CAGI A-4

Typ:  lehký vírník

Určení:  výcvik pilotů a spojovací účely

Historie:  První vírník z dílny EAO CAGI (Experimentální aerodynamické oddělení Centrálního institutu aero- a hydrodynamiky) vešel ve známost jako 2-EA a svým uspořádáním se nápadně podobal vírníku typu C-19 Mk.III španělského konstruktéra Juana de la Ciervy. Protože zkoušky jediného prototypu tohoto stroje, které se rozeběhly dnem 17. listopadu 1931, bylo i přes celou řadu problémů možné považovat za úspěšné, již v roce 1932 vedoucí Státního direktorátu pro leteckou techniku P.I. Baranov jeho tvůrcům zadal vývoj vírníku s pokročilejší konstrukcí. Baranov přitom navrhoval zmíněný stroj opatřit motorem typu M-26 tuzemské výroby, nosným rotorem s mechanickým roztáčením a druhým řízením, aby jej bylo možné používat k výcviku pilotů. Naproti tomu vírník typu A-4 měl motor francouzské výroby, nosný rotor s aerodynamickým roztáčením a řízení pouze v jednom kokpitu. Kromě toho navrhoval, aby byl postaven v nevelké sérii, kuli získání provozních zkušeností s technikou této kategorie. Požadovaný vírník obdržel označení A-4 a jeho vývoj probíhal pod vedením A.M. Černjomuchina. Šéfkonstruktérem se přitom stal G.I. Solncev. Technické výkresy vírníku typu A-4 zpracovala konstrukční kancelář, která byla zřízena speciálně za tímto účelem při institutu MAI (Moskevský Aviatický Institut). Veškeré aerodynamické výpočty pro tento typ byly zase provedeny v EAO CAGI pod vedením M.L. Mila. Produkce vírníku typu A-4 byla svěřena závodu č.43 z Kyjeva. Konstrukční tým EAO CAGI tento stroj opatřil letadlovým trupem s pohonnou jednotkou v přídi a dvěma otevřenými tandemově uspořádanými kokpity ve střední části, čtyřlistým nosným rotorem, dolnoplošně uspořádaným křídlem a klasicky koncipovanými ocasními plochami. Instalace motoru a přidružených systémů byla přitom pro vírník typu A-4 převzata od dopravního letounu typu Tupolev ANT-9, a to téměř bez změn. Pohonná jednotka tohoto stroje navíc při vzletu roztáčela nejen tažnou vrtuli, která se nacházela na přídi trupu, ale i, za pomoci reduktoru, nosný rotor, a to až do dosažení vzletové rychlosti. Poté se již nosný rotor vírníku typu A-4 otáčel pouze autorotací. Prototyp vírníku typu A-4 byl postaven závodem experimentálních konstrukcí institutu CAGI a ke zkouškám byl předán v září roku 1932. Zkoušky zmíněného stroje se neobešly bez problémů. Let prototypu vírníku typu A-4 totiž provázely silné vibrace, což byl důsledek hned několika konstrukčních nedostatků. Jedním z nich bylo zhotovení potahu listů nosného rotoru z nevhodného materiálu. Konkrétně se přitom jednalo o překližku. První pokus prototypu vírníku typu A-4 o vzlet, který byl uskutečněn dne 9. září 1932, navíc skončil nehodou. Oprava zmíněného stroje byla poměrně zdlouhavá a její součástí se staly i některé úpravy. Na podruhé byl prototyp vírníku typu A-4 ke zkouškám předán dne 8. července 1933. Mezitím byly ale z něho sejmuty listy nosného rotoru, aby mohla být část jejich překližkového potahu nahrazena plátěným. Takto modifikované listy nosného rotoru prototypu byly následně odeslány do kyjevského závodu č.43. Zde pak byly instalovány na první sériový stroj (v.č. 4301). Ten se dne 11. listopadu 1932 za jejich pomoci vydal ke svému prvnímu 18 min dlouhému letu. Jako první byl tedy nakonec zalétán první sériový stroj, a nikoliv prototyp. Krátce nato byl vírník A-4 (v.č. 4301) přepraven do Moskvy, aby mohl být prezentován na zemědělské konferenci. Zmíněná prezentace se konala dne 20. února 1933 na Moskevském centrálním letišti a neobešla se bez problémů. V průběhu roztáčení nosného rotoru totiž prudký závan větru vychýlil jeho listy pod dolní mez a ty se tak střetly s horní částí směrovky. I přesto bylo možné následující den ve zkouškách pokračovat. Protože zmíněné zkoušky provázely potíže s vibracemi, v jejich průběhu byl několikrát změněn úhel náběhu listů nosného rotoru. Dne 22. února 1933, v průběhu zatáčení ve výšce 100 m, začal vírník A-4 (v.č. 4301) náhle samovolně ztrácet výšku. Následně byl proto z něho sejmut nosný rotor, aby mohl projít dalšími úpravami. Zpět na zmíněný stroj byl nainstalován dne 28. dubna toho samého roku. Dne 11. května 1933 vírník A-4 (v.č. 4301) úspěšně vykonal krátký 2 min trvající let. Dva dny nato, dne 13. května, tento stroj strávil ve vzduchu již 10 minut. Přitom uskutečnil dva okruhy okolo areálu letiště ve výšce 300 m. Mezi 14. květnem a 2. června roku 1933 vírník A-4 (v.č. 4301) vykonal dalších deset letů. Při jednom z nich dosáhl výšky 3 360 m. Poté byl z něho sejmut nosný rotor, aby mohl být zpětně instalován na prototyp. Ten se přitom za jeho pomoci do oblak poprvé vydal dne 12. července 1933. Při tomto svém prvním letu dosáhl výšky 350 m. Dne 17. srpna toho samého roku ale došlo k další mimořádné události při přistání. Do 4. srpna 1933 oba zmíněné exempláře vírníku typu A-4, prototyp a první sériový stroj, vykonaly dohromady 28 letů s celkovou délkou trvání 7 h a 53 min. To již bylo provozní spolehlivost obou zmíněných strojů možné považovat za vyhovující. Mezi 16. srpnem a 4. zářím roku 1933 byl první sériový stroj (v.č. 4301) testován institutem NII VVS (Vědecko-výzkumný institut Vojenského letectva). V průběhu zmíněných zkoušek vírník A-4 (v.č. 4301) vykonal 69 letů bez jakékoliv mimořádné události. Za jeho kniplem se přitom vystřídalo sedm vojenských pilotů. Piloti VVS hodnotili letové charakteristiky vírníku A-4 (v.č. 4301) jako vyhovující a pilotáž jako bezproblémovou. V průběhu zkoušek u NII VVS se nepodařilo objevit žádné větší nedostatky. Na druhou stranu vzletové charakteristiky vírníku typu A-4 byly zklamáním, neboť z tohoto hlediska tento stroj neměl prakticky žádné přednosti před klasickým letounem. Schopnost vzletu a přistání na krátké neupravené ploše je přitom jedna z hlavních předností vírníku před klasickým letounem. Kromě toho bylo zjištěno, že motorický systém roztáčení nosného rotoru nemá významný vliv na délku rozjezdu při vzletu. S kritikou se ale setkala též letová stabilita. I přesto padlo rozhodnutí, aby byl vírník typu A-4 zařazen do výzbroje VVS. Závěrečná zpráva ze zkoušek tohoto stroje u NII VVS byla podepsána dne 30. října 1933. Produkce vírníku typu A-4 se ale nakonec zastavila po dokončení jen několika málo exemplářů. Jedním z důvodů toho byla nevyhovující spolehlivost motoru typu M-26. Dalším důvodem ztráty zájmu o vírník typu A-4 byla skutečnost, že nebyl opatřen sklápěcími listy nosného rotoru. To totiž znatelně komplikovalo jeho přepravu po zemi. V této souvislosti byl EAO CAGI na počátku roku 1932 zadán vývoj vírníku s motorem typu M-11 a nosným rotorem se sklápěcími listy (budoucí typ A-6). Přesný počet postavených sériových exemplářů vírníku typu A-4 není znám. Podle B.N. Jurjeva jich bylo postaveno 17 nebo 18. V záznamu ze zasedání ze dne 19. července 1937, které bylo svoláno lidovým komisařem pro letecký průmysl M.M. Kaganovičem, je zase uvedeno, že bylo postaveno okolo 16-ti vírníků typu A-4. Posláním sériových exemplářů vírníku typu A-4 bylo získání provozních zkušeností s technikou této kategorie. VVS přitom začalo vírníky typu A-4 přebírat od poloviny roku 1933. Přestože EAO CAGI mělo v úmyslu všechny sériové exempláře tohoto stroje koncentrovat na jednom místně, VVS je nakonec rozdělilo mezi několik útvarů. Konkrétně přitom šlo o útvary působící z Gomelu, Smolenska, Peterhofu a Charkova. Rychlé rozmístění vírníků typu A-4 k řadovým útvarům, u kterých neměli s technikou tohoto typu tehdy ještě žádné zkušenosti, spolu s absencí technických a letových manuálů ale vyústilo sérií nehod. Z tohoto důvodu vrchní velitel VVS vydal v lednu roku 1934 nařízení, aby byly operační zkoušky vírníku typu A-4 zastaveny. V létě toho samého roku byl nicméně provoz vírníků typu A-4 opět obnoven, byť mezitím zájem o tuto techniku ze strany VVS zcela opadl. V roce 1934 byly uskutečněny též pokusy s provozem tohoto stroje z palub hladinových plavidel VMF. Krátký rozjezd při vzletu a krátký dojezd při přistání měl totiž vírníku typu A-4 umožňovat působit z prakticky jakéhokoliv plavidla, aniž by bylo na jeho palubu nezbytné instalovat vzletovou a přistávací plošinu. Zmíněné zkoušky byly realizovány na Černém moři a odhalily, že provoz vírníku typu A-4 z lodní paluby není tak bezproblémový, jak se předpokládalo. Protože měl navíc velmi malý dolet, VMF již v prosinci roku 1934 nechalo palubní zkoušky tohoto stroje s definitivní platností zastavit.  

Popis:  Lehký dvoumístný vírník typu A-4 měl smíšenou konstrukci, dolnoplošně uspořádané křídlo a čtyřlistý nosný rotor. Trup tohoto stroje měl průřez ve tvaru lichoběžníku. Kostra trupu vírníku typu A-4 měla příhradovou konstrukci a byla svařena z ocelových trubek. Zatímco přední část trupu tohoto stroje byla potažena duralovými plechy, potah zadní části trupu vírníku typu A-4 byl plátěný. V přední části trupu tohoto stroje byla umístěna instalace pohonné jednotky v podobě 300 hp vzduchem chlazeného hvězdicového sedmiválce typu Bessonov M-26. Zmíněný motor roztáčel dvoulistou dřevěnou vrtuli s průměrem 2,65 m a byl opatřen Townendovým prstencem s průměrem 1,35 m šířkou 350 m (prstenec okolo válců hvězdicových motorů snižující aerodynamický odpor a zlepšující chlazení). Instalace pohonné jednotky, včetně Townendova prstence, vrtule, palivového systému a výfukového potrubí, byla přitom pro vírník typu A-4 převzata od dopravního letounu typu Tupolev ANT-9, a to téměř bez změn. Motor typu M-26 roztáčel nejen tažnou vrtuli, ale i, prostřednictvím reduktoru, nosný rotor. Zmíněný motor přitom dokázal nosný rotor vírníku typu A-4 roztočit na 140 až 150 ot/min. Po dosažení vzletové rychlosti byl ale nosný rotor tohoto stroje od motoru odpojen a ponechán se volně protáčet autorotací. To přitom vedlo k poklesu rychlosti otáčení na 100 až 110 ot/min. Přímo za motorovou sekcí se nacházela palivová nádrž. Poté následovala dvojice tandemově uspořádaných otevřených kokpitů. Oba dva kokpity vírníku typu A-4 byly opatřeny malými větrnými štítky. Nástup do kokpitů tohoto stroje usnadňovaly stupačky, které byly uchyceny k levému okraji břicha trupu. Zatímco v předním kokpitu seděl pozorovatel, v zadním kokpitu se nacházelo pracoviště pilota. Řízení vírníku typu A-4 bylo zdvojené a nacházelo se v obou dvou kokpitech. Zadní část trupu tohoto stroje plynule přecházela ve svislou ocasní plochu. Čtyřlistý nosný rotor tohoto stroje měl průměr 13,0 m a k hřbetu trupu, v oblasti před předním kokpitem, byl uchycen za pomoci tří nosníků uspořádaných do tvaru jehlanu. Nosníky nosného rotoru vírníku typu A-4 byly zhotoveny z ocelových trubek a byly opatřeny duralovými aerodynamickými kryty. Konstrukce listů nosného rotoru tohoto stroje se sestávala z nosníku, který byl svařen z chrom-molybdenových trubek, dřevěných žeber a potahu z překližky a plátna. Konstantní vzájemnou vzdálenost jednotlivých listů nosného rotoru, které měly hloubku 540 mm, zajišťovaly výztuhy z drátů. Při stání byly listy nosného rotoru vírníku typu A-4 sklopeny pod úhlem 7° směrem dolů. Za letu jejich maximální úhel vychýlení směrem nahoru činil 25°. Křídlo vírníku typu A-4 mělo půdorys ve tvaru lichoběžníku a plochu 6,20 m² a bylo opatřeno křidélky a malými šikmými zaoblenými winglety. Zmíněné winglety měly sklon 35° a měly pozitivní vliv na podélnou stabilitu. Křídlo vírníku typu A-4 mělo dřevěnou kostru a plátěný potah a bylo vyztuženo dvěma páry tandemově uspořádaných šikmých vzpěr. Ocasní plochy tohoto stroje se sestávaly z jedné lichoběžníkové svislé plochy (SOP) mající poměrně malou výšku a velkou hloubku a jedné vyztužené (jedním párem vzpěr) hornoplošně uspořádané vodorovné plochy (VOP) se stavitelným (za letu) úhlem náběhu. Zatímco na odtokové hraně SOP se nacházelo směrové kormidlo, odtokovou hranu VOP okupovala dvojice výškových kormidel. Vzletové a přistávací zařízení vírníku typu A-4 tvořil pevný (nezatahovatelný) podvozek ostruhového typu. Koly byly osazeny pouze hlavní podvozky, které byly uchyceny ke křídlu a měly rozchod 2,65 m. Ocasní ostruha vírníku typu A-4 byla pohyblivá a pohybovala se současně se směrovým kormidlem. Kola hlavních podvozků bylo v případě potřeby možné zaměnit lyžemi ze stíhacího letounu typu Polikarpov I-5 s rozměry 700 x 125 mm.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  jeden prototyp a 17 nebo 18 sériových strojů (cca 16 dle jiných zdrojů)

Uživatelé:  žádní (pouze výzkumný stroj)

Posádka:    pilot a pozorovatel/pilot

Pohon:        jeden pístový motor typu Bessonov M-26 s max. výkonem 300 hp