Avia B.H. 1 (a její replika)

Letadla / Avia B.H. 1 (a její replika)

Před časem jsem se rozhodoval ke stavbě létající repliky vhodného historického letounu. Moje volba padla na první motorový letoun továrny Avia, typ Beneš-Hajn B.H.1. Pokusím se odpovědět na otázku, proč jsem se rozhodl právě pro tento letoun. Způsobila to vzpomínková kniha „Naše první křídla“ Ing. Pavla Beneše, která mne nadchla pro první motorový typ společnosti Avia a autor knihy mne svým vyprávěním přesvědčil, že právě typ Avia B.H.1 je velmi vhodnou konstrukcí pro stavbu repliky.

Chtěl jsem znovu postavit letadlo historické, po technické stránce zajímavé a také krásné. Moci se při tom snad na chvíli přenést do doby, kdy byl v pilotově výstroji nezbytný kabát, teplá šála, kožená motocyklistická kukla a brýle. Do doby, kdy se všichni, kdo v Čechách létali, znali. Mělo to být letadlo české, vlastně československé. Letadlo významné pro rozvoj letectví, ve své době originální, moderní a srovnatelné nebo i lepší než letouny zahraniční. Letadlo, které budu moci postavit stejně jako před osmdesáti lety v podmínkách více méně amatérských. Zdůrazňuji – chtěl jsem postavit co nejvěrnější kopii se všemi klady i zápory takového pojetí! Shodné tvary, shodný konstrukční materiál = shodné letové vlastnosti = shodný pocit z letu. Detaily z mosaze a kůže - píše se přece rok 1920 - doba s neopakovatelnou atmosférou. Nevím proč naši předci v těch starých letadlech řešili vše tak složitě, solidně a - bohužel i pracně. Bylo by samozřejmě mnohem snazší a levnější snýtovat pár duralových trubek, to či ono v konstrukci letounu zjednodušit, upravit a třeba i zmenšit.

Avia B.H.1 Exp. jako experimentální typ stojí na počátku vývojové řady originálně řešených letounů společnosti Avia. Letounů, které na čas předběhly svou dobu. „Exprevít“, jak byl navzdory svým dobrým letovým vlastnostem přezdíván, představoval první typ koncepce dolnoplošného vzpěrového letounu s tlustým profilem křídla. Koncepce, která ve dvacátých létech minulého století, v době obrovského tempa rozvoje letectví, byla i za hranicemi Československa konkurenceschopná ještě deset let.

Vzepření křídla vzpěrami shora samozřejmě není aerodynamicky ideální. Ale v roce 1920? Na jaké úrovni byly teoretické znalosti, potřebné ke konstrukci bezpečného a lehkého samonosného křídla letounu? Na začátku dvacátých let byl v Československu ještě problém s opatřením kvalitních ocelí se zaručenými vlastnostmi, nemluvě o technologické složitosti výroby kování samonosných křídel. Jaká by byla cena a hmotnost takovéto konstrukce? Křídlo polosamonosné bylo dočasně technologickou nutností. Cosi, co si vynutily podmínky doby. Jak později uvedl Pavel Beneš: Ke koncepci tohoto letounu napsal v německém časopise Flugsport v roce 1920 Ing. Oskar Ursinus, že „ jde o letadlo řešené vědecky“. Další německý časopis Flugwoche napsal, že „toto letadlo prozrazuje na první pohled přesně vědecky myslící a zdatné konstruktéry, kteří hleděli osvoboditi se od dosud užívaných method konstruktivních a stavebních.“ Anglický Flight B.H.1 nazval „nejprůvodnějším letadlem československým“.

Tvůrci letounu B.H.1 Pavel Beneš a Miroslav Hajn, oba ročník 1894, se poznali v roce 1911. Oba se zajímali o stavbu létacích modelů, Pavel Beneš již od roku 1909. Od roku 1912 se začali zajímat o „tlusté“ profily křídel, možno říci mezi prvními. Pavel Beneš o tom ve zmíněné knize napsal:

„Po celá dlouhá léta nikdo neříkal nic bližšího o ptačích křídlech, nikdo se na ně pořádně nepodíval, nikdo na nich nepostřehl nic nápadného. Jak mohla ptačí křídla skrývat své velké tajemství, o kterém se kdekdo mohl kdykoli přesvědčit, to už nelze nyní pochopit. A tak to bylo něco zcela zvláštního, když Gustav Lilienthal, bratr Otty Lilienthala, zahynuvšího r. 1896 při posledním ze svých pokusů v letu klouzavém, pokračující svým způsobem v díle bratrově, uveřejnil v přednášce v listopadu 1910 kromě různých zajímavých vývodů o plachtění také bližší údaje o tvaru a zvláště profilu ptačích křídel. Přednáška (…) byla uveřejněna až 25. února a 11. března 1911 v časopise "Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt”. (…) Tlustá křídla! A všude kolem nás tak tenké, až úzkostlivě tenké profily křídel všech typů letadel! A tak jsme měli na podzim r. 1912 s Hajnem o čem debatovat a pamatuji, že jsme byli jako u vidění. Něco tak úžasného! Tlusté profily ptačí!

(…) Proč tlustý profil křídel u kořene a ještě pak dost tlustý po značné části křídla? Brzy jsme tomu rozuměli Nějvětší tloušťka u kořene patří k největší štíhlosti křídel, je jí tu ptřebí, aby kosti mohly být nejtlustší v místě, kde jsou nejvíce namáhány a dál ke koncům křídel se už mohou ztenčovat. Jak by jinak mohlo být dost pevné křídlo albatrosa, když si představíme, že jím musí přece nej někdy mávat, i když se tomu vyhývá jak může a i když nejraději spočívá na nehybných roztažených křídlech v letu bez námahy? To nám bylo jasné. Albatros prostě musí mít tlustý profil u kořene, byl by bez něho nemožný, nemohl by existovat. Poněkud nás v tom přesvědčení zaváděly vývody Gustava Lilienthala právě z první přednášky, ve které říká, že z pevnostních důvodů by nebyl tak tlustý profil nutný; říká o labuti, že má u kořene kost tlustou jen 1,5 cm, křídlo je tu však tlusté 4,5 cm, tedy polštář z peří přidává 3 cm na tloušťce. To neznamenalo, že naše usuzování není správné, nejvýš to, že se v přírodě s tloušťkou “nešetří”. Bylo by tedy možno říci, že z tloušťky křídla “není strach”.

Nemohli jsme nijak zjistit, jak je to ve skutečnosti s tlustými profily. Jsou aerodynamicky stejné či jsou lepší nebo jsou přece jen horší než profily tenké? Dokud to někdo nevyzkouší v tunelu, lze se jen dohadovat, lze jen usuzovat, ale vždy s náležitou dávkou neurčitosti a nepřesnosti. Musili jsme setrvávat při svých dohadech a nejvýš jsme si mohli vymyslit nějakou pomocnou methodu, jak si ověřit své příznivé mínění o tlustých profilech.

Nu, a takovou náhradní methodu jsme si nalezli. Bylo to usuzování ze známého na neznámé.

A tak jsem se pozorně rozhlíželi, kde nalezneme nějaký tlustý profil. Bylo zcela přirozené, že neušlo naší pozornosti ani profilování listů vrtulí. A co jsme hned zjistili, co jsme si hned jasně uvědomili? Že vrtule mají tlusté profily. Že nás to nenapadlo hned v prvním okamžiku! Ano, až na některé starší vrtule, u kterých se konstruktér zřejmě snažil vystačit s tenkým profilem, a proto udělal vrtuli s velmi širokými listy, viděli jsme nejrůznější vrtule, ať to byly francouzské Chauvi?re či Ratmanoff nebo později německé Garuda; vždycky tu byl dost tlustý profil ještě v koncové pracovní části. Omakali jsme si vrtule na letadlech, k nimž jsme se dostali, a nemýlili jsme se nijak ve věci jejich tloušťky. Byla to nepopíratelná skutečnost!

Vrtuli jsme považovali vždy za dvě rotující křídla a věděli jsme, že pracuje podobně jako křídlo aeroplánu. Když tedy může mít vrtule tlustý profil, proč by takový profil nemohla mít také křídla letadla? A nijak to nevypadalo, že by vrtule s tlustými profily byly méně účinné než některé starší s profily ještě poměrně tenkými. Nezaslechli jsme, že by si někdo stěžoval na sovu tlustolistou vrtuli nebo že by ji zlepšoval ztenčováním. Dřevěná vrtule měly průběh tlouštěk od kořene ke konci listu takový, aby každý její průřez měl náležitou pevnost; namáhání klesalo ke konci a tak klesala i absolutní i relativní tloušťka. (…)

Bylo to někdy v říjnu 1912, když jsme s Hajnem obrátili pozornost k tlustým profilům. Zdálo se nám, že už toho víme dost a že můžeme začít s praktickými pokusy. Ale jak? Nemohli jsme si přece dát zkoušet profily v aerodynamické laboratoři, a sami jsme nevěděli, jak si sestrojit nějaké jednoduché zařízení k podobným zkouškám. A tu jsme si vzpomněli na své malé létající modely. Ano, zkusíme tlusté profily na modelech! (…)

Věděli jsme, že bude potřebí hledat a hledat profily stále lepší a výhodnější. Jak ukazovaly pokusy s modely – měli jsme už nějaké tušení, že poměru u skutečného letadla mohou být i dost odlišné od aerodynamických poměrů u malého a pomalého modelu – osvědčoval se profil mírně tlustý, s tloušťkou tak asi 10 % hloubky, a moje snahy o profily tlustší ztroskotávaly. (…)

Stačilo jen trochu přemýšlet a souvislost tlustého profilu a samonosného křídla přestala být pro nás tajemstvím. Brzy jsme se dotkli stavby samonosných křídel. Začínali jsme nesměle, protože to bylo na první pohled zase nějaké bláznovství, když kdejaké letadlo bylo ztuženo a nikdo si je už ani jinak nedovedl představit a nikoho ani nenapadlo hnát se za křídlem samonosným. Odstranit výztuhy, to bylo jako uřezat větev, na které sedíme. Pozorovali jsme, jak kdo staví svá letadla, a nebylo tu nejmenší tendence přejít ke křídlům samonosným.“

Pavel Beneš se již před první světovou válkou pustil do stavby lehkého motorového letadla nazvaného Fregatka. Postavil pak neúspěšný bezocasý kluzák Albatros, zkonstruoval, postavil a sám také několikrát letěl na závěsném kluzáku Lili. Tak získal, někdy i za cenu neúspěchu, své první a pro budoucnost cenné praktické zkušenosti se stavbou letadel.

V pozdním létě 1919 zakládá Pavel Beneš spolu s Václavem Malým, členem Československého aviatického klubu a obchodníkem, „Avii - společnost pro opravy a výrobu letadel s r.o.“ Byla zapsána do obchodního rejstříku 19. 9 1919. Kanceláře společnosti se nacházely na Václavském náměstí 60, dílny brzy nalezly místo v Praze Vysočanech čp. 56 ve starém cukrovaru, v blízkosti Odkolkovy velkopekárny. Společnost zpočátku vyráběla modelářské potřeby a bumerangy. O „kapitálové síle a ziscích“ společnosti se základním kapitálem 20 000,- Kč (10 000,- Kč vložil Pavel Beneš, druhou polovinu Václav Malý), vypovídá dokument z 29. 1. 1921, ve kterém se uvádí: Pavel Beneš do 31. 12. 1920 půjčil firmě Avia 30 000,- Kč…

V knize Naše první křídla Pavel Beneš vzpomíná: „Připravovali jsme se k prvnímu společnému projektu a typu letadla. Byli jsme si plně vědomi, že chybný krok nás připraví o jakoukoli možnost dosáhnout cílů, které jsme měli na mysli. (…) Kdysi jsme byli zaujati bezocasým typem i stabilními jednoplošníky, ale teď jsme si musili opravit názor. Uvědomili jsme si, že všechny ty „negativní“ konce křídel jsou jen zdrojem ztrát na účinnosti křídel, že se dosahuje jakési přestabilizovanosti, která je v rozporu s ovladatelností. A sám bezocasý typ? (.) Snad kdybychom měli fůru peněz, snad bychom si „také“ zkusili tento zvláštní typ, ale za daných okolností se nemůžeme pustit do něčeho takového. Vzpomněli jsme i na nesnáze s křidélky u tohoto typu i na mnoho nejasného o stabilitě (…)

Vrátili jsme se k jednoplošníku. Jedině tak může vypadat letadlo budoucnosti! Nejjednodušší, nejúčinnější zvítězí! (…) Už dávno se mi líbil dolnokřídlý jednoplošník a zkoušel jsem si ho také na modelech. (…) Ano, dolnokřídlý typ se nám oběma zamlouval nejlépe, měl pro nás přitažlivost (…) U dolnokřídlého typu jsme si slibovali nejen výhody v ovladatelnosti, ale tušili jsme už i jiné další.

Začali jsme se zabývat otázkou samonosnosti. A protože jiní nás tak předběhli, začali jsme hledat i nevýhody v této samonosnosti. Zůstali jsme stát, ale do úplného napodobení vzorů se nám nechtělo. (…) Hajn hned sedl a počítal, jaké síly jsou v podélnících u samonosného typu (…) Bylo to horší, než jsme mohli odhadovat, síly řádu desítek tisíc kilogramů! Nezapomeňte, že to bylo v době, kdy ještě nikdo kromě junkerse a Fokkera nepřišel na chuť samonosným křídlům, (…)

A jednoho už skoro jarního dne jsme chodili s Hajnem po Vinohradech a měli jsme obvyklou debatu. (…) „A co když zachytíme tlustá křídla dole usazená vzpěrami ke trupu?“ Bylo to vysloveno, bylo to tu. (…) Křídlo – toť se ví – bude tlusté, bude nejtlustší v místě, kde zasahují vzpěry, ke koncům se bude ztenčovat. A ke trupu? (…) ušetříme něco na váze i na odporu, když je mírně ztenčíme. Ale ne příliš, protože o tenký profil nestojíme.“

Na jaře 1920 začali Beneš s Hajnem kreslit první výkresy typu Avia B.H.1, aby mohl být první motorový typ Avie ještě v říjnu téhož roku zalétán. A tak 9. října provedl najatý zalétávací pilot firmy Aero Josef Novák s B.H.1 první „skok“ do výšky 1m. Byly zjištěny drobné závady na instalaci motoru, který nebyl pro první lety ještě zakapotován. První „opravdový“ let do výšky 50 m trval 4 min a byl proveden 13. října. K druhému letu, trvajícímu již 10 min, byl letoun připraven hned druhý den. B.H.1 překvapila Josefa Nováka svou ovladatelností a bezvadnými letovými vlastnostmi.

Hned po úspěšném záletu byl letoun přestěhován do Průmyslového paláce, kde se konala Mezinárodní letecká výstava, první v Československé republice. Na stánku Avie letoun budil zaslouženou pozornost. Stal se nejdiskutovanějším a nejobdivovanějším exponátem výstavy. Protektor výstavy, prezident republiky T. G. Masaryk, daroval ze svého fondu společnosti Avia 100 000,- Kč na podporu jejího dalšího rozvoje.

Po výstavě byly na letounu provedeny drobné úpravy a létal dále až do dubna 1921. Do konce roku 1920 letoun s motorem Daimler nalétal 37 minut (asi 62 km), další čas pak ještě v prvních měsících následujícího roku. Pak byl letoun přestavěn na verzi B.H.1bis s motorem Gnome, která poprvé vzlétla 20. května. V září 1921 se zúčastnila 1. národního leteckého meetingu, kde vyhrála v soutěži spolehlivosti a v okružním letu republikou na trati Praha - Olomouc - Nitra – Vajnory (Bratislava) - Olomouc - Praha. Typ B.H.1 zvítězil přesto, že se závodu účastnily mnohem silnější stroje. Trať dlouhou 860 km ulétl průměrnou rychlostí 125 km/hod a získal tak cenu 10 000,- Kč. Letoun uspěl díky své technologické vyspělosti, aerodynamické čistotě a perfektní pilotáži nového továrního pilota Bohumila Munzara. Druhým členem osádky byl Jaroslav Koch. Ten se v počátcích AVIE staral především o oba motory typu B.H.1. Později, ve dvacátých a třicátých létech, konstruoval úspěšné motocykly Praga a v šedesátých letech ještě známé skútry ČZ.

Jediný vyrobený kus tohoto experimentálního a sportovního letounu zůstal v majetku Avie. Dále létal na propagačních akcích, leteckých dnech a vyzkoušelo si jej mnoho pilotů. S B.H.1 létal JUDr Zdeněk Lhota, který se později proslavil svými úspěchy s letouny Avia i na mezinárodních závodech. 27. srpna 1922 se letoun zúčastnil leteckého dne na letišti Plzeň - Bory Západočeského aviatického klubu Plzeň, kam s ním přilétl právě JUDr Zdeněk Lhota. Pak byl stroj zapůjčen pilotu kpt. Janu Popelákovi. Ten jej při nouzovém přistání během vojenského cvičení poškodil (je pravděpodobné, že zde byla Avie B.H.1 prezentována vojenským kruhům - její poslední barevné schéma bylo na všech plochách tmavě zelené). Protože se v Avii pracovalo na nových konstrukcích, letoun již nebyl opraven a jeho zbylé části dále chátraly na dvoře vysočanských dílen. V červnu 1923 přesídlila továrna do lépe vyhovujících a rozsáhlejších prostorů v Holešovicích, které uvolnila továrna Aero. Tyto prostory byly později ještě rozšířeny. V Avii byla zařízena na tehdejší dobu rozsáhlá zkušebna materiálů a konstrukcí letadel. Továrna zaměstnávala v roce 1925 již 400 dělníků a 50 úředníků.

4.února 1921 oba tvůrci typu B.H.1 podali společně na Patentní úřad Republiky Československé žádost o patent. Patent jim byl udělen až 25. října 1924 a jeho předmětem byl „Jednoplošník s křídly hluboko položenými vzhledem ke trupu a shora vypřenými, vyznačující se tím, že každé křídlo připojeno jest k dolní části trupu dvěma klouby a vypřeno k horní části trupu vzpěrou nebo soustavou vzpěr, jež jsou na křídle upevněny ve dvou kloubech a na trupu rovněž kloubově.“ Ono „kloubové uložení“ je zde velmi důležité, protože v roce 1916 si dal Gustav Eiffel patentovat stíhací dolnoplošník jehož průběžné křídlo bylo vzepřeno k trupu párem vzpěr (v době přihlášení patentu nebyl Benešovi a Hajnovi znám patent Gustava Eiffela z roku 1916). Do dnešních dnů se z letounu Avia B.H.1 dochovala v depozitáři NTM právě a pouze jeho značně poničená křídla.

Na základě úspěchu typu B.H.1 společnost postavila sérii stíhacích letounů B.H.3, které létaly v Československém vojenském letectvu, pokračovala typy B.H.5, B.H.-9, B.H.10, B.H.11. Ty byly úspěšnými nástupci B.H.1 nejen na Československém nebi. Práce na těchto konstrukcích probíhaly již za nových majitelů podniku.V létě 1921 koupil Avii podnikatel Miloš Bondy a nový název podniku zněl Miloš Bondy a spol.; tovární značka Avia byla zachována až do současnosti.

Beneš s Hajnem si byli vědomi jak důležitý je vhodný motor do zamýšleného prvního letounu společnosti. Se zřetelem na omezené prostředky musel být její první typ lehký a spolehlivých motorů do výkonu 100 koní (asi 73 kW) začátkem dvacátých let nebylo mnoho. A tak do ještě neexistujícího letadla zakoupili dva zcela odlišné a již deset let staré motory! Čtyřválcový, vodou chlazený Austro-Daimler o výkonu 30 kW (40 k) za 3 500,- Kč a francouzský sedmiválcový rotační Gnome o výkonu 37 kW (50 k) - ten koupili od předválečného průkopníka letectví Evžena Čiháka za 5 000,- Kč. Miroslav Hajn, ač nebyl společníkem firmy, byl druhým duchovním otcem prvního motorového typu firmy. „Konstrukční kancelář“ byla zřízena na jaře 1920 u Hajnů v kuchyni (tam byl největší rovný stůl). Jak vyplývá ze vzpomínek Pavla Beneše, základní koncepci (dnes) klasického dolnoplošného vzpěrového letounu (samozřejmě s tlustým profilem křídla) již měli stanovenu, a tak, ještě než začali kreslit, typ pojmenovali. Protože se jednalo o první a pokusný typ, nazvali jej Avia B.H.1 - experimental. Z obou zakoupených motorů se rozhodli nejprve použít motor Austro-Daimler. Dal se lépe zakapotovat a jeho čelní průřez byl oproti Gnomu značně menší. Až později na motorové brzdě bylo zjištěno, že motor udávaného výkonu 30 kW (40 k) zdaleka nedosahuje - byl naměřen výkon pouhých 18,5 kW (25 k). A tak (u verze B.H.1 bis) byl nakonec použit výkonnější Gnome, na kterém bylo na brzdě naměřeno asi 30 až 33 kW (40 až 45 k). První nákresy předpokládaly jednomístný letoun s rozpětím křídel 12 m. V konečné verzi bylo užito křídlo o rozpětí 10 m a našlo se i místo pro druhého člena posádky, které bylo umístěno v těžišti letounu.

Celodřevěný letoun s trupem čtyřhranného průřezu a mírně vyklenutou horní stranou vypadal tak trochu jako velký kus nábytku. Byl inspirován starými německými a rakousko-uherskými letouny. Jako přímý vzor posloužil trup letounu Aviatik C.I Berg, který firma zakoupila z vyřazeného materiálu a z něhož také tvůrci letounu použili stavitelné koncové kování křídlových vzpěr. Trup byl potažený bukovou překližkou o síle 1 mm, jeho největší šíře byla 0,7 m a konstrukce byla co nejjednodušší. Prioritu při konstrukci i stavbě měla křídla s tlustými profily, vzepřena pouze párem vzpěr na každé straně. Při stavbě trupu bylo použito pouze deseti přepážek, což vzhledem k síle potahu překližky bylo velice málo. Vzniklá pole musela být dodatečně rozdělena lištami, které potah vyztužily. A tak například další typ konstruktérské dvojice Beneš-Hajn, přímo odvozený z „Exprevíta“ (Avia B.H.5) měl již 16 trupových přepážek. Motor byl posazen na dva borové hranoly, které byly proklíženy a přišroubovány do prvních tří trupových přepážek. Mezi 3. a 4. trupovou přepážkou měl letoun shora na trupu umístěnou spádovou mosaznou benzinovou nádrž. 4. a 5. přepážka byly hlavními silovými přepážkami. Na přepážce č. 4 byl závěs předních vzpěr křídla, závěs předního nosníku křídla a přední vzpěry podvozku. Přepážka č. 5 nesla sedátko druhého člena posádky, závěsy zadních vzpěr křídla, zadního nosníku křídla a zadní vzpěry podvozku. Závěsy vzpěr a křídel byly vyrobeny z pásu pružinové oceli o tloušťce 6 mm. Toto průběžné kování bylo vklíženo dovnitř silových přepážek - poměrně pracný způsob, který se používal u letounů BH až do konce dvacátých let.

Šestá trupová přepážka sloužila jako opěradlo a sedačka pilota, pak následovaly dvě přepážky pouze vyztužující potah trupu. Předposlední přepážka byla zpevněná, zachycovala síly od vodorovné ocasní plochy a od ostruhy, stejně jako poslední desátá přepážka, která trup letounu ukončovala. Na ní byly uchyceny dva závěsy plovoucího směrového kormidla. Jak již bylo řečeno, horní strana trupu byla jen mírně klenutá. Otvory kabin pro oba členy posádky byly až zbytečně velké a tak měl pilot i cestující neustálý přímý kontakt s povětřím. U dalších typů konstrukce BH byla horní strana trupu již více klenutá, otvory kabiny se zmenšily a ještě přibyl ochranný pylon za hlavou pilota - pro případ převrácení letounu. Vodou chlazený motor Austro-Daimler byl zakapotován hliníkovým plechem pouze zpředu a shora, z boku zakrývaly motor jen dřevěné postranice trupu. Nad kapotáž motoru vyčnívaly hlavy válců a expanzní nádržka na vodu. V čelní kapotě motoru byl výřez pro mosazný chladič vody. Jak ve své knize uvádí P. Beneš: „Vyřešili jsme tak mimoděk tunelový chladič“.

Ocasní plochy letounu byly umístěny poměrně daleko od jeho těžiště, což letounu spolu s jejich mohutností zajišťovalo dostatečnou stabilitu. Samonosná vodorovná ocasní plocha měla tlustý symetrický profil, její stabilizátor byl dvounosníkový, pevně zaklížený do posledních dvou trupových přepážek. Stabilizátor měl vůči ose trupu nulový úhel náběhu, jeho náběžná hrana byla opatřena překližkovým potahem. Výškové kormidlo sestávalo z jednoho mohutného torzního nosníku, na který byla přiklížena žebra a páky lanového ovládání. Celek byl, stejně jako stabilizátor, potažen plátnem. Svislá ocasní plocha se skládala pouze z plovoucího směrového kormidla, jehož konstrukce byla shodná s výškovým kormidlem. Funkci kýlové plochy převzal vzadu poměrně vysoký plochý trup. Toto řešení bylo pro letouny BH charakteristické až do konce dvacátých let a jak později uvedl Pavel Beneš, „Tento vzadu vysoký trup dodával letounům příznivé vývrtkové vlastnosti“.

Každá polovina polosamonosného dvounosníkového celodřevěného křídla byla k trupu vzepřena dvěma páry dřevěných vzpěr. Vzpěry byly na obou koncích opatřeny kováním, které bylo vždy na jednom konci vzpěry stavitelné. Po přestavbě na typ B.H.1 bis byly dřevěné vzpěry nahrazeny ocelovými trubkami, které měly aerodynamickou překližkovou karoserii. Toto řešení vzpěr zmenšilo jejich průřez a tedy i škodlivý odpor. Podobně byly řešeny i vzpěry u dalších konstrukcí BH. Skříňové nosníky křídla měly pásnice ze smrkového dřeva a stojiny z překližky síly 1mm. Nosníky se od trupu směrem ke vzpěrám rozšiřovaly až na 50 mm a samozřejmě se směrem ke vzpěrám zvětšovala i jejich konstrukční výška, jak je patrné z výkresů profilů křídla číslo 1. a 6.

Nejtlustší profil (žebro č. 6) byl umístěn v místě uchycení vzpěr křídla. V tomto místě měly nosníky křídla i největší průřez a dále ke konci se snižovaly a současně se zužovaly až na 20mm. Toto řešení nosníků se s různými drobnými odlišnostmi používalo u všech dolnoplošných polosamonosných konstrukcích BH a opět lze konstatovat, že pracnost výroby skříňových nosníků, které měly pouze jednu stranu rovnou, nebyla malá. Vzhledem k umístění obou nosníků poměrně vpředu v křídle byl více dimenzován vždy zadní nosník a zadní vzpěra.

Žebra křídla, kterých bylo celkem 30, byla vyříznuta z překližky 1mm a u typu B.H.1 ještě nebyla opatřena odlehčovacími otvory, tak jako u pozdějších konstrukcí. Zesílená žebra číslo 1, 6, 10 a 14 byla provedena jako torzní skříň, měla sílu 25mm a byla oboustranně potažena překližkou 1mm. Pole mezi těmito žebry byla úhlopříčně vyztužena lany s napínáky. Tato torzní žebra byla zjevně předimenzována a u pozdějších konstrukcí se od nich upustilo, také v souvislosti s použitím překližkového potahu až k zadnímu nosníku křídla, který jednoduché žebro dostatečně vyztužil. Ostatní žebra křídla byla sestavena z překližkové stojiny 1mm a smrkových lišt 6x6 mm tak, že z každé strany stojiny byla naklížena vždy jedna lišta. Toto konstrukční řešení žeber křídla bylo použito snad u všech konstrukcí Avie. Později ve třicátých létech použil Pavel Beneš taková žebra i na letounech Beneš-Mráz a najdeme je ještě na poválečném Sokolu.

Náběžná hrana křídla byla potažena překližkou o síle 1mm a vpředu byla zesílena lištou. Tento překližkový potah byl naklížen na přední nosník křídla. Celé křídlo bylo potaženo plátnem prolakovaným celonovým lakem. Odtoková hrana byla vyrobena ze smrkové lišty, oboustranně překryté páskem překližky síly 1 mm. Poslední žebro křídla bylo k nosníkům přiklíženo šikmo, takže se jeho odtoková hrana vzdalovala od osy trupu.

Letoun měl rozpětí křídla 10,08 m, hloubku u kořene 1,28 m a na konci 1,0 m. Nosná plocha byla 10,4 m2 – počítáno jako v roce 1920, kdy se do nosné plochy nezapočítávala plocha trupu, nebo 11,3 m2, tak jak je zvykem dnes - včetně plochy trupu. Lze dodat, že při užití vlastních originálních profilů Beneše a Hajna nosná plocha tohoto poměrně štíhlého křídla plně dostačovala jak pro sólo lety, tak při obsazení obou míst v případě že oba piloti vážili do 70kg (což v r. 1920, jak je patrné i z dobových fotografií, splňovala většina populace v Československé republice). Po zkušenostech s replikou Avie B.H.1, která bez potíží snese plošné zatížení křídla až 40 kg/m2, lze předpokládat, že křídlo upraveného typu B.H.1 bis mělo při zachování profilových odporů přeci jenom větší součinitel vztlaku než původní křídlo potažené plátnem. Bylo potaženo až k zadnímu nosníku 1 mm silnou překližkou; takovýto potah lépe dodržoval tvar profilů po rozpětí křídla. Byl to rozdíl od plátěného potahu, který byl právě u typu B.H.1 značně „vtažen“ mezi žebra, čímž se zmenšilo skutečné zakřivení profilů křídla a snižoval se vztlak. Úhel nastavení střední aerodynamické tětivy žeber nosné plochy k ose trupu a stabilisátoru vodorovné ocasní plochy byl +4stupně; křídlo nebylo geometricky kroucené.

Dřevěné křidélko, provedeno jako torzní skříň a opět potaženo překližkou síly 1mm, bylo opatřeno čtyřmi závěsy a směrem ke konci křídla zvětšovalo svoji hloubku. Téměř aerodynamickým „zločinem“ bylo umístění táhla a páky křidélka na jeho horní straně, stejně jako štěrbina vzniklá mezi křídlem a křidélkem (byla později zakryta plechovou karoserií). Tato štěrbina byla důsledkem nevhodně umístěných závěsů křidélka. Toto umístění závěsů na spodní straně se zachovalo i u všech dalších dolnoplošných konstrukcí BH, u kterých již byla štěrbina složitým způsobem zakryta samotnou konstrukcí křidélka a jeho ovládací páka byla ukryta uvnitř křídla.

Podvozek ostruhového typu byl opatřen motocyklovými koly o rozměrech pneumatik 21” x 3”. Drátěný výplet kol byl zprvu potažen plátnem. Samotná kola byla uložena na bronzových pouzdrech na konci dvou výkyvných poloos, odpružených gumovými provazci. Osa otáčení obou poloos byla k trupu vzepřena dvěma ocelovými táhly do V, namáhanými především na tah. Postranice podvozku byly dřevěné, potažené překližkou a namáhané na tlak. Táhla podvozku a jeho poloosy měl letoun pečlivě zakapotovány překližkovými karoseriemi. Tento systém podvozku byl s menšími úpravami používán letouny Avie opět až do konce dvacátých let. Ostruha se skládala z ocelových listových pružin, opatřených kluznou botkou a připevněných na „špalku“ bukového dřeva zaklíženého do posledních dvou trupových přepážek. U typu B.H.1 bis s motorem Gnome a křídlem potaženým překližkou měl hlavní podvozek pneumatiky kol o rozměrech 19” x 3”. Přesto byl znovu postavený podvozek celkově vyšší kvůli většímu průměru vrtule u motoru Gnome. Kola již nebyla potažena plátnem a dřevěné bočnice podvozku neměly překližkový potah.

Letoun se řídil klasickým způsobem. Nožní řízení bylo provedeno jako dřevěná páka, od níž byla vedena lanka přes dvě kladky ke směrovému kormidlu. Ruční řízení mělo páku z ocelové trubky a čtyři lanka ovládání výškového kormidla vedla také přes kladky. Řídicí lanka ocasních ploch byla z velké části vedena v trupu, jen v jeho zadní části vycházela ven, k pákám obou kormidel. Křidélka se ovládala dřevěným táhlem, které bylo vedeno ve výřezech žeber křídla. V křídle měl letoun umístěnu trojúhelníkovou dřevěnou okovanou páku, od které vedla krátká ocelová trubka k páce ovládání na křidélku. Pilotní prostor byl ještě vybaven páčkami motocyklového typu. Ty sloužily k ovládání přípusti, sytiče a předstihu motoru. V zadním pilotním prostoru byl umístěn pouze jeden přístroj, snad teploměr chladicí vody motoru, snad tlakoměr oleje.

Letoun byl navržen s bezpečnostním násobkem nosného systému 7.

Replika Avie BH.1

Ne vše se při stavbě repliky starého letadla podaří vyrobit a vyladit hned napoprvé. Například gumový svazek odpružení poloos hlavního podvozku jsme museli upravovat dvakrát než jsme zjistili, jak má být gumový svazek správně napnutý. Osvědčilo se nám předepnout svazek gumy tak, aby obě poloosy kol podvozku na zemi stojícího prázdného letounu byly asi o 1cm vychýlené nahoru. Tak je odpružení podvozku schopno nejlépe pohltit energii, jak při pojíždění, tak i při „tvrdším“ přistání plně obsazeného letounu.

Byl to zvláštní pocit, připravovat k prvnímu vzletu letoun o němž se sice ví, že před osmdesáti lety létal, ale už nežije nikdo z pamětníků, kdo by poradil a třeba upozornil na případné zvláštnosti letových vlastností tohoto typu. Největší respekt vzbuzovaly ony „originální“ profily a také „originální“ zadní centráž. Bylo rozhodnuto, že se kvůli centráži uskuteční první lety s „exprevítem“ z předního pilotního sedadla. Řízení má letoun zdvojené, „jen“ bylo třeba všechny letové a motorové přístroje instalovat do předního pilotního prostoru, s vědomím, že bude-li vše v pořádku, všechny přístroje se zas vymontují a definitivně nainstalují do zadního pilotního prostoru. S pilotem na předním sedadle vyšlo těžiště na krásných 26 % SAT. A tak se začalo pojíždět, měřit, zkoušet, pak poskakovat a poté i létat. Z předního pilotního sedadla bylo s „exprevítem“ nalétáno jeho prvních deset hodin. I s „normální“ zadní centráží (36% SAT) je „exprevít“ ve všech letových režimech stále plně a výborně řiditelný, jen jeho řízení je o poznání citlivější.

Také bylo třeba sladit vrtuli s motorem letounu. Ta poslední, již definitivní vrtule, je v pořadí třetí. Původní letoun měl zabudován motor Austro-Daimler, který měl maximální otáčky asi 1400 za minutu a poměrně širokou vrtuli o průměru 2,2 m. Bylo jasné, že letadlový motor Walter Mikron s maximálními otáčkami 2600 za minutu, který je použitý v replice, bude muset mít vrtuli jiného tvaru i menšího průměru. Avšak veliký čelní průřez trupu s mohutnou kapotou motoru si žádal vrtuli s co možná největším možným průměrem, aby byla vrtule co nejméně stíněna trupem. První vyzkoušená vrtule byla zapůjčená a měla průměr 1,8 m. Byla trochu „lehčí“ a motor asi o 100 ot/min přetáčela. Druhá vrtule o průměru 1,8 m byla již koupená, měla ve všech letových režimech letounu ty správné, výrobcem motoru doporučené hodnoty. Ale přesto jsem chtěl ještě více vrtuli vzhledem i průměrem co nejvíce přiblížit té, která byla na původním letounu. Tak byla na zakázku vyrobena další vrtule o průměru skoro 2,0 m a byla (záměrně) příliš „těžká“. Motor se s ní roztáčel jen na ? svých maximálních otáček, ale létalo to s ní stejně, jako s tou předešlou! Aby tato vrtule měla ještě lepší parametry, bylo jí třeba u výrobce ještě dvakrát přefrézovat. Její konečný průměr je 1,9 m a její maximální otáčky jsou o 150 za minutu menší než doporučuje výrobce motoru. Přesto má letoun právě s touto vrtulí větší maximální rychlost i vyšší stoupavost. Snad se tak potvrdilo, že vrtule o menších otáčkách a větším průměru má větší účinnost a že vrtule nejvíce „pracuje“ na svých koncích, které se v tomto případě dostaly dále ze stínu trupu letounu. Proto stará letadla se starými pomaloběžnými leteckými motory létala docela dobře - účinnost jejich vrtulí o velkém průměru byla i při nevelkém výkonu motoru značně větší.

U originálního letounu byly hrany trupu a plátěný potah křídel a ocasních ploch přelepeny portami. Na původním křídle Avie B.H.1 v depozitáři Národního technického muzea se tyto porty ještě zachovaly. Zjistil jsem, že porty na původním křídle jsou zhotoveny i z dnes známé obyčejné krejčovské lemovky, která vypadá a asi se i vyrábí již více jak osmdesát let stále stejně. A tak se tyto lemovky znamenitě osvědčily i při potahování křídel repliky Avie B.H.1.

Motor repliky „exprevíta“ již samozřejmě není původní Austro-Daimler. Jeho pohonnou jednotkou je také čtyřválcový čtyřtaktní řadový letecký motor Walter Mikron IIIA. Tento motor byl v původní verzi zkonstruován v polovině třicátých let (konkrétně kus použitý v replice Avie byl vyrobený v padesátých létech) a s nevelkými úpravami se vyrábí ještě v roce 2004 (již skoro sedmdesát roků)! Motor je svou koncepcí i rozměry velmi podobný původnímu Austro-Daimleru. Aby mohl být Mikron zabudován do repliky Avie B.H.1, bylo jej třeba upravit. Úprava spočívala především v otočení motoru válci nahoru (Mikron je původně motor invertní, má válce dole). Bylo tak třeba znovu vyřešit olejovou soustavu a karburaci motoru v jeho nové, obrácené poloze. Dnes má replika „exprevíta“ s tímto motorem nalétáno přes 130 hodin.

Jak létá replika Avie BH-1?

Je dosti citlivá na boční vítr, především při pojíždění, kdy je její směrové kormidlo při malé dopředné rychlosti méně účinné. Příčinou této citlivosti letounu na boční vítr je veliká boční plocha trupu. V době vzniku původního letounu byla naprostá většina letišť v Československé republice čtvercového nebo takřka kruhového tvaru a bylo tak možno vždy startovat a přistávat proti větru. Dnes je vše jinak a je na pilotovi, aby se s tím bočním větrem nějak „popral“. Některá letiště mají betonovou nebo asfaltovou dráhu. Tyto, jinak velmi pohodlné povrchy drah jsou pro pilota, který létá s opravdovou replikou letounu z dvacátých let další malou komplikací. Co se týká Avie B.H.1, start z betonové dráhy je zcela bezproblémový a možný, pokud letoun „navede“ na dráhu pomocník, který jej u jednoho konce křídla směrově ovládá a případně přibrzďuje. Pojíždění po betonové dráze je možné pouze s pomocníkem u křídla. S motorem běžícím na volnoběh má „exprevít“ na betonovém povrchu velmi malý třecí odpor a často není v silách pilota jej zastavit, a tak je třeba se s letounem dostat co nejkratší drahou na travnatý povrch letiště. Z vlastní zkušenosti již vím, jak „beton“ jednoho letiště za 500 m pojíždění s Avií, dokázal ubrousit 8 cm materiálu z kalené pružinové oceli její ostruhy. V žádném případě nelze s Avií na „beton“ přistávat. Nejen že by letoun přišel o kus své ostruhy, ale pokud by nefoukal silnější protivítr, tak by jel a jel, až by dojel na konec oné betonové dráhy a tam by se snad o něco zastavil.

Za letu jsou všechna kormidla Avie B.H.1 poměrně velmi účinná a síly v řízení nejsou příliš velké; letoun je citlivý na výchylky svých řídicích ploch. To mohlo ve dvacátých létech působit některým pilotům potíže nejen s řízením B.H.1, ale i dalších dolnoplošných typů Avie. Letoun perfektně reaguje na výchylky kormidel ve všech režimech letu. Plovoucí směrové kormidlo, ač nevelké, je účinnější než ostatní řídicí plochy. To lze ocenit na zemi, při pojíždění s letounem, který nemá brzděná kola hlavního podvozku, ani řízenou ostruhu. Za vhodných meteorologických podmínek lze s „Exprevítem“ zatáčet pouze účinkem směrového kormidla. Při přistání, především blízko země, musí pilot opatrně manipulovat s výškovým kormidlem, to kvůli jeho nemalé citlivosti a účinnosti. B.H.1 má tak jako snad všechna československá letadla té doby poměrně zadní „centráž“ – 36 %SAT. Při přetažení, díky svému relativně většímu aerodynamickému odporu a malé hmotnosti, ztrácí „exprevít“ rychlost rychleji než současné letouny. Lze jej „natáhnout“ až do polohy, kdy snímač pitotstatického systému je ofukován pod takovým úhlem, že rychloměr již neukazuje (ukazuje rychlost cca 40 km/h). V takto natažené poloze se letoun prosedá, ale nedochází k pádu, přesto je stále pomocí všech kormidel, včetně křidélek, plně řiditelný. B.H.1 s maximálním plošným zatížením 39,5 kg/m2 stoupá 1,7 m/s (v sólo obsazení 3,0 m/s) při rychlosti 85 km/hod. Optimální cestovní rychlost je 110 km/h, na plný plyn dosáhne letoun maximální rychlosti v horizontálním letu 140 km/h. To vše s motorem, jehož maximální výkon v horizontálním letu a s použitou vrtulí je 41 kW (55 HP) při 2400 ot/min. Replika Avie B.H.1 má nádrž na 35 l benzinu, její vytrvalost je 2,5 hodiny a dolet asi 270 km.

Nejdále zatím dolétla replika Avie B.H.1 na letecký den do Varšavy. Let, který proběhl v ne zcela ideálních meteorologických podmínkách, zvládla velmi dobře. A tak doufám, že Avie B.H.1 doletí ještě mnohem dále.

Zájemci se mohou další podrobnosti dovědět na adrese: www.volny.cz/avia-bh-1

MARCEL SEZEMSKÝ

Povrchová úprava a zbarvení původního letounu Avia B.H.1

B.H.1 exp. - zálet: Přírodní barva materiálu (překližka, plátno), bez nápisů, znaku na trupu a bez kapoty motoru.

B.H.1 exp. - (použito i při realizaci repliky): Přírodní barva materiálu, firemní znak na trupu a označení typu na směrovém kormidle, s kapotou motoru.

B.H.1 exp. - motor Gnome: Trup stříbrný, na trupu ponechán původní firemní znak, přední pilotní prostor zakryt hliníkovým plechem, křídlo v přírodní barvě plátna.

B.H.1 bis - vítězný závod: Celý stříbrný, černé soutěžní číslo 2 na trupu a na křídle, označení typu na směrovém kormidle.

B.H.1 bis – Plzeň, rovněž při nehodě: Letoun na všech plochách přetřen tmavě zelenou barvou.

Základní technické údaje repliky:

Rozpětí: 10,8 m.

Délka: 5,86 m.

Výška: 2,05 m.

Nosná plocha: 11,50 m2

Hmotnost prázdného letounu: 298 kg.

Max. vzletová hmotnost: 450 kg.

Nejvyšší rychlost: 160 km/hod.

Cestovní rychlost: 110 km/hod.

Minimální rychlost: 63 km/hod.


Publikováno: 28. 12. 2015 Autor: Marcel Sezemský Sekce: Letadla

Fotoalbum