De Havilland Comet – pierwszy komercyjny odrzutowiec pasażerski

seria - Maszyny, które zmieniły niebo

Nowe rozdanie

2 maja 1952 r. z londyńskiego Heathrow wystartował samolot, który otworzył nowy rozdział w historii transportu. De Havilland Comet – pierwszy odrzutowy samolot pasażerski na świecie – skrócił czas podróży o połowę i wypromował Wielką Brytanię na pozycję lidera lotnictwa cywilnego. W niespełna dwa lata maszyna stała się jednak symbolem czegoś innego: największej zagadki inżynieryjnej dekady – zagadki, której wyjaśnienie zmieniło zasady budowy każdego kolejnego samolotu.

Odrzutowy sen Imperium

Jeszcze w trakcie wojny, w 1943 r., powołany przez brytyjski rząd komitet wyznaczył cele dla powojennego lotnictwa cywilnego. Jednym z nich był odrzutowy samolot pasażerski dalekiego zasięgu. Wielka Brytania dysponowała zaawansowaną technologią odrzutową, rozwijaną intensywnie od czasów wojny – myśliwce Gloster Meteor i de Havilland Vampire udowodniły, że napęd odrzutowy jest dojrzały na tyle, by myśleć o zastosowaniach cywilnych.

Wyzwanie podjęła firma de Havilland pod kierunkiem konstruktora Ronalda Bishopa. Przyjęte podejście było nowatorskie: cztery silniki turboodrzutowe de Havilland Ghost ukryto w nasadach skrzydeł, zamiast podwieszać je na pylonach – jak później zrobił to Boeing w modelu 707. Dzięki temu Comet zyskał czystą, elegancką sylwetkę i niski opór aerodynamiczny.  Kabina ciśnieniowa pozwalała na lot na wysokości około 12 000 m, ponad większością chmur i zjawisk atmosferycznych odczuwalnych podczas lotów wykonywanych na niższych wysokościach przez samoloty tłokowe. Prototyp oblatał 27 lipca 1949 r. John Cunningham – as „nocnych myśliwców” Royal Air Force.

O wiele szybciej niż Constellation

Inauguracyjny rejs BOAC na trasie Londyn – Johannesburg (z międzylądowaniami) trwał niemal o połowę krócej niż lot najlepszym samolotem tłokowym epoki, Lockheedem Constellation. Prędkość przelotowa ok. 780 km/h, cisza w kabinie wolnej od wibracji silników tłokowych i lot ponad burzami – pasażerowie mówili o „lataniu przyszłości”.

Comet obsługiwał trasy BOAC do Afryki, Azji i na Bliski Wschód. Brytyjski przemysł święcił triumf, bo Amerykanie nie mieli niczego porównywalnego – Boeing 707  wszedł do służby komercyjnej dopiero w 1958 r. Kabina Cometa 1 mieściła zaledwie 36 pasażerów, co ograniczało rentowność, ale sam fakt prędkości odrzutowej stanowił rewolucję wystarczającą, by zapełnić każdy rejs.

Zagadka zmęczenia materiału

Na początku 1954 r. doszło do dwóch podobnych katastrof Cometów nad Morzem Śródziemnym – oba samoloty rozpadły się w powietrzu podczas wznoszenia na wysokość przelotową. Flota została uziemiona, a certyfikat zdatności cofnięty.

Śledztwo powierzono Royal Aircraft Establishment (RAE) w Farnborough. Zespół pod kierownictwem sir Arnolda Halla przeprowadził eksperyment, który przeszedł do historii inżynierii: cały kadłub Cometa umieszczono w zbiorniku z wodą i poddawano wielokrotnym cyklom sprężania i rozprężania, symulując warunki lotu ciśnieniowego.  Po 3 057 cyklach w kadłubie pojawiło się pęknięcie zmęczeniowe w rejonie wyjścia awaryjnego.

Przyczyną okazało się zmęczenie materiału w miejscach, gdzie w kadłubie występowały największe koncentracje naprężeń, m.in. wokół otworów i wycięć konstrukcyjnych. Przy kolejnych cyklach sprężania kabiny powstawały tam pęknięcia, które stopniowo się powiększały. Problem pogłębiała metoda wykonywania części otworów pod nity przez przebijanie, ponieważ mogła powodować drobne uszkodzenia poszycia. Wcześniejsze testy wytrzymałościowe kadłuba również utrudniły wykrycie problemu, ponieważ miejscowo zwiększyły odporność materiału na zmęczenie.

Comet 4 i transatlantycki fotofinisz

De Havilland nie poddał się – przeprojektowany Comet 4 otrzymał zaokrąglone okna, grubsze poszycie kadłuba i mocniejsze silniki Rolls-Royce Avon. 4 października 1958 r. BOAC zainaugurowały na nim pierwsze regularne transatlantyckie połączenie pasażerskie obsługiwane odrzutowcem – z Londynu do Nowego Jorku, wyprzedzając Pan Am i Boeinga 707 o trzy tygodnie.

Zwycięstwo okazało się jednak pyrrusowe. Boeing 707 był większy, szybszy i oferował lepszą ekonomikę, przez co szybko zdominował rynek. Łącznie zbudowano 114 Cometów we wszystkich wersjach, podczas gdy 707 przekroczył tysiąc egzemplarzy. Odrzutowy samolot pasażerski de Havillanda przegrał komercyjnie, choć jego płatowiec żył dalej w mundurze: RAF Nimrod – morski samolot patrolowy oparty na konstrukcji Cometa 4C – służył w Royal Air Force od 1969 aż do 2011 r.

Lekcja w każdym oknie

Każdy zaokrąglony iluminator we współczesnym samolocie pasażerskim to bezpośrednie dziedzictwo de Havilland Comet. Zasada „fail-safe” – filozofia projektowania zakładająca, że konstrukcja musi wytrzymać nawet po pojawieniu się pęknięcia – weszła do norm zdatności lotniczej właśnie pod wpływem śledztwa RAE. Obowiązkowe badania zmęczeniowe kadłubów ciśnieniowych stały się standardem obowiązującym do dziś.

De Havilland Comet udowodnił, że bycie pierwszym oznacza wchodzenie na nieznane terytorium. Cena tej wiedzy okazała się ogromna, ale pozostała z nami na zawsze – wbudowana w konstrukcję każdego odrzutowego samolotu pasażerskiego, który od tamtej pory wzbił się w niebo.

10 ciekawostek o de Havilland Comet, które potrafią zaskoczyć nawet pasjonatów lotnictwa

1. Był pierwszym odrzutowym samolotem pasażerskim na świecie

Gdy wszedł do służby w 1952 roku, wyprzedzał konkurencję o kilka lat. Pasażerowie mogli lecieć znacznie szybciej i wyżej niż w samolotach tłokowych, często ponad chmurami, co zapewniało niezwykle spokojny lot.

2. Latał na wysokości, na której większość pilotów nigdy wcześniej nie operowała

Comet regularnie osiągał około 12 000 metrów wysokości. W tamtych czasach oznaczało to lot ponad niemal całą pogodą, co było prawdziwą rewolucją w komforcie podróży.

3. Katastrofy Cometa doprowadziły do narodzin współczesnej inżynierii zmęczeniowej

Po serii tajemniczych katastrof brytyjscy inżynierowie zbudowali ogromny zbiornik wodny, w którym zanurzono cały kadłub i wielokrotnie go sprężano oraz rozprężano, symulując tysiące lotów. Było to jedno z najbardziej przełomowych badań konstrukcji lotniczych w historii.

4. Kształt okien stał się poważnym problemem konstrukcyjnym

Dziś okna w samolotach pasażerskich mają zaokrąglone kształty. Jedną z lekcji wyniesionych z historii Cometa były wysokie koncentracje naprężeń powstające w narożnikach jego niemal prostokątnych okien. Przy kolejnych cyklach ciśnieniowych sprzyjały one powstawaniu pęknięć zmęczeniowych, które mogły prowadzić do poważnych uszkodzeń kadłuba. Ta lekcja miała ogromny wpływ na późniejsze projektowanie samolotów.

5. Miał luksusowe wnętrze, jakiego dziś prawie się nie spotyka

Pierwsze Comety przewoziły znacznie mniej pasażerów niż współczesne odrzutowce. Fotele były szerokie, przejścia przestronne, a atmosfera bardziej przypominała ekskluzywny salon niż dzisiejszą klasę ekonomiczną.

6. Był cichszy dla pasażerów niż wiele późniejszych odrzutowców

Silniki umieszczono w skrzydłach, a nie pod nimi. Dzięki temu hałas i drgania we wnętrzu były zaskakująco niewielkie, co wielu pasażerów bardzo chwaliło.

7. Niemal zniszczył zaufanie do lotnictwa odrzutowego

Po katastrofach wiele osób zaczęło obawiać się odrzutowców. Dopiero sukcesy późniejszych konstrukcji, takich jak Boeing 707 i Douglas DC-8, odbudowały zaufanie do nowej technologii.

8. Wersja Comet 4 była już niezwykle bezpieczna

Po gruntownym przeprojektowaniu konstrukcji usunięto główne problemy konstrukcyjne. Samoloty tej wersji służyły przez wiele lat, osiągając bardzo dobrą reputację pod względem bezpieczeństwa i niezawodności.

9. Dał początek jednemu z najlepszych samolotów rozpoznawczych świata

Na bazie Cometa powstał wojskowy Hawker Siddeley Nimrod, który przez ponad 40 lat patrolował oceany, tropił okręty podwodne i wykonywał misje rozpoznawcze dla brytyjskich sił zbrojnych.

10. Jego największą porażką było... zbyt duże wyprzedzenie epoki

Technologia silników odrzutowych rozwijała się wtedy błyskawicznie, ale wiedza o zmęczeniu metalu dopiero raczkowała. Comet zapłacił wysoką cenę za przecieranie szlaków, lecz dzięki zdobytym doświadczeniom wszystkie późniejsze odrzutowce stały się znacznie bezpieczniejsze.

Bonus

Współcześni inżynierowie często mówią, że choć Comet nie odniósł wielkiego sukcesu handlowego, to prawdopodobnie uratował życie milionom pasażerów. Wnioski wyciągnięte z jego konstrukcji i badań wpłynęły na projektowanie praktycznie każdego nowoczesnego samolotu pasażerskiego.

użyto zdjęć ze źródła WIKIPEDIA w ramach licencji GFDL 1.2 oraz  CC BY 3.0