Dornier Do 228. Made in Germany

Marek Górecki

Niemiecki przemysł kojarzony jest zwykle z produktami rzetelnie i precyzyjnie wykonanymi, zwłaszcza jeśli chodzi o branżę elektroniczną i motoryzacyjną. Na początku lat 80. XX wieku w Niemczech powstał też Dornier Do 228: niepozorny samolot, będący jednak projektem starannie przemyślanym i wykonanym, odzwierciedlającym wszystko to, co w niemieckiej myśli technologicznej najlepsze.

Przodkowie Do 228

Korzenie programu Do 228 tkwią w działaniach Dorniera wkrótce po zakończeniu drugiej wojny światowej, zanim jeszcze produkcja została przeniesiona na niemiecką ziemię. W 1951 roku w odpowiedzi na zapotrzebowanie rządu hiszpańskiego Claude Dornier w towarzystwie swoich inżynierów udał się do Hiszpanii, by rozpocząć prace nad lekkim samolotem transportowym o właściwościach krótkiego startu i lądowania. Tak powstał pierwszy prototyp Do 25: czteromiejscowy jednosilnikowy metalowy górnopłat z tylnym kółkiem, który wzbił się w powietrze w czerwcu 1954 roku. Rok później oblatano zmodyfikowany prototyp Do 25 P2C. Na bazie tych dwóch maszyn powstał prototyp Do 27, który był wzorem dla kilkudziesięciu egzemplarzy zbudowanych w Hiszpanii. Produkcję przeniesiono do Niemiec w 1956 roku. Samolot okazał się niezwykle udany; przez kolejne lata był wielokrotnie modernizowany, a różnych wariantów wybudowano około 650 egzemplarzy. Pokazał też, że zapotrzebowanie rynku na wytrzymały samolot operujący w trudnych warunkach i mogący przewozić towary oraz ludzi pomiędzy lądowiskami o nieutwardzonych pasach jest duże i perspektywiczne.

Kolejnym krokiem w tym kierunku okazał się oblatany w 1959 roku model Do 28. Skrzydło i kadłub poprzednika w wersji sześciomiejscowej zostały wyposażone w dwa silniki umieszczone po obu stronach przedniej części konstrukcji. Podwozie i nos maszyny wymagały zarazem gruntownej przebudowy. Do 28 był samolotem krótkiego startu i lądowania, mogącym operować w szerokim zakresie prędkości. Poszczególne warianty Do 28 w wersji A i B różniły się rozpiętością skrzydeł, silnikami i śmigłami czy pojemnością paliwa. Powstało ich łącznie przeszło 120 egzemplarzy. Samolot ponownie sprawdził się doskonale jako maszyna użytkowa, trafiając głównie na wyposażenie sił zbrojnych.

Zadowolenie z charakterystyk operacyjnych samolotu nakazywało spoglądać w kierunku zwiększania możliwości przewozowych. Najpierw pojawił się projekt wersji Do 28 C, mogącej zabrać na pokład osiem osób, lecz wariant ten został porzucony. Korzystając z rządowego wsparcia finansowego, Dornier skupił się na poszukiwaniu maszyny zabierającej na pokład 14 osób wraz z dwuosobową załogą. Maszyna miała być wytrzymała i bezproblemowa w obsłudze naziemnej. Tak powstał Do 28D Skyservant, różniący się znacznie od swojego protoplasty. Zarówno gondole silników, jak i sam kadłub zyskały bardziej pojemny, prostokątny przekrój. Kabina została znacznie powiększona w porównaniu z wersjami A/B, a drzwi ładowni zaprojektowano, tak by załadunek był szybki i wygodny. Do 28D wzbił się w powietrze w lutym 1966 roku, a jego możliwości użytkowe i operacyjne zostały szybko dostrzeżone. Powstało około 230 egzemplarzy wszystkich wariantów wersji D. Sukces odniósł zwłaszcza Dornier Do 28 D-2, o zwiększonej masie do startu, wzmocnionym podwoziu i powiększonej kabinie. Samoloty te modernizowano nie tylko dla wojska, lecz także na potrzeby misji poszukiwawczych czy badawczych.

Pod koniec lat 70. Dornier rozwijał swoje produkcje wielotorowo, a Do 28 traktował jako samolot bazowy. Po pierwsze, rozpoczęły się prace nad zastosowaniem napędu turbośmigłowego, który miałby zastąpić silniki tłokowe. Oblatany w 1978 roku prototyp wyposażony w napęd Lycoming otrzymał sygnaturę -5X. Jednocześnie wprowadzano mniej rewolucyjne poprawki, prowadzące do powstania Do 128-2. Model ten, nadal wyposażony w silniki tłokowe, był zmodernizowaną wersją Do 28 D-2, który zastąpił poprzednika w 1980 roku. Niemalże równolegle powstał drugi prototyp wyposażony już w dwa silniki turbośmigłowe Pratt & Whitney PT6A-110 o mocy 400 KM każdy. Oznaczony pierwotnie jako Do 28 D-6X Turbo Skyservant wszedł niebawem do seryjnej produkcji jako Do 128-6. Konstrukcyjnie był zbliżony do Do 28, różniąc się przede wszystkim napędem i drobnymi modernizacjami, m.in. mocniejszym podwoziem. Do momentu przerwania produkcji w 1986 roku zbudowano około 30 egzemplarzy Do 128.

Płat TNT

W drugiej połowie lat 70. ubiegłego wieku Dornier opracował projekt płata nośnego TNT (niem. Tragfugel Neuer Technologie; pol. skrzydło wykonane w nowej technologii). mającego usprawnić właściwości aerodynamiczne budowanych w przyszłości samolotów.

Testy związane z zastosowaniem technologii łagodzącej wpływ podmuchów wiatru na stabilność lotu Dornier prowadził, jeszcze zanim powstał model Do 228. Próby wykorzystania sterowania systemu w układzie pętli otwartej w tunelu aerodynamicznym trwały już w 1977 roku. Wywnioskowano z nich, że rozwiązanie pozwoli zredukować negatywne efekty podmuchów o 25%. Dornier twierdził, że połączenie systemu kontroli w otwartej i zamkniętej pętli pozwoliłby na usunięcie nawet 90% tego efektu.

Płat miał być odporny na porywy wiatru powodujące nagłe podrywanie lub opadanie maszyny, częste podczas lotów na niskich wysokościach. Aby łagodzić ich skutek, planowano wyposażyć skrzydło w system aktywnych lotek, których położenie w danym momencie reagowałoby na warunki atmosferyczne oddziałujące na samolot, zapewniając zarazem pasażerom większy komfort podróży. Rozwiązania to było szczególnie przydatne w samolotach o wydłużonym płacie i niskim obciążeniu powierzchni skrzydła.

Zastosowany w Do 228 system OLGA (Open-Loop Gust Alleviation) działał w oparciu o rozmieszczone w różnych elementach samolotu czujniki odczytujące kierunek wiatru. Pochodzący z nich sygnał był kalkulowany i przesyłany do mechanizmów odpowiedzialnych za wychylenie lotek i steru kierunku samolotu. Automatyczna reakcja pozwalała ustabilizować lot i zmniejszyć negatywne odczucia pasażerów, a przenoszenie drgań zostało później dodatkowo ograniczone dzięki zastosowaniu filtrów wycinających. Technologia ta została wcześniej zastosowana przez zakłady Dornier podczas konstrukcji opracowanego wspólnie z francuską firmą Dassault odrzutowego samolotu szkolno-treningowego Alpha Jet.

Dornier konstruował skrzydło TNT z myślą o modelu Do 228. Jego profil, kształt i konstrukcja miały umożliwić maszynie jak najwydajniejsze operowanie w zakresie prędkości i wysokości przeznaczonej dla regionalnych maszyn użytkowych. Wykonane z jednolitych, frezowanych elementów skrzydło łączyło superkrytyczny profil A-5 z nietypowym konturem o ostro zakończonych końcówkach. Profil ten, używany często w prędkościach naddźwiękowych w celu rozpraszania fali uderzeniowej, miał mieć odmienne zastosowanie w lotach z niskimi prędkościami. Zarządzający programem w fazie jego rozwoju R.J. Birrenbach dowodził, że został on wybrany w celu optymalizacji możliwości aerodynamicznych, m.in. podczas wznoszenia z jednym silnikiem niesprawnym. Wyprofilowanie tylnej części pozwoliło na zastosowanie stosunkowo grubego, a zarazem lekkiego płata i miało zapobiegać odrywaniu strugi.

Wprowadzając nowy samolot na rynek, Dornier powoływał się na testy aerodynamiczne i dowodził, że skrzydło TNT umożliwiło polepszenie osiągów o 25% w stosunku do rozwiązań poprzedniej generacji, skutkując zarazem znaczącą oszczędnością paliwa. Poprawił się przede wszystkim stosunek siły nośnej do oporu aerodynamicznego oraz zmniejszył się opór w fazie wznoszenia i na wysokości przelotowej. Nowo opracowane kształt końcówek skrzydła oraz konstrukcja klap wpłynęły zarazem pozytywnie na parametry startu. Dornier prowadził też szereg badań aerodynamicznych mających na celu zredukowanie negatywnych skutków zastosowania w maszynie pokroju Do 228 profilu lotniczego A-5, zwłaszcza związanych z możliwością wytrymowania samolotu. Z kolei ścięte końcówki pozwoliły na wydłużenie płata i redukowały wiry krawędziowe bez dodatkowego momentu gnącego oddziałującego na konstrukcję.

Po serii obliczeń i badań w tunelu aerodynamicznym skrzydło TNT rozpoczęło testy w powietrzu. Ruszyły one 14 czerwca 1979 roku, gdy płat zamontowano na jednym z egzemplarzy Do 28 D-2 Skyservant. Tak zmodernizowana maszyna została wyposażona w turbośmigłowe jednostki napędowe Pratt & Whitney Canada PT6A-110. Do grudnia 1980 roku miała ona wylatane 200 godzin. Dalszy etap prób nowego skrzydła odbywał się już z użyciem modelu Do 128, wyposażonego w silniki Garrett TPE-331-5. Samolot demonstracyjny otrzymał płat TNT pomniejszony do odpowiedniego dla siebie rozmiaru. Po zakończeniu wstępnej fazy testów maszyna kontynuowała loty, a Dornier planował wykorzystać ją do kolejnych prób. Producent pracował nad modyfikacją skrzydła, zwłaszcza powierzchni sterowych i materiałów użytych do ich konstrukcji. Rozważano użycie przerywaczy, co pozwoliłoby na dokonanie korzystnych zmian i podniesienie prędkości przelotowej przy jednoczesnym utrzymaniu parametrów startu i lądowania.

Pełna wersja artykułu w magazynie Lotnictwo 7-8/2018