XP-77 Bell

Autorzy Leszek Wieliczko i Jacek Wilczyński

Podobnie jak w Europie, również w Stanach Zjednoczonych na przełomie lat 30-tych i 40-tych niektórzy eksperci wojskowi zaczęli lansować koncepcję budowy “superlekkiego” samolotu myśliwskiego. Samolot taki, charakteryzujący się niewielkimi wymiarami i masą i silnikiem o niewielkiej mocy, miał mieć niektóre osiągi (w tym zwłaszcza prędkość maksymalną i prędkość wznoszenia) nie ustępujące klasycznym samolotom myśliwskim. Oczywiście niewielkie wymiary płatowca i mała moc silnika nie pozwalały na pomieszczenie dużego zbiornika paliwa ani silnego uzbrojenia czy opancerzenia, w związku z czym zasięg maszyny i jej możliwości bojowe byłyby mocno ograniczone. Z drugiej strony jednak lekki myśliwiec – w dodatku zbudowany z materiałów niestrategicznych (głównie z drewna) – byłby znacznie tańszy i łatwiejszy w produkcji i świetnie nadawałby się do obrony lokalnej (punktowej) wyznaczonych obiektów czy rejonów, uzupełniając w składzie sił powietrznych klasyczne, a więc “ciężkie” i droższe myśliwce.

W 1941 roku także Siły Powietrzne USA zainteresowały się możliwością zbudowania lekkiego samolotu myśliwskiego, który prędkością maksymalną, prędkością wznoszenia, a przede wszystkim zwrotnością nie ustępowałby (lub nawet przewyższał) ówczesne standardowe samoloty myśliwskie, jak Curtiss P-40D czy Bell P-39D “Airacobra”. Przy okazji zamierzano w praktyce przetestować możliwość zbudowania pełnowartościowego samolotu bojowego z materiałów niestrategicznych, w tym zwłaszcza z drewna, na wypadek możliwych podczas wojny ograniczeń w dostawach aluminium. Sformułowane oczekiwania co do nowego samolotu, choć nigdy nie przybrały formy oficjalnej specyfikacji technicznej, mówiły o prędkości maksymalnej 400 mph (644 km/h), masie maksymalnej 4000 lb (1814 kg) i mocy silnika 400 hp (298 kW, 406 KM) i z tego powodu znane były pod skróconym oznaczeniem Tri-4 (“potrójna czwórka”).

W dniu 30 października 1941 roku US Army Air Force zwróciły się do zakładów Bell z propozycją przestudiowania problematyki myśliwca Tri-4. Pół roku później szef zespołu konstruktorskiego firmy Robert J. Woods przedstawił wstępny projekt takiego samolotu, noszący początkowo oznaczenie fabryczne D-6 (Design No 6). Był to niewielki wolnonośny dolnopłat o drewnianej konstrukcji, z zakrytą kabiną pilota i chowanym trójkołowym podwoziem z kołem przednim. Jego projekt, opracowany w szczegółach przez inż. Sama Tremana, oparto w dużej mierze na doświadczeniach z wcześniejszym projektem lekkiego myśliwca Model 3 z 1937 roku. Kabina pilota umieszczona była daleko z tyłu kadłuba tuż za krawędzią spływu skrzydeł, dzięki czemu samolot bardziej przypominał swoją sylwetką przedwojenne samoloty wyścigowe niż klasyczne jednomiejscowe myśliwce. Bardzo ciekawie zaprojektowano osłonę kabiny, złożoną z nieruchomego wiatrochronu i otwieranej limuzyny. Limuzyna o kształcie zbliżonym do wycinka kuli nie była bowiem odsuwana lecz obrotowa i przy otwieraniu chowała się w kadłub tuż za kabiną pilota. Rozwiązanie to zaczerpnięto wprost z Modelu 3. Pomiędzy silnikiem a kabiną – w rejonie środka ciężkości konstrukcji – umieszczono główny zbiornik paliwa o pojemności 197 litrów. Niewielkie skrzydła o powierzchni nośnej zaledwie 9,29 m² i cienkim laminarnym profilu zapożyczonym z projektowanego właśnie myśliwca XP-63 “Kingcobra” nie nadawały się bowiem do pomieszczenia w nich zbiorników paliwa. Koła główne podwozia chowane były do komór w centropłacie skrzydła w kierunku do kadłuba, a koło przednie do komory pod silnikiem w kierunku do tyłu. Początkowo planowano ręczny mechanizm chowania podwozia, ale ostatecznie w prototypach zastosowano elektryczny. Pozostawiono natomiast ręczny mechanizm wypuszczania i chowania klap do lądowania.

Do napędu D-6 przewidywano chłodzony powietrzem 12-cylindrowy silnik rzędowy w układzie odwróconego V typu Ranger XV-770-9, opracowywany właśnie przez Ranger Aircraft Engines Division wytwórni Fairchild Engine and Airplane Corp. (oznaczenie fabryczne silnika SGV-770-D4). Silnik ten miał być wyposażony w jednobiegową, jednostopniową turbosprężarkę, osiągać moc 429 kW (575 hp, 583 KM) i napędzać śmigło typu Aeroproducts o średnicy 2,90 m. Dzięki niemu obliczeniowa prędkość maksymalna samolotu wynosiła 660 km/h na wysokości 8230 m. Maksymalna masa startowa D-6 miała nie przekroczyć 1633 kg. Bardzo silne jak na tak lekki samolot miało być projektowane uzbrojenie strzeleckie, złożone z dwóch karabinów maszynowych kalibru 12,7 mm po bokach silnika i jednego działka kalibru 20 mm, strzelającego przez wał śmigła.

W dniu 16 maja 1942 roku USAAF zaakceptowały projekt samolotu D-6 i postanowiły wstępnie o zamówieniu budowy 25 egzemplarzy, przydzielając maszynie oznaczenie wojskowe XP-77. W tym momencie projekt otrzymał również nowe oznaczenie fabryczne – Model 32. Jednocześnie Siły Powietrzne zażądały instalacji podkadłubowego wyrzutnika bombowego zdolnego do przenoszenia bomb o masie maksymalnej do 136 kg lub jednej bomby głębinowej o masie do 147 kg albo dodatkowego zbiornika paliwa o pojemności 144 litrów.

W tym samym czasie okazało się, że silnik XV-770-9 będzie dostępny nie wcześniej niż za około 1 do 1,5 roku. W związku z tym, aby nie opóźniać budowy prototypów i ich prób w locie, konstruktorzy postanowili zastosować dostępny “od ręki” seryjny silnik w wersji V-770-6 o mocy 388 kW (520 hp, 527 KM), napędzający śmigło typu Hamilton Standard o średnicy 2,74 m. Jednak ten silnik nie miał turbosprężarki i utrzymywał swoją moc nominalną 336 kW (450 hp, 457 KM) jedynie do wysokości 3658 m. Ponadto był on produkowany wyłącznie na potrzeby Marynarki Wojennej i Bureau of Aeronautics US Navy zgodziło się przekazać Siłom Powietrznym jedynie 6 sztuk takich silników (oznaczonych na tą okazję V-770-7). W związku z tym w dniu 29 sierpnia 1942 roku USAAF ograniczyły swoje pierwotne zamówienie do zaledwie sześciu latających prototypów (przydzielając im numery seryjne 43-34915 do 43-34920), jednego płatowca do prób statycznych i dwóch modeli do badań tunelowych. Ostateczny kontrakt o wartości blisko 700 tys. dolarów podpisano w dniu 9 września 1942 roku, a datę dostawy pierwszego prototypu ustalono na 10 kwietnia 1943 roku. W międzyczasie pod koniec września 1942 roku komisja ekspertów z USAAF obejrzała i zaakceptowała makietę samolotu.

W toku szczegółowych prac konstrukcyjnych okazało się, że samolot będzie znacznie cięższy od projektowanego, a obciążenie powierzchni nośnej i obciążenie mocy będą wyższe niż w myśliwcach P-40D, P-39D i XP-63. Na skutek tego niektóre projektowane osiągi samolotu musiały ulec zredukowaniu. Co gorsze, nawet z docelowym silnikiem V-770-9 osiągi XP-77 byłyby niewiele wyższe. Konieczność wprowadzenia radykalnych zmian w konstrukcji spowodowała znaczne opóźnienie całego programu, ale 11 stycznia 1943 roku Bell poinformował USAAF, że pierwszy prototyp zostanie dostarczony najpóźniej do 1 maja. Prawdopodobnie w tym okresie podjęto też decyzję o rezygnacji z działka kalibru 20 mm, aby zaoszczędzić na masie samolotu.

Znacznie poważniejszym problemem dla firmy Bell, nie mającej praktycznie żadnego doświadczenia z drewnianymi konstrukcjami, okazały się opóźnienia w dostarczeniu podzespołów od dostawców, w tym zwłaszcza skrzydeł. Po wielomiesięcznych sporach z firmą Goshen Veneer Company, odpowiedzialną za konstrukcję skrzydeł, ale nie mogącą sobie poradzić z ich budową, ostatecznie ich wykonanie zlecono firmie Vidal Corporation.

Prace przy budowie prototypów przeciągały się i w dniu 29 kwietnia 1943 roku Bell poprosił USAAF o dalszą zwłokę w dostarczeniu prototypów i – z powodu wzrostu kosztów – poinformował o konieczności renegocjacji wartości kontraktu do kwoty 2,5 miliona dolarów! Siły Powietrzne – zniechęcone przedłużającymi się pracami – rozważały nawet całkowitą rezygnację z programu XP-77, ale ostatecznie w dniu 3 sierpnia 1943 roku zdecydowały o ograniczeniu zamówienia do dwóch latających prototypów i jednego płatowca do prób statycznych. Nakazano również firmie Bell zaprzestania prac projektowych nad zastosowaniem w przyszłości silnika V-770-9 oraz zaprzestania finansowania prac mających na celu podniesienie mocy silnika V-770-7. W dniu 5 listopada 1943 roku Bell określił termin dostawy pierwszego prototypu na 31 stycznia, a drugiego na 1 maja 1944 roku.

Z powodu wspomnianych wyżej opóźnień w budowie drewnianych skrzydeł także nowy termin dostawy pierwszego prototypu nie został dotrzymany i ostatecznie pierwszy egzemplarz myśliwca XP-77 (s/n 43-34915) był gotowy dopiero w marcu 1944 roku, a w dniu 1 kwietnia pilot doświadczalny firmy Bell Jack Woolams dokonał jego oblotu. Pod koniec kwietnia maszynę przekazano do ośrodka doświadczalnego USAAF w bazie Wright Field w stanie Ohio, gdzie poddano ją testom wytrzymałościowym na drgania powodowane przez silnik, a następnie wykonano kilka lotów próbnych. Wkrótce potem gotowy był też drugi prototyp XP-77 (s/n 43-34916).

Pod koniec lipca lub na początku sierpnia 1944 roku oba prototypy XP-77 przekazano do Army Air Forces Proving Ground w bazie Eglin Field na Florydzie. Próby osiągów i zużycia paliwa trwały tam do końca września. W ich trakcie XP-77 osiągnął prędkość maksymalną zaledwie 531 km/h na wysokości 1219 m. Aby wznieść się na wysokość 2743 m samolot potrzebował 3 minuty 42 sekundy, a na pułap operacyjny 9175 m – aż ponad 30 minut. Zasięg maksymalny przy prędkości optymalnej (z paliwem wyłącznie w zbiorniku wewnętrznym) wynosił 491 km. Ponadto stwierdzono, że samolot ma zbyt długi rozbieg. Nie udało się też wyeliminować nieprzyjemnych drgań całego płatowca, występujących w użytkowym zakresie prędkości obrotowych silnika, a spowodowanych brakiem jakiejkolwiek amortyzacji zawieszenia silnika. W trakcie prób wymieniono również śmigło typu Hamilton Standard na nowe firmy Aeroproducts o nieco większej średnicy. Ostateczna ocena prób była negatywna i w dniu 2 grudnia 1944 roku USAAF oficjalnie anulowały program lekkiego myśliwca XP-77. Okazało się bowiem, że osiągi samolotu są niższe nie tylko od zakładanych na etapie projektu, ale także od znajdujących się wówczas w służbie myśliwców. Ponadto nigdy nie wystąpił deficyt stopów aluminium i nie przewidywano konieczności wprowadzania do produkcji samolotu zbudowanego z materiałów niestrategicznych.

W międzyczasie w dniu 2 października 1944 roku drugi prototyp XP-77 uległ wypadkowi podczas jednego z lotów próbnych i został całkowicie zniszczony. Pilot uratował się na spadochronie. Z kolei pierwszy prototyp powrócił do Wright Field, a po wojnie widywano go m.in. na kilku pokazach lotniczych. Samolot przetrwał jako pomnik prawdopodobnie do około 1948 roku, a potem został skasowany. Tym samym kolejna – po samolotach Douglas  XP-48 i Tucker XP-57 – próba skonstruowania w Stanach Zjednoczonych samolotu myśliwskiego kategorii “superlekkiej”, aczkolwiek najbardziej zaawansowana, zakończyła się niepowodzeniem.

Prawdopodobnie w 1943 roku, gdy zatwierdzono ostateczną konfigurację XP-77 i przystąpiono do budowy prototypów, inż. Sam Treman opracował projekt wstępny nieco zmodyfikowanej wersji myśliwca, oznaczony Model 35. Nie są znane szczegółowe informacje o tym projekcie. Wiadomo, że samolot – w firmie Bell oznaczany także nieoficjalnie jako XP-77A – miał być napędzany planowanym od początku silnikiem typu Ranger V-770-9 z turbosprężarką. Na zewnętrznych zaczepach pod skrzydłami samolot miał przenosić dwa dodatkowe zbiorniki paliwa o pojemności po 140 litrów lub dwie bomby o masie maksymalnej po 53 kg. Zrezygnowano równocześnie z zaczepu podkadłubowego. Projekt samolotu Model 35/XP-77A został zaprezentowany USAAF, ale nie został zaakceptowany do realizacji.

---

Dane taktyczno-techniczne:

Konstrukcja: jednosilnikowy jednomiejscowy dolnopłat wolnonośny z zakrytą kabiną i chowanym trójkołowym podwoziem z kołem przednim. Konstrukcja drewniana. Usterzenie klasyczne, wolnonośne. Zapas paliwa normalny 197 litrów, maksymalny (z dodatkowym podwieszanym zbiornikiem paliwa o pojemności 144 litrów) – 341 litrów.

Wymiary

rozpiętość 8,38 m

długość 6,96 m

wysokość 2,49 m

powierzchnia nośna 9,29 m²

Masy

masa własna 1295 kg

masa użyteczna 370 kg

masa startowa normalna 1665 kg (wg innych źródeł 1625 kg)

masa startowa maksymalna (z dodatkowym zbiornikiem paliwa) 1778 kg

masa startowa maksymalna (z maksymalnym ładunkiem bomb) 1827 kg

Obciążenia

obciążenie powierzchni nośnej normalne 179,22 kg/m²

obciążenie powierzchni nośnej maksymalne 196,66 kg/m²

obciążenie mocy normalne 4,29 kg/kW (3,16 kg/KM)

obciążenie mocy maksymalne 4,71 kg/kW (3,47 kg/KM)

Osiągi

prędkość maksymalna 531 km/h na wysokości 1219 m

prędkość maksymalna 528 km/h na wysokości 3840 m

prędkość przelotowa 441 km/h (wg innych źródeł 435 km/h)

prędkość lądowania 148 km/h

prędkość wznoszenia maksymalna 18,3 m/s na wysokości 0 m

czas wznoszenia na wysokość 2743 m – 3 minuty 42 sekundy

pułap 9175 m

zasięg 491 km

zasięg maksymalny (z dodatkowym zbiornikiem paliwa) 885 km

Napęd: jeden 12-cylindrowy silnik rzędowy w układzie odwróconego V, chłodzony powietrzem, typu Ranger V-770-7 (w US Navy znany jako V-770-6) o maksymalnej mocy startowej 388 kW (520 hp, 527 KM) przy 3150 obr./min i mocy nominalnej 336 kW (450 hp, 457 KM) przy 3000 obr./min, napędzający metalowe 2-łopatowe śmigło przestawialne typu Hamilton Standard o średnicy 2,74 m (potem wymienione na metalowe 2-łopatowe śmigło przestawialne typu Aeroproducts o średnicy 2,90 m)

Uzbrojenie: dwa stałe karabiny maszynowe kalibru 12,7 mm typu Browning M2 po bokach przodu kadłuba (z zapasem po 200 nabojów na lufę) oraz jedna bomba o masie maksymalnej do 136 kg lub jedna bomba głębinowa o masie do 147 kg na zewnętrznym zaczepie pod kadłubem

Załoga: 1 osoba

Wytwórnia: Bell Aircraft Corporation, Buffalo, Nowy Jork, USA

Produkcja: 2 prototypy

Użytkownicy: USAAF

---

Wykaz literatury:

1. V. Nemeček “Vojenska letadla”, dil 3, Nase Vojsko, Praha, 1992

2. “Jane’s Fighting Aircraft of World War II”, Crescent Books, Avenel, 1996

3. B. Matthews “Cobra! Bell Aircraft Corporation 1934-1946”, Schiffer, Atglen, 1996

4. W. Green, G. Swanborough “The Complete Book of Fighters”, Smithmark, New York, 1994

5. E. Angelucci, P. M. Bowers “The American Fighter”, Orion Books, New York, 1987

6. J. C. Fahey “US Army Aircraft 1908-1946”, Ships and Aircraft, 1946

7. W. Green “War Planes of the Second World War – Fighters”, Vol. 4, Doubleday, 1964

8. R. F. Dorr, D. Donald “Fighters of the United States Air Force”, Temple Press Aerospace, 1990

9. A. J. Pelletier “Bell Aircraft since 1935”, Naval Institute Press, Annapolis, 1992

10. G. Swanborough, P. M. Bowers “United States Military Aircraft since 1909”, Smithsonian Institution Press, 1989

11. HPM nr 5/97