LUchtvaart Nationaal Antwerpen Kempen
LUNAK
OPSTIJGEN EN LANDEN - HET LANDINGSGESTEL - DEEL 5
In deel 4 behandelden we het onderwerp van het afwerpbare onderstel en beschreven we kort een aantal onderstelvarianten voor helikopters. Dit deel, het laatste in deze reeks, besteedt aandacht aan afwijkende lay-outs.
10. Speciale constructies
- Tandem en Monowheel onderstel
Soms worden vliegtuigen voor een zeer specifiek doel ontwikkeld, wat kan leiden tot een unieke vormgeving van vleugels en romp. Hieruit kan een probleem ontstaan bij het onderbrengen van het al dan niet intrekbare wielonderstel, zodat de ontwerper wat creatiever uit de hoek moet komen. Het tandem-onderstel waarbij de wielen achter elkaar, in één lijn dus, onder de romp worden aangebracht is één van deze creatieve oplossingen. Voor stabilisatie op de grond zijn kleine steunwielen onder de vleugels noodzakelijk. Echt populair is deze configuratie weliswaar nooit geworden, maar toch werd ze op enkele bekende vliegtuigmodellen toegepast : Boeing B-47 Stratojet, Hawker-Siddeley (later British Aerospace) Harrier, Lockheed U-2, Yakovlev Yak-25/28, SNCASO (Sud Ouest) SO.4050 Vautour.
Een variant op deze lay-out is het monowheel (enkelwielig) landingsgestel. Eén wiel, gepositioneerd vlak voor het zwaartepunt, vervult de rol van hoofdonderstel terwijl een staartwiel en 2 steunwielen onder de vleugels voor de nodige stabiliteit op de grond zorgen. De configuratie wordt tegenwoordig vrijwel universeel toegepast bij zweefvliegtuigen, maar vindt ook enkele toepassingen in het gemotoriseerde general aviation segment. Ongetwijfeld het bekendste voorbeeld daarvan is de door Ivan Shaw ontworpen Europa, een eenmotorige tweezitter.
- Crosswind Landing Gear
Landen bij zijwind kan uitdagend zijn. Wie op het internet rondneust zal ongetwijfeld al meerdere filmpjes gezien hebben waarop “gevaarlijke” en “spectaculaire” landingen bij stormwind in beeld zijn gebracht. Wat er in feite gebeurt is dat de piloot voor de landing zijn vliegtuig zodanig oriënteert dat hij het effect van de zijwind compenseert, hetgeen er vanaf de grond uitziet alsof het vliegtuig “schuin” of “slippend” komt aanvliegen. Van zodra de wielen in de buurt van de runway komen wordt de neus van het vliegtuig in lijn gebracht met de landingsbaan. Niets aan de hand… op voorwaarde dat de piloot inderdaad tijdig zijn vliegtuig oplijnt met de runway, want eenmaal de wielen aan de grond zullen deze in eerste instantie de verdere voortbewegingsrichting van het vliegtuig bepalen.
Reeds in de jaren 1940 werd een Westland Lysander uitgerust met een onderstel waarvan de wielen in beperkte mate konden georiënteerd worden om gemakkelijker te landen onder crosswind condities. De testresultaten brachten geen noemenswaardige voordelen aan het licht.
Toch werd in de jaren 1950 opnieuw geëxperimenteerd met een zogenaamd crosswind landing gear, dat uiteindelijk op de Boeing B-52 Stratofortress zou worden toegepast. Tijdens het aanvliegen onder condities van zijwind werden de wielen georiënteerd in lijn met de runway, zodat de piloot geen correctie moest uitvoeren net voor de wielen de grond zouden raken. Het onderstel van de B-52 liet daarbij een correctie van 20° links of rechts mogelijk. Tevens kon het toestel opstijgen met het onderstel in deze oriëntatie, wat er vanop de grond beslist heel eigenaardig uitzag ! Andere vliegtuigen met een crosswind landing gear zijn o.a. het Lockheed C-5 Galaxy militair transportvliegtuig en (als optie) de éénmotorige Helio Courier.
- Aangedreven wielen voor minder bandenslijtage.
Van zodra de banden van een vliegtuig de grond raken bij de landing moeten deze van stilstand versnellen naar een toerental in overeenstemming met de landingssnelheid. Hoewel het rubber van de band een beperkte vervorming toelaat en dus enige soepelheid biedt bij het opbouwen van rotatiesnelheid is het moment van impact tussen band en runway een stevige dreun, die onvermijdelijk voor bandenslijtage zorgt.
In 1941 bouwde de Amerikaanse uitvinder Charles Roberts een eenvoudig en relatief licht systeem om de wielen van een vliegtuig tijdens de eindnadering door een kleine elektrische motor op toeren te brengen zodat de landing zachter zou verlopen, met een minimum aan bandenslijtage. Een ander idee dat sinds de 2e Wereldoorlog af en toe als “de” oplossing werd gelanceerd maakte gebruik van kleine vinnen op het zijvlak van de banden. Deze windmolentechnologie zou de wielen tijdens de eindnadering op toeren brengen. Zelfs de NASA overwoog in de jaren 1970 een dergelijke configuratie, onder andere voor de Space Shuttle. Niettemin bleef het grotendeels bij ideeën. Onder andere mogelijke stabiliteitsproblemen als gevolg van het gyroscopisch effect van de draaiende wielen deden de luchtvaartindustrie besluiten dat het sop de kool niet waard was.
Niettemin is het idee van aangedreven wielen niet helemaal zonder toepassing gebleven. Het wordt soms als retrofit toegevoegd aan vliegtuigen die hoofdzakelijk vanaf gravel runways opereren om het risico op steenslagschade te verminderen.
- Skids
De term “skid” (glijder) is al enkele malen ter sprake gekomen, met name bij vliegtuigen met een afwerpbaar onderstel en bij helikopters. In beide gevallen hebben ze daar een specifiek doel, eigen aan de constructieve lay-out van de vliegmachine in kwestie. Toch worden skids soms ook gebruikt als “normaal” landingsgestel. Hierbij denken we in eerste instantie aan (oudere) zweefvliegtuigen, die over een glijder beschikken, al dan niet aangevuld met een monowheel. Ook de Messerschmitt Me163 maakte voor de landing gebruik van een (uitklapbare) skid.
Een andere toepassing van een skidonderstel was terug te vinden op de North American X-15, (een van raketmotoren voorzien researchtoestel waarmee de grens van de aardatmosfeer werd opgezocht). Het toestel beschikte over een hoofdonderstel met skids, bijgestaan door een dubbel neuswiel. Een hoofdwielonderstel met wielen zou te omvangrijk en zwaar geweest zijn, de skids die op de X-15 werden toegepast blonken uit door hun kleine afmetingen en gewicht. Eenmaal op de grond verleende het dubbele neuswiel enige vorm van richtingscontrole terwijl de wrijvingsweerstand van de skids voor de nodige afremming zorgde, veel efficiënter dan met een wielonderstel en klassieke remmen zou mogelijk geweest zijn. Als u zich afvraagt hoe zo’n vliegtuig kon opstijgen : de X-15 werd onder de vleugel van een B-52 gehangen en op voldoende grote hoogte gedropt, waarna de raketmotor werd ontstoken. Het landingsgestel diende dus inderdaad uitsluitend om te landen !
Op onbemande toestellen is het gebruik van skids al langer gebruikelijk, waarbij vooral gewichtsbesparing de doorslaggevende factor is. Een leuk voorbeeld hiervan is de Rockwell RPRV-870 HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology), een onbemand prototype waarmee nieuwe aerodynamische ideeën werden uitgetest onder allerhande vluchtcondities.
- Rupsbanden
Het wielonderstel van een vliegtuig verdeelt het gewicht over de contactoppervlakken tussen de banden en de ondergrond. Zwaardere vliegtuigen maken dan ook gebruik van meerdere wielen om de oppervlaktebelasting te beperken door het gewicht te verdelen over meer contactoppervlakken. Jammer genoeg gaat dat tegelijkertijd gepaard met een toename van het gewicht zelf vanwege het aangepaste (zwaardere) onderstel en het grotere aantal wielen. Het behoeft dan ook geen verwondering dat andere middelen gezocht werden om de oppervlaktebelasting door een vliegtuig te beperken. Eén van de mogelijkheden was het gebruik van rupsbanden, reeds sinds de 1e Wereldoorlog bekend van hoofdzakelijk militair gebruik op alle-terrein voertuigen zoals tanks.
Op experimentele basis werden vanaf de jaren 1920 meerdere vliegtuigen met één of andere vorm van een rupsbandonderstel uitgetest : Gourdou-Leseurre LGL-23 F-AIDS, Westland Lysander, Fieseler Fi156E-0 Storch, Fairchild PT-19 Cornell, Douglas A-20H Havoc (s/n 44-466), Boeing EB-50B Superfortress (s/n 47-118), Convair XB-36 Peacemaker (s/n 42-13570). Ook het Rusland van de jaren 1930/1940 experimenteerde met op rupsbanden geschoeide vliegtuigen, waaronder een Polikarpov U-2 tweedekker en een Lisunov Li-2/PS-84 (Douglas DC3 kloon).
Opvallend genoeg werden niet minder dan 19 Fairchild C-82A Packet militaire vrachtvliegtuigen van de USAF (s/n 45-57746 tot en met 45-57764) gedurende een korte tijd van een rupsband onderstel voorzien voor operationele evaluatie op niet-verharde vliegvelden. Hierbij werd duidelijk dat modder en steenslag een correcte werking van het rolmechanisme vrij snel verstoorden, zodat 17 van de 19 toestellen weer naar de standaard wielconfiguratie werden gebracht. Serienummers 45-57746 en 45-57757 werden herdoopt tot EC-82A en bleven tot 1950 in gebruik voor testen in extreme (zowel warme als koude) klimaatomstandigheden.
In vrijwel alle hoger vermelde testgevallen werd geconcludeerd dat het voordeel van de vermindering in oppervlaktebelasting niet in verhouding stond tot de nadelen, zoals toegenomen rolgeluiden en mechanische kwetsbaarheid. Het veelbelovende rupsbandonderstel stierf een stille dood ten voordele van wielonderstellen met meerdere wielen.
Hoger vermelde toepassing van een rupsbandonderstel had hoofdzakelijk als doel de oppervlaktebelasting van het onderstel te verdelen over een groter oppervlak. Beperkt gebruik op minder goede terreinen was een interessante bijkomstigheid maar nooit echt het hoofddoel. In Italië kwam Giovanni Bonmartini evenwel op het idee om lichte vliegtuigen echte alle-terrein capaciteit te verschaffen middels een door hem gepatenteerd systeem waarbij een opblaasbare rubberen “slang” (een soort van gladde rupsband) over een aantal steunwielen liep. Hij experimenteerde met dit idee reeds sinds de jaren 1930 maar pas in 1949 werd het in de praktijk getest op de Piper L-4 Grasshopper (militaire uitvoering van de J-3 Cub) met registratie HB-OHI. Enkele ander vliegtuigen werden naderhand eveneens getest met het Bonmartini systeem, zoals de Piper PA18-95 Super Cub I-ESTB, enkele Royal Army Auster AOP.6 en T.7’s, en een Heeresflieger Dornier Do27B-1. In alle gevallen waren de steunwielen (2 of 4) uitgevoerd in een “bogie” opstelling : wielen achter elkaar gemonteerd op een drager die pivoteerde op de oorspronkelijke wielas. Hoewel Bonmartini’s alle-terrein systeem op zich perfect werkte was de interesse vanuit de luchtvaartwereld eerder beperkt. Niettemin zijn er tegenwoordig op Bonmartini’s idee geïnspireerde ombouwkits verkrijgbaar voor o.a. de Piper PA18 Super Cub, waarbij de hoofdwielen vervangen worden door een bogie met 2 wielen waarover een kleine rupsband loopt.
- Brodie gear
Tijdens de 2e Wereldoorlog werden diverse pogingen ondernomen om vliegtuigen minder afhankelijk te maken van vliegvelden. Zo bedacht Captain James Brodie een systeem waarbij (lichte) vliegtuigen met een haak werden uitgerust bovenop de romp. Om te landen moest de haak een hoog gespannen kabel grijpen, opstijgen gebeurde door het vliegtuig hangend aan de kabel te laten versnellen tot vliegsnelheid waarna de kabel werd gelost. Het standaard wielonderstel van het vliegtuig bleef behouden voor “gewoon” gebruik. De aanvankelijke opzet om vliegvelden deels overbodig te maken met Brodie’s uitvinding werd nooit verwezenlijkt maar het systeem werd wel in beperkte mate operationeel gebruikt tijdens de 2e Wereldoorlog. Zowel de US Navy/US Marines als de US Army gebruikten het in Okinawa vanaf schepen, respectievelijk met aangepaste Stinson OY-1 Sentinel en Piper L-4 Grasshopper vliegtuigen. Hoewel de operaties succesvol geacht werden gingen meerdere vliegtuigen verloren bij de landing (hook-up met de kabel), vooral Stinsons die het blijkbaar moeilijker hadden om de schommelende beweging van de schepen (en dus de landingskabel) te volgen. Na de 2e Wereldoorlog geraakte het Brodie gear in de vergetelheid.
- Intrekbare bootkiel
Vliegboten hebben we reeds eerder besproken (zie deel 3). Wat we er toen niet bij vertelden was het feit dat vliegboten vrijwel altijd over een hoog aangebrachte vleugel beschikten om voldoende afstand tussen wateroppervlak en motoren/propellers te garanderen. Constructief kon dit worden opgelost door bovenop een slanke romp een (hoge) drager voor de vleugel te monteren (bv. Dornier Do18 en Do24, Consolidated PBY Catalina) of door een extra hoge romp te bouwen waarin de vleugelbevestiging werd geïntegreerd (bv. Short Sunderland). Geen van beide bouwvormen was echter aerodynamisch efficiënt te noemen. De Britse constructeur Blackburn Aircraft Limited bedacht daarom de B-20, een watervliegtuig met een vrij slanke romp, met als bijzonderheid dat het onderste deel van de romp in feite een uitklapbare vlotter was. In vlucht leek de B-20 een klassiek vliegtuig met bootvormige romponderkant, met alle aerodynamische voordelen daarvan. Op het water zorgde de uitklapbare romponderzijde als vlotter voor een voldoende vrije hoogte voor motoren en propellers. De vleugeltips waren net als bij de Consolidated Catalina naar onderen toe uitklapbaar waarna ze de rol van hulpvlotters vervulden.
Het prototype (serial V8914) maakte zijn 1e vlucht op 26 maart 1940 maar ging tijdens een testvlucht op 7 april 1940 onherroepelijk verloren als gevolg van “aileron flutter” (steeds sterker wordende vibraties van de rolroeren, met een fataal falen van de vliegtuigstructuur als gevolg).
Een verbeterd ontwerp, de Blackburn B-40, werd niet meer gebouwd omdat inmiddels beter geschikte vliegtuigen voor de voorziene inzet (anti-onderzeeër patrouilles) beschikbaar waren.
- Hydrofoil en Hydro-ski
Tenslotte vermelden we nog het bestaan van vliegtuigen met een hydrofoil of hydro-ski onderstel. Deze toestellen beschikken over een waterdichte romp en als landingsgestel een soort onderwatervleugel (hydrofoil) of waterski (hydro-ski). Hydrofoils werden in 1929 getest op de voor de Schneider Trophy gebouwde Piaggio P.7 maar leverden niet de verwachtte prestaties. Hydro-ski’s werden vooral in de jaren 1950-1960 beproefd (o.a. op een omgebouwde Fairchild C-123 Provider onder de naam Stroukoff YC-134, de hydro-ski werd hier Panto-base genoemd) en op de experimentele jager Convair F2Y Sea Dart die over 2 hydro-ski’s beschikte). Veel praktisch nut schenen beide concepten niet op te leveren en uiteindelijk kennen we de hydrofoils, naast enkele militaire (boot-)toepassingen, hoofdzakelijk van de snelle zogenaamde draagvleugelboten die o.a. in het Oostblok en Griekenland voor passagiersvervoer zorgen.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, tijdschriften Air International & Air Enthusiast (diverse nummers), “Jane’s all the Worlds Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
Conclusie
U merkt het : de term “onderstel” of “landingsgestel” dekt een veel uitgebreidere lading dan men op het eerste zicht zou verwachten. Hoewel we gepoogd hebben zoveel mogelijk variaties te belichten is dit 5-delige overzicht beslist niet volledig. Ook het technische aspect zijn we bewust zoveel mogelijk uit de weg gegaan. Niettemin zijn we van oordeel dat deze artikelreeks een beeld schetst van de evolutie en het gebruik van diverse types van landingsgestellen doorheen de boeiende geschiedenis van de luchtvaart.
(Tekst: Guido Van Roy - Foto’s: Marc Van Ryssel & Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor de beelden bij deel 5.
In deel 4 behandelden we het onderwerp van het afwerpbare onderstel en beschreven we kort een aantal onderstelvarianten voor helikopters. Dit deel, het laatste in deze reeks, besteedt aandacht aan afwijkende lay-outs.
10. Speciale constructies
- Tandem en Monowheel onderstel
Soms worden vliegtuigen voor een zeer specifiek doel ontwikkeld, wat kan leiden tot een unieke vormgeving van vleugels en romp. Hieruit kan een probleem ontstaan bij het onderbrengen van het al dan niet intrekbare wielonderstel, zodat de ontwerper wat creatiever uit de hoek moet komen. Het tandem-onderstel waarbij de wielen achter elkaar, in één lijn dus, onder de romp worden aangebracht is één van deze creatieve oplossingen. Voor stabilisatie op de grond zijn kleine steunwielen onder de vleugels noodzakelijk. Echt populair is deze configuratie weliswaar nooit geworden, maar toch werd ze op enkele bekende vliegtuigmodellen toegepast : Boeing B-47 Stratojet, Hawker-Siddeley (later British Aerospace) Harrier, Lockheed U-2, Yakovlev Yak-25/28, SNCASO (Sud Ouest) SO.4050 Vautour.
Een variant op deze lay-out is het monowheel (enkelwielig) landingsgestel. Eén wiel, gepositioneerd vlak voor het zwaartepunt, vervult de rol van hoofdonderstel terwijl een staartwiel en 2 steunwielen onder de vleugels voor de nodige stabiliteit op de grond zorgen. De configuratie wordt tegenwoordig vrijwel universeel toegepast bij zweefvliegtuigen, maar vindt ook enkele toepassingen in het gemotoriseerde general aviation segment. Ongetwijfeld het bekendste voorbeeld daarvan is de door Ivan Shaw ontworpen Europa, een eenmotorige tweezitter.
- Crosswind Landing Gear
Landen bij zijwind kan uitdagend zijn. Wie op het internet rondneust zal ongetwijfeld al meerdere filmpjes gezien hebben waarop “gevaarlijke” en “spectaculaire” landingen bij stormwind in beeld zijn gebracht. Wat er in feite gebeurt is dat de piloot voor de landing zijn vliegtuig zodanig oriënteert dat hij het effect van de zijwind compenseert, hetgeen er vanaf de grond uitziet alsof het vliegtuig “schuin” of “slippend” komt aanvliegen. Van zodra de wielen in de buurt van de runway komen wordt de neus van het vliegtuig in lijn gebracht met de landingsbaan. Niets aan de hand… op voorwaarde dat de piloot inderdaad tijdig zijn vliegtuig oplijnt met de runway, want eenmaal de wielen aan de grond zullen deze in eerste instantie de verdere voortbewegingsrichting van het vliegtuig bepalen.
Reeds in de jaren 1940 werd een Westland Lysander uitgerust met een onderstel waarvan de wielen in beperkte mate konden georiënteerd worden om gemakkelijker te landen onder crosswind condities. De testresultaten brachten geen noemenswaardige voordelen aan het licht.
Toch werd in de jaren 1950 opnieuw geëxperimenteerd met een zogenaamd crosswind landing gear, dat uiteindelijk op de Boeing B-52 Stratofortress zou worden toegepast. Tijdens het aanvliegen onder condities van zijwind werden de wielen georiënteerd in lijn met de runway, zodat de piloot geen correctie moest uitvoeren net voor de wielen de grond zouden raken. Het onderstel van de B-52 liet daarbij een correctie van 20° links of rechts mogelijk. Tevens kon het toestel opstijgen met het onderstel in deze oriëntatie, wat er vanop de grond beslist heel eigenaardig uitzag ! Andere vliegtuigen met een crosswind landing gear zijn o.a. het Lockheed C-5 Galaxy militair transportvliegtuig en (als optie) de éénmotorige Helio Courier.
- Aangedreven wielen voor minder bandenslijtage.
Van zodra de banden van een vliegtuig de grond raken bij de landing moeten deze van stilstand versnellen naar een toerental in overeenstemming met de landingssnelheid. Hoewel het rubber van de band een beperkte vervorming toelaat en dus enige soepelheid biedt bij het opbouwen van rotatiesnelheid is het moment van impact tussen band en runway een stevige dreun, die onvermijdelijk voor bandenslijtage zorgt.
In 1941 bouwde de Amerikaanse uitvinder Charles Roberts een eenvoudig en relatief licht systeem om de wielen van een vliegtuig tijdens de eindnadering door een kleine elektrische motor op toeren te brengen zodat de landing zachter zou verlopen, met een minimum aan bandenslijtage. Een ander idee dat sinds de 2e Wereldoorlog af en toe als “de” oplossing werd gelanceerd maakte gebruik van kleine vinnen op het zijvlak van de banden. Deze windmolentechnologie zou de wielen tijdens de eindnadering op toeren brengen. Zelfs de NASA overwoog in de jaren 1970 een dergelijke configuratie, onder andere voor de Space Shuttle. Niettemin bleef het grotendeels bij ideeën. Onder andere mogelijke stabiliteitsproblemen als gevolg van het gyroscopisch effect van de draaiende wielen deden de luchtvaartindustrie besluiten dat het sop de kool niet waard was.
Niettemin is het idee van aangedreven wielen niet helemaal zonder toepassing gebleven. Het wordt soms als retrofit toegevoegd aan vliegtuigen die hoofdzakelijk vanaf gravel runways opereren om het risico op steenslagschade te verminderen.
- Skids
De term “skid” (glijder) is al enkele malen ter sprake gekomen, met name bij vliegtuigen met een afwerpbaar onderstel en bij helikopters. In beide gevallen hebben ze daar een specifiek doel, eigen aan de constructieve lay-out van de vliegmachine in kwestie. Toch worden skids soms ook gebruikt als “normaal” landingsgestel. Hierbij denken we in eerste instantie aan (oudere) zweefvliegtuigen, die over een glijder beschikken, al dan niet aangevuld met een monowheel. Ook de Messerschmitt Me163 maakte voor de landing gebruik van een (uitklapbare) skid.
Een andere toepassing van een skidonderstel was terug te vinden op de North American X-15, (een van raketmotoren voorzien researchtoestel waarmee de grens van de aardatmosfeer werd opgezocht). Het toestel beschikte over een hoofdonderstel met skids, bijgestaan door een dubbel neuswiel. Een hoofdwielonderstel met wielen zou te omvangrijk en zwaar geweest zijn, de skids die op de X-15 werden toegepast blonken uit door hun kleine afmetingen en gewicht. Eenmaal op de grond verleende het dubbele neuswiel enige vorm van richtingscontrole terwijl de wrijvingsweerstand van de skids voor de nodige afremming zorgde, veel efficiënter dan met een wielonderstel en klassieke remmen zou mogelijk geweest zijn. Als u zich afvraagt hoe zo’n vliegtuig kon opstijgen : de X-15 werd onder de vleugel van een B-52 gehangen en op voldoende grote hoogte gedropt, waarna de raketmotor werd ontstoken. Het landingsgestel diende dus inderdaad uitsluitend om te landen !
Op onbemande toestellen is het gebruik van skids al langer gebruikelijk, waarbij vooral gewichtsbesparing de doorslaggevende factor is. Een leuk voorbeeld hiervan is de Rockwell RPRV-870 HiMAT (Highly Maneuverable Aircraft Technology), een onbemand prototype waarmee nieuwe aerodynamische ideeën werden uitgetest onder allerhande vluchtcondities.
- Rupsbanden
Het wielonderstel van een vliegtuig verdeelt het gewicht over de contactoppervlakken tussen de banden en de ondergrond. Zwaardere vliegtuigen maken dan ook gebruik van meerdere wielen om de oppervlaktebelasting te beperken door het gewicht te verdelen over meer contactoppervlakken. Jammer genoeg gaat dat tegelijkertijd gepaard met een toename van het gewicht zelf vanwege het aangepaste (zwaardere) onderstel en het grotere aantal wielen. Het behoeft dan ook geen verwondering dat andere middelen gezocht werden om de oppervlaktebelasting door een vliegtuig te beperken. Eén van de mogelijkheden was het gebruik van rupsbanden, reeds sinds de 1e Wereldoorlog bekend van hoofdzakelijk militair gebruik op alle-terrein voertuigen zoals tanks.
Op experimentele basis werden vanaf de jaren 1920 meerdere vliegtuigen met één of andere vorm van een rupsbandonderstel uitgetest : Gourdou-Leseurre LGL-23 F-AIDS, Westland Lysander, Fieseler Fi156E-0 Storch, Fairchild PT-19 Cornell, Douglas A-20H Havoc (s/n 44-466), Boeing EB-50B Superfortress (s/n 47-118), Convair XB-36 Peacemaker (s/n 42-13570). Ook het Rusland van de jaren 1930/1940 experimenteerde met op rupsbanden geschoeide vliegtuigen, waaronder een Polikarpov U-2 tweedekker en een Lisunov Li-2/PS-84 (Douglas DC3 kloon).
Opvallend genoeg werden niet minder dan 19 Fairchild C-82A Packet militaire vrachtvliegtuigen van de USAF (s/n 45-57746 tot en met 45-57764) gedurende een korte tijd van een rupsband onderstel voorzien voor operationele evaluatie op niet-verharde vliegvelden. Hierbij werd duidelijk dat modder en steenslag een correcte werking van het rolmechanisme vrij snel verstoorden, zodat 17 van de 19 toestellen weer naar de standaard wielconfiguratie werden gebracht. Serienummers 45-57746 en 45-57757 werden herdoopt tot EC-82A en bleven tot 1950 in gebruik voor testen in extreme (zowel warme als koude) klimaatomstandigheden.
In vrijwel alle hoger vermelde testgevallen werd geconcludeerd dat het voordeel van de vermindering in oppervlaktebelasting niet in verhouding stond tot de nadelen, zoals toegenomen rolgeluiden en mechanische kwetsbaarheid. Het veelbelovende rupsbandonderstel stierf een stille dood ten voordele van wielonderstellen met meerdere wielen.
Hoger vermelde toepassing van een rupsbandonderstel had hoofdzakelijk als doel de oppervlaktebelasting van het onderstel te verdelen over een groter oppervlak. Beperkt gebruik op minder goede terreinen was een interessante bijkomstigheid maar nooit echt het hoofddoel. In Italië kwam Giovanni Bonmartini evenwel op het idee om lichte vliegtuigen echte alle-terrein capaciteit te verschaffen middels een door hem gepatenteerd systeem waarbij een opblaasbare rubberen “slang” (een soort van gladde rupsband) over een aantal steunwielen liep. Hij experimenteerde met dit idee reeds sinds de jaren 1930 maar pas in 1949 werd het in de praktijk getest op de Piper L-4 Grasshopper (militaire uitvoering van de J-3 Cub) met registratie HB-OHI. Enkele ander vliegtuigen werden naderhand eveneens getest met het Bonmartini systeem, zoals de Piper PA18-95 Super Cub I-ESTB, enkele Royal Army Auster AOP.6 en T.7’s, en een Heeresflieger Dornier Do27B-1. In alle gevallen waren de steunwielen (2 of 4) uitgevoerd in een “bogie” opstelling : wielen achter elkaar gemonteerd op een drager die pivoteerde op de oorspronkelijke wielas. Hoewel Bonmartini’s alle-terrein systeem op zich perfect werkte was de interesse vanuit de luchtvaartwereld eerder beperkt. Niettemin zijn er tegenwoordig op Bonmartini’s idee geïnspireerde ombouwkits verkrijgbaar voor o.a. de Piper PA18 Super Cub, waarbij de hoofdwielen vervangen worden door een bogie met 2 wielen waarover een kleine rupsband loopt.
- Brodie gear
Tijdens de 2e Wereldoorlog werden diverse pogingen ondernomen om vliegtuigen minder afhankelijk te maken van vliegvelden. Zo bedacht Captain James Brodie een systeem waarbij (lichte) vliegtuigen met een haak werden uitgerust bovenop de romp. Om te landen moest de haak een hoog gespannen kabel grijpen, opstijgen gebeurde door het vliegtuig hangend aan de kabel te laten versnellen tot vliegsnelheid waarna de kabel werd gelost. Het standaard wielonderstel van het vliegtuig bleef behouden voor “gewoon” gebruik. De aanvankelijke opzet om vliegvelden deels overbodig te maken met Brodie’s uitvinding werd nooit verwezenlijkt maar het systeem werd wel in beperkte mate operationeel gebruikt tijdens de 2e Wereldoorlog. Zowel de US Navy/US Marines als de US Army gebruikten het in Okinawa vanaf schepen, respectievelijk met aangepaste Stinson OY-1 Sentinel en Piper L-4 Grasshopper vliegtuigen. Hoewel de operaties succesvol geacht werden gingen meerdere vliegtuigen verloren bij de landing (hook-up met de kabel), vooral Stinsons die het blijkbaar moeilijker hadden om de schommelende beweging van de schepen (en dus de landingskabel) te volgen. Na de 2e Wereldoorlog geraakte het Brodie gear in de vergetelheid.
- Intrekbare bootkiel
Vliegboten hebben we reeds eerder besproken (zie deel 3). Wat we er toen niet bij vertelden was het feit dat vliegboten vrijwel altijd over een hoog aangebrachte vleugel beschikten om voldoende afstand tussen wateroppervlak en motoren/propellers te garanderen. Constructief kon dit worden opgelost door bovenop een slanke romp een (hoge) drager voor de vleugel te monteren (bv. Dornier Do18 en Do24, Consolidated PBY Catalina) of door een extra hoge romp te bouwen waarin de vleugelbevestiging werd geïntegreerd (bv. Short Sunderland). Geen van beide bouwvormen was echter aerodynamisch efficiënt te noemen. De Britse constructeur Blackburn Aircraft Limited bedacht daarom de B-20, een watervliegtuig met een vrij slanke romp, met als bijzonderheid dat het onderste deel van de romp in feite een uitklapbare vlotter was. In vlucht leek de B-20 een klassiek vliegtuig met bootvormige romponderkant, met alle aerodynamische voordelen daarvan. Op het water zorgde de uitklapbare romponderzijde als vlotter voor een voldoende vrije hoogte voor motoren en propellers. De vleugeltips waren net als bij de Consolidated Catalina naar onderen toe uitklapbaar waarna ze de rol van hulpvlotters vervulden.
Het prototype (serial V8914) maakte zijn 1e vlucht op 26 maart 1940 maar ging tijdens een testvlucht op 7 april 1940 onherroepelijk verloren als gevolg van “aileron flutter” (steeds sterker wordende vibraties van de rolroeren, met een fataal falen van de vliegtuigstructuur als gevolg).
Een verbeterd ontwerp, de Blackburn B-40, werd niet meer gebouwd omdat inmiddels beter geschikte vliegtuigen voor de voorziene inzet (anti-onderzeeër patrouilles) beschikbaar waren.
- Hydrofoil en Hydro-ski
Tenslotte vermelden we nog het bestaan van vliegtuigen met een hydrofoil of hydro-ski onderstel. Deze toestellen beschikken over een waterdichte romp en als landingsgestel een soort onderwatervleugel (hydrofoil) of waterski (hydro-ski). Hydrofoils werden in 1929 getest op de voor de Schneider Trophy gebouwde Piaggio P.7 maar leverden niet de verwachtte prestaties. Hydro-ski’s werden vooral in de jaren 1950-1960 beproefd (o.a. op een omgebouwde Fairchild C-123 Provider onder de naam Stroukoff YC-134, de hydro-ski werd hier Panto-base genoemd) en op de experimentele jager Convair F2Y Sea Dart die over 2 hydro-ski’s beschikte). Veel praktisch nut schenen beide concepten niet op te leveren en uiteindelijk kennen we de hydrofoils, naast enkele militaire (boot-)toepassingen, hoofdzakelijk van de snelle zogenaamde draagvleugelboten die o.a. in het Oostblok en Griekenland voor passagiersvervoer zorgen.
(Gebruikte bronnen : diverse websites, tijdschriften Air International & Air Enthusiast (diverse nummers), “Jane’s all the Worlds Aircraft” (diverse jaargangen), eigen documentatie)
Conclusie
U merkt het : de term “onderstel” of “landingsgestel” dekt een veel uitgebreidere lading dan men op het eerste zicht zou verwachten. Hoewel we gepoogd hebben zoveel mogelijk variaties te belichten is dit 5-delige overzicht beslist niet volledig. Ook het technische aspect zijn we bewust zoveel mogelijk uit de weg gegaan. Niettemin zijn we van oordeel dat deze artikelreeks een beeld schetst van de evolutie en het gebruik van diverse types van landingsgestellen doorheen de boeiende geschiedenis van de luchtvaart.
(Tekst: Guido Van Roy - Foto’s: Marc Van Ryssel & Guido Van Roy)
Klik op onderstaande foto voor de beelden bij deel 5.
