSION) in niso bili pripravljeni podpreti Whittlovega projekta. Medtem pa je Whittle kljub vsesplošnemu nezanimanju nadaljeval z izpopolnjevanjem novega motorja, hkrati pa romal od ene tovarne do druge in iskal potencialnega sponzorja za svoj projekt. A brez uspeha: vsi so se bali visokih razvojnih stroškov in nerešenih tehnoloških vprašanj. Leta 1935 je bil Whittle tako na koncu, da ni imel dovolj denarja, da bi obnovil oziroma podaljšal patent.

Reaktivni motor so zasnovali tudi francoski inženir Maxime Guillaume v dvajsetih letih tega stoletja ter nemška študenta fizike na univerzi v Tübingenu Hans von O’Hain in Max Hahn. Guillaume v Franciji s svojim izumom ni mogel prav nič doseči, ker ni bilo interesa preusmeriti proizvodnjo letalskih motorjev na reaktivne, kakor tudi ne v Angliji. Več sreče sta imela mlada Nemca, saj je nemško Ministrstvo za letalstvo (Reichs Luftfahrt Ministerium) takoj ustanovilo oddelek za razvoj novih vrst letalskega pogona. Oba fizika sta leta 1936 svoje ideje o reakcijskem principu pogona letal posredovala takrat najbolj zagretemu nemškemu tovarnarju, lastniku letalske tovarne HEINKEL FLUGZEUGBAU, prof. Ernstu Heinklu, ki jima je obljubil pomoč, prav tako kot pred letom dni nadebudnemu fiziku Wernherju von Braunu.

Von Braun je razvijal raketni motor in ko je poleti 1937 letalo z novim motorjem tudi uspešno poletelo, je Heinkel odločil, da za ta namen zgradijo tudi popolnoma novo letalo, He 176. V prototip He 176 so tehniki tovarne Heinkel vgradili raketni motor HWK RI-203, ki ga je konstruiral ing. Helmuth Walter iz Kiela in ki je razvijal približno 790 kg potiska. Letalo je bilo dolgo 5.2 metra, čez krila je merilo 5 metrov, prvi preizkusi pa so potekali na znamenitem poligonu nemške vojske v Peenemündeju ob baltiški obali. S klasično kovinsko konstrukcijo in pilotom vred je polna teža He 176 znašala 1620 kg. Pilot je sedel spredaj v tesni, močno zastekljeni kabini, v kateri so bile samo komande in najnujnejši instrumenti, letalo (srednjekrilec) pa je imelo tudi uvlačljivo glavno podvozje. Dne 20. junija 1939 je He 176 prvič poletel, s tem pa je napočila nova doba v razvoju letalstva, saj je bil He 176 prvo letalo na svetu, ki je poletelo z raketnim motorjem. Kljub še večim uspešnim poletom, na katerih je He 176 za nekaj več kot minuto dosegal nad 800 km/h in ki so si jih ogledali tudi najvišji predstavniki vlade in nemškega vojnega letalstva, pa pri Heinklu naročila iz RLM (Ministrstva za letalstvo) niso dočakali. Hitler, ki si je julija 1939 skupaj z Göringom v centralnem preizkusnem centru Luftwaffe v Rechlinu ogledal takšen polet in ki je bil sicer dovzeten za vsako traparijo, ki so mu jo podtaknili njegovi svetovalci in drugi priliznjenci, je ostal povsem hladen ob ponovnem uspešnem in zgodovinskem poletu, general polkovnik Ernst Udet, tedanji načelnik tehnične uprave Luftwaffe, pa je brez razprave o realnih možnostih tega novega pogona prepovedal vsako nadaljnje razvojno delo.

Hkrati z delom von Brauna na raketnem motorju pa je fizik Hans von O'Hain pod pokroviteljstvom prof. Heinkla razvijal svoj prvi reaktivni motor. Ker pa vrhovi Luftwaffe tudi za to idejo niso imeli razumevanja, je prvi nemški reaktivni motor nastajal na privatni osnovi in z denarjem, ki ga je v ta projekt vlagala tovarna Heinkel Flugzeugbau. Poleti 1939 so praktični preizkusi že toliko dozoreli, da je napočil čas za prvi polet in He 178, kot se je imenovalo letalo, je še pred pričetkom vojne v Evropi prvič vzletel. Motor Heinkel Hirth HeS 3B, ki je imel v bistvu isto konstrukcijo kot Whittlov reaktivni motor (s sprednjim radialnim kompresorjem), je pri 13000 obratih v minuti dajal okrog 500 kg potiska, kar je letalu omogočalo hitrosti do 700 km/h. Zaradi majhnosti (razpon kril 7.2, dolžina 7.48 metra in teža 1990 kg) pa He 178 za potrebe nemškega vojnega letalstva ni bil primeren, poleg tega pa je bila vsa Nemčija v tistem času jeseni 1939 močno zaposlena s pripravami na vojno, ki jo je hotela izbojevati le s svojim klasičnim batnim lovcem, Messerschmittom Bf 109. Vse drugo, tudi razvoj novega pogona letal, so imeli le za Heinklove igrače, ki nimajo nobene prihodnosti in tako je letalo He 178 romalo v muzej, razvoj reakcijskih motorjev v Nemčiji pa je ostal za nekaj čas na mrtvi točki.

Šele ko se je vojna sreča po letih 1942 in 1943 začela obračati na zavezniško stran, so se Nemci spomnili na te izkušnje in se zagrizeno vrgli na razvoj novih letal. Pri tem se je treba zahvaliti posameznim strokovnjakom iz letalske industrije in nekaterim nemškim poslovnim ljudem, da je razvoj reaktivnih motorjev kljub uradni nezainteresiranosti tekel naprej. Posebno so omembe vredni uspehi, ki jih je skupina navdušencev, zbranih okrog prof. Wagnerja iz letalskega inštituta v Berlinu, dosegla pri razvoju novega motorja v okviru tovarne JUNKERS. Za razliko od dr. von O’Haina, ki je v svojem motorju uporabil radialni kompresor, se je Wagner odločil za aksialno izvedbo, ki je pozneje postala kažipot za skoraj vse konstruktorje reaktivnih motorjev do današnjih dni. Že leta 1939 je tovarna Junkers razvila prvi kompleten motor, ki je dobil oznako JUMO 004, s potiskom okoli 900 kg, serijska proizvodnja pa je stekla konec leta 1941. Tudi znamenita nemška tovarna batnih motorjev Bayerische Motoren Werke, BMW v Münchnu je v letih 1939-40 začela z razvojem reaktivnih motorjev. Med prvimi je bil zrel za proizvodnjo agregat BMW 003, ki je razvijal potisno moč približno 800 kg, njegova gradnja v serijah pa je stekla leta 1943 (z enim od izboljšanih verzij takega motorja so v letih 1944/45 opremljali lovce He 162 volksjäger).

Nemški letalski konstruktor in tovarnar ing. Willy Messerschmitt je takoj, ko je spoznal velik pomen novega načina pogona letal, na svojo roko in brez naročila Luftwaffe začel konstruirati ustrezna letala. Tako je nastal reaktivni lovec Me 262, ki je bil opremljen z dvema turbinama JUMO 004 pod krili in ki je prvič poletel julija 1942. Hkrati pa so tudi pri Heinklu nadaljevali z razvojem, njihov nov reaktivni lovec He 280 pa je poletel že leta 1941. Opremljen z dvema turbinama s po 585 kg potiska je letel z več kot 800 km/h in je bil primeren za serijsko proizvodnjo, ki bi jo tudi doživel, če ne bi imel njegov konkurenčni lovec Me 262 večji doseg. Kljub vsem pozitivnim rezultatom, ki jih je pokazal reaktivni motor na novem lovcu, pa je trajalo še več kot dve leti, da je Me 262 končno lahko posegel v dogajanje na evropskem zračnem bojišču. Prvi razlog zato je bil v tem, da je nemška vojaška birokracija skoraj do zadnjega zavirala razvoj novih letal in novega pogonskega sredstva, to je reaktivnega motorja, v prepričanju, da bodo vojno izvojevali tudi brez takšnih in podobnih igračk. K drugemu razlogu pa je pripomogel sam Hitler, ki je hotel Me 262 uporabiti kot bombniškega lovca za kaznovanje Anglije, za kar pa to letalo niti približno ni bilo primerno, še manj pa uspešno. Zaradi prerekanj glede njegovega namena so Nemci izgubili šest dragocenih mesecev, ki bi jih lahko temeljito izkoristili za urjenje in privajanje pilotov na reaktivno letalo ter navsezadnje tudi za uničevanje zavezniških bombnikov, ki so se pred zavezniško invazijo v Normandijo leta 1944 čedalje pogosteje pojavljali nad Nemčijo.

Poleg Me 262 pa so Nemci do konca vojne razvili še celo vrsto bojnih letal z reaktivnim pogonom, lovcev in bombnikov, ki so potem še dolga leta rabili kot konstruktivni vzor na Vzhodu in Zahodu in ki so bila osnova za nadaljnji razvoj reaktivnih letal. Med njimi so bili najpomembnejši še Arado Ar 234, ki je imel dva ali štiri reaktorje, in ki mu je bila namenjena vloga izvidništva iz velikih višin ter taktičnega bombardiranja. Dosegel je največjo hitrost okoli 790 km/h, bil pa je oborožen s štirimi topovi kalibra 30 mm in je lahko nosil do 1500 kilogramov bomb (ali fotografske kamere). Teh enosedežnih letal pa so Nemci uporabili le majhno število.

Nemška letalska industrija je leta 1944 razvila še en tip reaktivnega lovca, ki je bil zelo preprosto grajen in ki naj bi ga znal pilotirati vsak hitlerjunge z osnovnimi jadralnimi tečaji, saj je pilotov vedno bolj primanjkovalo. Pri Heinklu je konstruktor Siegfried Günther razvil lovsko letalo, imenovano tudi volksjäger oziroma He 162, kot se je glasila uradna označba. Prototip ljudskega lovca, ki je v dolžino meril 9.05 metra, čez krila pa le 7.2 metra in je tehtal okoli 3000 kilogramov, je prvič poletel decembra 1944. Z reaktivnim motorjem BMW na hrbtu je dosegal hitrosti do 840 km/h, oborožen pa je bil le z najnujnejšim, in sicer z dvema topoma kalibra 30 mm v trebuhu. Kljub velikim naročilom (serija naj bi obsegala kar 4000 lovcev mesečno), ki niso bila nič drugega kot od obupa rojeno navdušenje ob koncu vojne, je bilo izdelanih le okoli 300 teh dokaj majhnih letal, okoli 800 pa jih je bilo še v gradnji, precej med njimi v podzemeljskih tovarnah, kamor se je pospešeno selila nemška letalska industrija. Nemško vojno letalstvo jih je dobilo le dobrih 100, od katerih pa jih velika večina zaradi pomanjkanja pilotov in goriva sploh ni posegla v boje in je postala lahek plen za zavezniška letala, ki so mitraljirala po nemških letališčih.

S tem opisom razvoja raketnih in reaktivnih letal v Nemčiji je prvi del poglavja o tej vrsti letalskega pogona zaključen, sedaj pa se vrnimo še v Anglijo, k Franku Whittlu, pravemu izumitelju reaktivnega motorja, ki pa v svoji domovini sprva nikakor ni mogel uveljaviti svoje revolucionarne ideje. Konec leta 1935 pa se mu je nenadoma nasmehnila sreča. Skupina mladih angleških poslovnežev je zbrala potrebno vsoto denarja, okoli 50000 funtov sterlingov, in ustanovila POWERJETS LIMITED, delniško družbo, ki je začela uresničevati Whittlov projekt. Osnovna zamisel tega motorja je ohranila svoje bistvene elemente in lastnosti vse do današnjih dni. Motor je deloval tako, da je kompresor vsesaval zrak iz okolice in ga potiskal v izgorevalne komore. Tu se je zrak pomešal z gorivom in pri določenem razmerju zraka in goriva se je mešanica vžgala z električno iskro in prišlo je do eksplozivnega izgorevanja. Zaradi delovanja kompresorja je bila izgorelim plinom pot nazaj onemogočena in so lahko iztekali le nazaj, skozi izpušno šobo, ter pri tem poganjali turbino, ki je rabila za pogon kompresorja na isti osi. Pri tem nastali reakcijski curek je povzročil potisk motorja oziroma letala v nasprotni smeri.

Leta 1939 se je Power Jets Ltd. pridružila avtomobilski tovarni ROVER in tako dosegla boljše možnosti za razvoj. Posledica tega je bil hitrejši napredek, saj so razvojna dela tako napredovala, da je britansko letalsko ministrstvo (Air Ministry) že leta 1939 naročilo prvi reaktivni motor tipa W.1, ki naj bi razvijal potisk 560 kg. Neposredna vojna nevarnost in uspešnost prvih nemških reaktivnih letal sta bila morda vzrok, da so sedaj Angleži pohiteli tudi z izdelavo nove konstrukcije, ki so jo naročili pri letalski tovarni Gloster Aircraft Corporation in ki naj bi nosila poskusna reaktivna motorja. Letalo, ki se je skrivalo pod šifro Gloster E. 28/39 ali Whittlov otrok, je prvič poletelo 15. maja 1941, po zelo uspešnem poletu pa so Franka Whittla povzdignili celo v plemiški stan (sir).

Vojaški strokovnjaki iz R.A.F. in letalskega ministrstva so sedaj končno le spoznali vrednost novega pogona, hkrati pa so se zavedali, da bodo nova bojna letala prišla prepozno, da bi lahko bistveno vplivala na potek druge svetovne vojne. Ne glede nato pa so razpisali naročila za gradnjo lovskih in bombniških letal s tem pogonom in med prvimi se je znašla tovarna Gloster, ki je ponudila svojo konstrukcijo dvomotornega reaktivnega lovca, ki ga poznamo pod imenom meteor. Prototip, ki je prvič poletel marca 1943, in prvi modeli meteorja so dosegali le nekaj več kot 620 km/h, že tretja, izboljšana izvedenka meteor III. pa je bila mnogo hitrejša (nad 950 km/h) in na sploh v vseh pogledih boljša. Z razponom kril 13.1 metra, dolžino 12.6 metra, težo 6600 kg, najvišjo operativno višino 15000 metrov, oborožitvijo dveh topov kalibra 20 mm in že omenjeno hitrostjo je bil meteor edini resnejši zavezniški tekmec nemškemu reaktivnemu lovcu Me 262. Ta prva britanska reaktivna letala so prvič posegla v boje 16. aprila 1943, z veliko učinkovitostjo pa so jih po letu 1944 uporabljali proti nemškim letečim bombam.

Leto dni pozneje je nastal drugi znameniti angleški lovec, De Havilland E. 6/41 vampire, ki je imel en motor in dva nosilca repa. To letalo je septembra 1943 opravilo svoj prvi polet, vendar pa v drugi svetovni vojni ni več sodelovalo. V naslednjih letih so Angleži razvili celo vrsto novih reaktivnih motorjev in letal, ki so spadala v svojem času med vrhunske dosežke letalske tehnike, za vedno pa bo na britanski vladi in ministrstvu za letalstvo ostala črna senca usodne napake iz leta 1930, ki je naposled Britance stala prednost na področju reaktivnih motorjev. Kasneje je glavni Whittlov tekmec na tem področju, Nemec Hans von O’Hain odkrito priznal Angleževo prvenstvo:

“Če ne bi britanske oblasti odrekle pomoči, bi imeli Angleži reaktivni motor kar štiri leta pred Nemci. To pa bi morda Hitlerja posvarilo, da ne bi napadel Poljske in tvegal vojno z Anglijo in Francijo”.

Vzroke, da so Britanci in Američani na eni strani ter Nemci na drugi tako dolgo zavlačevali z operativno uveljavitvijo reaktivnih letalskih prototipov, si lahko verjetno razlagamo takole. Zahodni zavezniki so se kmalu po izbruhu vojne lotili masovne proizvodnje lovskih letal, lovskih bombnikov ter srednjih in težkih bombnikov z eksplozijskimi batnimi motorji, ker so bili prepričani, da bodo z velikim številom teh letal tudi zmagali. Zato jim ni bilo dosti do tega, da bi otežkočali svoj program letalske proizvodnje z uvedbo serijske proizvodnje reaktivnih letal. Nasprotno pa so se voditelji nemškega rajha po hudih izgubah po letu 1942 zavedli, da lahko obrnejo tok dogodkov v vojni v svoj prid edino z novimi, strah vzbujajočimi orožji. Ravno iz tega razloga so pričeli z gradnjo vodljivih raket, letečih bomb V-1 in raket V-2 ter ostalih maščevalnih orožij, z gradnjo poskusnih reaktivnih letal, novih podmornic tipa XXl in XXIII. A vsa ta orožja so bila v vojni uporabljena prepozno, da bi lahko vplivala na njen končni izid, včasih celo zaradi napačnih odločitev in muh v samem vodstvu nacistične Nemčije. Razloge, ki utemeljujejo malo število uporabljenih reaktivnih letal v nemškem vojnem letalstvu, pa lahko iščemo v dejstvu, da je bila v poslednjih mesecih vojne v Evropi poglavitna naloga zavezniškega letalstva bombardirati, napadati, mitraljirati in uničevati nemška skladišča, letališča, hangarje in oboroževalno industrijo nasploh. Zaradi tega je bila nemška industrija močno prizadeta in okrnjena, kar je imelo za posledico manjše proizvodne in razvojne zmogljivosti.