Jakovlev Samoljot 22

Typ:  technologický demonstrátor lehkého bombardovacího letounu krátkého doletu typu Jak-2/-4 (BB-22), taktického průzkumného letounu typu R-12 a dálkového doprovodného stíhacího letounu typu I-29 (BB-22IS)

Určení:  ověření výkonnostních parametrů, stability a ovladatelnosti

Historie:  Na konci 30. let ve světě doznala značné obliby koncepce dvoumotorového víceúčelového jednoplošníku. Takový letoun totiž mohl zastávat úkoly dálkového doprovodného stíhače, průzkumného stroje a lehkého bombardéru zároveň. Takto byly koncipovány např. letouny typu Potez 63 a Breguet 691 francouzské konstrukce, Focke-Wulf Fw187 a Messerschmitt Bf110 německé konstrukce, PZL.38 Wilk polské konstrukce či Fokker G.1 nizozemské konstrukce. V SSSR se jako první letoun této kategorie pokusil postavit V.F. Bolchovitinov. Zmíněný stroj vešel ve známost jako „S“ a svým vzezřením připomínal dvoumístný stíhací letoun. Měl však velmi netradičně pojatý pohonný systém. Jeho pohon totiž obstarávala dvojice 960 hp tandemově uspořádaných motorů typu M-103 z dílny V.J. Klimova, která roztáčela dvojici souosých protiběžných vrtulí, instalovaných na přídi trupu. Vývoj zmíněného stroje se ale potýkal s problémy a nepřekročil prototypové stádium. V roce 1937 se z podmětu L. Šechtera práce na návrhu dvoumotorového víceúčelového letounu rozeběhly též v OKB A.S. Jakovleva, a to i přesto, že se tato konstrukční kancelář do té doby zabývala výhradně vývojem jednomotorových lehkých víceúčelových, sportovních a cvičných letounů. Konstrukce zmíněného stroje, který vešel ve známost jako Samoljot 22, byla v maximální míře podřízena tomu, aby dosahoval co nejvyšší rychlosti. Z tohoto důvodu měl aerodynamicky vytříbený drak s minimálními možnými rozměry. V případě pohonné jednotky volba padla na již zmíněný 960 hp motor typu M-103 z dílny V.J. Klimova, který vycházel z motoru typu M-100, licenční kopie francouzského kapalinou chlazeného 12-ti válce typu Hispano-Suiza 12Ybrs. Dle předběžných výpočtů měla dvojice těchto pohonných jednotek Samoljotu 22 zajistit rychlost okolo 600-ti km/h. Letoun typu Samoljot 22 byl na rozdíl od letounu typu „S“ koncipován zcela konvenčně. Zmíněný stroj byl pojat jako dolnoplošník s přímým křídlem, pohonnými jednotkami uvnitř křídelních gondol, zdvojenými ocasními plochami a zatahovatelným tříbodovým podvozkem ostruhového typu. Kuli redukci aerodynamického odporu byly chladiče vody Samoljotu 22 poněkud netradičně umístěny v zadních částech křídelních motorových gondol. Z toho samého důvodu bylo zvoleno tandemové uspořádání kabin dvoučlenné posádky. Zatímco v přední kabině seděl pilot, v zadní kabině se nacházelo sedadlo navigátora-střelce. V konstrukci Samoljotu 22, který byl vyvíjen pod vedením J.G. Adlera, byla v maximální míře zužitkována technická řešení dvoumotorového cvičného speciálu typu UT-3, který měl sloužit k přípravě kompletních posádek bombardovacích letounů. Kuli maximálnímu zjednodušení výroby byl drak Samoljotu 22 z podstatné části zhotoven ze dřeva. První výkres tohoto stroje pocházel ze srpna roku 1937. Z toho lze usuzovat, že se práce na návrhu letounu typu Samoljot 22 rozeběhly někdy okolo května nebo června roku 1937. Zmíněný stroj byl vyprojektován hned ve třech modifikacích, a to bombardovací, stíhací a průzkumné. Výzbroj bombardovací modifikace Samoljotu 22 se přitom měla sestávat ze dvou 7,62 mm kulometů typu ŠKAS, z nichž jeden měl být vestavěn napevno do špice trupu a jeden měl být pohyblivě lafetován ve hřbetním střelišti určeném k obraně zadní polosféry, a šesti 100 kg trhavých pum, přepravovaných (ve vertikální pozici) uvnitř trupové pumovnice. U stíhacího modelu měl být dle původních plánů na pozici příďového kulometu instalován 20 mm kanón typu ŠVAK. V pozdější projektové podobě byla stíhací modifikace Samoljotu 22 pojata jako jednomístná a počítala se dvěma 20 mm kanóny typu ŠVAK, instalovanými na břichu trupu, a třemi 7,62 mm kulomety typu ŠKAS, instalovanými po jednom ve špici trupu a v křídelních motorových gondolách. Křídelní kulomety měly přitom být umístěny mezi motorovými válci a měly střílet dutými hřídelemi vrtulí. Naproti tomu průzkumná modifikace Samoljotu 22 měla být stejně jako ta bombardovací dvoumístná. Identická měla přitom být též hlavňová výzbroj. Pumová výzbroj se ale u tohoto modelu měla omezovat na osm 20-ti kg osvětlovacích pum. Součástí vybavení průzkumné modifikace Samoljotu 22 se měl stát fotoaparát typu AFA-19 a radiostanice typu Dvina. Letoun typu Samoljot 22 se stal součástí plánů rozvoje útočného, průzkumného, cvičného, transportního a pomocného letectva, který byl schválen výnosem ze dne 22. března 1938. Prioritu přitom zpočátku měla verze průzkumná. Letadlový park průzkumných pluků VVS byl totiž tehdy značně zastaralý. Mnohé průzkumné letouny VVS byly navíc ve velmi špatném technickém stavu. Dle zadání měla průzkumná modifikace letounu typu Samoljot 22 mít rychlost 700 až 750 km/h, dostup 10 000 m a dolet 1 000 km. Výstup na výšku 8 000 m neměl tomuto stroji zabrat více než 14 min. Požadavek na rychlost byl ale poněkud nerealistický. V SSSR totiž tehdy neexistoval žádný motor, který by Samoljotu 22 byl schopen zajistit tak vysokou rychlost. Prototyp tohoto stroje byl dokončen v závěru roku 1938 a byl spíše technologickým demonstrátorem než prototypem operačního stroje. Prototyp Samoljotu 22 totiž postrádal instalaci výzbroje a některých dalších palubních systémů, včetně radiostanice a palubního intercomu. K dorozumívání mezi pilotem a navigátorem, který seděl v samostatné kabině, u tohoto stroje sloužila pryžová hadice spolu se světelným a zvukovým signalizačním systémem. K závodním zkouškám byl prototyp Samoljotu 22 odevzdán dne 1. ledna 1939, po završení pozemních zkoušek. Rolovací zkoušky se rozeběhly dva dny nato. Do oblak se prototyp Samoljotu 22 poprvé vydal dne 23. března 1939. Zmíněný stroj byl testován jak v „letní“ konfiguraci s kolovým, tak i v „zimní“ konfiguraci s lyžovým podvozkem. Prototyp Samoljotu 22 měl vynikající výkonnost. Již při prvních letech se s ním podařilo překonat 500 km/h, což byla rychlost, kterou tehdy dosahovaly pouze stíhací letouny. Zmíněný stroj se ale neobešel též bez nedostatků. Asi největším zdrojem problémů byly pohonné jednotky. Jejich chod totiž sužovalo přehřívání oleje a vody při letu max. rychlostí a při výstupu max. rychlostí stoupání. To vyžadovalo výstup na výšku přerušovat horizontálními lety (aby poklesla teplota oleje). Díky tomu prototypu Samoljotu 22 výstup na výšku 7 000 m, který byl spočten na 8,7 min, zabral celých 42,7 min. Na chlazení motorů horizontálním letem přitom z toho připadalo 32 min. Disky podvozkových kol Samoljotu 22 se při dojezdu při přistání nadměrně přehřívaly a to i v případě, kdy nebyly používány brzdy. Po každém čtvrtém až pátém letu bylo proto nezbytné měnit pneumatiky. Letové zkoušky Samoljotu 22 navíc provázely úniky paliva z nádrží i palivových rozvodů, což mohlo vyústit požárem nebo dokonce výbuchem. Poté, co se podařilo odstranit nejvíce vážné nedostatky, tento stroj vykonal kontrolní let, v průběhu kterého dosáhl rychlosti 572 km/h. Tím překonal rychlostní bombardovací letoun typu SB z dílny A.N. Tupoleva o více než 100 km/h. A nejen to. Díky tomuto výkonu se prototyp Samoljotu 22 mohl zařadit mezi nejrychlejší letouny světa té doby. To, že měl prototyp Samoljotu 22 rychlostí před typem SB tak výrazně navrch i přesto, že jej poháněly ty samé motory, bylo důsledkem hned několika faktorů. Konkrétně se jednalo o minimální možný průměr trupu a motorových gondol, kvalitní povrchovou úpravu draku (špice trupu a náběžné hrany křídla tohoto stroje byly dokonale vyleštěny), vysoké plošné zatížení křídla (171,1 kg/m²) a nízkou hmotnost. Nízká hmotnost byla mimo jiné též důsledkem toho, že bylo křídlo Samoljotu 22 řešeno jako nedělené. To ale znatelně komplikovalo dopravu tohoto stroje po železnici. Vysoká rychlost prototypu Samoljotu 22 byla nicméně příliš draze vykoupena malou nosností a krátkým doletem. Přestože byla vysoká rychlost jedinou devízou tohoto stroje, Jakovlevovi zajistila nemalou přízeň ze strany samotného J.V. Stalina. A nejen to. Za stavbu prototypu letounu typu Samoljot 22 obdržel, dne 27. dubna 1939, řád Lenina, nejvyšší možné sovětské státní vyznamenání té doby. Protože Stalin Samoljot 22 shledal jako ideální základ bombardovacího stroje, následně před průzkumnou verzí, která vešla ve známost pod označením R-12, obdržela vyšší prioritu verze bombardovací. Ta zase vešla ve známost jako BB-22. Vývoj průzkumné a bombardovací verze tohoto stroje byl přitom oficiálně posvěcen výnosem ze dne 28. dubna 1939. Zmíněný výnos OKB A.S. Jakovleva zavazoval stavbou hned tří prototypů Samoljotu 22. Termín odevzdání ke zkouškám prvního a posledního z nich byl přitom stanoven na 15. srpen a 1. listopad toho samého roku. Výkresové podklady k bombardovacímu modelu BB-22 měly přitom být dokončeny ke dni 5. června 1939. Dne 1. května 1939 si prototyp Samoljotu 22 odbyl svůj veřejný debut na tradiční prvomájové přehlídce. Krátce nato byly započaty přípravy prototypu Samoljotu 22 k předání NII VVS (vědecko-výzkumný institut VVS), za účelem realizace státních zkoušek. Adler na doladění tohoto stroje dostal pouhé dva týdny, byť požadoval nejméně měsíc. Z tohoto důvodu se na odstraňování nedostatků prototypu Samoljotu 22 pracovalo i přes noc. Zmíněný stroj se sice podařilo ke státním zkouškám připravit v požadovaném termínu, následující pokus o vzlet nicméně skončil nehodou. Prototyp Samoljotu 22 totiž při rolování před vzletem najel ostruhovým podvozkem do dolíku vytlačeného podvozkovým kolem těžkého bombardovacího letounu typu Tupolev TB-3, který byl zcela zarostlí trávou. To vedlo k jeho zlomení a mírnému poškození ocasní části trupu a ocasních ploch. Následná oprava zabrala celé tři dny. V průběhu zkoušek u NII VVS prototyp Samoljotu 22 vykonal, mezi 29. květnem a 9. červnem roku 1939, celkem 18 letů s celkovou délkou trvání 11 h a 10 min. Na místo plánované výzbroje a speciálního vybavení tento stroj tehdy nesl dodatečných 289 kg paliva. Závěrečná zpráva ze státních zkoušek prototypu Samoljotu 22 byla podepsána dne 21. června 1939. Celkové hodnocení tohoto stroje bylo kladné. Při pátém letu se jej podařilo rozehnat, ve výšce 4 900 m, na 567 km/h. Na výšku 5 000 m byl prototyp Samoljotu 22 schopen vystoupat za pouhých 5,75 min. Dostup tohoto stroje činil 10 000 m. Díky těmto výkonnostním parametrům jej bylo možné řadit mezi nejvýkonnější dvoumotorové letouny světa té doby. Dosažená rychlost 567 km/h navíc nebyla považována za maximální. Odstranění problémů s chlazením motorů spolu s instalací nových motorových výfuků a nových vrtulí totiž dávalo teoretický předpoklad navýšení rychlosti na 590 až 600 km/h. Z hlediska nároků na pilotáž byl prototyp Samoljotu 22 shledán jako přístupný i pro průměrné piloty. S kladným hodnocením se ale setkalo též řešení konstrukce draku. Prototyp Samoljotu 22 nicméně stále nebyl prost nedostatků. Kromě motorů, které se přehřívaly, činily potíže též brzdy, hydraulický systém a některé další palubní systémy. Asi největším terčem kritiky se stal velmi omezený výhled z kabiny navigátora. Umístění pracovišť navigátora a pilota ve dvou samostatných kabinách navíc nemálo komplikovalo vzájemnou komunikaci. S kritikou se ale setkala též příčná a směrová stabilita, absence pancéřové ochrany pracovišť posádky a problematické opuštění pilotní kabiny za letu na padáku. K další etapě zkoušek u NII VVS měl být prototyp Samoljotu 22 odevzdán dne 1. srpna 1939. Do té doby měl konstrukční tým Jakovlevovi OKB odstranit všechny nedostatky, které se podařilo odhalit v průběhu předchozí etapy zkoušek. K tomu ale již nedošlo. Důvodem toho byla skutečnost, že tento stroj letoun typu Samoljotu 22 ztvárňoval v průzkumné verzi, která tehdy měla nižší prioritu než verze bombardovací. Sériové výroby se nakonec dočkala pouze bombardovací verze, která byla zpočátku známa jako BB-22. Naproti tomu vývoj průzkumné verze R-12 a stíhací verze I-29 nepřekročil prototypové stádium.

Verze:

Samoljot 22 – neozbrojený a nevybavený demonstrační prototyp se samostatnou kabinou pilota před křídlem a samostatnou kabinou navigátora za křídlem. Jediný exemplář tohoto modelu byl poháněn 960 hp motory typu M-103 a do oblak se poprvé vydal dne 23. března 1939.

Jak-2/-4 (BB-22/-22bis) – bombardovací modifikace letounu typu Samoljot 22 s přepracovaným trupem s dvoumístnou tandemově uspořádanou kabinou se sedadlem pilota vpředu a sedadlem navigátora vzadu v přední části trupu, zredukovanou zásobou paliva vyjmutím trupových nádrží, pumovnicí přímo za kabinou posádky, pumovými závěsníky pod křídlem, jedním pevným 7,62 mm kulometem typu ŠKAS ve špici trupu a střelištěm s jedním pohyblivým kulometem toho samého typu v zadní části kabiny navigátora. Prvním prototypem bombardovacího Jaku-2 (BB-22) se stal druhý prototyp Samoljotu 22, který byl dokončen dne 10. září 1939. Celkem bylo, v letech 1940 až 1941, závody č.1 a č.81 postaveno 237 těchto strojů, z toho 111 ve verzi Jak-2 (BB-22) s 960 hp motory typu M-103 a 126 ve verzi Jak-4 (BB-22bis) s 1 050 hp motory typu M-105. viz. samostatný text

R-12 – taktická průzkumná modifikace letounu typu Samoljot 22 se silnějšími 1 050 hp motory typu M-105, šachtou pro osvětlovací pumy za kabinou pilota, resp. pod trupovými palivovými nádržemi, fotoaparátem typu AFA-1 nebo NAFA-19 a radiostanicí před kabinou navigátora, jedním pevným 7,62 mm kulometem ve špici trupu a jedním pohyblivě lafetovaným kulometem toho samého typu v kabině navigátora. Jediný prototyp letounu typu R-12 byl údajně dokončen v závěru roku 1939. viz. samostatný text

I-29 (BB-22IS) – jednomístná dálková doprovodná stíhací modifikace letounu typu Samoljot 22 se silnějšími 1 050 hp motory typu M-105, rozšířenou zásobou paliva dvěma 20 mm kanóny typu ŠVAK na břichu střední části trupu, jedním 7,62 mm kulometem ve špici trupu a dalšími dvěma kulomety toho samého typu uvnitř křídelních gondol. Dálkový stíhač typu I-29 byl postaven ve dvou zkušebních exemplářích. První z nich byl poháněn slabšími motory typu M-103 a byl opatřen pouze maketami kanónů. Do oblak se přitom tento stroj poprvé vydal v závěru prosince roku 1940. viz. samostatný text

Vyrobeno:

Uživatelé:

Samoljot 22

Posádka:    pilot a navigátor

Pohon:       dva pístové motory typu Klimov M-103 s max. výkonem po 960 hp