Vrtulník
Mi-4
Zdeněk Starý, Bechyně, červen 2012
Na úvod musím napsat, že veškeré informace jsem čerpal ze svých poznámek z VVLŠ (skripta na to nebyly). Takže pokud někde uvedu chybnou informaci, není to úmyslně, ale pouze mou nepozorností na studiích. Pokud laskavý a více erudovaný čtenář bude mít nutkání cokoliv doplnit či opravit, nebudu se zlobit, když mi dá vědět. Na svou obranu uvedu, že poslední let s touto legendou jsem (podle Zápisníku letů) absolvoval 9.10.1984 a s celkovým náletem 176 hodin a 25 minut. Což je jednak už dávno a také to není mnoho (staří pardálové se jen shovívavě usmívají).
Video o vývoji vrtulníku a záznam rekordního letu.
Cvičení Taran 1970.
Popis vrtulníku
Vrtulník byl celokovové
konstrukce se čtyřkolovým pevným podvozkem, jedním hlavním nosným rotorem
se čtyřmi kovovými (zpočátku dřevěnými) listy a jedním vyrovnávacím
třílistým rotorem na ocasním nosníku. Pilotní kabina byla umístěna poměrně
vysoko nad zemí (cca 3 m) nad šikmo uloženým pístovým motorem a mezi
piloty vedla transmise do hlavního reduktoru. Pilotní kabina byla dvoumístná
(pilot seděl vlevo a navigátor vpravo. Obvykle za navigátorem stál na žebříku
palubní technik,který na moc spínačů nedosáhl a spíš kontroloval hodnoty
přístrojů. Pozice to byla nezáviděníhodná (zkuste stát i dvě hodiny na
žebříku) a tak si buď občas odskočil do nákladového prostoru se natáhnout
(pokud byl velitel osádky uznalý a plněný úkol to umožňoval) a nebo si šikovnější
sestrojovali různé sedačky. Palubní technik také většinou obsluhoval
kulomet ráže 12,7 mm, umístěný v gondole pod nákladní kabinou a také
měl na starosti palubní jeřáb umístěný nad bočními dveřmi nákladového
prostoru (na levé straně trupu). Kulomet se natahoval vzduchem z palubní
sítě vrtulníku a byl opatřen kolimátorovým zaměřovačem. Za dob mého létání
na Mi-4 (1981-1984) jsem jej nikdy nezažil „v akci“, tedy na střelbách. V našich
školních osnovách střelby nebyly.
A teď trochu čísel:
Rozměry:
-průměr nosného
rotoru…………………………………..21 m
-průměr vyrovnávacího
rotoru………………………….3,6 m
-délka vrtulníku (bez
rotoru)…………………………..16,8 m
-výška vrtulníku…………………………………….………5,18
m
Hmotnost:
-prázdného vrtulníku
…………………………………4 900 kg
-vzletová…………………………………………………..6
950 kg
-max.vzletová……………………………………………7 500
kg
Rychlost:
-cestovní……………………………………………………..160
km/h
-maximální…………………………………………………..210
km/h
Dostup:
-statický…………………………………………………….2
000 m
-dynamický………………………………………………..5
500 m
Dolet:………………………………………………………….400
km
Motor
AŠ-82 V.
Rád bych se podrobněji
rozepsal o motoru pohánějícího vrtulník Mi-4. Měl označení AŠ-82
V a pocházel z konstrukční
kanceláře Švecova. Nicméně původ měl v americkém motoru Wright
Cyklone z roku 1936 a poháněl i legendární DC-3 (Dakotu).
Motory AŠ-82
byly velice rozšířené. Byly použité např. ve stíhačce La-5 FN, La-7,
Tu-2, později v Il-12 a Il-14 (taky kopie, vlastně Dakota s příďovým
podvozkem). A ještě později měl po dvou motorech trochu zapomenutý vrtulník
Jak-24 P a již zmíněná Mi-4. Ve vrtulnících se ovšem používaly motory s ventilátorem
(a označením „V“ na konci), protože motor byl vzduchem chlazený a jelikož
vrtulník může strávit i poměrně dlouhou dobu v režimu visení (např.
při jeřábování či létáním s podvěsem), motor by se bez nuceného
proudění vzduchu přehřál.
Motor byl čtyřdobý
benzinový dvouhvězdicový vzduchem chlazený 14-ti válec o objemu 41,2 litru!
a výkonu 1 275 kW (1 700k) při 2 600 ot/min a průměrné spotřebě
300 l benzínu na hodinu (ve visu byla spotřeba s maximální hmotností až
dvojnásobná). Používal se vysokooktanový benzín s označením LBE
95/135 a měl velký obsah olova jako antidetonační přísadu. Kompresní poměr
motoru byl 6,9:1. Vrtání 155,5 mm, zdvih 155-155, 832 mm (podle válce-dáno
konstrukcí).
Motor však byl vzhledem k
době vzniku pozoruhodně moderní. Měl např. přeplňování radiálním
kompresorem, a to dokonce dvourychlostním (do 1 500m výšky 1. rychlost,
potom se zapínala 2. rychlost) (1)
a navíc měl vstřikování paliva (do válce se nasával pouze stlačený
vzduch a pak se vstříklo tryskou pod tlakem 160 bar palivo a dvěma svíčkami
směs zapálila) (2).
Díky přeplňování však měl pilot o jednu starost navíc – totiž
regulovat malým plynem (na kolektivu) hodnotu tohoto přetlaku podle daného režimu
letu. Toto piloti vrtulníků s turbínovým motorem neznají, tam je za
letu prostě stále plný „malý“ plyn.
Ačkoliv konstrukce motoru
byla velice pokroková, velkým problémem bylo mazání, resp. spotřeba oleje.
Každý píst byl osazen celkem šesti kroužky (po třech těsnících a třech
stíracích v pěti drážkách. Přesto byla udávaná hodinová spotřeba
oleje až 10 g/k. Jednoduchým výpočtem při průměrném výkonu 1 000 k
dojdeme ke spotřebě až 10 kg (cca 12 l) za hodinu. Takže při každém
tankování paliva se automaticky doléval i olej. Navíc se po stání motoru
delším než půl hodiny musel protočit motor, aby se olej, který mohl přes
kroužky natéct do válců,vytlačil přes ventily do výfuku a nemohlo dojít
k hydraulickému rázu a tudíž zničení motoru (údajně se několikrát
stalo).
Samotné spouštění
motoru mělo taky svá specifika. Ačkoliv měl elektrický startér o výkonu
7,5 kW, dal se nastartovat i klikou (na „čumáku“ byl otvor pro vložení
kliky) a přes převod se roztočil setrvačník a po dosažení určených otáček
se připojil k motoru a zapnuly magneta. V Piešťanech se toto
startování klikou používalo jako druh trestu, protože to bylo velice
fyzicky náročné (viděl jsem propocené kombinézy) a nikdy jsem neviděl ani
neslyšel, že by se to někomu podařilo. Ale i při spouštění přes startér
se musel dodržet velice přesně postup a časy jednotlivých činností (3).
Jinak člověk v lepším případě postup opakoval, protože motor
nechytil a nebo v horším případě hrozil požár „přechlastaného“
motoru. Ne nadarmo u spouštění musel být venku technik s hasičákem a
bedlivě sledovat motorový prostor, jestli někde nehoří. I když byl vrtulník
vybaven protipožárním systémem, tedy kolem motoru a reduktoru byly nataženy
trubky s dírami a v případě požáru se ručně odpálily tlakové
láhve s hasicí směsí, (viz obr. 7 a
14), opatrnosti nebylo nikdy dost.
Na motoru byla namontována
i spojka, kterou se připojoval nosný (a vyrovnávací) rotor. Měla čtyři
polohy – „vypnuto“- po nastartování motoru se začal nosný rotor
pozvolna otáčet. Po zahřátí motoru se přepnula spojka do druhé polohy,
kdy se zapíná třecí spojka a rotor nabírá otáčky, až se sesouhlasí s otáčkami
klikového hřídele. U některých vrtulníků se to nechtělo podařit a tak
se „šlo naproti“- palubák (palubní technik) pákou dusidla přiškrtil
motor tak, až se otáčky spojily a mohla se použít další poloha spojky a
to zubová. Tím se „natvrdo“ spojil motor s reduktorem (potažmo s
rotorem). Když se to povedlo, palubák vrátil dusidlo do neutrálu a mohly se
zvýšit otáčky. Nakonec se v další poloze odpojila třecí spojka a zůstala
připojena jen zubová. Ono to spojení „natvrdo“ také není úplně přesné,protože
v případě,že by za letu došlo k poruše motoru, je tam ještě
volnoběžná spojka (v principu jako „cvrček“ na bicyklu) a ta umožní
volné otáčení rotoru nezávisle na stojícím motoru, aby se mohlo přejít
do režimu autorotace a přistát.
(1)
– v našem letectvu byla druhá rychlost kompresoru vyřazena a
zaplombována. Prostě se nepoužívala. Většina letů se stejně uskutečňovala
pod hranicí 1 500m.
(2)
– pokud to někoho zajímá, tak pořadí zapalování bylo: 1, 10, 5,
14, 9, 4, 13, 8, 3, 12, 7, 2, 11, 6, 1, …
(3)
– pro fajnšmekry, pamětníky nebo zvídavé připojuji DÚ (tedy důležité
úkony):
Před
vstupem do kabiny:
-
kontrola na cizí předměty, čistota skel
-
upínací pásy (nepoškozenost);
-
vypnutá magneta, akumulátory, AZS (spínače).
Po
vstupu do kabiny:
-
seřídit výšku sedačky
-
seřídit nožní řízení
-
zapnout popruhy
-
zapojit přilbu, rádio, SPU (interkom)
-
zkusit volnost kolektivu a malého plynu
-
volnost chodu dveří
-
spínače na štítku vypnuty
-
seřídit výškoměr na nulu, přepínač Pittotek vlevo, hodiny, spojka v poloze
vypnuto, aku, hydraul. štítek
-
kontrola AKU (24V při zapnutém RV a AGK).
Před
spuštěním:
-
volno kolem vrtulníku, listy na předním dorazu
-
kolektiv dole, půl malého plynu
-
otevřít požární kohout
-
odbrzdit rotor
-
zapnout AZS-AKU, generátor,síť na AKU, paliv čerpadlo
-
dusidlo v neutrálu
-
kompresor, žaluzie o 1 dílek, el. Spouštění
-
spojka v poloze 1
-
kontrola tabla (žárovek)
-
přístroje v základních polohách
-
SPU.
Spouštění:
-
volno u vrtulníku
-
natlačit olej do reduktoru (1-3 atm)
-
protočit motor (6 s) – roztáčení+spouštění
-
startér + stopky (10-15 s)
-
zaplavovací čerpadlo (3 s)
-
spouštění (2 s)
-
zapnout magneta
-
otáčky motoru 550-650/min
-
naskočí tlaky oleje a paliva do 8 s
-
zvýšit otáčky na 1000 – 1100/min
-
odpojit el. vozík
-
zapnout generátor
-
zapnout rádio a měnič.
Zahřívání:
-
otáčky 1000-1100/min
-
při 30°C oleje 2x-3x propláchnout spojku
-
zahřát olej na min 40°C, hlavy válců 90-100°C.
Roztáčení
rotoru:
-
žádat roztáčení
-
vyvážit 1 dozadu
-
zabrzdit, vítr do 18m/s zepředu, do 10m/s zboku
-
otáčky 1100/min
-
natlačit olej (1-3), počkat na hlavní systém
-
spojku do polohy 2 na 17-50 s
-
naskočení obou hydraulik
-
spojku do polohy 3, tlak v zub. spojce 3 atm, na 1 min
-
spojku do polohy 4
-
otáčky 1400/min.
Motorovka:
-
otáčky 2100/min
-
dokončit zahřívání – teplota hlav 120° C, oleje v motoru a v reduktoru
40° C
-
otáčky 2200/min, pln. tlak 600-800, vyvážit 1 dopředu, ½ doprava
-
kontrola magnet (přepínat z polohy 1+2 do polohy 2, zpět na 1+2 a pak do
polohy 1 a zpět) pokles otáček nesmí být větší než 100
-
kontrola generátoru (28-29V).
Vypnutí:
-
postavit proti větru, zabrzdit
-
vyvážit 1 dozadu, ot. 1800/min
-
žádat vypnutí, vypnout spotřebiče
-
otevřít žaluzie
-
snížit otáčky na 1000-1200/min; zchladit hlavy na 175° C
-
zvýšit otáčky na 1600-1800 (propálit svíčky)
-
snížit otáčky na 800/min, spojku do polohy 1
-
tlak v zubové spojce 0
-
zastavit motor pákou dusidla, plný malý plyn
-
vypnout magneta, přepnout na AKU
-
zavřít požární kohout
-
žaluzie zavřít při 120° C
-
vypnout všechny AZS
-
při 150-200 ot./min nosného rotoru začít brzdit rotor
-
po zastavení rotoru vyklepat hydrauliku.
, obr. 2
, obr. 3
, obr. 4
Od rotoru se přesuneme k ocasnímu nosníku kruhového průřezu, který byl také z plechů z hliníkové slitiny a procházely jím zejména transmise pohonu zadního vyrovnávacího rotoru a táhla a lana prvků řízení (ovládání nastavení úhlu náběhu listů vrtulky a stabilizátoru) (obr. 8 a 11). To byla další zvláštnost tohoto stroje – se zvedáním kolektivu se natáčel i stabilizátor a to tak, aby vytvářel větší klopný moment „na ocas“. Na ocasní nosník byl přišroubován ještě vložený reduktor,který měnil směr transmise šikmo vzhůru (aby vrtulník nezachytil zadním rotorem při přistání o zem) a pak následoval ještě koncový reduktor,který měnil směr transmise doprava. Na koncovém reduktoru byla upevněna vrtulka (správně vyrovnávací rotor) se třemi dřevěnými listy, v tažném uspořádání a se směrem otáčení dopředu.
No a nakonec jsem si nechal pilotní kabinu. Díky mohutnému motoru a jeho umístění vepředu zbylo místo pro piloty hodně vysoko (kolem 3 metrů) a vyšplhat se na místo pilota chtělo trochu nácviku (pokud jste nezačal levou nohou, měl jste smůlu). Po horolezeckém výstupu se člověk musel přikrčit a vklouznout na sedadlo. Ony totiž vstupní dveře nebyly příliš vysoké (cca 1 m) a když si člověk nedával pozor, praštil se do hlavy o rotorový list. Často jsme se střídali za chodu, tzn. s točícím se rotorem a občas vám „pohlavek“ připomněl, že nejste dost v předklonu. Naštěstí jsme všichni povinně nosili přilby, takže to bylo bez zranění. Když už jsem se zmínil o přilbách – byly laminátové, těžké a velké. Každý z nás vypadal jako mimozemšťan. Ale byly nutné, zejména proti hluku. Mohutný motor a hřídel do reduktoru, která rozdělovala kabinu na dvě části, vytvářely neskutečný kravál (130 decibelů).Takže
přílba chránila před ohluchnutím a také to byl jediný způsob,jak se
mohla osádka dorozumět – přes interkom (SPU). Kromě sluchátek zabudovaných
přímo do přílby k ní ještě byl připojen mikrofon. Ale ne obyčejný,
který se umisťuje před ústa. Ten by přenášel hlavně ten hluk a hlas by
zanikl. Proto se používaly tzv. krkafony, tedy snímače zvuku připnuté na
krk v místě hlasivek. Kromě drobného nedostatku, že hlas byl trochu
zkreslený, to fungovalo bezvadně. Sedadlo pilota bylo kovové a připomínalo
sedací vanu, protože se používaly sedací padáky, tzn. že se sedělo přímo
na padáku a ten vyplňoval dno. Popruhy byly většinou nastaveny na největší
persónu a nehýbalo se s nimi. Když však před vámi letěl strašpytel
(nejlépe prcek) a popruhy si řádně dotáhl na tělo, měl jste o zábavu
postaráno, protože zase ty „kšíry“ uvolnit dalo dost práce a zbytek osádky
„rostl“, a palivo ubývalo…Navigátorova sedačka se lišila odklopným opěradlem,
protože jak už jsem uvedl výše, mohlo se tam dostat pouze po žebříku z nákladní
kabiny, takže zezadu a zespodu.
Rozmístění přístrojů je následující (obr. 15)
Přístrojová
deska pilota (vlevo)
VD-10…………………barometrický
výškoměr
UGR-1………………..radiokompas
UŠV-1…………………ukazatel
úhlu náběhu listu nosného rotoru
PRV-46……………….radiovýškoměr
US-250……………….rychloměr
AGK-47B…………….umělý
horizont s příčným sklonoměrem
VR-10…………………variometr
UPES-21……………..ukazatel
vyvážení (2x)
PM-1…………………..přepínač
magnet
2TE4-2M……………..otáčky
motoru a rotoru
MV-16…………………plnicí
tlak vzduchu v motoru
Přístrojová
deska navigátora (vpravo)
AČCH………………….hodiny
se stopkami
EMI-3RV……………..tlak
oleje v hl.reduktoru,teplota oleje hl. reduktoru vstupní a výstupní
EMI-3RV……………..tlak
oleje v koncovém reduktoru, teploty oleje vloženého a koncového
reduktoru
US-250………………..rychloměr
AGK-47B……………..umělý
horizont s příčným sklonoměrem
EMI-3NV……………..teplota
oleje v motoru, tlak paliva a tlak oleje v motoru
TUE-48……………….teplota
oleje v nádrži
SBES-1347…………..palivoměr
P-46……………………čtyřpolohový
přepínač spojky
V………………………..voltmetr
A………………………..ampérmetr
UPRN-1……………….neosazen
(zaslepeno)
2TCT-47……………..teplota
hlav válců, teplota v ohřívači
UPES-25……………..ukazatel polohy žaluzií olejového chladiče a motoru.
Piešťany 1982: ve dveřích zleva: Jaromír "Bába" Nasavrcký, Jiří
Brothánek. zleva Zdeněk Starý, Stanislav Žák, Jaroslav Dalajka, Petr Horák,
pod nimi Ivan Skala, Jaroslav Braun, ležící Karel Wiecek (přešel k dopravákům).
V roce
1983 se naše četa rozdělila na tři části. Ta nejmenší čtyřčlenná šla
na Mi-8 do Kbel, devět do Prostějova (z
toho dva na Mi-8, sedm na Mi-4 – včetně mě) a dvacet opět do Piešťan na
Mi-2. Za necelý rok v Prostějově jsem nalítal přes 100 hodin a bylo to
nejkrásnější období v mé letecké kariéře.
Pokud
se mohu vyjádřit k pilotáži, např. ve srovnání s Mi-8, se
kterou jsem létal později, byl to velice hodný a trpělivý vrtulník, který
si nechal líbit i hrubé zacházení úplných začátečníků. Zvlášť když
si uvědomíme, že neměl autopilota (Mi-8 s vypnutým autopilotem byla
jen velice těžko ovladatelná, byl to „rej divokých sviní“). Při přechodu
do jiného režimu letu (např.z visu do dopředného letu) se používaly tzv.
zdvojené pohyby. To znamená, že po potlačení
(a následnému sklonění čumáku) se cyklika vrátila (dokonce za výchozí
polohu) až se klonění čumáku zastavilo a vrátila se do výchozí polohy.
Nebylo to tak složité, jak to vypadá a dalo se na to poměrně rychle
zvyknout. Mi-8 byla „přímočařejší“, kam se dala cyklika, tam i zůstala,
jen se nejdřív muselo stisknout tlačítko vyvážení. Pokud jste to udělali
až po pohybu s cyklikou,dostali jste pořádnou „facku“. Tohle Mi-4
neznala. Tam se naopak používalo vyvážení až ve chvíli, kdy jste při řízení
překonávali nějaký odpor. Abyste nemuseli po celou dobu zatáčky držet
silou cykliku, zmáčkli jste si tlačítko vyvážení a síla zmizela. Další
velkou výhodou byl pístový motor. Jelikož byl „napevno“ spojen s hlavním
reduktorem, potažmo s oběma rotory, vrtulník reagoval tak rychle, jako
když přidáte plyn v autě. Mi-8 neměla žádnou mechanickou vazbu mezi
motory a reduktorem. Tam se kroutící moment předával jedině cestou výfukových
plynů z motoru, které se opíraly do lopatek volné turbíny. Reakce byla
pomalá a „gumová“. Pro srovnání uvedu rozdíly výšek vybrání při nácviku
autorotace ve dne: Mi-4…30 metrů, Mi-8...300 metrů a to se ani nezmiňuji o
tom, že vybírat se začalo v cca 600 metrech, ve 300 už muselo být vybráno.
Prostě Mi-4 byla miláček (i když to zprvu nevypadalo), ač řev 1700 koní
na neznalé působil spíš odstrašujícím dojmem. Zvlášť impozantně působil
startující vrtulník v noci, kdy mu na plný výkon z výfuků šlehaly
cca půlmetrové modré plameny.