MAI (Gimmelfarb) E-1 Sergo Ordžonikidze 

Typ:  experimentální letoun

Určení:  prověření využitelnosti Elektronu (slitina hořčíku) k stavbě draku letadla, získání zkušeností s výrobou konstrukcích celků draku letadla z Elektronu a získání provozních zkušeností s letadlem zhotoveným z Elektronu

Historie:  Na počátku 30. let byl k stavbě draků letadel používán převážně Dural, což je slitina hliníku (90 až 96 %) a mědi (4 až 6 %) s malými přísadami dalších kovů, včetně hořčíku a manganu. Dural byl přitom poprvé vyroben v roce 1906 v Německu. Dva roky nato byla nicméně v Německu vyvinuta alternativa k Duralu v podobě Elektronu. Elektron je zase slitinou hořčíku (nejméně 90 %) a hliníku (do 10-ti %) s malými přísadami dalších kovů, včetně zinku a manganu. V porovnání s Duralem je přitom tato slitina znatelně lehčí. Elektron má totiž hustotu 1,8 g/cm³, zatímco hustota Duralu činí 2,85 g/cm³. Tato skutečnost spolu s vysokou pevností přitom z Elektronu teoreticky činila ideální konstrukční materiál pro draky letadel. Využití této slitiny nejen v letectví ale poměrně dlouhou dobu bránily problémy se zpracováním. Elektron se totiž při vysokých teplotách může samovolně vznítit, což sebou přináší nemalé komplikace při odlévání konstrukčních dílů. Zmíněná slitina má navíc špatnou tvárnost. To zase komplikuje její mechanické obrábění. Kromě toho Elektron velmi rychle podléhá korozi. V letectví byly konstrukční prvky z Elektronu vůbec poprvé použity na německém jednomotorovém dvoumístném dvouplošníku typu Albatros L.81, který byl postaven v roce 1931. Zmíněný letoun byl ryze experimentálním strojem a každý půlrok procházel důkladnou inspekcí. Součástí zmíněných inspekcí byly přitom též pevnostní zkoušky. Na součástkách draku tohoto stroje, které byly zhotoveny z Elektronu, přitom nebyla pozorována koroze ani po šesti letech. Prakticky ve stejnou dobu se o Elektron jako o konstrukční materiál draku letadel začali zajímat též v SSSR. Původní plány počítaly se stavbou experimentálního letounu z Elektronu v institutu CAGI (Centrální institut aero- a hydrodynamiky). Zmíněný stroj měl nést označení E-2 a měl se stát součástí zkušebních konstrukčních prací na rok 1931. Dle jiného dokumentu, který pochází z konce roku 1932, byla v CAGI plánována dokonce stavba stíhacího letounu z Elektronu za využití zahraniční pomoci. Nic z toho ale nebylo realizováno. Mezitím, v listopadu roku 1931, byl Centrálním sovětem organizace Osoaviachim (Společnost pro podporu obrany, letecké a chemické výroby) vyhlášen konkurz na nejlepší projekt lehkého letounu. Největší odměna (25 000 rublů) byla přitom vypsána na nejlepší projekt letounu z Elektronu. Jedním z účastníků zmíněné soutěže byl tehdy začínající konstruktér S.P. Koroljov. Koroljov konkrétně na zmíněné zadání zareagoval projektem dvoumístného letounu typu „Elektron-1“, který se vyznačoval instalací ocasních ploch na koncích dvou nosníků. Prakticky ve stejnou dobu navíc postavil obdobně koncipovaný bezmotorový kluzák typu SK-6, v jehož konstrukci našel uplatnění Elektron. Koroljov nicméně později projekt letounu typu „Elektron-1“ radikálně přepracoval. V nové podobě byl tento stroj znám jako „Vysokij put“ a byl řešen jako jednomotorový jednoplošník se skládacím (na zemi) křídlem a klasicky koncipovanými ocasními plochami. V případě pohonné jednotky Koroljova volba padla na osvědčený hvězdicový (vzduchem chlazený) pětiválec typu M-11 z dílny A.D. Švecova. Základním konstrukčním materiálem draku letounu typu „Vysokij put“ měl sice být Elektron, potah křídla a ocasních ploch tohoto stroje nicméně Koroljov plánoval pojmout jako plátěný. V říjnu roku 1932 byla Koroljovi v rámci zmíněného výběrového řízení za zpracování projektu letounu typu „Vysokij put“ vyplacena odměna ve výši 6 000 rublů. Koroljov přitom Elektron již od počátku považoval za velmi perspektivní konstrukční materiál, neboť se v SSSR nacházely velké zásoby surovin k jeho výrobě. Elektron coby konstrukční materiál draků letadel měl ale svého stoupence též v institutu MAI (Moskevský aviatický institut). Konkrétně se jednalo o profesora A.L. Gimmelfarba. Profesor Gimmelfarb přitom se zmíněnou slitinou počítal jako s konstrukčním materiálem draku lehkého jednomotorového čtyřmístného experimentálního dolnoplošníku typu E-1, jehož projekt zpracoval z vlastní iniciativy, za asistence zdejších studentů, v roce 1933. Tato Gimmelfarba iniciativa se velmi brzy dostala do středu pozornosti tehdejšího ředitele moskevského leteckého výrobního závodu č.1, A.M. Belenkoviče. To vyústilo podpisem smlouvy o společném postupu při stavbě prototypu tohoto prvního celokovového letounu sovětské konstrukce zhotoveného z Elektronu. Ještě ten samý rok tak v prostorách závodu č.1 započaly práce na osvojování výroby odlévaných konstrukčních dílů z Elektronu. Krátce nato zde byly vyrobeny první plechy a součástky z tohoto materiálu. Současně byl realizován výzkum zaměřený na nalezení nejvíce vhodného způsobu chemického ošetření povrchu konstrukčních dílů z Elektronu, aby byly odolné vůči korozi. Protože jsou výrobky z Elektronu velmi křehké, před každým obráběním je bylo nezbytné předehřívat, aby byly více tvárné. Zmíněné práce byly přitom prováděny v jedné z dílen závodu č.1 pouhými pěti pracovníky. Později bylo přikročeno k výrobě prvních dílů draku letounu typu E-1 pro statické zkoušky. Kuli špatné tvárnosti elektronu se ale výroba prvních dílů draku tohoto stroje neobešla bez problémů. Tak např. v prvním měsíci zkušební výroby mělo okolo 90-ti % všech vyrobených trubek nějaký defekt. Pro výrobu konstrukčních dílů z Elektronu bylo navíc nutné zhotovit celou řadu nových speciálních přípravků. Prvním velkým výrobkem z elektronu závodu č.1 se stala skořepinová konstrukce ocasní části trupu letounu typu E-1. Zmíněný díl byl následně podroben statickým zkouškám, které byly úspěšné. To vedlo k vyvrácení pochybností některých představitelů sovětského leteckého průmyslu k využitelnosti Elektronu jako konstrukčního materiálu draků letadel. V létě roku 1934 bylo dokončeno a k statickým zkouškám odevzdáno křídlo spolu se střední částí trupu letounu typu E-1. Prakticky ve stejnou dobu byla zahájena stavba křídla a ocasních ploch letového prototypu tohoto stroje. K zhotovení jednotlivých dílů draku zmíněného letounu byl přitom použit elektron typu A.Z.M. značky Farbenindustrie. V případě pohonné jednotky zase volba padla na 200 hp hvězdicový (vzduchem chlazený) sedmiválec typu M-48 z dílny A.S. Nazarova, který vycházel ze 100 hp hvězdicového pětiválce typu M-11. Protože měly být za pomoci prototypu letounu typu E-1 ověřeny různé výrobky a různé nosné konstrukce z Elektronu, jednotlivé části draku tohoto stroje měly odlišnou vnitřní konstrukci. Příďová a střední část trupu letounu typu E-1 měla tak kostru z nýtované trubkové příhradoviny, zatímco ocasní část trupu tohoto stroje byla řešena jako poloskořepina. Naproti tomu kostra křídla letounu typu E-1 se sestávala z jednoho nosníku s profilem ve tvaru písmene „T“ a soustavy žeber, které byly snýtovány z trubkové příhradoviny. Potah draku letounu typu E-1 byl zhotoven z panelů z Elektronu, tedy vyjma potahu vnějších částí křídla a ocasních ploch, který byl, kuli redukci hmotnosti, řešen jako plátěný. Všechny kovové komponenty draku letounu typu E-1 byly, kuli zamezení koroze, pochromovány a nalakovány. Kompletace letového prototypu letounu typu E-1, který obdržel pojmenování „Sergo Ordžonikidze“, byla završena v listopadu roku 1934. Zkoušky zmíněného stroje se neobešly bez problémů. Dne 9. listopadu toho samého roku, za chodu závodních zkoušek, totiž havaroval. Prototyp letounu typu E-1 se nicméně podařilo opravit a znovu zprovoznit. Rok nato byl tento stroj předán NII VVS (Vědecko-výzkumný institut VVS), za účelem realizace státních zkoušek. Při následně prohlídce byla ale na jeho draku objevena ohniska koroze, zejména pak uvnitř trupu. Konkrétně se jednalo o oblasti, kde byl narušen povrchový lak. Po vyčištění odhalených rezavých skvrn byla následně tato místa namořena kyselinou selenovou. Poté již koroze na draku prototypu letounu typu E-1 nebyla pozorována. Zkouškami u NII VVS tento stroj prošel mezi 8. říjnem a 28. listopadem roku 1935. Jejich posláním bylo studium vlivu namáhání, které působí na drak letounu za letu, na mechanické vlastnosti jednotlivých konstrukčních prvků z Elektronu a rezistence těchto konstrukčních prvků vůči korozi. Naproti tomu výkonnostní parametry prototypu letounu typu E-1 nebyly předmětem zájmu. Z tohoto důvodu jednotlivé zkušební lety tohoto stroje trvaly v průměru jen něco přes pět minut.  V průběhu zkoušek u NII VVS prototyp letounu typu E-1 vykonal hned 253 letů s celkovou trvání pouhých 22 h a 35 min. Díky nízké hmotnosti draku tento stroj z hlediska užitečného zatížení znatelně překonával všechny letouny shodné kategorie tuzemské konstrukce. Naproti tomu na letové charakteristiky nemělo použití Elektronu žádný vliv. Zkoušky prototypu letounu typu E-1 u NII VVS prokázaly, že je Elektron jako konstrukční materiál draku letadla použitelný. Drak zmíněného stroje měl navíc o nějakých 10 až 12 % nižší hmotnost, než kdyby byl zhotoven z Duralu nebo nějaké jiné slitiny hliníku. Pro Elektron navíc hovořila skutečnost, že se na území SSSR nacházel dostatek surovin k jeho výrobě. S kladným hodnocením se setkala též antikorozní ochrana jednotlivých komponent draku letounu typu E-1, neboť účinně řešila jeden z hlavních nedostatků Elektronu v podobě nízké odolnosti vůči korozi. Součástí závěrečné zprávy ze zkoušek prototypu letounu typu E-1 u NII VVS se ale stalo též doporučující stanovisko k stavbě čtyř až pěti letounů z Elektronu z hlediska aerodynamiky splňujících požadavky na moderní bojový letoun. Zmíněné stroje měly být následně důkladně otestovány na letištích vojenského i námořního letectva. K tomu ale nakonec nedošlo. Protože byl jeden rok příliš krátký na to, aby mohl být učiněn závěr o účinnosti antikorozní ochrany jednotlivých komponent draku prototypu letounu typu E-1, na jaře roku 1938 byl tento stroj opět předán NII VVS, aby zde prošel opakovacími zkouškami. Do té doby byl skladován na střídačku uvnitř hangáru a pod širým nebem. Kromě toho se mezitím, v létě roku 1937, zúčastnil závodů lehkých letounů. V rámci zmíněné soutěže měl prototyp letounu typu E-1 podniknout zpáteční let z Moskvy do Sevastopolu. Kuli špatnému počasí ale let tohoto stroje tehdy skončil přistáním v Charkově. Před zahájením další série zkoušek u NII VVS prototyp letounu typu E-1 obdržel instalaci 175 hp hvězdicového sedmiválce francouzské značky Salmson na místo hvězdicového sedmiválce typu M-48 tuzemské výroby. Současně tento stroj prošel důkladnou inspekcí. Přitom bylo na jeho trupu a střední části křídla nalezeno několik ohnisek koroze. Nalezená ohniska koroze ale naštěstí nebyla hluboká a nenarušovala strukturní pevnost draku. Za pomoci motoru Salmson se prototyp letounu typu E-1 do oblak napoprvé vydal dne 9. dubna 1938. Dne 5. června toho samého roku, po 152. letu, byly ale na potahu trupu a aerodynamických přechodech křídla tohoto stroje nalezeny trhliny. Deset dní nato byl prototyp letounu typu E-1 podroben opět důkladné inspekci. Přitom bylo zjištěno, že se zmíněné trhliny zvětšily. A nejen to. Nyní byly trhliny nalezeny i na ocasní části trupu. Následně byly proto letové zkoušky prototypu letounu typu E-1  pozastaveny, aby mohly být z potahu přední části trupu a aerodynamických krytů podvozků tohoto stroje vyříznuty vzorky pro laboratorní testy pevnostních charakteristik. Zpětně do letuschopného stavu již prototyp letounu typu E-1 nebyl uveden. Zmíněný stroj přitom nebyl jediným sovětským letounem zhotoveným z Elektronu. Z Elektronu byl totiž vyroben též drak jednoho bezmotorového kluzáku z dílny závodu č.1, lehkého letounu typu E-2 „Kim Vorošilov“ z dílny M.L. Badada z roku 1934 a hydroplánu typu E-3 z dílny P.M. Danilova z roku 1936. Zatímco letové zkoušky prvních dvou uvedených letounů se omezily na jediný let, hydroplán typu E-3 nebyl ani dokončen. V roce 1938, krátce po skončení zkoušek prototypu letounu typu E-1, se v NII VVS konala porada ohledně budoucího využití Elektronu v letectví. Další použití Elektronu v konstrukci letadel bylo sice radou NII VVS posvěceno, ovšem pouze na drobné nenosné komponenty draku, jakými jsou např. disky podvozkových kol, motorové kapoty, palivové nádrže, sedačky či kryty přístrojového vybavení.  

Popis:  Lehký jednomotorový čtyřmístný experimentální letoun typu E-1 byl řešen jako celokovový dolnoplošník s klasicky koncipovanými ocasními plochami. Kostra draku tohoto stroje byla kompletně zhotovena z Elektronu. Z Elektronu byly přitom vyrobeny též potahové panely trupu a střední části křídla. Naproti tomu vnější části křídla a ocasní plochy tohoto letounu byly potaženy plátnem. Trup letounu typu E-1 se sestával ze tří částí, a to příďové, střední a ocasní. Kostra příďové a střední části trupu tohoto stroje měla příhradovou konstrukci a byla snýtována z trubek se stlačenými konci. Naproti tomu ocasní část trupu letounu typu E-1 byla řešena jako skořepina. Kostra ocasní části trupu tohoto stroje se přitom sestávala z lisovaných žeber a stringerů. V přední části trupu jediného prototypu letounu typu E-1 se zpočátku nacházela instalace 200 hp hvězdicového (vzduchem chlazeného) sedmiválce typu M-48. Jednotlivé válce zmíněného motoru vystupovaly z obrysu motorové kapoty a zpočátku nebyly kyty. Později, za chodu zkoušek, byly však opatřeny tzv. Townendovým prstencem (prstenec okolo válců hvězdicových motorů snižující aerodynamický odpor a zlepšující chlazení). Motor typu M-48 roztáčel jednu dvoulistou vrtuli v tažném uspořádání. Později, za chodu zkoušek, byl zmíněný motor nahrazen 175 hp hvězdicovým sedmiválcem francouzské značky Salmson. Střední část trupu letounu typu E-1 ukrývala čtyřmístnou kabinu posádky. Kabina posádky tohoto stroje byla opatřena širokým bohatě zaskleným překrytem s čelním štítkem s půdorysem ve tvaru písmene „V“, který vystupoval nad hřbet špice trupu a svou zadní částí plynule přecházel ve vyvýšený hřbet zadní části trupu. Přístup do kabiny letounu typu E-1 zajišťovaly dvě sekce překrytu, z nichž jedna byla řešena jako posuvná a jedna jako výklopná. Skořepinová ocasní část trupu tohoto stroje byla prázdná a svou zadní částí plynule přecházela v kýl SOP. Dolnoplošně uspořádané křídlo letounu typu E-1 mělo rozpětí 12,00 m, plochu 20,00 m², půdorys ve tvaru lichoběžníku a zaoblené koncové oblouky. Kostra křídla tohoto stroje se sestávala z jednoho nosníku s profilem s tvarem písmene „T“ a proměnným průřezem a žeber příhradové konstrukce. Jednotlivá žebra křídla letounu typu E-1 byla přitom snýtována z profilovaných trubek. Odtokovou hranu křídla tohoto stroje okupovaly v celém rozpětí vztlakové klapky a křidélka. Ocasní plochy letounu typu E-1 se sestávaly z jedné lichoběžníkové svislé plochy (SOP) a jedné vyztužené (za pomoci jednoho páru jednoduchých vzpěr) vodorovné plochy (VOP) s půdorysem ve tvaru lichoběžníku a zaujímaly vzájemné uspořádání do tvaru kříže. VOP byla tedy uchycena k bokům SOP, přibližně v polovině její výšky. Zatímco na odtokové hraně SOP se nacházelo směrové kormidlo, které bylo opatřeno rohovou odlehčovací ploškou, odtokovou hranu VOP okupovala dvojice výškových kormidel. Vzletové a přistávací zařízení letounu typu E-1 tvořil pevný tříbodový podvozek ostruhového typu. Hlavní podvozky tohoto stroje byly instalovány pod střední částí křídla, měly nohy ve tvaru pyramid a byly osazeny koly. Naproti tomu ostruhový podvozek, jehož instalace se nacházela pod ocasní částí trupu, byl osazen kluznou patkou.

Verze:  žádné

Vyrobeno:  jeden prototyp

Uživatelé:  žádní

Posádka:    jeden pilot

Pohon:       jeden pístový motor typu Nazarov M-48 s max. výkonem 200 hp nebo Salmson s max. výkonem 175 hp     

Kapacita:    tři pasažéři

Výzbroj:     žádná