Během druhé světové války prakticky zanikla kategorie lehkých bombardérů. Byla nahrazena stíhacími bombardéry a bitevními letouny. Později se pro tyto stroje používal termín letouny pro přímou leteckou podporu. V letectvu americké armády odvedl spoustu práce dvoumotorový Douglas A-26 Invader. S rozšířením proudových motorů bylo nutné nahradit tyto osvědčené, nicméně zastarávající letouny.
Letecké síly americké armády USAAF vydaly v roce 1946 specifikaci V-8237-1, jejímž cílem bylo najít modernějšího nástupce univerzálního A-26 s pístovými motory. První reakci firmy Martin představoval Model 234 – letoun poháněný dvěma turbovrtulovými a dvěma proudovými motory. Stroj s šestičlennou osádkou, vzletovou hmotností téměř 32 tun a nosností 3 600 kg výzbroje. Předpokládané označení mělo být XA-45.
Nová zadání
V lednu 1947 došlo ke změně klasifikace, kde kategorie A (Attack) zanikla a Model 234 byl přeznačen na XB-51. Letectvo mělo představu, že nový stroj bude disponovat doletem 600 mil (965 km), nosností 4 000 lb (1 815 kg) a rychlostí 640 mph (1 030 km/h). Bylo zřejmé, že Model 234 požadované rychlosti nedosáhne.
V únoru 1947 přišla firma Martin s novým, radikálním návrhem, který se nepodobal ničemu, co kdy předtím létalo. Třímotorový letoun s dlouhým trupem a tenkým křídlem měl mít odhadovanou vzletovou hmotnost 52 000 lb (23,6 t). Měl tandemový podvozek, rotační pumovnici, ocasní plochy ve tvaru T a měnitelný úhel náběhu křídla.
Martin XB-51, motory J47 slušně kouřily i bez pomocných raket.
Dva motory byly umístěné na pylonech po stranách trupu, poblíž těžiště, aby vysazení jednoho z nich jen minimálně ovlivnilo letové charakteristiky. Poloha nízko nad zemí usnadňovala pozemnímu personálu údržbu.
Třetí motor, umístěný v zadní části trupu, měl vstup vzduchu vetknutý do kořene kýlovky. Tento motor bylo možné za letu vypnout, kvůli prodloužení doletu a zvýšení vytrvalosti. V tom případě se vstupní otvor automaticky uzavíral speciálním krytem, zmenšujícím aerodynamický odpor.
S takto umístěnými motory mohlo křídlo zůstat aerodynamicky čisté, což usnadňovalo dosažení požadované vysoké rychlosti. Celé náběžné a odtokové hrany zůstaly volné pro mechanizaci, zaručující krátký vzlet, přistání a dobrou ovladatelnost při nízkých rychlostech.
XB-26H Marauder pro testy tandemového podvozku
Tandemový podvozek s dvojitými koly na obou nohách byl zvolen proto, že se zatahoval do trupu, takže křídlo mohlo mít tenký profil. Obě nohy byly natáčecí, aby umožňovaly při bočním větru vzlet a přistání „v traverzu“ s vybočením. Tandemový podvozek se testoval na speciálně upraveném bombardéru XB-26H Marauder s artworkem „The Middle River Stump Jumper“ na přídi.
Křídlo dostal XB-51 kvůli minimálnímu odporu velmi tenké s šípovitostí náběžné hrany 35 stupňů. To bylo nutné, protože tehdejší motory měly jen malý tah a znalosti aerodynamiky v oblasti transsonických rychlostí se teprve vytvářely. Tzv. „suché“ křídlo obsahovalo jen vnitřní konstrukci a ovládací prvky pohyblivých aerodynamických ploch. Palivové nádrže byly jen v trupu, což bylo u letounu určeného pro přímou leteckou podporu výhodné. Měly mnohem menší plochu, než kdyby byly umístěné v křídle, čímž klesala pravděpodobnost jejich zásahu palbou ze země.
Mechanizace křídla zahrnovala automatický slot a štěrbinové vztlakové klapky po třech čtvrtinách rozpětí. Křidélka byla jen velmi malá a jejich hlavním úkolem bylo zachování citu v řízení. Většinu ovládací síly vyvozovaly hydraulicky ovládané spoilery na horní straně křídla. Díky nim měl letoun mimořádnou obratnost kolem podélné osy.
Specialitou zajišťující minimální přistávací rychlost byla možnost měnit úhel náběhu křídla v rozsahu od 3 do 7 stupňů. Pilot nemusel letoun během přiblížení držet tak „natažený“, což zajišťovalo dobrý výhled na dráhu a bezpečnější přistání. Později použila podobný systém firma Vought u námořní stíhačky F8U Crusader.
Turbulence generované trupem, především vstupem vzduchu umístěným na hřbetě, ovlivňovaly proudění kolem vodorovné ocasní plochy. Konstruktéři ji nejprve vetkli do poloviny výšky kýlovky, ale po prvních měřeních v aerodynamickém tunelu ji museli přestěhovat až na její vrchol. XB-51 se stal prvním letounem amerického letectva s ocasními plochami ve tvaru T. Na trupu za křídlem byly odklápěcí brzdicí štíty umožňující efektivní snížení rychlosti před přistáním. Doběh zkracoval brzdicí padák.
Problémy vysokých rychlostí
K pohonu XB-51 sloužily tři motory General Electric J47-GE-13 s axiálním kompresorem a osmi trubkovými spalovacími komorami. Motory měly výstupní trysku s měnitelným průřezem, což zajišťovaly dva segmenty. Tah jednoho motoru byl 25 kN. Při vzletu bylo možné krátkodobě zvýšit tah vstřikování směsi vody a alkoholu. Pro další zkrácení vzletu se mohly na trup upevnit čtyři raketové motory JATO (Jet Assisted Take Off) s tahem po 0,5 kN.
Dvoučlennou osádku tvořil pilot sedící pod bublinovým překrytem, podobným stíhačkám, a operátor systému SHORAN (SHOrt RAnge Navigation), sedící za ním v kokpitu vybaveném bočními okny. Oba muži seděli v přetlakových prostorech na vystřelovacích sedačkách Martin M1.
SHORAN byl radiový systém blízké navigace, nasazený poprvé k navádění svazů bombardérů při útocích na Itálii. Vyžadoval palubní přijímač AN/APN-3 a dva pozemní vysílače AN/CPN-2 nebo CPN-2A, pracující na frekvenci 300 MHz pro každých 20 letadel. SHORAN zajišťoval navigaci za každého počasí až do vzdálenosti 480 km.
Martin XB-51, rotační vrata pumovnice během zavírání
Další novinkou, zajišťující dosažení co nejvyšší rychlosti, byla rotační vrata pumovnice, navržená inženýry Wernerem Buchalem a Albertem Woolensem. Při použití klasických dvoukřídlých vrat by musel letoun před odhozem munice snížit rychlost. Velký odpor vzduchu mohl vrata utrhnout, proto musely bombardéry před odhozem snížit rychlost. Volně padající munice stržená proudem vzduchu ztrácela přesnost a mohla zasáhnout trup letounu.
Rotační vrata pumovnice byla otevřená jen pár sekund a munice byla v proudu vzduchu již před odhozem. Navíc bylo možné mít na zemi připravená další vrata naložená municí a na letounu je jen vyměnit, čímž se výrazně zkracovala doba přípravy k opakovanému vzletu. Problémy s odhozem munice byly nakonec horší, než se předpokládalo, a firma Martin musela závěsníky vybavit dvěma pneumaticky ovládanými písty pro nucený odhoz, které bomby odrazily do dostatečné vzdálenosti od trupu. Možnost letět celou dobu maximální rychlostí přispívala ke zvýšení pravděpodobnosti přežití XB-51 nad bojištěm.
K dipozici byla hladká vrata A, umožňující použití bomb do ráže 750 lb (340 kg) a neřízených raket HVAR. Další dvě bomby ráže 2 000 lb (907 kg) bylo možné podvěsit na vnější závěsníky. Vypouklá vrata B umožňovala nesení trhavé bomby ráže 4 000 lb (1 815 kg) nebo jaderné Mk.5, později i Mk.7 s mohutnosti až 120 kt tritolového ekvivalentu. S vraty B se vnější závěsníky nepoužívaly.
Protože se předpokládalo, že letouny budou muset pružně reagovat na měnící se požadavky armády, dostal druhý prototyp XB-51 oddělitelnou příď. Pozemní personál měl k dispozici tři různé typy s možností poměrně rychlé záměny podle potřeby. První verze byla určena pro přesné bombardování, druhá byla průzkumná, vybavená sadou kamer, a třetí ukrývala osm 20mm kanonů se zásobníky po 120 nábojích na hlaveň.
Objednávka
Zástupci leteckých sil byli tvary nového letounu natolik okouzleni, že rovnou objednali stavbu dvou prototypů v hodnotě 9 417 107 USD. Stroj dostal přidělené označení XB-51. Do roka, přesně 28. února 1948, byla dokončena plnorozměrná dřevěná maketa, kterou obhlédli zástupci nově vzniklého samostatného letectva (USAF) a odsouhlasili pokračování projektu. Kvůli dlouhému štíhlému trupu dostal letoun neoficiální přezdívku Flying cigar (Létající doutník).
Zkušebním pilotem byl jmenován kapitán Glenn Edwards. Ten však o pouhé dva měsíce později zahynul při testování samokřídla YB-49 na základně Muroc. Základna později dostala na jeho počest nové jméno – Edwards AFB (Air Force Base).
První prototyp s číslem 46-685 byl dokončen na podzim 1949. Slavnostní roll-out proběhl 4. září 1949. K prvnímu vzletu došlo 27. října 1949 s využitím vstřikování a dvou raket JATO. Za řízením seděl zkušební pilot Patrick „Pat“ Tibbs. Při prvním letu dosáhl XB-51 výšky 3 000 m, kde pilot provedl několik mírných a ostrých pádů, aby vyzkoušel chování letounu při přetažení a varování před pádem. Potom přezkoušel účinnost brzdicích štítů a následně vystoupal do dvojnásobné výšky. Po 34 minutách posadil letoun na dráhu základny námořnictva Patuxtent River NAS (Naval Air Station). Výběh byl díky brzdícímu padáku jen 910 m.
Letové zkoušky pokračovaly celkem bez problémů do konce roku 1949, kdy došlo k první nehodě. Dne 28. prosince se při přistání zavřela zadní podvozková noha po ujetí zhruba 600 m od dosednutí, čímž došlo k poškození ocasní části trupu. Oprava podvozku a trupu vyšla na 21 000 USD. Příčinou byla kombinace vertikálních a dopředných sil, která vedla k odjištění podvozkové nohy.
Martin XB-51 při vzletu s pomocnými raketami JATO
První fáze letových testů prototypu 46-685 byla ukončena po 45 vzletech. S ohledem na převratnost konstrukce indikovala závěrečná zpráva překvapivě málo nedostatků. Při vysokých podzvukových rychlostech se objevovaly vibrace ocasních ploch. Nápravu přineslo vřeteno vetknuté do styku svislé a vodorovné ocasní plochy. To zabránilo vzniku turbulentního proudění v ostrých „koutech“. Byla upravena hydraulika a systém zajišťování podvozku. Z příčného řízení se vypustila křidélka a zůstaly jen spoilery. Zároveň se namontovala výkonnější hydraulika pro vysouvání vztlakových klapek. Ovládání vyvažovacích plošek se změnilo na elektrické.
Druhá fáze letových testů odstartovala 31. března 1950 na továrním letišti v Baltimore City. Zhruba po měsíci, po 16. vzletu, se musel letoun odeslat do mateřského závodu kvůli závadě na vyvažovacích ploškách. Po opravě bylo provedeno dalších pět letů. V polovině září provedlo letectvo předběžné hodnocení.
Co prototyp XB-51 neopouštělo, byly potíže při přistávání. Dne 27. září 1950 „praštil“ zkušební pilot USAF s letounem o zem tak silně, že došlo k poškození dvířek předního podvozku. Druhá fáze letových zkoušek skončila 10. října 1950 po 41 vzletech v trvání 44 hodin. Letectvo vyhodnotilo letové vlastnosti XB-51 jako výborné a splňující všechny parametry zadání. Jedinou větší vadou byla náchylnost k takzvanému „holandskému kroku“ (Dutch Roll), což je kombinace bočení a klopení, objevující se u letadel s šípovým křídlem.
První prototyp byl ztracen při vzletu dne 25. března 1956. Jednalo se o přelet ze základny Edwards AFB na Eglin AFB s mezipřistáním na letišti v El Pasu. Právě při vzletu z tohoto letiště došlo ke katastrofě. Podle očitých svědků XB-51 pomalu akceleroval. Asi po dvoukilometrovém rozběhu pilot letoun odlepil od dráhy, začal stoupat a zatáhl podvozek. Stroj se ale prosedl a začal vybočovat doprava. Minul práh dráhy, pokračoval dalších asi 300 m, potom prorazil plot, během dalších 300 m klouzání po břiše se rozpadl na kusy a začal hořet.
Zkušební technik, který se účastnil letu v kokpitu operátora SHORAN, zahynul na místě. Pilota, majora Jamese Rudolpha, převezli s těžkými popáleninami do nemocnice. Zraněním podlehl o pár dnů později. Komise vyhodnotila jako příčinu nehody přetažení při startu, ztrátu vztlaku a nevyhnutelný pád na ranvej. První prototyp měl do okamžiku havárie na kontě 453 vzletů a 432 letových hodin.
Druhý prototyp nastupuje
Druhý prototyp s číslem 46-686 poprvé vzlétl 17. dubna 1950. Pilot F. E. Christofferson se musel vrátit na základnu po pouhých 10 minutách, protože měl problémy se zatažením podvozku. Po opravě se druhý prototyp přesunul na základnu Engelwood v Marylandu, kde byla letecká střelnice. Jeho hlavní úkol představovaly testy zbraňového systému a ostré střelby.
Smůla postihla 46-686 hned po prvních střelbách neřízenými raketami. Pilot při pojíždění po přistání vyjel z dráhy a poškodil podvozek. Oprava vyšla na 96 000 USD, ale stroj se mohl poměrně brzy vrátit k programu zkušebních letů.
Tou dobou však byly známé výsledky porovnávacích testů (viz dále) a zájem o XB-51 opadl. Nicméně letové testy pokračovaly, protože bylo nutné vyzkoušet funkci rotační pumovnice a metody bombardování při vysokých rychlostech před zavedením letounu B-57 Canberra do výzbroje.
Do 29. ledna 1951 svrhl druhý prototyp bomby ráží 500, 2 000 a 4 000 lb a vyzkoušel střelbu jednotlivými neřízenými raketami i celými salvami, při rychlosti 1 000 km/h. Výsledky byly mimořádně dobré. Z 56 svržených bomb jen 3 minuly cíl. Od 14. prosince pokračovaly testy bombardování sběrem dat na základně Edwards AFB.
Testy probíhaly bez závad až do 21. března 1952. Tehdy při zkouškách pádové rychlosti se staženými motory ve výšce 4 500 m došlo k samovolnému otevření dveří záďového podvozku. Vlivem podtlaku se vyboulil sací kanál prostředního motoru a utrhlo se několik úlomků potahu. Motor je nasál, což vedlo k poškození kompresoru a navíc k pumpáži v důsledku narušení laminárního proudění na vstupu. Pilot motor vypnul a s letounem bezpečně přistál.
 |
Při další sérii letů se testovaly nové pomocné vzletové motory JATO. Původní spalovaly tuhé palivo a po zapálení je nebylo možné vypnout. Nová verze používala jako dvousložkové kapalné palivo kyselinu dusičnou a letecký petrolej JP-4 (Jet Petrol). Motor měl stabilnější průběh hoření, bylo ho možné libovolně vypnout a zapnout, byl opakovaně použitelný a díky vyššímu tahu zkracoval vzlet z 1,58 na 1,27 km.
Druhý prototyp havaroval 9. května 1952 nad základnou Edwards. Letoun prováděl nízké průlety na vysoké rychlosti. Při čtvrtém pilot přitáhl a zahájil stoupavý výkrut. Když byl stroj na zádech, spadla příď pod horizont, XB-51 sklouzl po levém křídle, narazil do země, explodoval a začal hořet. Pilot major Neal Lathrop na místě zahynul. Kokpit operátora byl naštěstí prázdný, takže bylo o jednu oběť méně. Za havárií stála chyba pilota. Druhý prototyp měl v době zániku v palubním deníku záznam o 193 vzletech v úhrnném trvání 151 hodin.
Důsledky korejské války
V roce 1950 vypukla válka na Korejském poloostrově. V její počáteční fázi byly nasazeny vrtulové letouny z konce druhé světové války. Nicméně stroje s proudovými motory je velmi rychle deklasovaly. Tlak na okamžitou náhradu letounů A-26 ze strany amerického letectva ještě vzrostl.
Na letecké základně Andrews byl sestaven výbor s úkolem vybrat nástupce Invanderu ze čtyř adeptů: turbovrtulový North American AJ-1 Savage , proudové Avro Canada CF-100 Canuck, English Electric Canberra a Martin XB-51. S ohledem na první zkušenosti z konfliktu se posuzovala schopnost nočních útoků, dolet, vytrvalost a především dostupnost letounu.
Martin XB-51, pohled shora, všimněte si uzavřeného vstupu prostředního motoru.
Plukovník Albert Boyd, později generálmajor s náletem 23 000 hodin na 723 různých typech a variantách letadel všech kategorií, držitel světového rychlostního rekordu na F-86 a šéf zkušebního střediska Wright Air Development Center, doporučoval XB-51. Výbor však viděl celou věc jinak. Canberra byla sice pomalejší než XB-51, ale díky menšímu plošnému zatížení byla v malých výškách stabilnější a měla větší dolet. Nad cílem vzdáleným 1 500 km dokázala hlídkovat dvě a půl hodiny, zatímco XB-51 jen hodinu nad cílem vzdáleným 650 km.
A co bylo nejpodstatnější – Canberra byla k dispozici prakticky okamžitě. První jednotky RAF, konkrétně 101. peruť, začaly být přezbrojované v lednu 1951, zatímco XB-51 existoval jen ve dvou prototypech a měl před sebou léta vývoje. Výbor prohlásil Canberru za vítěze a doporučil zakoupit licenci na stavbu 300 kusů. Tím se osud XB-51 zpečetil.
Nicméně firma Martin nepřišla zkrátka, protože licenční výroba britských letounů probíhala právě v jejím závodě v Marylandu, pod označením B-57. Celkem se vyrobilo 407 letounů sedmi různých verzí. Prototypy XB-51 dosloužily jako pokusné stroje na základně Edwards AFB.
Od dalšího vývoje XB-51 bylo v listopadu 1951 upuštěno, ale letový program pokračoval. Celý zkušební program vyšel daňové poplatníky na 9,5 až 12,6 milionu dolarů v tehdejší měně, v závislosti na tom, co všechno se do programu započítává. Oba prototypy byly ztraceny při haváriích, ale na osud programu by to mělo jen nepatrný vliv. V obou případech šlo jednoznačně o chyby pilotáže. Vzhledem k tomu, že se ani jeden z prototypů nedochoval, upadl tento bezesporu elegantní a konstrukčně zajímavý letoun v zapomnění.
Vítěz porovnávacího testu, Martin B-57 Canberra, konflikt v Koreji nestihl, ale osvědčil se během vietnamské války a do pomyslného důchodu od USAF odešel až v roce 1983.
