KAI (Vorobjov) UK-1

Typ:  experimentální letoun

Určení:  ověření rezistence křídla s půdorysem ve tvaru písmene „M“, tenkým profilem, velkou štíhlostí a velkým rozpětím vůči třepotání (flutteru)

Historie:  Ve 30. letech se konstruktéři bojových letounů, tím jak jejich stroje dosahovaly, díky pokrokům v aerodynamice a ve vývoji motorů, stále vyšších rychlostí, stále více potýkaly s jevem zvaným flutter (třepotání křídla). Tento jev je obzvláště nebezpečný, neboť může vyústit až v destrukci křídla. Z tohoto důvodu se potlačení flutteru při vysokých rychlostech stalo jedním z předmětů tehdejších výzkumů. Řešení problémů s třepotáním křídla při vysokých rychlostech se přitom nabízelo hned několik. S velmi originálním řešením tohoto problému přišel V.N. Beljaev s V.I. Jucharinem. Řešení flutteru od těchto dvou pracovníků institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky) totiž nespočítalo ve vyztužení nebo vnesení změn do hmotnostního rozložení konstrukce křídla, ale ve speciálním tvarování křídla. Zmíněné křídlo mělo půdorys ve tvaru písmene „M“, mimořádně tenký profil, velkou štíhlost a velké rozpětí. Zatímco přibližně vnitřní dvě třetiny tohoto křídla měly zápornou šípovitost, jejich vnější třetiny měly kladný úhel šípu. Takto řešené křídlo přitom nemělo vyšší tuhost než standardně řešené křídlo, ale naopak menší tuhost, zato větší elasticitu. Právě díky vysoké elasticitě mělo být rezistentní vůči třepotání. Vypočtené charakteristiky takto řešeného „elastického“ křídla, si přitom Beljaev nejprve ověřil v aerodynamickém tunelu. Tomu následovaly prakticky zkoušky na bezmotorovém kluzáku. Konkrétně se jednalo o rekordní kluzák typu KIM-2 z dílny B.I. Jemeljanova. Poznatky o elastickém křídle, které se podařilo Beljaevovi nastřádat v průběhu výše uvedených prací, v roce 1938 zužitkoval při projektování rychlého experimentálního letounu typu UK. Zmíněný stroj byl koncipován jako jednomotorový dvoumístný dolnoplošník s klasicky koncipovanými ocasními plochami a zatahovatelným tříbodovým podvozkem ostruhového typu. Letoun typu UK byl vyprojektován pro francouzský 430 hp vzduchem chlazený vidlicový 12-ti válec typu Renault 12R01. Zmíněný motor měl být vestavěn do přídě trupu, který měl mít délku 6,84 m a průřez ve tvaru na výšku postavené elipsy, a měl roztáčet jednu dvoulistou vrtuli. Posádka letounu typu UK se měla sestávat z pilota a zkušebního technika. Oba členové posádky tohoto stroje měli sedět v  samostatných uzavřených tandemově uspořádaných kokpitech. Pilotní kabina se měla nacházet za motorem, na úrovni křídla, a měla být opatřena dvoudílným překrytem, který měl vystupovat nad hřbet špice trupu a svou zadní částí plynule přecházet ve vyvýšený hřbet zadní části trupu. Naproti tomu kabina zkušebního technika se měla nacházet mezi křídlem a ocasními plochami. Překryt kabiny zkušebního technika měl přitom být zcela zapuštěn do hřbetní nástavby, která měla navazovat na překryt pilotní kabiny. Křídlo letounu typu UK mělo mít rozpětí 10,80 m a plochu 11,00 m². Zatímco u kořenů mělo mít zúžení (poměr tloušťky a hloubky) 7,5 %, zúžení křídla tohoto stroje u konců mělo dosahovat hodnoty 5 %. Odtokovou hranu vnitřních částí křídla letounu typu UK, které měly mít zápornou šípovitost, měly okupovat vztlakové klapky. Naproti tomu na odtokové hraně vnějších částí křídla, které měly mít pro změnu kladnou šípovitost, se měla nacházet dvousektorová křidélka. Vnitřní části křídla měly navíc ukrývat palivové nádrže a šachty hlavních podvozků. Ocasní plochy letounu typu UK se měly sestávat z jedné lichoběžníkové SOP, která měla tvořit zakončení trupu, a jedné hornoplošně uspořádané VOP s půdorysem ve tvaru lichoběžníku. Letoun typu UK měl být schopen pokročilé letecké akrobacie. Max. provozní násobek tohoto stroje měl činit 13 g. Součástí vybavení letounu typu UK se mělo stát přístrojové vybavení umožňující měřit deformaci křídla v různých letových režimech. Dle předběžných výpočtů měl letoun typu UK mít prázdnou hmotnost 750 kg, max. vzletovou hmotnost 1 028 kg, max. rychlost 510 km/h, dostup 11 000 m a dolet 900 km. Beljaev přitom projekt letounu typu UK zpracoval též v jednomístné verzi, která nesla označení UK-1 a měla zastávat poslání sportovního stroje. Beljaev předpokládal, že se za pomoci tohoto letounu podaří pokořit rychlostní rekord v kategorii pozemních letounů, který tehdy držel německý Messerschmitt Bf113R. Zmíněný rekord činil 611 km/h a byl ustanoven v listopadu roku 1937. Realizace projektu experimentálního letounu typu UK byla ale vedením institutu CAGI zamítnuta, aby se Beljaev mohl naplno soustředit na vývoj dálkového bombardovacího letounu typu DB-LK. Pro projekt letounu typu UK to však neznamenalo úplný konec. CAGI totiž stavbou zmíněného stroje pověřilo institut KAI (Kazaňský Aviatický Institut) z Kazaně. Zde další práce na typu UK probíhaly nejprve pod vedením Z.I. Ickpliče, a poté, od roku 1940, pod vedením G.N. Vorobjeva. V KAI byl přitom na bázi Beljaevova projektu UK zpracován projekt podobného letounu, který vešel ve známost jako UK-1. Zmíněný stroj byl vyprojektován hned ve dvou verzích, které se od sebe navzájem odlišovaly pouze konstrukcí křídla. Zatímco model UK-1A počítal s elastickým křídlem s půdorysem ve tvaru písmene „M“, model UK-1B měl obdržet konvenční křídlo. Pro potřeby porovnávacích zkoušek mělo být postaveno po jednom exempláři od obou modelů. Obě dvě zmíněné verze letounu typu UK-1 byly dvoumístné. Vzhledem k tomu, že z plánované licenční výroby 430 hp motoru typu Renault 12R01, se kterým počítal původní Beljaevův projekt, v SSSR sešlo, oba dva prototypy letounu typu UK-1 měly pohánět slabší 220 hp motory typu MV-6. Zmíněný motor přitom nebyl ničím jiným, než licenční kopií francouzského motoru typu Renault Bengali-6. Tato pohonná jednotka sice vylučovala ustanovení rychlostního rekordu, měla však prototypům letounu typu UK-1 zajistit dostatečnou  výkonnost pro účast v leteckých závodech. To ale nebylo hlavním posláním prototypů tohoto stroje. Primárním určením prototypů letounu typu UK-1 bylo ověření rezistence Beljaevova elastického křídla vůči flutteru. Prototyp modelu UK-1A byl KAI dokončen v roce 1940. Na jaře roku 1941 byl tento stroj předán institutu CAGI, za účelem realizace zkoušek. Za letu ale prototyp UK-1A nakonec nebyl zkoušen. Tomu zabránila německá invaze do SSSR, která započala dne 22. června 1941. Z toho samého důvodu prototyp modelu UK-1B nebyl ani stavebně dokončen. Na podzim toho samého roku, při evakuaci průmyslu z okolí Moskvy před postupujícími německými vojsky za Ural, byl jediný dokončený prototyp letounu typu UK-1 i s veškerými technickými dokumentacemi zničen.

Verze:

UK-1A – modifikace letounu typu UK-1 s elastickým křídlem s půdorysem ve tvaru písmene „M“

UK-1B – modifikace letounu typu UK-1 s konvenčně řešeným křídlem

Vyrobeno:  jeden prototyp (UK-1A), druhý prototyp tohoto stroje (UK-1B) byl rozestavěn a nedokončen

Uživatelé:  žádné

Posádka:   pilot a zkušební technik

Pohon:      jeden pístový motor typu MV-6 (licenční kopie francouzského typu Renault Bengali-6) s max. výkonem po 220 hp

Výzbroj:    žádná

Poslední úpravy provedeny dne: 1.9.2021