PZL M-15 Belphegor – jedyny w historii rolniczy odrzutowiec

Z samolotem rolniczym najczęściej kojarzy się powolny dwupłat lub czasami dolnopłat z sporym silnikiem tłokowym. W latach 70. w ZSRR powstał jednak pomysł zbudowania samolotu rolniczego o napędzie… odrzutowym w układzie dwupłata. Realizację tej szalonej koncepcji powierzono zakładom WSK Mielec w Polsce. Tak powstał jedyny w historii jedyny w historii rolniczy odrzutowiec i jedyny w historii praktyczny dwupłatowiec o napędzie odrzutowym.

Geneza

Podstawowymi samolotami rolniczymi w ZSRR w latach 60. były wycofane z wojska Polikarpowy Po-2 i  produkowane na licencji w Polsce Antonowy An-2. Maszyny te miały sporo zalet, ale były już przestarzałe. Dodatkowo dysponowały zbyt słabymi osiągami, aby wykonywać opryski na coraz większych obszarach rolnych, jakie powstawały w Związku Radzieckim w tym okresie. Radzieckie władze uznały, że potrzebny jest nowy, znacznie wydajniejszy samolot rolniczy.

Przeanalizowano wiele koncepcji, z których do dalszego rozwoju wybrano tę stworzoną przez inżyniera Riamira Izmajłowa. Zaproponował on zbudowanie samolotu rolniczego w układzie dwupłatowca, ale napędzanego silnikiem odrzutowym, najlepiej powszechnie wykorzystywanym w państwach Bloku Wschodniego. Odważna koncepcja przykuła uwagę decydentów, mimo bardzo wielu problemów, jakie należało rozwiązać w przypadku tak pionierskiej konstrukcji.

Ze względu na podział obowiązków między poszczególnych członków RWPG, prace nad samolotem miały być prowadzone w Polsce, gdzie trwała już produkcja samolotów An-2. Utworzono zespoły projektowe działające w Rosji oraz w Polsce, którymi kierowali odpowiednio Izmajłow oraz inż. Kazimierz Gocyła. Do polskich zakładów WSK Mielec oddelegowano ponadto zespół radzieckich inżynierów, którzy mieli pomóc w pracach projektowych. Warto zobaczyć cyfrowo poprawiony film, przedstawiający oryginalną prezentację koncepcji nowego samolotu, przygotowaną przez WSK Mielec (w szczególności warto zwrócić uwagę na bardzo dyplomatyczne przedstawienie faktu, że całą koncepcję narzucili Rosjanie). Link do filmu.

Samoloty testowe Lala-1 i LLM-15

Od początku koncepcja odrzutowego dwupłatowca uważana była za odważną i wręcz radykalną. Dodatkowo przed konstruktorami stało wiele znaków zapytania dotyczących kwestii technicznych i projektowych takiej maszyny. W związku z tym, przed rozpoczęciem prac nad właściwym prototypem nowego samolotu, który otrzymał polskie oznaczenie M-15 (i robocze rosyjskie I-711), potrzebne były zakrojone na szeroką skalę próby samolotów testowych.

W czerwcu 1971 roku w Instytucie Lotnictwa podjęto decyzję o zbudowaniu pierwszego samolotu testowego – Lala-1 (Latające Laboratorium 1). Ta niecodzienna maszyna była połączeniem przedniej części kadłuba samolotu An-2 wraz z skrzydłami i silnikiem ASz-62IR z całkowicie nowym ogonem i tylną częścią kadłuba z dwuprzepływowym silnikiem turboodrzutowym AI-25. Projekt samolotu przygotował mgr inż. Andrzej Frydrychewicz.

Oblot maszyny miał miejsce 10 lutego 1972 roku, ale jeszcze przy użyciu silnika tłokowego. Dopiero 26 kwietnia 1972 roku odbył się lot z uruchomionym silnikiem AI-25. Za sterami maszyny zasiadał Andrzej Abłamowicz. Wcześniej, 1 grudnia 1971 roku została podpisana umowa między ZSRR a WSK Mielec, w ramach której polskim zakładom zlecono opracowanie samolotu i jego późniejszą produkcję seryjną dla ZSRR.

Próby Lala-1 wykazały, że przyjęte założenia są praktyczne, w związku z czym przystąpiono do budowy kolejnej maszyny testowej – LLM-15 (Latające Laboratorium 15), którą oblatano 30 maja 1973 roku. W przeciwieństwie do wcześniejszej maszyny, ta była bliższa docelowej konstrukcji. Tym razem przednią część kadłuba wykorzystano z samolotu An-14A Pszczółka. Dołożono dolny płat i całkowicie nowe usterzenie. Próby LLM-15 również zakończyły się pozytywnie, w związku z czym przystąpiono do montażu docelowego prototypu samolotu M-15.

Rolniczy odrzutowiec

Pierwszy prototyp samolotu PZL M-15 oblatano 9 stycznia 1974 roku, a za sterami zasiadł Tadeusz Gołębiewski. Przez kolejne miesiące kontynuowano próby maszyny, a w 1975 roku wykonano serię informacyjną dla Instytutu Zastosowań Rolniczych i Specjalnych Lotnictwa Cywilnego z Krasnodaru. Do 1976 roku powstało łącznie 11 prototypów i maszyn przedseryjnych.

PZL M-15 miał 22,4 m rozpiętości skrzydeł i 12,7 m długości. Maksymalna masa startowa wynosiła 5650 kg (w tym 2200 kg środków chemicznych). Napęd stanowił turboodrzutowy, dwuprzepływowy silnik AI-25, zapewniający prędkość maksymalną 200 km/h i przelotową 165 km/h. Zasięg wynosił 400 km.

Po zakończeniu testów, w 1976 roku rozpoczęto produkcję seryjną. Początkowo ZSRR zakładało zamówienie aż 3000 egzemplarzy PZL M-15. W 1977 roku M-15 został zaprezentowany na Międzynarodowym Salonie Lotniczo-Kosmicznym w Paryżu, gdzie wzbudził spore zainteresowanie, ale nie swoimi możliwościami, a raczej swoim niecodziennym  wyglądem i konstrukcją. To właśnie wówczas Andrzej Abłamowicz miał nadać mu nieoficjalną nazwę, która na stałe wpisała się w historię maszyny – Belphegor. Według dostępnych informacji, Abłamowicz wymyślił ją na poczekaniu będąc na wieży, kiedy musiał szybko podać nazwę rozpoznawczą dla samolotu.

Krótko po rozpoczęciu produkcji seryjnej i dostaw do odbiorców w ZSRR okazało się, że chociaż maszyna mogła być wykorzystywana w praktyce, eksploatacja ujawniła wiele nieprzewidzianych wcześniej wad. W tej sytuacji produkcję zamknięto w 1981 roku po zbudowaniu zaledwie 175 (lub według innych źródeł 120) samolotów M-15 w wersji rolniczej i szkolnej M-15-42 (10 egzemplarzy). Liczba ta zawiera również samolot prototypowe i serię informacyjną.

Konstrukcja pełna wad

Ujawnione w toku eksploatacji wady M-15 praktycznie uniemożliwiały jego prawidłową eksploatację w planowanej skali. Mimo dobrych właściwości pilotażowych i ogólnego komfortu pracy pilota w porównaniu do starszych maszyn, umieszczone po bokach kadłuba dwa niezależne zbiorniki na chemikalia musiały być równomiernie opróżniane, aby samolot nie utracił stateczności.

Początkowo zauważono również, że konstrukcja kadłuba i skrzydeł była niewystarczająco wzmocniona. Ograniczono wówczas prędkość lotu do 130 km/h, przy czym według wyliczeń, prędkość przeciągnięcia wynosiła 110 km/h. Oznaczało to niewielki margines bezpieczeństwa w trakcie lotu. Dopiero po wprowadzeniu poprawek możliwe było zwiększenie prędkości maksymalnej do 200 km/h i przelotowej do 165 km/h.

Uzyskane osiągi były odpowiednie do zadań rolniczych, ale specyfika pracy silników turboodrzutowych sprawiała, że M-15 zachowywał się w powietrzu zupełnie inaczej niż powinien zachowywać się samolot rolniczy. Podczas lotów na niskich wysokościach i oprysków pól, piloci muszą zawsze zachowywać dużą ostrożność i orientację w terenie. Dodatkowo często muszą wykonywać nagłe manewry w celu ominięcia przeszkód  terenowych. W silnikach tłokowych gwałtowne zwiększenie prędkości odczuwalne jest praktycznie natychmiast. W silnikach turboodrzutowych zwiększenie ciągu odczuwane jest dopiero po chwili trwającej nawet kilka sekund. W przypadku nagłych manewrów było to bardzo niebezpieczne i mogło prowadzić do katastrof (z problemem tym borykali się pierwsi piloci samolotów odrzutowych, którzy przechodzili na nie po szkoleniu na samolotach z silnikami tłokowymi).

Kolejną wadą M-15 było zużycie paliwa. Silniki turboodrzutowe przystosowane są do osiągania wysokich prędkości i stają się wówczas najbardziej ekonomiczne. Przy lotach z niskimi prędkościami znacząco wzrasta zużycie paliwa. Tym samym M-15 zużywał około 550-600 litrów paliwa na godzinę lotu. Przykładowo PZL M18 Dromader zużywał 160 litrów, a posiadający taki sam silnik jak Dromader, ale znacznie od niego większy An-2 zużywał 175 litrów. Tak duża dysproporcja była nieakceptowalna, zwłaszcza, że silnik AI-25 wymagał nafty, która nie była stosowana w żadnych innych maszynach rolniczych.

Również serwis skomplikowanych i wyposażonych w rozbudowano i nowoczesne wyposażenie do oprysków samolotów M-15 był bardziej problematyczny niż miało to miejsce przy starszych maszynach. Mimo rozpowszechnienia silników AI-25 w wielu różnych maszynach, brakowało techników do ich bieżącej obsługi poza jednostkami wojskowymi.

Co jednak ciekawe, mimo tych licznych wad, w historii PZL M-15 Belphegor doszło według dostępnych informacji tylko do jednej udokumentowanej katastrofy zakończonej śmiercią pilota. Sama katastrofa, do której doszło 9 września 1977 roku była spowodowana błędem pilota, który nie wysunął klap podczas startu, przez co samolot nie oderwał się od ziemi i i rozbił się.

Podsumowanie

PZL M-15 Belphegor zajmuje wysokie miejsce na liście najbardziej szalonych i nietypowych oraz co istotne brzydkich konstrukcji lotniczych w historii. Jego pokraczny wygląd był jednak spowodowany potrzebą dostosowania go do roli samolotu rolniczego. Eksploatacja wykazała jednak, że chociaż ogólnie zaprojektowano dobry samolot – właściwości pilotażowe były dobre, widoczność z kabiny również, osiągi adekwatne, a pojemność zbiorników na chemikalia większa niż wcześniejszych maszynach, to koncepcja wykorzystania napędu odrzutowego nie była dobra.

Można spotkać się z opiniami, że lepszym rozwiązaniem byłoby zainstalowanie silnika tłokowego lub turbośmigłowego, jednak taki napęd wymagałby znacznego przekonstruowania kadłuba – nawet gdyby zachowano układ pchający.

Belphegor od początku nie miał szans na osiągnięcie sukcesu. Gdy stało się jasne, że M-15 nie nadaje się do eksploatacji Riamir Izmajłow próbował podobno wypromować koncepcję wykorzystania M-15 w roli samolotów pożarniczych, ale również i ta koncepcja nie zyskała popularności.

Znaczna część dostarczonych do ZSRR maszyn została zezłomowana po 1983 roku. Do naszych czasów przetrwały przynajmniej dwa M-15 w Rosji oraz trzy w Polsce. Zachowane w Rosji egzemplarze znajdują się w Muzeum Oddziału Głównego Historii Lotnictwa Cywilnego w Uljanowsku oraz w Centralnym Muzeum Sił Powietrznych Rosji we wsi Monino. W Polsce natomiast jeden egzemplarz znajduje się w Muzeum Narodowym Rolnictwa i Przemysłu Rolno-Spożywczego w Szreniawie, kolejny, będący połączeniem dwóch prototypów egzemplarz znajduje się w Muzeum Lotnictwa Polskiego w Krakowie, a ostatni trafił do Mielca (maszyna wcześniej eksponowana była jako pomnik na Węgrzech).