HELI-TRENER

Ivo Pujman (L+K 4,5/84)

Vrtulník Z-35 Heli Trener patří k letadlům, která byť zůstala v prototypu, mají své důležité místo v technickém rozvoji československého letectví. I proto je také ve verzi Z-135 vystaven v Expozici letectva a kosmonautiky VM VHU. Historie jeho vzniku je zajímavá, pestrá a především dokazuje, jak iniciativa lidí a její správné pochopení mohou "dělat zázraky".

V druhé polovině padesátých let se sešel v konstrukci n. p. Moravan Otrokovice mladý kolektiv techniků. (Nejstaršímu z nově příchozích, ing. Janu Mikulovi, jenž přišel do Moravanu v roce 1958, bylo tehdy 29 let.) Měli společné nejen mládí, elán, chuť do práce, ale i relativně malé množství zkušenosti. Výstižně to popisuje ve svém vzpomínání právě ing. J. Mikula:

"V druhé polovině padesátých let se moravská konstrukce vzpamatovávala z odchodu většiny svého osazenstva do kunovického Letu. Zbylo v ní vlastně jen několik lidí, určených k údržbě sériové dokumentace Trenera. Zůstal tam však jeden mimořádně zkušený konstruktér a hlavně vynikající člověk a rozumný chlap, kterého já jsem zastihl ve funkci hlavního inženýra a později technického náměstka, soudruh K. Brdička. Stejně jako dnes, ani tehdy nepadali letečtí konstruktéři z nebe, a tak konstrukce byla doplněna na přijatelný početní stav lidmi, přicházejícími přímo ze školy. Jiná možnost totiž nebyla.

Já jsem přišel do Otrokovic s pověřením vést po konstrukční stránce nabíhající výrobu vrtulníku HC-2, vyvinutého ve VZLÚ skupinou ing. J. Šlechty, ve které jsem do té doby nabyl něco přes čtyři roky praxe - tedy spíše k vývojové práci jen přičichl. O zkušenostech nemohla být ani řeč. Toto ovšem muselo být takovému zkušenému praktikovi, jakým tenkrát hlavní inženýr Moravanu s. K. Brdička byl, zcela jasné. Nikdy mi to ale nedal najevo, ani mezi čtyřma očima, i když jiné věcné připomínky uměl vyřizovat s pěknou dávkou decibelů. Obdivuji odvahu, s jakou mi ponechával řízení, mých věcí a lidí. "Hácé" dvojka se tehdy dostala do sériové výroby a prošla státními i vojenskými zkouškami, aniž bychom způsobili jí nebo podniku jakékoliv škody, pokud se pamatuji. Prvním vývojovým úkolem takto vzniklé konstrukční skupiny byla zástavba silnějšího motoru do HC-2 a s tím související přestavba vrtulníku na typ HC 102. Tato práce byla základní konstruktérsko-vývojářskou školou pro všechny členy skupiny, i pro mne, ale od té doby nenávidím přestavby a jsem přesvědčen, že jen zcela výjimečně mohou přinést efekt úměrný úsilí a nákladům, které je jim nutno věnovat.

Dospěli jsme brzy k názoru, že se vůči HC-2/102 můžeme dostat kupředu, podaří-li se nám postavit vrtulník se silnějším motorem, nebo lépe, s vyšším poměrem výkonnosti ke hmotnosti, odstranit nedostatky a omezení v řiditelnosti. Šlo nám o vrtulník, který by byl jednodušší hlavně ve skupině náhonů a tedy i levnější, s možností širšího využití v provozu. Tedy úkol nemalý."

Tento názor nedal mladému kolektivu konstruktérů spát. Nakonec přišli na vedení podniku s návrhem na vývoj lehkého dvoumístného vrtulníku pro školní účely. Návrh odpovídal duchu směrnic vlády o předisponováni vývoje prototypů do sériových závodů. Druhým, neméně významným cílem tohoto návrhu byla snaha, aby konstrukční kolektiv prošel celým "martýriem" při vývoji nového typu letadla, a to od první čárky až po zakončení letových zkoušek. Tedy jakési "konstrukční cvičení", ovšem je nutné si uvědomit, že i se značným rizikem.

Tehdejší ředitel Moravanu, pozdější generální ředitel podniků Aero, soudruh Syrový, spolu s hlavním inženýrem K. Brdičkou měli pro iniciativu pochopení, a proto byl projekt zařazen do vnitropodnikového plánu. Tak se koncem padesátých let zrodil definitivní projekt Z-35HT, kde HT znamenalo Heli Trener.

Původní projekt zpracovali v Moravanu ukázkově, důsledně a velkoryse. Mělo být postaveno celkem pět prototypů, z toho poslední dva již prodejné. Prototyp měl být podroben zkouškám podle předpisů BCAR sekce G, podsekce G-3, podle vydání z ledna 1954, s přihlédnutím k předpisu CAR, část 6, odstavec C z 15. 1. 1951. Projektově byly připraveny čtyři verze. Základní byla školní, od ní byly odvozeny zemědělská, nákladní a styčná. V projektu byl použit neobvyklý způsob zástavby pohonné jednotky, který byl pro svou originalitu a technické přednosti chráněn patentem ing. J. Mikuly. Byla i vykalkulována velkoobchodní cena Z-35 při stokusové sérii, a to na 325 620 Kčs.

Také plánovaný průběh zkoušek byl zpracován důsledně. Počítalo se, že bude mít dvě etapy. První podle předpisů CAR, druhou, náročnější, podle BCAR s tím, že se využije výsledků předchozí etapy zkoušek. Zkoušky neměly probíhat pouze na prototypech, ale pro jejich urychlení a zlevnění byly v projektu navrženy i dvě tzv. makety, nazývané prostě malá a velká. Malou maketu tvořila vlastně celá přední část trupu, až po stěnu za kabinou. Byla určena především pro zkoušky instalace motoru, zkoušky chlazení, na ní se měly zjišťovat základní provozní hodnoty, funkce spojky a volnoběhu, zjišťovat vibrace, ověřovat vlastnosti tlumičů, účinnost zvukové izolace, atd. Bezchybně fungující instalace pohonné jednotky je vždy základní podmínkou bezpečnosti každého letadla. Nelze se proto divit tak důkladně připravenému odzkoušení celého pohonného systému budoucího Heli Treneru. Kromě toho však měla být malá maketa využita i ke konstrukčním zkouškám uspořádání pilotního prostoru. Zkoušky měly probíhat v první polovině roku 1959. Velká maketa, to byl vlastně kompletní nelétající prototyp vrtulníku Z-35. Trup byl vybaven náhradními hmotami hlavních skupin, aby měl stejně rozloženou hmotnost a tudíž stejné momenty setrvačnosti, jako skutečný vrtulník. Samotný prototyp měl vzlétnout v prosinci 1959, letové zkoušky se plánovaly do poloviny roku 1960. Přitom měly proběhnout během roku 1960 také únavové zkoušky dalšího prototypu.

Zpočátku probíhal celý zkušební program podle plánu. Na malé maketě byla odzkoušena motorová instalace motoru M-332, "doladil" se pilotní prostor. Velká maketa již měla mírný časový skluz, ale největší termínové problémy teprve přicházely. Vzhledem k potížím se sériovou stavbou vrtulníků HC-2 a vysokou prioritou vývoje HC-102 se skutečnost oproti plánu značně opozdila. Navíc byl postaven jen jediný prototyp. Kolektiv prototypové dílny nakonec řešil problém stálého odsouvání termínu dodání prototypu ke zkouškám socialistickým závazkem. A tak při příležitosti 15. výročí osvobození naší republiky, 9. května 1960, byl dohotovený prototyp XZ-35 předán letové zkušebně.

Prototyp Heli Trenera s překrytem kabiny a dveřmi, ale bez zadní stěny a zakrytí ocasní části trupu, dostal zkušební označení OK-045 a 20. května 1960 zahájil první etapu pozemních zkoušek čtyřicetiminutovou motorovou zkouškou, spojenou s pojížděním. Další provozní hodiny "natočil" XZ-35 ve dnech 21., 24. a 28. května, a dále během měsíce června. Naposledy 28. června. Celkem byl v provozu 14 hodin 45 minut - pouze na zemi. Celou tuto dobu byl v péči mechanika J. Weinhöniga. Tato první etapa zkoušek byla zakončena první generální revizí.

Během zkoušek se projevily i některé "dětské nemoci", do jejichž "léčení" se v Moravanu ihned pustili. Například 20. května, první den, bylo zjištěno, že podvozkové nohy jsou příliš nízké a nedostatečné tuhé, navíc kolečka na lyžinách příliš malá. To vše dělalo potíže při pojíždění v travnatém terénu, kdy i malá překážka se jen velmi obtížně přejížděla. Páka cyklického řízení konala sama při chodu motoru krouživý pohyb a síly na ní byly poměrné značné. Ostatní nedostatky byly drobnějšího charakteru. Byl stanoven rozsah provozních otáček na 2550-2700/min, a také teploty hlav válců motoru dosahovaly velmi rychle až 200 °C, takže motor musel být často vypínán. Problémy se sílami v řízení konstruktéři vyřešili až při revizi výměnou rotorových listů a torsních tyčí za nové z HC-2, rotor byl pečlivě seřízen a nevíc byl "vrtulový" moment rotoru ještě vyvážen závažími, umístěnými na kořenech listů.

Z revize se vrtulník XZ-35 vrátil do zkušebny v druhé polovině září 1960. Opět v péči mechaniků J. Weinhöniga a M. Kozla až do konce září prodělával pozemní zkoušky. (Část z nich prodělával značně odlehčený.) To už se s "Heli Trenerem" seznamoval zkušební pilot VZLÚ. Podle svědků prý již 27. září "zvedl" XZ-35 do vzduchu a učinil s ním první skok ve výši 20 cm. Velmi sugestivně to popisují Křídla vlasti ročník 1960, číslo 25. Přesto podle vzpomínek ing. J. Mikuly i podle zápisů v letové knize nešlo o skutečné zalétání, pouze o součást pozemních zkoušek. Zpočátku byl totiž vrtulník XZ 35 při pozemních zkouškách upoután k zemi pomocí lan. Objevily se však problémy. Pevně upoutaný vrtulník kmital, při uvolnění lan skákal, a tak pilot doporučil, aby zkoušky dále probíhaly bez upoutání, protože hrozilo rozbití letadla. Tato skutečnost by vysvětlovala i pověsti o jakémsi "ilegálním" zalétání před oficiálním termínem. Hlavní konstruktér ing. Jan Mikula na toto období zkoušek vzpomíná:

"První odlepení každého nového letadla od země je událost, očekávaná vždy všemi zúčastněnými s napětím a zvědavostí. I když už dávno není první vzlet okamžikem pravdy, jako tomu bylo v pionýrských dobách letectví, a všechna nová letadla, která jsem za celý život viděl, samozřejmě od prvního okamžiku létala. Jak, to se ovšem poznalo až mnohem později, když se začalo opravdu měřit. Proto první let je dnes pro všechny, kdo na novém letadle pracovali, i pro ty, kteří mu třeba jen fandili, spíše jakýmsi hmatatelným důkazem, že poslední rok, dva i více nepracovali zbytečně, jakousi odměnou ve formě, být pří tom : My, kteří jsme tehdy byli při těch prvních poskocích Z-35 jsme si tuto stránku věci neuvědomovali, zvláště proto, že jsme tyto poskoky za let ani nepovažovali. Ale mnozí to viděli jinak. Já jsem si to vlastně uvědomil, až když mi soudruh Brdička druhý den po prvním "poskoku" řekl - "poslechněte, Mikulo, nemyslíte, že ti ostatní na to měli taky právo?" Měl samozřejmě pravdu, a tak i když o žádném ilegálním záletu nemohla být ani řeč, musím říci, že v té věci dodneska nemám tak docela čisté svědomí."

Oficiální zálet byl uskutečněn až 7. října 1960. Po natankování 27 kg paliva a 15 kg oleje se vrtulník, zatížený celkem 202 kilogramy, zvedl sedmkrát do výše 1,5 metru, kde létal celkem 31 minut. Druhý den zalétávání pokračovalo deseti vzlety, tentokrát trvajícími celkem 38 minut. Délky a výšky letů se postupně zvětšovaly.

13. října vzlétl XZ-35 do výše dvou metrů, 14. října do výše pěti metrů, 15. října do deseti, atd. Druhá etapa zkoušek skončila 19. října, po dosažení 26 hodin 5 minut provozu, předáním XZ-35 do druhé revize. Heli Trener do té doby nalétal celkem 2 hodiny 15 minut.

Připomínky pilota po záletu byly pouze tři, nepříliš závažné, což svědčí o zdařilé konstrukci.

Po ukočení druhé revize se XZ-35 vrátil na letovou zkušebnu až v druhé polovině března 1961. Zkoušky se obnovily 29. března, opět v péči mechanika J. Weinhöniga, a 15. dubna se vrtulník, pilotovaný pilotem VZLÚ znovu zvedl do vzduchu. Pak následovala čtyřměsíční přestávka, způsobená podezřením na trhlinu v náhonu ocasní vrtulky. Při důkladné prohlídce však bylo zjištěno, že o trhlinu nejde a že i celý náhonový systém je v pořádku. Šlo pouze o povrchový jev, způsobený povrchovou ochranou náhonového hřídele. Přesto prošla přední část náhonového hřídele tvrdými zkouškami, při nichž byla zničena. Na vrtulník byla namontována nová. To vše zdrželo zkoušky až do srpna. Začalo se opět na zemi, až teprve 29. září 1961 usedl znovu za řídicí páky XZ-35 zkušený pilot VZLÚ. Ten den také zahájil přeškolování továrních pilotů Moravanu na tento typ. Přeškolovacími lety prošli piloti VI. Berg a J. Vošahlík, později pak i J. Skorka.

Druhá etapa letových zkoušek skončila 12. května 1962. Do té doby vrtulník nalétal 16 hodin 21 minut během 127 letů, a na zemi při zkouškách "natočil" dalších 42,5 hodiny. Opět byly zjištěny v průběhu zkoušek závady běžného provozního charakteru, opět se potvrdilo, že náhonový systém je konstrukčně vyřešen velmi dobře, neboť se na něm prakticky vůbec neprojevily ani velké rázy, způsobované vysazováním čerpadla motoru. Nejzávažnějšími nedostatky se staly, jako již v předchozím provozu, koroze a především různé závady ve výfucích. Výfuky byly nakonec při třetí revizi vyměněny, jinak byl však vrtulník uznán naprosto schopným další etapy zkoušek. Po splnění základních zkušebních úkolů však vrtulník létal dále, pro zkoušky letových vlastností i pro zkoušky vlastního praktického využití. To už byl XZ-35 pilotován výhradně "domácími" piloty.

Heli Trener prodělával řadu podstatných kosmetických úprav které vyvrcholily 3. října 1962 dokončením úplné kapotáže zadní části vrtulníku a 8. prosince zakapotováním i horního reduktoru. Při zkouškách se však při visení v blízkosti země projevily značné rozdíly vlastností u vrtulníku bez krytování a s kapotáží. Při porovnání s HC-102 a HC-3 byl Z-35 směrové nejklidnější, ale po zakrytí zadní části trupu plátěným potahem se tyto vlastnosti výrazně zhoršily. Vrtulník náhle samovolně přecházel z klidného visení do zrychlujícího se točivého pohybu okolo svislé osy, někdy vpravo, jindy vlevo. Tento pohyb bylo možno zachytit jen poměrně velkým vyšlápnutím nožního řízení. Po odstranění potahu ze zadní části trupu toto nepříjemné chování zmizelo. Bylo způsobeno víry vzduchu odraženého od země, které podle okamžitého nastavení řízení a směru větru působily buď zprava nebo zleva, na zadní část trupu. Po odstranění potahu ocasního nosníku měl vrtulník původní dobré vlastnosti i s potahem na střední části prutoviny. Naproti tomu vrtulník bez potahu byl směrové poněkud neklidný při rychlostech nad 110 km/h. Tato nepříjemná vlastnost zcela zmizela potažením trupu, a neobjevila se ani po sejmutí potahu z ocasní části. Proto bylo rozhodnuto považovat vrtulník XZ-35 se zakrytou střední částí trupu, ale bez krytu ocasní části, za standardní provedení.

V téže době vrtulník prodělával další zkoušky letových vlastností a výkonů. 29. srpna 1962 odstartoval na odlehčeném XZ-35 pilot VI. Berg nejdříve zkušebně do výšky 3500 metrů a poté naostro k pokusu o překonání čs. výškového rekordu v této kategorii vrtulníků. Pokus se podařil, a to nad očekávání dobře. Bylo dosaženo 5340 metrů, a to byl výstup navíc přerušen ve chvíli, kdy vrtulník ještě stále stoupal cca 1 m/s - pro nedostatek kyslíku v dýchači!

Ze zajímavých zkoušek vrtulníku stojí za zmínku i zkušební vysazení parašutisty. Byl jím parainstruktor Svazarmu v Otrokovicích Alfons Kolář. Vysazení proběhlo při rychlosti asi 60 km/h, a to bez jakékoliv komplikace.

Během zkoušek dostupu s vlivem země došlo také k jediné dramatické příhodě v historii Heli Treneru. Zkoušky probíhaly postupně v nadmořské výšce 500 metrů v Podkovné Lhotě, v nadmořské výšce 1000 metrů na Javorníku, a měly proběhnout i ve Vysokých Tatrách. Proto 28. července 1963 uskutečnil XZ-35 přelet na Popradské pleso. K místu přistání, které bylo vybráno přímo u břehu, přilétal XZ-35 s osádkou pilot VI. Berg a mechanik M. Tošovský nízko nad hladinou. Těsně u břehu, v okamžiku, kdy ocas vrtulníku byl ještě nad vodou, ale kabina již nad břehem, stroj poklesl natolik, že ocasní vrtulka zavadila o hladinu. Okamžitě se zničily její listy, zdeformoval konec ocasního nosníku, celý reduktor ocasní vrtulky se utrhl. Ve stejném okamžiku ale vrtulník dosedl, takže se nikomu nic nestalo a i rozsah škod nebyl tak velký.

Ve zkouškách se pochopitelně nemohlo pokračovat. Vrtulník byl převezen do Moravanu a už 30. července na něm byla zahájena oprava. Při ní se neopravovala jen poškození, ale prohlídkou prošly i jiné části stroje.

7. září prodělal opravený Heli Trener první motorovou zkoušku, první let po havárii byl uskutečněn 11. září pilotem VI. Bergrem. Po opravě už vrtulník XZ-35 létal spíše "udržovací" lety. Do konce roku 1964, kdy dolétal v této verzi, jich bylo přesně sto. Ještě v červnu a červenci 1964 prošel prohlídkou, ale zkoušky s ním byly již ukončeny, návrh sériové stavby zamítnut, a pomalu ale jistě vyvstávala nerudovská otázka kam s ním.

Přibližně v té době zavítala do n. p. Moravan sovětská delegace, pochopitelně především za letouny řady Trener. Ale při této příležitosti spatřili sovětští odborníci i prototyp Heli Trenera. Vrtulník je zaujal a při přátelské neoficiální besedě se členy konstrukce pak hovořili o tom, jak by se v SSSR takový vrtulník široce uplatnil.

Jediné, k čemu měli odborníci z SSSR výhrady, byla pohonná jednotka, která se jim zdála slabá. Tato přátelská beseda se stala impulsem pro další vývoj XZ-35. Už koncem roku 1964 byl hotov projekt přestavby Heli Treneru na verzi XZ-135; poháněnou motorem M-337.

Provoz vrtulníku XZ-35 tedy oficiálně skončil k 1. lednu 1965. Poslední let původní verze uskutečnil pilot VI. Berg dokonce již 29. září 1964, poslední motorová zkouška proběhla 19. prosince téhož roku. Celkem nalétal XZ-35 75 hodin 47 minut, při pozemních zkouškách "natočil" 62 hodin 14 minut a uskutečnil 412 startů.

Přestavba na verzi XZ-135 probíhala v první polovině roku 1965, částečně i brigádnicky. Do května přestavěli v Moravanu trup s nově tvarovanou přídí vzhledem k delšímu motoru. Vrtulník měl opět zakrytou pouze kabinu. Upravený motor M-337 v. č. 60377 z roku 1962 měl snížený výkon u země na 117,76 kW (160 k) a byl instalován do trupu Heli Treneru 5. června 1965 Ještě týž den prošel motorovou zkouškou o délce 20 minut. Další motorové zkoušky probíhaly až do 24. června 1965, především z důvodů záběhu a seřízení motoru. Ten den pilot VI. Berg uskutečnil první pětiminutový zálet ve výši asi 50 metrů. Při následujících letových zkouškách se projevil zvýšený výkon motoru nepříznivě vibracemi rotoru. Původní průměr 8,8 m nestačil, byl proto provizorně zvětšen prodloužením špiček rotorových listů na 9 metrů s tím, že bude vyvíjen zcela nový celokovový rotor o průměru 10 metrů. Devítimetrový rotor byl namontován na XZ-135 dne 4. září 1965 a zalétnut 6. září. Ještě jednou se původní rotor na Heli Treneru objevil 6. října 1965, ale všechny další zkoušky probíhaly pouze s rotorem o průměru 9 metrů. Kromě záletů a zkoušek nového rotoru se měřily hlukové hladiny, závislost chlazení na výšce letu a zkoušel se nový pylon. Potvrdilo se, že ani devítimetrový rotor nestačí.

Zkoušky vrtulníku byly přerušeny dne 26. října 1965 po pětiminutovém letu. A zde se objevuje v záznamech malý rozpor. V "Záznamu o provozu letadla" se píše o uvedení do provozu motorovou zkouškou až 27. února 1967. Ale o 110 stránek dále se ve stejné knize píše, že s vrtulníkem se uskutečnil zálet po ročním odstavení dne 2. září 1966.

Po přerušení zkoušek v roce 1965 byl vrtulník XZ-135 udržován v letuschopném stavu až do roku 1969, kdy s ním pilot Berg uskutečnil poslední let v délce tří minut, a to 29. října 1969.

V historii Heli Treneru se naposledy zablýsklo na lepší časy v polovině roku 1969. Dne 27. července 1969 povolil ředitel Moravanu Fr. Kubiš (pod číslem ob. 6949240-14) druhou přestavbu vrtulníku na zemi XZ-135A. V té podobě měl ukončit podnikovou zkoušku.

Hlavní změnou oproti původnímu provedení se měl stát nový celokovový rotor o průměru 10 metrů, který se vyvíjel již dříve. Zadní část trupu měla být prodloužena o 64 centimetrů. Navíc měly byt různé části vrtulníku a jeho systémů zesíleny, mělo se změnit umístění baterie, atd. Všechny tyto úpravy, kromě instalace nového rotoru, se uskutečnily v období 1969-1972. Vrtulník však v nové podobě nikdy nevzlétl. V té době již bylo delší dobu rozhodnuto o přerušení vývoje a výroby vrtulníků v Československu, neboť letecký průmysl, dimenzovaný tak, jako v ČSSR, opravdu nemůže vyrábět všechno.

A tak Heli Trener stál v Moravanu nečinně až do roku 1974. Ještě 20. ledna 1974 se v záznamníku objevuje soupis nutných prací pro uvedeni Z-135 do letového provozu. Všechny se uskutečnily ke dni 24. dubna, ale pouze proto, aby XZ-135A byl předán Vojenskému muzeu. Letová kniha byla definitivně uzavřena 25. května 1974 a následující den nastoupil Heli Trener cestu na nákladním automobilu do Kbel. V jejím průběhu došlo k poškození kostry ocasní části trupu. Opravu zhotovil předávající technik z n. p. Moravan v dílnách muzea 29. dubna 1974. Vrtulník byl instalován v expozici a od té doby je trvale exponátem Expozice letectva a kosmonautiky v Praze Kbelích.

Do uzavření "letové knihy" nalétal Heli Trener celkem 86 hodin 3 minuty, z toho ve verzi XZ-135 celkem 10 hodin 16 minut. Pozemní zkoušky trvaly celkem 78 hodin 25 minut, z toho XZ-135 16 hodin 11 minut. Jako XZ-135 se vznesl sedmdesát pětkrát, celkem tedy uskutečnil 487 letů.

Nikdy se nedostal do výroby. Stal se však studnicí zkušeností pro mladý kolektiv konstruktérů v Moravanu, což se příznivě projevilo v jejich další práci. Stejná konstrukční skupina řešila například náhony pro zemědělské zařízení na Z-37 Čmelák, a právě díky poznatkům z vývoje náhonového systému XZ-35/135 odvedla hned napoprvé perfektní práci. Také při vývoji nové typové řady "Zlin čtyřicet" měl konstrukční kolektiv usnadněnou práci, býť i nepřímo, díky zkušenostem z předchozího náročného vývoje.