LUchtvaart Nationaal Antwerpen Kempen
LUNAK

OPSTIJGEN EN LANDEN - HET LANDINGSGESTEL - DEEL 3
In deel 2 hadden we aandacht voor de evolutie van het wielonderstel, in dit deel bekijken we hoe we vliegtuigen kunnen gebruiken op het water of op sneeuw en ijs. Ook gecombineerde operaties op vaste ondergrond en water/sneeuw/ijs komen aan bod.
5. Evolutie van watervliegtuigen
Zoals eerder aangehaald waren de voor gebruik vanaf het water bedoelde pioniersvliegtuigen uitgerust met vlotters. Aanvankelijk waren dit eenvoudige waterdichte constructies, meestal met een vlakke bodem. Van dit type vlotter kan eigenlijk gezegd worden dat “drijven” de enige goede eigenschap was, zowel tijdens het opstijgen als het landen waren deze vlotters allesbehalve efficiënt. Onderzoek toonde aan dat een bootvormige onderkant (min of meer V-vormig in vooraanzicht) voor meer stabiliteit op het water zorgde. Het was echter vooral de introductie vanaf ca. 1912 van een getrapte onderkant (“step” in het Engels, een goede Nederlandstalige vertaling schijnt niet te bestaan) die zorgde voor een merkbare en hoogstnoodzakelijke verbetering tijdens het opstijgen. Ter hoogte van de step werd het wateroppervlak als het ware gebroken, zodat het vliegtuig zich bij een poging tot opstijgen niet langer vast “zoog” in het water.
Naarmate vliegtuigen gesofisticeerder en krachtiger werden evolueerde ook de vormgeving van de vlotters. Met name de positie en grootte van de step, eventueel aangevuld met een 2e kleinere step verder naar achteren, zorgde voor een verdere optimalisatie van de prestaties op het water.
Tot nu toe hebben we het enkel gehad over vliegtuigen met vlotters, alsof dit het enige type van watervliegtuig zou zijn. Niets is minder waar, reeds in de jaren 1910 doken de eerste vliegboten op. In plaats van een stel vlotters onder een vliegtuig te hangen werd het vliegtuig ontworpen rond een centrale grote bootvormige vlotter, die tegelijkertijd de functie van vliegtuigromp vervulde.
Wie de eerste praktische vliegboot bouwde is voer voor discussie. Zowel de Amerikaan Glenn Curtiss met zijn Curtiss Flying Fish als de Fransman François Denhaut met de Donnet-Lévêque Type A komen hiervoor in aanmerking. Beiden bouwden in 1912 een vliegboot voorzien van de inmiddels gekende step onderaan de bootromp. Dankzij deze step konden beide toestellen probleemloos opstijgen, in tegenstelling tot enkele eerdere probeersels van andere pioniers.
We merken op dat de benamingen “landingsgestel” of “onderstel” bij een vliegboot slechts van toepassing zijn op eventuele hulpdrijvers opzij van de romp of onder de vleugels. De vliegtuigromp vervult inderdaad de functie van hoofdonderstel zonder dat er sprake is van een aparte structuur.
Dat vliegboten een belangrijke ontwikkeling waren als aanvulling op van vlotters voorziene watervliegtuigen, bewijst de geschiedenis. Zo werd de 1e commerciële lijndienst met passagiers (St.Petersburg-Tampa Airboat Line, USA, vanaf januari 1914) geopend met vliegboten van het type Benoist XIV. De 1e trans-Atlantische vlucht, weliswaar met meerdere tussenstops (1919, 8 jaar voor de non-stop vlucht van Lindbergh) werd uitgevoerd met een Curtiss NC-4 vliegboot. De grootste vliegboot ooit gebouwd was de Dornier Do X (1929) die tijdens een eenmalige recordvlucht 10 bemanningsleden, 150 passagiers en (uiteraard ongepland) 9 verstekelingen aan boord had. In normaal gebruik werden “slechts” maximaal 100 passagiers aan boord genomen.
Vliegboten kenden hun hoogtepunt voor passagiersvervoer in de late jaren 1930 (o.a. met de Boeing 314 Clipper) en in militair gebruik bij anti-onderzeeër operaties en maritieme verkenningsvluchten tijdens de 2e Wereldoorlog (o.a. Short Sunderland bij de Royal Navy).
6. Amfibievliegtuigen
De opdeling in “landvliegtuigen” en “watervliegtuigen” die we hiervoor maakten mag dan wel logisch lijken, menige vliegtuigontwerper dacht er anders over. Een vliegtuig ontwerpen en bouwen is een kostelijke zaak, dus werkt het kostenbesparend als reeds tijdens het ontwerp rekening gehouden wordt met gebruiksmogelijkheden op zowel land als water. Vliegtuigen kunnen dan wel ontworpen worden met een uitwisselbaar onderstel (naar keuze wielen of vlotters), erg praktisch is deze oplossing niet gezien het benodigde ombouwwerk dat hieraan verbonden is. Enkele ontwerpers waagden zich dan ook aan zogenaamde amfibievliegtuigen, met permanente voorzieningen voor gebruik op zowel land als water. Enkele voorbeelden:
- de Consolidated Catalina was van oorsprong een pure vliegboot maar in de PBY-5A versie werd hij tevens voorzien van een intrekbaar wielonderstel met neuswiel waardoor het een “echte” amfibie werd. Opvallend bij de Catalina waren de vleugeltips, die naar beneden klapten en dienst deden als stabilisatievlotters bij operaties vanaf het water.
- de Douglas DC3/C-47 Skytrain (Dakota) behoeft natuurlijk geen introductie. Dit legendarische toestel, aanvankelijk bedoeld als passagiersvliegtuig maar door de 2e Wereldoorlog noodgedwongen omgetoverd in een militair transporttoestel en manusje van alles, beschikte over een intrekbaar wielonderstel met staartwiel. De 2e Wereldoorlog bezorgde de USAAF de nodige kopbrekens op het vlak van logistiek, vooral in de Pacific. Het leveren van voorraden was enkel mogelijk waar geschikte vliegvelden voorhanden waren, wat zeker niet het geval was op de talrijke eilanden in de regio. Douglas werd dan ook gevraagd een aangepaste versie van de C-47 op amfibische vlotters te ontwikkelen: de C-47C. Voor operaties vanaf land beschikten deze vlotters over een intrekbaar wielonderstel. Uiteindelijk werden slechts 5 exemplaren van deze C-47 variant gebouwd, die door de gigantische vlotters merkelijk trager was dan de standaarduitvoering.
- De De Havilland Canada DHC2 Beaver en DHC3 Otter waren beiden eenmotorige transportvliegtuigen, ontworpen voor een uitwisselbaar onderstel met wielen, vlotters of ski’s. Ondanks hun gezegende leeftijd (1e vlucht respectievelijk op 16 augustus 1947 en 12 december 1951) zijn deze werkpaarden van het hoge Noorden nog steeds erg populair. Gemoderniseerde toestellen kunnen naar wens uitgerust worden met “amphibious floats”, vlotters met een eigen intrekbaar wielonderstel dus. Vooral het “intrekbare” aspect voor het wielgedeelte is daarbij letterlijk van levensbelang. Op internet circuleren meerdere filmpjes van Beavers en Otters die bij een waterlanding over de kop gaan doordat de piloot na het opstijgen vanaf land vergeten was de wielen in te trekken !
- De Cessna 180 en 185 Skywagon, de eerste “utility” vliegtuigen binnen het gamma van eenmotorige Cessna’s, werden standaard geleverd met een wielonderstel met staartwiel maar konden desgewenst uitgerust worden met vlotters of ski’s. Amfibische vlotters waren als retrofit beschikbaar. Nu zijn watervliegtuigen in onze contreien eerder zeldzaam, amfibievliegtuigen zijn dat des te meer. Toch kunnen we de Cessna 185 PH-DUK vermelden (sinds 10 maart 2020 op het Belgisch Civiel Register ingeschreven als OO-DUK) die de Fly-in van Schaffen bezocht in 2002 en 2010. Het was zonder twijfel één van de meest in het oog springende deelnemers !
7. Vliegtuigen op ski’s
Speciale omstandigheden vereisen specifieke maatregelen. Zo is landen en opstijgen in de sneeuw met een klassiek wielonderstel niet bepaald aan te raden. Het contactoppervlak tussen banden en ondergrond is dermate klein (dus hoge belasting op een klein oppervlak) dat het vliegtuig deels wegzakt in de sneeuw. Hierdoor ontstaat een zeer hoge rolweerstand, die zowel bij opstijgen (als dat al lukt) als bij de landing voor problemen zorgt (ongecontroleerd afremmen en mogelijk over de kop slaan). Door het gewicht van het vliegtuig over een groter oppervlak te verdelen kunnen deze problemen omzeild worden: ski’s in plaats van wielen !
Vliegtuigen waarbij men de wielen verving door ski’s werden beperkt gebruikt tijdens de 1e Wereldoorlog, voornamelijk in Rusland. Een aarzelende doorbraak kwam er echter pas tijdens het interbellum. Met name in het Arctische klimaat van Alaska bewezen vliegtuigen met ski’s onschatbare diensten, doordat afgelegen en nauwelijks toegankelijke nederzettingen nu met het vliegtuig bereikbaar werden.
In Europa was het vooral de Ilmavoimat (Finse Luchtmacht) die in de late jaren 1930 nuttig ontwikkelingswerk uitvoerde voor het gebruik van jachtvliegtuigen bij winterse omstandigheden. Ski’s waren daarvan een essentieel onderdeel ! Tijdens de 2e Wereldoorlog werden vliegtuigen in de meer Noordelijke regio’s dan ook massaal van ski’s voorzien tijdens de winterperiodes. Enkele voorbeelden :
- Finland : Gloster Gladiator, Fokker D.21, Bristol Blenheim.
- Zweden : Saab B17.
- Duitsland : Junkers Ju87 Stuka, Junkers Ju52/3m.
- Rusland : Yakovlev Yak-1, -3 en -9, Ilyushin Il-2 Shturmovik, Polikarpov Po-2.
Het grote nadeel van ski’s is het ontbreken van elke mogelijkheid tot remmen, al zorgt de wrijvingsweerstand tussen ski’s en sneeuw wel voor een vertragend effect. Op een ijsoppervlak (bv. een bevroren meer) is deze wrijvingsweerstand evenwel miniem, zodat van afremmen amper sprake is. Om hieraan tegemoet te komen werd het gecombineerde wiel/ski onderstel in het leven geroepen. Hierbij worden zowel wielen als ski’s gemonteerd, met het loopvlak van de banden iets onder het ski-oppervlak. Zodoende kunnen de banden slechts over een kleine hoogte in de zachte ondergrond wegzinken alvorens de ski’s bijkomende ondersteuning beginnen te geven. Op ijs zullen het vooral de (van remmen voorziene) wielen zijn die contact maken met de ondergrond en daardoor voor het nodige remvermogen zorgen.
In een meer gesofistikeerde uitvoering wordt, afhankelijk van de constructie, de relatieve positie van de wielen ten opzichte van de ski’s geregeld door ofwel de ski’s ofwel de wielen deels op te trekken of neer te laten, zodat het onderstel vanuit de cockpit kan aangepast worden aan de heersende omstandigheden.
In de Verenigde Staten gebruikt de USAF ook heden nog regelmatig met ski’s uitgeruste vliegtuigen (LC-130 Skibird). Deze variant van de bekende Lockheed C-130 Hercules is standaard met een gecombineerd wiel/ski onderstel uitgerust, dat bovendien intrekbaar is zodat de ski’s vrijwel vlak tegen de romp komen te liggen. De LC-130 wordt vooral gebruikt bij Arctische (Noordpool) of Antarctische (Zuidpool) operaties voor transport van mensen en materiaal. Eerder hadden zowel de US Navy als de USAF relevante ervaring opgedaan met de LC-47 uitvoering van de Douglas C-47 Skytrain.
Leuk weetje: in het kader van de economische compensaties bij de aankoop van de Lockheed C-130H door de Belgische Luchtmacht werd Sonaca door Lockheed aangeboden om 3 sets ski’s te leveren voor Amerikaanse LC-130’s. Dit aanbod werd uiteraard geweigerd, het opzetten van een productielijn voor 3 sets zou absoluut niet rendabel geweest zijn.
Een buitenbeentje werd getest in de voormalige USSR: in de periode 1963-1966 werden 2 Sukhoi Su-7 jachtvliegtuig-prototypes onder de benaming S-26 getest met (zeer kleine) ski’s ter vervanging van de wielen. Deze toestellen konden dan ook alleen ingezet worden op een halfzachte ondergrond (sneeuw, modder, …). Het concept werd op de Sukhoi Su-7BKL verder uitgewerkt in een iets meer universele vorm, waarbij het wielonderstel op zachte ondergrond bijkomende steun verleend werd door vlak naast de wielen gemonteerde kleine ski’s.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, tijdschriften Airways, Air International & Air Enthusiast (diverse nummers), “Jane’s all the Worlds Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
In deel 4 bekijken we een minder courante configuratie (afwerpbaar onderstel) en kijken we even naar de onderstelvarianten bij helikopters.
(Tekst: Guido Van Roy - Foto’s: Sam Pets, Marc Van Ryssel & Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor de foto’s bij deel 3 van de landingsgestellen.
