Opis konstrukcji i dane techniczne samolotu RWD-6
Opracowanie niniejsze, które powstało jako akt wspomagający budowę latającej repliki samolotu RWD-6, ma na celu także zachowanie ciągłości pamięci na temat historycznych, szczytowych osiągnięć w polskim lotnictwie sportowym.
Ponadto zamierzeniem autorów jest podsycenie dyskusji tematycznej w środowisku lotniczym dla skorygowania nieścisłości lub błędnych informacji oraz hipotez oraz uzupełnienia skąpych informacji źródłowych.
obraz Arkadiusza Wróbla; źródło: Kagero Publishing
- Zawody Challenge – początek
- Regulamin konkursu Challenge 1932 jako baza do projektu nowej konstrukcji
- Narodziny RWD-6 – koncepcja konfiguracji i rozwiązań konstrukcyjnych
- Opis konstrukcji i dane techniczne samolotu RWD-6
- Próby samolotu w locie, osiągi i jego udział w konkursie
- Wypadki i hipoteza na temat ich przyczyn
- Pytania retoryczne
- Dziedzictwo – wpływ RWD-6 na rozwój konstrukcji samolotów turystycznych
- Bibliografia
4. Opis konstrukcji i dane techniczne samolotu RWD-6
Nie znamy szczegółowych informacji na temat procesu projektowania i budowy trzech egzemplarzy samolotu. Prawdopodobnie po uzgodnieniu ogólnej koncepcji samolotu przez zespół konstrukcyjny, który to proces, jak można przypuszczać, trwał od zakończenia poprzednich zawodów w sierpniu 1930 roku do ogłoszenia regulaminu FAI na zawody w roku 1932, projektowanie i budowa prowadzone były jednocześnie i trwały około jednego roku. Z pewnością odbywało się to w wielkim pośpiechu spowodowanym na przykład:
– krótkim okresem przed kolejnymi zawodami
– prawdopodobnie późnym opublikowaniem oficjalnej wersji regulaminu FAI, określającym między innymi punktację
– decyzją konstruktorów o stworzeniu nowej konstrukcji od podstaw, częściowo jedynie bazującej na dotychczasowych doświadczeniach
– nawałem innych obowiązków – nowy projekt: RWD-6 był ważnym, ale nie jedynym, z równolegle prowadzonych projektów, którymi były RWD-5 i RWD-7. Pamiętamy, iż, zespół RWD – DWL był wtedy w okresie intensywnego rozwoju, ale jednak nie był to nadal duży zakład projektowo – produkcyjny.
Pierwszą informację na temat nowego samolotu znajdujemy w numerze marcowo-kwietniowym roku 1932 Skrzydlatej Polski. Można zakładać, że co najmniej jeden egzemplarz był wtedy zaawansowany w budowie.
Wiadomo, że oblot pierwszego ukończonego egzemplarza nastąpił w dniu 3 czerwca 1932 roku na lotnisku Okęcie z Jerzym Drzewieckim za sterami, a kolejne dwa egzemplarze zostały ukończone wkrótce po tym, prawdopodobnie w następnych tygodniach.
Wiemy też, że budowa samolotów RWD-6 była finansowana ze środków LOPP* i Ministerstwa Komunikacji i składek pracowników PLL „Lot”, którzy także pracowali społecznie przy budowie jednego z trzech egzemplarzy.
*LOPP – Liga Obrony Powietrznej i Przeciwgazowej była masową organizacją społeczną paramilitarną, która miała na celu na przykład: budowanie obrony cywilnej i świadomości społecznej związanych z lotnictwem oraz promowanie lotnictwa także sportowego.
Zdjęcia prawdopodobnie pierwszego egzemplarza RWD-6 na ukończeniu. Zauważamy brak oprofilowań goleni podwozia i brak pierścienia Townenda. Widać też, że niepomalowane jeszcze stateczniki pokryte są sklejką; źródło foto: Andrzej Glass Samoloty sportowe RWD-6 i RWD-9, Wydawnictwo STRATUS 2014 r.
W numerze marzec-kwiecień 1932 Skrzydlatej Polski nowy samolot opisano w następujący sposób w artykule pod tytułem: Polskie samoloty budowane na Challenge”:
„RWD-6. Samolot ten opracowany jest w ten sposób, aby mógł osiągnąć możliwie dużą ilość punktów w Challenge‘u, będąc zarazem płatowcem użytkowym. Ażeby osiągnąć lepsze rezultaty, w szczególności za próby w locie oraz przy starcie i lądowaniu, wbudowano w niego 140-konny silnik angielski „Genet“, mimo, iż normalnie płatowiec ten, wyposażony w silnik 100-konny, odpowiadałby w zupełności tym warunkom, jakie stawia się dla płatowców turystycznych.
RWD-6 swym wyglądem zewnętrznym przypomina samolot amerykański „Monocoupe“, który jest jednym z najlepszych płatowców sportowych, gdyż, obok dużej szybkości maksymalnej i malej stosunkowo szybkości lądowania, zapewnia maksimum wygód, dzięki nadzwyczaj korzystnemu rozwiązaniu kabiny i komfortowemu jej urządzeniu. RWD-6 jest limuzyną dwumiejscową, z siedzeniami, umieszczonemi obok siebie; o konstrukcji mieszanej, gdyż skrzydło wykonane jest z drzewa (konstrukcja jednodźwigarowa) zaś kadłub spawany z rur stalowych, wiązany drutami drutami stalowemi i kryty płótnem. Skrzydła, podparte jednym zastrzałem, dają się złożyć wzdłuż kadłuba. Ze względu na premjowanie szybkości, RWD-6 posiada silnik o dużej mocy, a zarazem kształty aerodynamiczne przestudjowane bardzo szczegółowo w Instytucie Aerodynamicznym, celem osiągnięcia jaknajmniejszych oporów szkodliwych. Szybkość podróżna samolotu RWD-6 ma wynosić około 190 km/godz., zaś szybkość maksymalna przekroczyć 215 km/godz. Challenge przewiduje równocześnie premjowanie szybkości minimalnej. W związku z tem, samolot RWD-6 posiada sloty, które mu umożliwiają rozwinięcie jaknajmniejszej szybkości minimalnej. Szybkość minimalna RWD-6 nie przekroczy 65 km/godz. Lotki posiadają napęd różnicowy. Oprócz tego, RWD-6 posiada statecznik poziomy przestawiany w locie. Przód kadłuba zakończony jest płytą przeciwogniową, w kabinie zaś znajduje się gaśnica, dająca wytrysk płynu gaszącego bezpośrednio do wlotu gaźnika i pod maski. Ażeby zmniejszyć hałas w kabinie i umożliwić przez to porozumiewanie się między sobą załogi w czasie lotu bez specjalnych telefonów, wyprowadzono rurę wydechową pod kadłub. RWD-6 ma hamulec na kola, a podwozie posiada amortyzatory oliwno-powietrzne. Ponieważ regulamin przewiduje uzyskanie do 107 punktów (na ogółem około 500) za wyposażenie samolotu, zwrócono na nie szczególną uwagę. Tak więc widoczność z samolotu RWD-6 jest wprost idealna. Sufit kabiny jest oszklony, a z boku i z przodu znajdują się okna. Położenie foteli może być regulowane w płaszczyźnie poziomej. W kabinie znajduje się dwuster, przyczem druga sterownica daje się bardzo łatwo wymontować. Po obu stronach kabiny znajdują się drzwiczki, zaopatrzone w specjalny mechanizm do wyrzucenia ich w razie konieczności skoku ze spadochronem. Specjalny rozrusznik umożliwia szybkie zapuszczenie silnika, śmigło jest metalowe. Dwa zbiorniki na benzynę umożliwiają przebywanie w powietrzu około 3 i pół godziny, co daje około 650-kilometrowy zasięg. Możliwe jest wbudowanie zbiornika dodatkowego, który pozwoli na dokonywanie lotów nawet ponad 10 godzin, a wiec w promieniu około 2.000 km. Obszerny bagażnik, znajdujący się z tyłu kabiny, dostępny jest w czasie lotu. Samolot RWD-6 wyposażony jest w następujące przyrządy pokładowe: licznik obrotów, termometr oliwny, manometr oliwny, wskaźnik benzyny, dwie busole, zegarek czasowy, szybkościomierz, wysokościomierz, pochyłościomierz oraz specjalny przyrząd, t. z w. kontroler lotu, który umożliwia dokonywanie lotów we mgle i w nocy. Oprócz tego przyrządy ratownicze wodne oraz spadochrony, a także podręczną apteczkę.”
Rysunek RWD – 6 w trzech rzutach zamieszczony we francuskim czasopiśmie l’Aerophile, styczeń 1933 r.; źródło: Wikipedia, domena publiczna.
Konfiguracja płatowca – odejście od sprawdzonego układu
Nowy samolot konkursowy zespołu projektowego RWD znacząco odróżniał się od dotychczas konsekwentnie stosowanego i udoskonalanego układu z miejscami jedno za drugim, wolnonośnego górnopłata z charakterystycznym trapezowym obrysem i kształtem skrzydeł o grubych profilach centropłata i stosunkowo cienkich końcówkach. Układ taki zastosowano we wszystkich konstrukcjach stworzonych przez zespół RWD od RWD-1 do RWD-7.
Galeria zdjęć wszystkich typów samolotów RWD poprzedzających płatowiec skonstruowany na zawody w 1932 roku dla zilustrowania jak stosowana konfiguracja różniła się od przyjętej dla RWD-6. We wszystkich samolotach zbudowanych wcześniej przez spółkę RWD stosowano trapezowy płat wolnonośny o odpowiednio dobranych profilach, ze zwichrzeniem aerodynamicznym oraz miejscami załogi w układzie tandem.
Jak wcześniej wspomniano, konstruktorzy nie kryli, że RWD-6 był wzorowany na samolocie Monocoupe. Z samolotu tego zaczerpnięto ogólną konfigurację płatowca w tym:
– układ górnopłata zastrzałowego o charakterystycznych proporcjach z prostokątnym płatem, z zamkniętą kabiną załogi oraz z miejscami załogi obok siebie
– układ podwozia z dwuramiennym wahaczem i pojedynczym amortyzatorem olejowo-powietrznym zamocowanym w dolnej części kadłuba, inaczej niż we wcześniejszych rozwiązaniach warszawskich konstruktorów, w których górny węzeł amortyzatora był mocowany znacznie wyżej
– inne charakterystyczne rozwiązania szczegółowe, jak na przykład: pokrycie kadłuba z zastosowaniem podobnego układu paneli metalowych w przedniej części czy oprofilowanie silnika z zastosowaniem pierścienia Townenda i osłonę skrzyni korbowej, użyte po raz pierwszy w RWD.
Porównanie sylwetek samolotów pierwowzoru i jego pochodnej:
na górze Monocoupe 90 z 1932 roku zachowany i prezentowany w Old Rhinebeck Aerodrome, New York, foto: John Shupek; źródło foto: https://www.skytamer.com/Monocoupe_90.html
na dole RWD – 6 SP-AHL załogi Karpiński – Zientek na wystawie po zakończeniu Challenge, z symbolicznym wieńcem zwycięstwa i żałoby na cześć Żwirki i Wigury. Poza elementami podobieństw pomiędzy Monocoupe i RWD jak na przykład: proporcje kadłuba, oprofilowanie silnika i przedniej części kadłuba czy geometria podwozia, można też zauważyć, że w Monocoupe zastosowano kolektor wydechowy z wyprowadzeniem spalin pod kadłubem. Podobne rozwiązanie planowano w RWD-6, o czym czytamy w marcowo-kwietniowej Skrzydlatej, jednak nie zostało to zrealizowane; źródło foto: Narodowe Archiwum Cyfrowe.
Porównanie sylwetek pierwowzoru i jego pochodnej i jednocześnie samolotów rywalizujących podczas Challenge 1932 w widoku z boku:
na górze:Monocoupe 110 CV-TUK, numer konkursowy C7, rumuńskiego pilota, Alexandru Papană, który lądował awaryjnie i nie ukończył zawodów.
na dole: RWD-6 SP-AHN, numer konkursowy O6, który dał zwycięstwo polskiej ekipie.
Jednocześnie trzeba podkreślić, że samolot RWD-6 nie był jedynie kopią Monocoupe, a zdecydowanie twórczym rozwinięciem ogólnego układu swojego pierwowzoru, ponieważ w RWD zastosowano szereg oryginalnych rozwiązań jak na przykład:
odmienną i oryginalną, wręcz nowatorską koncepcję konstrukcyjną skrzydeł jednodźwigarowych, podpartych pojedynczym zastrzałem. To było awangardowe rozwiązanie, które z powodu szybkiego tempa prac nad przygotowaniem samolotu na zawody nie było należycie zweryfikowane i przetestowane. Jak się później okazało było ono głównym powodem katastrof dwóch z trzech zbudowanych „szóstek”.
Źródło foto: Wikipedia, domena publiczna.
– odmienny niż w Monocoupe sposób mocowania skrzydeł i ich obrys z charakterystycznym zwężeniem w rejonie centropłata oraz zmniejszeniem cięciwy i grubości profili przykadłubowych. Ukształtowanie centropłata i przedniej części osłony kabiny w RWD-6 było być może zaczerpnięte z samolotu de Havilland Puss Moth z 1929 roku.
De Havilland DH.80 Puss Moth – trzymiejscowy brytyjski górnopłat produkowany w latach 1929–1933; źródło foto: samolotypolskie.pl
Rozwiązanie centropłata o zwężonej cięciwie i zmniejszonej grubości profilu łączyło szereg zalet, jak na przykład: poprawiało widoczność z kabiny, ułatwiało rozwiązanie składania skrzydeł, prawdopodobnie redukowało opór indukowany i stanowiło naturalną odpowiedź projektową na rozkład sił skrzydeł wspartych zastrzałami. Ponadto układ ten może przywoływać skojarzenie z logiką konstrukcyjno – funkcjonalną płata Puławskiego.
– odmienną i oryginalną koncepcję aerodynamiczną płata z zastosowaniem mechanizacji: slotów automatycznych Lachmann’a systemu Handley Page, klap skrzydłowych i lotek różnicowych. W literaturze pojawiają się zapisy, że lotki były sprzęgnięte z klapami, jednak fotografie samolotu w konfiguracji do startu na bramkę tego nie potwierdzają.
– odmienne i oryginalne ukształtowanie przedniej części bryły kadłuba;
Model samolotu RWD-6 do badań tunelowych; dobrze widoczny piękny i funkcjonalny kształt bryły kadłuba, zaprojektowanego w oparciu o powierzchnie rozwijalne. Widać „wysokie” ukształtowanie grzbietu kadłuba. Ostatecznie w zbudowanych samolotach RWD-6 góra kadłuba była bardziej płaska. Widoczne także zwężenie skrzydeł w rejonie centropłata. Warto zwrócić uwagę na oryginalne i pomysłowe geometrycznie ukształtowanie przedniej części. Umożliwiało to uzyskanie dobrej widoczności z kabiny załogi do przodu i do góry bez zastosowania tłoczonych przeszkleń z tworzyw sztucznych, których wtedy jeszcze nie znano; źródło foto: Narodowe Archiwum Cyfrowe.
Opis podzespołów samolotu:
Skrzydła
Geometria w planie
Skrzydła o rozpiętości 11,0 m i cięciwie 1,6 m. Obrys skrzydeł prostokątny z zaokrąglonymi końcówkami. Centropłat w części spływowej z diagonalnymi podcięciami dla potrzeb składania skrzydeł, a w części od strony krawędzi natarcia z wydatnym skosem ujemnym, powodującym zmniejszenie cięciwy skrzydeł przy kadłubie do 1,05 m. Dzięki temu zabiegowi uzyskano poza cechami opisanymi powyżej poprawę widoczności w zakręcie – duży walor w górnopłacie i łatwy dostęp do przedniego, wyjmowanego sworznia mechanizmu składania skrzydeł.
Konstrukcja skrzydeł
W tamtych czasach rozwiązaniem sprawdzonym i stosowanym bez wyjątku w przypadku płatowców wspartych zastrzałami, był schemat konstrukcyjny w postaci ramy składającej się z dwóch dźwigarów połączonych rozpórkami z usztywnieniem linkami stalowymi. Taki układ wsparty zastrzałami cechował się naturalną odpornością na zginanie i skręcanie.
Klasyczna, dwudźwigarowa konstrukcja na przykładzie skrzydła samolotu de Havilland DH.82 Tiger Moth, widoczne drewniane dźwigary, stalowe rozpórki dźwigarów i wykrzyżowania ściągów stalowych; źródło rys. Pilot’s Notes Canadian Harvard Aircraft Association
W literaturze niejednokrotnie powielana jest nieścisła informacja, że skrzydła RWD-6 były dwudźwigarowe: posiadały dźwigar główny – przedni oraz dźwigar tylny pomocniczy, podczas gdy w przekonaniu autorów niniejszego opracowania zastosowano jednodźwigarową, unikalną i awangardową konstrukcję.
Analiza rozwiązań RWD-6 na podstawie zdjęć wskazuje, że tylna belka, służąca do mocowania lotek i klap, nie miała funkcji dźwigara, ponieważ nie była powiązana konstrukcyjnie z głównymi, nośnymi elementami konstrukcji. Nie była ona też podparta zastrzałem ani powiązana poprzecznymi rozpórkami konstrukcyjnymi z przednim dźwigarem. Zamocowano ją jedynie w jednym punkcie, przy kadłubie i podparto niekonstrukcyjnymi żebrami skrzydeł.
W związku z powyższym prawidłowy opis zasady konstrukcji płata samolotu RWD-6 brzmi następująco: konstrukcja drewniana, jednodźwigarowa z ukośnym dźwigarem pomocniczym oraz współpracującym kesonem sklejkowym w przedniej części profilu płata. Pokrycie płata płócienne w części ażurowej.
Takie ujęcie jest zgodne z opisem opublikowanym w numerze marzec – kwiecień 1932 Skrzydlatej Polski, którego autorem jest prawdopodobnie osoba związana z projektem samolotu.
Warto zwrócić uwagę, że tamtym okresie, to jest przed 1932 rokiem, nie są znane przypadki zastosowania skrzydeł jednodźwigarowych wspartych pojedynczym zastrzałem w analogicznych konstrukcjach samolotów. Jaka więc mogła być geneza zastosowania takiego rozwiązania w RWD-6?
Jednodźwigarowy układ Steigera
W czasopiśmie Flight z 1929 roku, który był wówczas popularnym i dostępnym źródłem informacji o nowościach w lotnictwie, można znaleźć kilka artykułów na temat koncepcji konstrukcyjnej skrzydeł jednodźwigarowych. Na przykład w numerze z dnia 25 lipca 1929 roku we Flight zamieszczono materiał o jednodźwigarowym układzie pomysłu Helmuta Johna Steigera, prezentowanym wtedy na Międzynarodowej Wystawie Lotniczej w Olympii w Londynie. Jest tam podkreślenie, że „rozwiązanie pozwala na znaczące obniżenie masy konstrukcji przy spełnieniu normalnych wymagań wytrzymałościowych oraz znanych zasad projektowych zapobiegania flatterowi skrzydeł”. Na rysunku stanowiącym ilustrację widzimy aksonometrię skrzydła oraz fotografie modelu do badań, z których można odczytać ideę pomysłu. Do pojedynczego dźwigara są zamocowane diagonalne wykrzyżowania, współpracujące z konstrukcyjnymi żebrami. Na tej podstawie można zrozumieć, że dźwigar odpowiadał za przenoszenie sił zginających, a układ diagonalnych cięgien zamocowanych do żeber i dźwigara w układzie piramidalnym przeciwdziałał siłom skręcającym i zapewnia sztywność skrętną płata. Przy okazji warto też zwrócić uwagę, że w opisie tego systemu, użyto terminu „Wing-Flutter” i zapewniono o odporności na zjawisko flutteru. Stanowi to przesłankę do stwierdzenia, że już w 1929 roku wśród konstruktorów lotniczych istniała świadomość występowania zjawiska flatteru i prowadzono badania nad jego charakterem. Opisane rozwiązanie konstrukcyjne oraz jego pochodne opracowane przez Steigera były objęte zastrzeżeniami patentowymi z lat 1929 – 1930.
Trudno oprzeć się wrażeniu, że idea konstrukcyjna skrzydła RWD-6 pośrednio, lecz zauważalnie nawiązuje do koncepcji Mono-Spar Helmuta Johna Steigera.
Być może prezentacje i artykuły o „Mono-Spar” stanowiły źródło pomysłu dla konstruktorów RWD, którzy na przełomie 1931 i 1932 roku rozpoczynali prace nad zaprojektowaniem lekkiego i szybkiego górnopłata na zawody Challenge.
Niewykluczone, że RWD po zapoznaniu się z ideą Steigera przekształciło ją, zamieniając strukturę diagonalną cięgien i żeber, zapewniającą sztywność skrętną na inne rozwiązanie. W przypadku RWD-6 rolę struktury, która miała zapewniać sztywność płata i przenosić siły skręcające był keson sklejkowy, stanowiący zamkniętą rurę drewnianą, współpracujący ze skrzynkowym dźwigarem głównym oraz z ukośnym dźwigarem pomocniczym sięgającym do węzła mocowania zastrzału. Dodatkowo w konstrukcji RWD-6 uwagę zwracają rozpórki ukośne pomiędzy żebrami, zastosowane w dolnej i w górnej płaszczyźnie. Można przypuszczać, że rozpórki te miały dodatkowo usztywniać skrzydło w płaszczyźnie cięciwy profilu i zastępować krzyżulce tradycyjnych ściągów stalowych układu dwudźwigarowego.
Schemat rysunkowy struktury konstrukcyjnej skrzydła RWD-6, źródło: ZaSterami.pl
Główny dźwigar był umieszczony stosunkowo daleko od krawędzi natarcia, bo w odległości około 30-35% cięciwy płata. Na fotografii uszkodzonego, lewego skrzydła leżącego w lesie po wypadku samolotu SP-AHN w dniu 11 września 1932 roku, można rozpoznać odsłonięty dźwigar główny, widoczny od okolic nasady centropłata do okucia mocowania zastrzału. Na podstawie proporcji wymiarów poprzecznych można oszacować, że główny dźwigar skrzydła miał prawdopodobnie konstrukcję skrzynkową o wymiarach: ca.10 cm szerokości i 20 cm wysokości przy założeniu, że zastosowano profil o grubości 12,5%. Zgodnie z tymi założeniami, można przyjąć, że pasy dźwigara: dolny i górny wykonano z drewna, a pionowe boczne ścianki – ze sklejki. Można też przypuszczać, że wewnątrz przestrzennego pudełka głównego dźwigara wklejone były rozpórki pionowe dla zachowania stateczności pionowych ścianek pod działaniem sił zginających. Dodatkowo na analizowanej fotografii widać też, że linie zbiegów perspektywicznych dźwigara nie odpowiadają zbiegom perspektywicznym skrzydła. Na tej podstawie można wysnuć wniosek, że dźwigar miał zmienną szerokość, zgodnie z wykresem sił dla układu skrzydła podpartego zastrzałem, to znaczy był najszerszy w miejscu mocowania zastrzału, a najcieńszy na obu końcach, to jest przy okuciu mocowania w centropłacie oraz na końcówce skrzydła.
Analiza struktury konstrukcyjnej skrzydła RWD-6, źródło: ZaSterami.pl
Jako rozwiązanie konstrukcyjne zapewniające sztywność na momenty skręcające, zastosowano pokrycie sklejkowe w przedniej części profilu od dołu i od góry, sięgające od krawędzi natarcia aż do 37% cięciwy. Pokrycie sklejkowe było przyklejone od dołu i od góry do pasów głównego dźwigara. Taka struktura stanowiła zamknięty keson. Dźwigary główne obu skrzydeł przenosiły naprężenia od momentów zginających, a dzięki konstrukcji skrzynkowej także częściowo skręcających oraz były zintegrowane z pokryciem sklejkowym. Dodatkowy dźwigar ukośny przenosił momenty zginające i skręcające, oraz usztywniał strukturę w płaszczyźnie cięciwy profilu.
Żebra zapewniające skrzydłom profil aerodynamiczny wykonano jako klasyczne kratownice z listew drewnianych, w których dolny i górny pas usztywniony był pionowymi paskami ze sklejki, stanowiącymi środnik.
Listwa podłużnicowa skrzydeł, do której zamocowane były lotki i klapy, usytuowana w 66% cięciwy, nie była powiązana konstrukcyjnie z dźwigarem, a jedynie połączona za pomocą żeber i ukośnych rozpórek międzyżebrowych.
Skrzydło było zamocowane na dwóch okuciach kadłubowych i podparte pojedynczym zastrzałem rurowym o kroplowym oprofilowaniu z blachy lub sklejki. Rozwiązanie to w połączeniu z niedostateczną sztywnością skrzydeł oraz jego tendencją do dywergencji skrętnej spowodowaną przesunięciem znacznie ku tyłowi wzdłuż cięciwy osi skrętnej płata i środka ciężkości płata były, jak się potem okazało, główną przyczyną katastrof.
Schemat rysunkowy struktury konstrukcyjnej skrzydła RWD-6 w przekroju, źródło: ZaSterami.pl
Profil płata
Nieznane są przedwojenne źródła informacji, jaki profil lotniczy zastosowano w RWD-6. Pewne przesłanki na ten temat zawarte są w relacji inż. Wiesława Schiera opublikowanej w 2008 roku w książce „Najsłynniejsze polskie sportowe samoloty wyczynowe”: „Początkowo założyłem, idąc za sugestią prof. Bartla, że zastosowano profil skrzydła Bartel 37-IIA o grubości 14%. Profil ten ma maksymalną grubość w 25% cięciwy, podczas gdy z analizy zdjęć wiadomo, że dźwigar ulokowany jest dalej, a pokrycie kesonu sięga do 37% cięciwy. Trudno sobie wyobrazić, aby konstruktor ulokował dźwigar w innym miejscu niż w maksymalnej grubości profilu. Takie rozumowanie nasunęło mi na myśl, że być może RWD-9 „odziedziczył” profil po RWD-6 i że profile w obu samolotach były podobne. Wydaje się to całkiem realne, gdy się porówna daty dmuchań nowoczesnych profili konstrukcji inż. Jerzego Dąbrowskiego, przeprowadzonych w Instytucie Aerodynamicznym w Warszawie. Otóż profil DJ-3, znany jako IAW-192 o grubości 12%, dostępny był już od 5 maja 1930 roku (data pomiaru), a profil IAW-DJ-3c (IAW-337 o grubości 14%) – od 7 października 1931 roku. Uzyskałem również dostęp do badań profilu IAW-192 z klapą szczelinową o ukrytej osi obrotu (jak w RWD-6) o cięciwie Lk=0,228 i z cienkim slotem typu Handley Page. Jest również dokumentacja aerodynamiczna z badań profilu IAW-192 z klapą prosto odciętą i slotem Handley Page. Materiały te, z sierpnia 1930 roku, musiały być znane konstruktorom RWD-6. W związku z tym założyłem, że samolot RWD-6 wyposażony był w profil DJ-3 o grubości rzędu 12,5-13%. Przyjąłem taką grubość ze względu na konieczność zapewnienia odpowiedniej wytrzymałości, a także dostatecznej przestrzeni dla umieszczenia zbiorników paliwa. Mogę się mylić o 1%.”
Mechanizacja płata
W samolocie RWD-6 konstruktorzy po raz pierwszy zastosowali mechanizację płata. Składała się ona ze slotów i klap skrzydłowych. Skrzydła wyposażono w prosto „odcięte” lotki i klapy z zawiasami mocowanymi od góry oraz w skrzela systemu Handley Page. Wszystkie te ruchome elementy były napędzane mechanizmami linkowymi. Lotki o wychyleniach różnicowych posiadały znaczną powierzchnię dla zapewnienia sterowności poprzecznej przy małych prędkościach. Konsekwencją tego były stosunkowo krótkie klapy o małej powierzchni i prawdopodobnie niewielkiej skuteczności. Na podstawie fotografii z lotów konkursowych można zauważyć, że klapy nie były używane przy stromych startach na bramkę. Można stąd wnioskować, że nie powodowały one istotnego wzrostu współczynnika siły nośnej, a głównie wzrost oporu. Dlatego można zakładać, że były używane jako hamulce aerodynamiczne na przykład podczas próby lądowania znad bramki, dla uzyskania stromego kąta podejścia oraz być może przy próbie prędkości minimalnej. Lotki i klapy o konstrukcji drewnianej, typowej dla samolotów RWD z diagonalnym układem żeberek.
Lewa klapa w zbliżeniu. Widoczne: diagonalny układ żeber, górna dźwignia napędu linkowego, zawiasy na górnej powierzchni; źródło foto: Narodowe Archiwum Cyfrowe.
Na krawędzi natarcia, na odcinku 80% rozpiętości każdego skrzydła umieszczone były jednoczęściowe skrzela systemu Handley Page, każde zamocowane na sześciu ruchomych prowadnicach. Sloty otwierały się automatycznie – były wysysane pod wpływem sił aerodynamicznych na dużych kątach natarcia, a do lotu z prędkościami przelotowymi były wyposażone z mechanizm blokujący, obsługiwany z kabiny. Sloty o konstrukcji metalowej lub drewnianej. O tym, że były one konstrukcji drewnianej może świadczyć fotografia w widoku od przodu uszkodzonego, lewego skrzydła leżącego w lesie po wypadku samolotu SP-AHN w dniu 11 września 1932 roku. Widać na niej, że slot został oderwany od napędzających je pozginanych metalowych dźwigienek – prowadnic, ale sam slot nie jest zagięty ani zdeformowany, czego można by się spodziewać, gdyby był wykonany z blachy aluminiowej. Ponadto nie są widoczne nity, ani łączenia arkuszy blach aluminiowych, typowe dla konstrukcji metalowych. Stąd można przypuszczać, że skrzela samolotu RWD były konstrukcji drewnianej, wykonane z użyciem sklejki giętej wstępnie na mokro i przyklejonej do szkieletu z żeberek i podłużnic lub wręcz jako deseczki sklejone z listew, wyprofilowane strugiem i wyszlifowane z lekkiego i miękkiego drewna, na przykład lipowego, a na krawędziach wzmocnione listwami sosnowymi. Warto pamiętać, że zespół RWD znakomicie znał zasady konstrukcji i technologii budowy elementów wykonywanych z drewna. Jeszcze od czasów studenckich, warsztatów zlokalizowanych w pomieszczeniach Politechniki Warszawskiej, przy budowie samolotów pracował niezrównany mistrz stolarski Stefan Lachky. Wykonanie slotów z drewna wydaje się więc naturalnym wyborem – znany był materiał i technologia wytwarzania.
Źródło foto: Narodowe Archiwum Cyfrowe.
Mechanizm składania skrzydeł, zastrzały
Skrzydła były przystosowane do składania.
Elementy mechanizmu składania skrzydeł w zbliżeniu. Na kolejnych kadrach widoczne są: zagięte, wysuwane sworznie i okucia kadłubowe: górne i dolne, tylne okucie z mechanizmem obrotowym – prawdopodobnie przegubem krzyżowym kardana o symbolicznych wymiarach konstrukcyjnych; za tylnym okuciem skrzydłowym, w otworze podcięcia krawędzi spływu widoczne są zluzowane linki napędu lotek i klap; okrągłe otwory w okolicach połowy długości cięciwy mogły służyć do prowadzenia rozłączanych przewodów paliwowych ze zbiorników skrzydłowych.
Skrzydła do kadłuba były zamocowane na dwóch okuciach. Okucie przedniego dźwigara połączone było z okuciem w kadłubie wysuwanym sworzniem stalowym, wkładanym z przodu przez otwór w krawędzi natarcia. Sworzeń ten miał z przodu odgięcie, zwane „klamką”, która była do lotu zabezpieczona przed wysunięciem za pomocą paska skórzanego.
Zbliżenie na szczegóły mechanizmu składania skrzydeł demontowalnych węzłów skrzydłowych i węzła zastrzału w egzemplarzu SP-AHN. Widoczne wyjmowane sworznie typu „klamka” zabezpieczone zapinanymi paskami skórzanymi; źródło foto: NAC, domena publiczna.
Okucie tylne znajdowało się w okolicy krawędzi spływu centropłata i nie było rozłączane. Posiadało ono natomiast połączenie o cechach przegubu kardana. Dzięki temu po wyjęciu przedniego sworznia skrzydłowego i podobnego, rozpinanego sworznia z klamką” na dolnym, przykadłubowym węźle mocowania zastrzału, skrzydło, które było już przytrzymywane przez pomocnika za otwory na końcówce, po złożeniu zastrzału wzdłuż skrzydła w stronę końcówki, można było obrócić na kardanowym przegubie tylnego okucia krawędzią natarcia w dół i następnie złożyć wzdłuż kadłuba, opierając krawędź natarcia o statecznik poziomy. Lokalizacja okucia przegubowego tuż przy krawędzi spływu, w niemal najcieńszym miejscu profilu była niefortunna, bo jak się wkrótce okazało, tylny węzeł przegubowy nie był wyłącznie ściskany i nie zapewniał wytrzymałości od momentów skręcających skrzydło.
Artykuł ten powstał w oparciu o publikacje, których pełną lista będzie podana w bibliografii, ale wśród których za najważniejsze dla tematu autorzy uważają następujące pozycje:
– dokumentację fotograficzną w zasobach domeny publicznej, głównie NAC;
– monografie książkowe i artykuły dotyczące konstrukcji RWD oraz działalności DWL autorstwa prof. inż. Leszka Dulęby oraz dr inż. Andrzeja Glassa.
– opracowania analityczne samolotu w zakresie jego geometrii oraz konstrukcji wykonane przez inż. Wiesława Schiera w latach 1968-2008;
– referat z prac analitycznych i konstrukcyjnych na potrzeby opracowania dokumentacji budowy repliki samolotu RWD-6 autorstwa inż. Jerzego Mularczyka, głównego konstruktora zrealizowanej, latającej repliki samolotu RWD-5;
– wspomnienia i fotografie z epoki autorstwa inż. Witolda Rychtera.
Autorzy: Artur Caban i Dariusz Parzyszek
Koniec 3 części artykułu
