Focke-Wulf Fw 190A

Poczatkiem 1937 r. do służby w Luftwaffe trafiły pierwsze nowoczesne dolnopłatowe samoloty myśliwskie Messerschmitt Bf 109B. Wkrótce zostały one wysłane do walczącego w Hiszpanii Legionu Condor. Tam Bf 109B szybko  wykazały swoją wyższość nad sowieckimi myśliwcami Polikarpow I-16, które jak dotąd przysparzały sporo kłopotów pilotom latającym po stronie wojsk generała Franco. W międzyczasie okazało się jednak, że w Wielkiej Brytanii, będącej jednym z najpewniejszych potencjalnych przeciwników III Rzeszy, skonstruowano samolot podobny do Bf 109. Był to Supermarine Spitfire, którego napęd stanowił silnik Rolls-Royce Merlin o mocy 1030 KM, dzięki czemu brytyjski samolot siłą rzeczy przewyższał wczesne odmiany Bf 109, które były napędzane 700-konnymi silnikami Junkers Jumo 210. Szczęśliwie dla Niemców firma Daimler-Benz była w trakcie opracowywania silnika DB 601A o mocy 1100 KM, po zainstalowaniu którego na płatowcu Messerschmitta, powstał produkowany seryjnie od grudnia 1938 r. Bf 109E, dysponujący w pewnych zakresach lepszymi osiągami od konstrukcji brytyjskiej oraz lepiej przystosowany do masowej produkcji seryjnej. Ponieważ w innych krajach przemysł produkował zazwyczaj co najmniej dwa różne jednosilnikowe samoloty myśliwskie, na początku 1938 r. wydział techniczny (Technisches Amt) Ministerstwa Lotnictwa Rzeszy wystąpił z propozycją opracowania samolotu myśliwskiego, który mógłby uzupełnić Bf 109. Zainteresowanie podjęciem się tego zadania wykazały zakłady Focke-Wulf Flugzeugbau G.m.b.H. z Bremy.

Koncepcja
Dyrektorem Technicznym zakładów Focke-Wulf był inż. Kurt Tank, znany z opracowania takich maszyn jak zbudowany w 520 egzemplarzach lekki samolot myśliwski Fw 56, górnopłatowy myśliwiec Fw 159 (który przegrał konkurencję z Bf 109), czy bardzo udany, ale nie wprowadzony do produkcji seryjnej, dwusilnikowy myśliwiec Fw 187. Inną znaną konstrukcją Tanka, tym razem z półki cywilnej, był czterosilnikowy samolot pasażerski Fw 200. Jak wspominał sam Tank, kawalerzysta z okresu I wojny światowej, miał on inną koncepcję myśliwca, niż ta która przyświecała powstaniu takich samolotów jak Bf 109 czy Spitfire. Ponieważ maszyny te zostały w znacznym stopniu opracowane na podstawie doświadczeń wynikłych z konstrukcji sportowych i wyścigowych, zostały określone przez Tanka jako „konie wyścigowe”, charakteryzujące się konstrukcją, w której wiele poświęcono, aby otrzymać maksymalnie wyśrubowane osiągi. Tymczasem zespołowi Tanka chodziło o zaprojektowanie odpornego na surowe wojenne warunki „konia kawaleryjskiego” (Dienstpferd). We wstępnych założeniach maszyna taka miała przede wszystkim umożliwić operowanie z lotnisk polowych, mieć odporną na uszkodzenia bojowe konstrukcję, przenosić cięższe w porównaniu do dotychczasowych myśliwców uzbrojenie, charakteryzować się łatwością obsługi oraz dostępnością dla słabiej wyszkolonych w warunkach wojennych pilotów. Oczywiście spełnienie tych założeń wiązało się ze spadkiem osiągów, ale liczono, że dzięki zastosowaniu mocnego silnika, nie będzie on zbyt duży.  Szczęśliwie perspektywa otrzymania  napędu o odpowiedniej mocy była całkiem realna. Otóż zakłady BMW właśnie pracowały nad 14-cylindrowym silnikiem BMW 139 o układzie podwójnej gwiazdy i pojemności 41,2 litra. Silnik  ten  przy 2700 obr./min osiągał moc startową na czas 1 minuty 1500 KM i moc awaryjną na czas 5 minut 1410 KM na wysokości 4500 m.  Moc bojowa w ciągu 30 minut wynosiła 1270 KM na wysokości 4900 m, a trwała 1150 KM na wysokości 5400 m. Co prawda większość powstających w tym czasie w Europie myśliwców była napędzana silnikami rzędowymi, jednak prostota obsługi i większa odporność na uszkodzenia bojowe silnika gwiazdowego bardzo pasowały do ogólnej koncepcji projektowanego samolotu, a duża moc silnika mogła zrekompensować jego większą powierzchnię czołową. Aby zmniejszyć opór aerodynamiczny stwarzany przez dużą średnicę silnika, konstruktorzy myśliwca Fw 190 dopracowali swoją maszynę pod względem aerodynamiki, dbając o zachowanie jak najmniejszych wymiarów w konstrukcji kadłuba. Ponadto postanowiono zastosować śmigło z kołpakiem tunelowym, spodziewając się, że rozwiązanie to spowoduje wzrost prędkości maksymalnej samolotu o 40 km/h. Bazując na własnym doświadczeniu lotniczym, Tank zwrócił uwagę na dużą rolę dobrej widoczności z kabiny, co zaowocowało kokpitem wysuniętym w przód kadłuba i zaopatrzonym w stanowiącą wówczas novum odsuwaną do tyłu osłonę kabiny, zapewniającą doskonałą widoczność w kierunku tylnej półsfery samolotu. To ostatnie rozwiązanie przetestowano wcześniej na jednomiejscowych prototypach dwusilnikowego myśliwca Fw 187. Nowy samolot posiadał również rewolucyjny system łączący drążek  sterowy z powierzchniami sterowymi. Dotychczas używano systemu linek sterowych, które podczas eksploatacji ulegały rozciągnięciu, co pociągało za sobą spadek siły na powierzchniach sterowych oraz wymagało starannej konserwacji. W Fw 190 zastąpiono je sztywnymi prętami, co zażegnało problem. Jak się później okazało, pod względem skuteczności  lotek samolot Fw 190 przewyższał wszystkie inne myśliwce II wojny światowej. Przy prędkości 500 km/h prędkość przechylenia seryjnego samolotu wynosiła 115°/s, co było rewelacyjnym wynikiem. Dzięki temu niemieccy piloci mogli gwałtownie zmieniać kierunek lotu samolotu i nieprzyjaciel często nie był w stanie za nimi nadążyć. Dodatkowo Fw 190 łatwo szedł w kierunku obranym przez pilota, niewykazując tendencji do opuszczania nosa. Popychacze poruszały też stery wysokości, przy czym z wyjątkiem odcinka w kabinie, przez całą tylną część kadłuba, aż do zlokalizowanego w tylnej części samolotu mechanizmu różnicowego, były one zdwojone na wypadek przestrzelenia. W podobny sposób był poruszany ster kierunku – połączenie prętowe wiodło aż do zlokalizowanego w tylnej części kadłuba mechanizmu różnicowego, skąd wychodziło połączenie drutowe ze sterem kierunku.

Inną kwestią było podwozie, zgodnie z założeniami przyświecającymi powstaniu konstrukcji, zastosowano szeroki rozstaw goleni, co zapewniało stabilność samolotu podczas operowania z lotnisk polowych. Z góry założono, że podczas programu rozwoju masa samolotu znacząco wzrośnie, więc wytrzymałość podwozia obliczono z dużym zapasem wytrzymałości. Zespołem odpowiedzialnym za opracowanie projektu konstrukcyjnego nowego myśliwca bezpośrednio kierował inż. Rudolf Blaser. W skład zespołu wchodzili m.in. inż. Mittelhüber i Käther.

Prototypy z silnikiem BMW 139
Wstępny projekt samolotu znalazł uznanie w oczach Technisches Amt, w rezultacie czego latem 1938 r. zamówiono trzy prototypy, którym przydzielono oznaczenie Fw 190. Prace nad budową ruszyły bardzo sprawnie, a niebawem otrzymano zamówienie na czwartą maszynę, która miała posłużyć do prób prędkościowych. Zgodnie z wytycznymi Ministerstwa konstrukcja samolotu została przystosowana do masowej produkcji. Jeszcze przed oblataniem prototypu otrzymano zlecenie na budowę linii montażowej, która miała posłużyć do skonstruowania 40 egzemplarzy przedprodukcyjnych. W międzyczasie okazało się, że zakłady BMW mają poważne kłopoty z przegrzewaniem się silnika BMW 139 podczas pracy na wysokich obrotach. Rozwój tej jednostki napędowej został przerwany decyzją Ministerstwa Lotnictwa z 30 września 1939 r. Firma BMW miała się skoncentrować na rozwoju udoskonalonej odmiany tego silnika, której przydzielono nowe oznaczenie – BMW 801. Ponieważ prototyp Fw 190 V-1 (Wk Nr 0001, D-OPZE, później FO+LY) był niemal ukończony, a prace nad prototypem V-2 w pełnym toku, postanowiono, że oba zostaną ukończone z pierwotnie przewidzianym silnikiem BMW 139, silnik BMW 801 zaś otrzymają  znajdujące się we wczesnym stadium montażu prototypy V-3 i V-4. Silnik napędzał trójłopatowe śmigło VDM o średnicy 3,40 m i zmiennym kącie natarcia łopat. W maju Fw 190 V-1 przeszedł pomyślnie próby naziemne i 1 czerwca 1939 r. nadszedł dzień oblotu. W pierwszym, około półgodzinnym locie, samolot pilotował oblatywacz Hans Sander, który był pod dużym wrażeniem znakomitego funkcjonowania sterów. Pojawiły się także problemy, tak jak zapowiadała firma BMW, silnik wykazywał tendencję do przegrzewania się. Temperatura w kokpicie wzrosła do 55oC, co według Sandera było do zniesienia, ale też było bardzo niekomfortowe. Co prawda wiedząc o tych problemach od początku planowano wyposażyć samolot w napędzany od wału silnika i umieszczony przed nim 10-łopatowy wentylator, ale nie był on gotowy na czas. Samolot wywarł na tyle dobre wrażenie, że po odbyciu zaledwie kilku lotów, 2 lipca zademonstrowano go na pokazie najnowszych konstrukcji lotniczych, który odbył się w Rechlinie. W imprezie tej uczestniczyli min. A. Hitler i H. Göring. Jak się okazało podczas prób, prototyp miał szereg wad. Owiewka kabiny znajdując się w pozycji odsuniętej do tyłu zakłócała opływ powietrza wzdłuż kadłuba samolotu, co powodowało turbulencje. Zwrócono także uwagę na konieczność uszczelnienia kokpitu ze względu na przenikanie niebezpiecznych dla pilota gazów spalinowych do kokpitu, co zmuszało oblatywacza do użycia maski tlenowej. Okazało się również, że zamki podwozia nie trzymają prawidłowo, co spowodowało zasygnalizowanie wysunięcia podwozia, które wysunęło się poza mieszczące je komory. Najpoważniejszą z wad było jednak  przegrzewanie się silnika, czego nie zdołano wyeliminować nawet po zainstalowaniu przed jednostką napędową wspomnianego wentylatora chłodzącego silnik. Zdemontowano również kołpak tunelowy, gdyż okazało się, że nie przynosi on znaczących korzyści na aerodynamice, jest natomiast bardziej skomplikowany technologicznie, oraz cięższy od tradycyjnego. W rezultacie przebudowana przednia część samolotu otrzymała osłonę typu NACA przygotowaną przez inż Erwina Schnetzera z zakładów BMW. Charakterystycznym rozwiązaniem była ulokowana na przedzie pierścieniowa chłodnica oleju, bezpośrednio za którą znajdował się pierścieniowy zbiornik oleju. Z nową osłoną silnika samolot po raz pierwszy wzbił się w powietrze 25 stycznia 1940 r.

Pomimo stwierdzonych problemów, ocena prototypu była wysoka, jako że podczas prób osiągnięto prędkość maksymalną 594 km/h na wysokości 4000 m i 502 km/h nad ziemią. Dla porównania przypomnijmy, że Bf 109E-3 osiągał odpowiednio 560 i 467 km/h. Odnotowano także, że charakterystyki manewrowe są znacząco lepsze w porównaniu do Bf 109. 31 października 1939 r. oblatano także początkowo wyposażony w kołpak tunelowy prototyp Fw 190 V-2 (Wk Nr 0002, FO+LZ). Uzbrojenie tej maszyny stanowiły dwa zsynchronizowane karabiny maszynowe MG 17 kal. 7,9 mm z zapasem 750 sztuk amunicji na lufę i dwa również zsynchronizowane MG 131 kal. 13 mm z zapasem 470 pocisków na lufę. Uzbrojenie było zamontowane parami w przykadłubowej części skrzydeł. Wygodny dostęp do niego zapewniały duże klapy na górnej powierzchni skrzydeł. Po porównaniu  z przebudowanym Fw 190 V-1 z kołpaka tunelowego ostatecznie zrezygnowano, gdyż jak się okazało prototyp z osłoną NACA był szybszy o 20 km/h. Po wylataniu 50 godzin, 2 marca 1940 r., kiedy za sterami Fw 190 V-2 zasiadał Ewald Rohlfs, prototyp uległ kabotażowi podczas kołowania i musiał zostać skierowany do remontu. Tymczasem Fw 190 V-1 11 czerwca 1940 r. z kodem kadłubowym RM+CA został przekazany do ośrodka doświadczalnego Luftwaffe w Rechlinie, gdzie do końca września przeprowadzono na nim próby wojskowe. Choć z rozwoju samolotu z silnikiem BMW 139 zrezygnowano, Fw 190 V-1 i wyremontowany V-2 pozostawały w dyspozycji zakładów Focke-Wulf aż do połowy 1943 r. Tymczasem zrezygnowano z przystosowania budowanych prototypów V-3 i V-4 pod zabudowę silnika BMW 801. Pierwszy z nich wykorzystano jako źródło części, a drugi skierowano do prób wytrzymałościowych.