PZL SW - 4 Puszczyk, polski śmigłowiec lekki. Polskie Konstrukcje.

 

PZL SW-4 Puszczyk, polski śmigłowiec lekki. 

Polskie Konstrukcje.

autor Piotr Wujec

Lekki śmigłowiec wielozadaniowy SW-4 polskiej konstrukcji jest używany przez Wojsko Polskie od wielu lat pod postacią przeznaczonego dla wojska szkolnego „Puszczyka”.

Wprowadzenie

W serii wpisów na moim blogu staram się opisywać ciekawe polskie konstrukcje, tak aby czytelnikom pokazać jak wiele ciekawych konstrukcji stworzyli Polacy.

Jedną z takich konstrukcji jest lekki śmigłowiec PZL SW-4.

SW-4 zaprojektowany przez Polaków, głównie w WSK PZL Świdnik, to polski śmigłowiec, który od około 30 lat jest z powodzeniem używany przez Wojsko Polskie.

Rozwój SW-4 doczekał się kontynuacji - po sprzedaniu przez polski rząd obcemu kapitałowi zakładów PZL Świdnik w 2010 roku - w postaci zmodyfikowanej odmiany noszącej oznaczenie AW009.

Terminologia użyta w moim wpisie, skróty:

WSK – Wytwórnia Sprzętu Komunikacyjnego,

PRL – Polska Rzeczpospolita Ludowa, opisana w pkt. 1.2,

PZL – Państwowe Zakłady Lotnicze.

SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

1. Projekt

1.1. Projekt tego śmigłowca opracował zespół polskich konstruktorów pod kierownictwem Stanisława Trębacza, ur. 1922 r. w Chrzanowie, zm. 2015 r. w Świdniku, który był świetnym polskim konstruktorem, zasługującym na osobny wpis. 

Prace konstrukcyjne były prowadzone głównie w Wytwórni Sprzętu Komunikacyjnego PZL-Świdnik w Świdniku (WSK PZL Świdnik) na przełomie lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych ubiegłego wieku, we współpracy z innymi PZL-ami oraz polskimi placówkami naukowo-badawczymi, które wymieniam w pkt. 4 poniżej.

1.2. Prace projektowe trwały w okresie tzw. „komuny”, czyli za PRL (Polskiej Rzeczpospolitej Ludowej), gdy to wszystkie wymienione powyżej podmioty były państwowe. Polska w tym okresie mogła konsturować tylko taki sprzęt, na jaki zgodziła się Moskwa.

Dlaczego?

1.3. Uwarunkowania polityczne - PRL

Uwarunkowania polityczne miały wpływ na polskie konstrukcje, m.in. PZL SW-4. 

W okresie projektowania PZL SW-4 nasza Polska była krajem komunistycznym, socjalistycznym, jak mawiają niektórzy lewicowym, czyli krajem bez wolności, bez niepodległości, bez suwerenności. Wówczas kluczowe decyzje dotyczące Polski zapadały w Moskwie.

Polska nazywała się wówczas Polska Rzeczpospolita Ludowa (PRL), była rządzona od 1944 roku przez przyniesionych na rosyjskich bagnetach polityków, komunistów z Polskiej Zjednoczonej Partii Robotniczej (PZPR), byliśmy krajem zdominowanym przez ZSRR.

Związek Socjalistycznych Republik Radzieckich (ZSRR), to było ze stolicą w Moskwie federacyjne państwo: socjalistyczne, laickie, komunistyczne, rządów jednej partii, bez wolności słowa, bez wolnych wyborów, gdzie brak było pojęcia wolności jednostki, bez wolności gospodarczej, bez wolności światopoglądowej.

Mając na uwadze opisaną powyżej sytuację geopolityczną Polski, prace koncepcyjne polskich inżynierów mogły dotyczyć tylko tego na co zgadzała się Moskwa. Odnośnie śmigłowców prace te mogły dotyczyć tylko skonstruowania lekkiego i uniwersalnego śmigłowca jednosilnikowego.

SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

2. Założenia

2.1. Przyjęte przez polskich konstruktorów założenia konstrukcyjne śmigłowca:

a) lekki mogący - zabrać na pokład łącznie z pilotem max 5 osób,

b) załoga jednoosobowa,

c) jednosilnikowy - napędzany silnikiem turbinowym,

d) z podwoziem płozowym,

e) mało skomplikowanej budowy, a tym samym prosty w obsłudze,

f) o niższej cenie niż dwusilnikowy śmigłowiec Mi-2,

g) uniwersalny,

e) spełniać miał wymogi zarówno wojskowe, jak i cywilne, tj.:

RWPG NLGGW-1 „Wymagania Techniczno-Ekonomiczne RWPG dla wielozadaniowego śmigłowca o udźwigu 400-600 kg”.

Tak tytułem wytłumaczenia dla młodszych czytelników

Czym było RWPG?

Dziś mamy centrum decyzyjne UE w Brukseli odnośnie gospodarki krajów należących do UE, w tym gospodarki Polski.

W okresie komuny centrum decyzyjne donośnie gospodarki krajów bloku komunistycznego było w Moskwie.

W Moskwie była siedziba Rady Wzajemnej Pomocy Gospodarczej (RWPG), która decydowała, co mogą w zakresie gospodarki i na zasadzie jakich wytycznych RWPG poszczególne kraje komunistyczne. 

Za komuny było pojęcie w RWPG „wspólnoty socjalistycznej”, której miały się podporządkować kraje komunistyczne, rezygnując z suwerenności i niepodległości. Jak widać pojęcie podobne do dziś obecnego pojęcia „wspólnoty europejskiej”, dla której kraje UE mają zrezygnować z części swojej suwerenności i niepodległości. Przy czym za komuny na zachodzie brak było politycznego projektu UE, był za to w tym czasie co na wschodzie RWPG, to w Europie Zachodniej dobry gospodarczy projekt Europejskiej Wspólnoty Gospodarczej (EWG), szanujący suwerenność państw.

2.2. Polska w tym czasie produkowała radzieckiej konstrukcji dwusilnikowe wiropłaty Mi-2, tym samym założenie dotyczyło stworzenia tańszej w zakupie i eksploatacji polskiej alternatywy dla tego rosyjskiej konstrukcji śmigłowca, to raz.

2.3. Drugim powodem była w kręgach komunistów rządzących PRL oraz Ludowego Wojska Polskiego (LWP) świadomość, że produkowane w Polsce lekkie śmigłowce tłokowe SM-1 i SM-2 w miarę upływu lat zestarzały się konstrukcyjnie oraz zbliżał się kres ich resursów (należało wycofać je z użycia).

Na temat lekkich śmigłowców SW kilka lat temu napisałem na moim blogu:

https://wujec.blogspot.com/2018/03/sm-1-s-polskie-smigowce-2-polskie.html

SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

3. Prace projektowe

3.1. Prace nad zaprojektowaniem nowego wiropłatu, przyszłego SW-4 rozpoczęto w PZL, w Świdniku, w roku 1980. Tak jak już napisałem pierwszym konstruktorem nowego śmigłowca został inż. Stanisław Trębacz.

Od początku zaplanowano masę użyteczną nowego śmigłowca większą od masy śmigłowca SM-1, przy znacznie mniejszej masie własnej. Tym samym faktyczny udźwig miał być większy, z korzyścią dla zadań wykonywanych przez maszynę.

Osiągi śmigłowca miały odpowiadać ówczesnemu poziomowi światowemu dla jednosilnikowych śmigłowców tej klasy.

3.2. Na co kładli nacisk polscy projektanci?

Jest to ciekawy temat patrząc na niego z perspektywy lat 80 tych XX w. oraz tamtejszych komunistycznych realiów PRL. Ciekawym jest fakt, że w czasie konstruowania wiropłatu polscy inżynierowie położyli nacisk na:

- UWAGA zapewnienie własności autorotacyjnych, umożliwiających bezpieczne przyziemienie przy wyłączonym silniku,

- niski poziom wibracji oraz hałasu,

- zmniejszenie negatywnego wpływu na środowisko naturalne, tj. zapewnienie możliwie niskiej emisji tlenków ołowiu w spalinach silnika,

- jak najwyższą niezawodność, tzw. żywotność techniczną,

- poszukanie kompromisu między osiągami i kosztami eksploatacji,

- uniwersalność, tj. możliwość dowolnej konfiguracji wyposażenia.

Jak widać były to ostre wymagania, w tym dotyczące poziomu gotowości bojowej, tak istotnej przy maszynach dla każdej armii. Identycznie ma się sprawa z łatwością obsługi czy też bezpieczeństwem – autorotacja, czyli możliwością bezpiecznego lądowania śmigłowca nawet przy zupełnej awarii silnika.

Wszystkie powyższe założenia zostały osiągnięte!

3.3. Rozwijając temat uczestników prac projektowych, warto wymienić polskie podmioty uczestniczące przy projektowaniu nowej maszyny oznaczonej SW-4: - WSK PZL-Świdnik,

- WSK PZL-Rzeszów,

- WSK PZL-Wrocław,

- WSK PZL-Kraków,

- WSK PZL-Warszawa II,

- Instytut Lotnictwa,

- Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych,

- Akademia Rolniczo-Techniczna.

3.4. Ostatecznie kluczowe dla budowy prototypu wytyczne do projektu koncepcyjnego maszyny opracowano w 1986 roku.

SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

4. Dokumentacja techniczna i parametry.

Według wytycznych z 1986 roku zakładano zbudowanie jednosilnikowego śmigłowca o układzie klasycznym ze śmigłem ogonowym.

4.1. Konstrukcja

Miał mieć SW-4 konstrukcję metalową ze stopów lekkich i kompozytów.

4.2. Kadłub

Zakładano pokrycie pracujące, kadłub o konstrukcji podłużnico-wręgowej. Centralną część SW-4 zaplanowano o konstrukcji kompozytowej, a ścianki o konstrukcji przekładkowej. Zaprojektowano wypełniacz komórkowy i wewnątrz tego elementu miał znajdować się elastyczny główny zbiornik paliwa o pojemności 400 litrów.

4.3. Silnik i układ napędowy

W SW-4 Górną część wnęki zaprojektowali polscy konstruktorzy, jako węzeł do zamocowania mocowania przekładni głównej silnika. Natomiast silnik wraz z przekładnią główna miały znajdować się tuż za osią pionową wirnika nośnego.

Układ napędowy miał składać się z:

- silnika turbowałowego GTD-350 M1,

- dwustopniowej przekładni głównej,

- dwóch wałów i przekładni końcowej.

Co ciekawe już na etapie prac projektowych założono napęd w przyszłości nowoczesny, inny niż na etapie prac projektowych, już prawdopodobnie w przyszłości oparty na zachodnim silniku. 

Na etapie prac projektowych do napędu SW-4 przewidziano radziecki silnik turbinowy GTD-350 M1 o mocy 298 kW (400 KM), używany i znany z Mi-2. Był to silnik wówczas produkowany w Polsce, w WSK PZL-Rzeszów.

4.4. Bagażnik

W SW-4 pod silnikiem zaplanowano umieszczenie bagażnika głównego o pojemności 150 litrów.

4.5. Wirnik

W SW-4 jest trójłopatowy wirnik nośny z piastą przegubową. Natomiast łopaty wirnika głównego są kompozytowe identycznie jak łopaty wirnika ogonowego. Do tego dochodzi śmigło o konstrukcji klasycznej.

4.6. Podwozie

Podwozie SW-4 - płozowe ze sprężystymi goleniami ze stopów lekkich.

5. Zapaść polskiej gospodarki a SW-4

Na skutek upadku PRL oraz tzw. Planu Balcerowicza nastąpiła zapaść polskiej gospodarki, którą świetnie jako rocznik 1971 pamiętam, miała ta zapaść miejsce w latach 90 tych XX w.

W odniesieniu do SW-4 nawet w tym najtrudniejszym dla polskiego przemysłu okresie PZL-Świdnik prowadził nadal prace nad własnymi konstrukcjami, w tym SW-4. Mianowicie w roku 1991 wznowiono, kierując się całkowicie przedefiniowanymi założeniami, wstrzymane na kilka lat prace projektowe, co do budowy lekkiego i szybkiego śmigłowca SW-4.

SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

6. Oblot

W 1996 roku oblatano pierwszą maszynę SW-4.

Natomiast w 1997 roku na paryskim salonie lotniczym zaprezentowany został SW-4 „Puszczyk”.

7. Zamówienia

W roku 2003, udoskonalone konstrukcyjnie w latch 90 tych XX w., SW-4 „Puszczyki” zostały zamówione przez naszą polską armię. Pierwsze seryjne dostawy SW-4 zaczęły się w 2006 roku.

8. Walory SW-4 „Puszczyk”

8.1. Bezpieczeństwo.

Mianowicie pilot w przypadku awarii silnika, czyli w locie bezsilnikowym na samej rotacji wirnika ( autorotacyja), dysponując jedynie:

- sterowaniem kierunkowym,

- sterowaniem okresowym,

- sterowaniem ogólnym

UWAGA może wylądować bezpiecznie - autorotacyjnie.

Co ciekawe sukcesem polskich konstruktorów jest fakt, że przy autorotacji obrót wirnika głównego SW-4 nie wywiera momentu obrotowego na ten śmigłowiec! Mimo to owszem moment reakcyjny występuje, jest on spowodowany tarciem w układzie przenoszenia napędu.

8.2. Przybliżając temat polskiego rozwiązania na wypadek autorotacji.

W czasie autorotacji wirnika głównego (wirnik nośny) dzięki rozwiązaniom w SW-4 brak mechanicznego połączenia z zespołem napędowym. Jednocześnie w opadającym śmigłowcu jednokierunkowe sprzęgło SW-4 pozwala głównemu wirnikowi obracać się swobodnie przy zatrzymanym silniku!!!

Zgodnie z pomysłem polskich konstruktorów podczas autorotacji jest zachowane mechaniczne połączenie wirnika głównego ze śmigłem ogonowym. Takie rozwiązanie umożliwia pilotowi sterowanie kierunkowe.

Jednocześnie opisany przeze mnie powyżej, obracający się podczas autorotacji, wirnik nośny trójpłatowy SW-4 UWAGA pobiera energię od strug napływającego powietrza (pośrednio od ciężaru opadającej maszyny), co ciekawe w tym rozwiązaniu bez wykorzystania silników, zapewniając lot!!!

Jak widać mamy my Polacy powody do dumy z naszych inżynierów!

8.3. Ciężar własny a użytkowy i maksymalny, optymalny rozkład, gdyż w  konstrukcji śmigłowca SW-4 oprócz stopów lekkich zastosowano kompozyty.

8.4. Wysoki poziom gotowości bojowej SW-4, tj. mała awaryjność, prosta i krótka praca obsługowa dla zapewnienia zachowania zdolności bojowej, optymalne dla mechaników i techników rozwiązania dostępu do maszyny.

8.5. Polska konstrukcja, możliwość dowolnej modyfikacji SW-4 bez ponoszenia kosztów przez nasze WP opłat dla obcych krajów, koncernów, bez potrzeby pytania się o zgodę producenta…

Podsumowując

Opisane przeze mnie w pkt. 8.1. oraz 8.2. powyżej walory polskich pomysłów w zakresie bezpieczeństwa czynią z SW-4 Puszczyk idealną maszynę do szkolenia. Osobiście cieszy mnie każda polska konstrukcja wzmacniająca potencjał naszego kraju. Dla mnie kształt i widok Puszczyka jest miły dla oka.

PZL SW-4 Puszczyk, fot. Piotr Wujec

Miałem przyjemność być w maju 2023 roku na pokazach lotniczych odbywanych w Dęblinie z okazji 96 rocznicy utworzenia Szkoły Orląt. Podczas tych pokazów SW-4 Puszczyk prezentował się pięknie, sami zobaczcie.

Trzymajmy my Polacy kciuki za rozwój i dozbrajanie naszego Wojska Polskiego.

Tylko nasza polska armia może nam dać bezpieczeństwo, czego nas nauczyła klęska w 1939 roku, gdy zwiedli nas sojusznicy: Francja, Wlk. Brytania i Rumunia.

Dziś gdy mamy za sobą bełkot polityczny kampanii wyborczej, to warto aby każdy Polak był murem za polskim mundurem, bez względu na poglądy!

Dziękuję za uwagę

Piotr Wujec

https://piotrwujec.pl/