Vägen till Draken

Här har vi nu Inge Gustafssons mycket intressanta berättelse om Drakens tillkomst. Samlat från 6 långa inlägg på Facebook sidan.

Vägen till Draken - Del 1 Projekt LX

Som jag utlovat kommer här mitt första bidrag om vägen till Draken. Det finns mycket att säga och jag delar därför upp min text i ett antal inlägg.

1939 hade SAAB startat upp konstruktionen av L-10, i produktion kallad B17. Det fanns ett stort behov av att ta fram en utförlig handbok och den nya tekniken krävde illustrationer. Något färdigt flygplan fanns inte utan sprängskisser och andra illustrationer fick göras direkt från ritningarna. En tecknare som även hade goda teknikkunskaper krävdes och SAABs val blev industridesignern Sixten Andersson. Han brukade signera sina teckningar S-Ason och ändrade därför sitt namn till Sixten Sason. Sason försåg ofta olika tidningar med visionära teckningar av framtida flygplan, fordon och byggnadsanläggningar, ofta en generation före sin tid. 1939 ritade han sin vision av en blivande öresundsbro. Efter krigsslutet blev uppdragen färre och Sason lämnade SAAB som free-lance industriformgivare. Han formgav bland mycket annat den första hasselbladskameran, Husqvarnas Silverpil och Electroluxspisen.

Sason hade fortfarande kontrakt för ett antal årliga designtimmar på SAAB, där han designade ”ursaaben” SAAB 92 och var sedan involverad i formgivningen av samtliga SAAB bilar till och med SAAB 900.

Vad har nu detta med Draken att göra? Jo, 1941 publicerade Sason en teckning kallad ”projekt LX”. Med Sasons egna ord: ”Ett överljudsplan framdrivet av 2 reaktionsturbinmotorer, samt vid start och under strid momentant av en raketmotor som övrig drivkälla. Planet måste på grund av den höga farten radiodirigeras från marken, samt ha hjälpmedel som gör det möjligt för piloten att se på stora avstånd exempelvis en kikare som påverkar fotoceller, vilka på en skärm reproducerar målet”. Sason förutsåg alltså här såväl jetdrift, stridsledning, radar och IR-hjälpmedel. Planet var även försett med katapultstol och som framgår av bilden insåg han även att landningen krävde hög anfallsvinkel med påföljande siktproblem. Sasons lösning var att kunna se genom golvet, en variant av SK 35s periskop. Som vapen förutspådde Sason målsökande ”raketprojektiler” styrda av selen- eller fotoceller. Flygplanet hade även en dubbel deltavinge för att få utrymme för drivmedel och vapen. Om man tittar på treplansskissen så har LX stor likhet med första versionen av Lilldraken. En fantastisk framtidvy av en ypperligt begåvad illustratör och tekniker.

Ett tillrättaläggande kan vara på sin plats. Ofta betecknas Sasons teckning som SAAB-LX. Den har emellertid inget med SAAB att göra, utan är en av hans många visionära teckningar. Han publicerade exempelvis 1939 en bil, oerhört lik SAAB 92 långt innan SAAB hade tänkt sig bilproduktion. Erik Bratt som själv började på SAAB 1946 uppgav i en intervju 1998 att han aldrig sett eller hört talas om teckningen. Hans teams influenser kom främst från Tyskland (Lippisch m.fl.). Detta förtar ju inte på något sätt Sasons fantastiska framtidsvision.

Om ni orkar mera tänkte jag titta lite på de tyska influenserna i nästa inlägg.

Vägen till draken del 2 – Det tyska inflytandet

Ett av de stora namnen i Tyskland under mellankrigstiden var Alexander Lippisch. Han började sin bana som konstruktör och aerodynamiker vid Zeppelinverken under den sedermera välkände Claude Dornier. 1922 byggde han tillsammans med en vän sitt första stjärtlösa glidflygplan.

Rhön-Rossitten-Gesellschaft (RRG) var ett centrum för segelflyget i Tyskland under mellankrigstiden med segelflygskola, konstruktion och forskning. Som konstruktionsledare för RRG fortsatte Lippisch sitt arbete med stjärtlösa konstruktioner. Han designade en serie flygplan kallade Stork (inte att sammanblanda med Fieseler Storch) och en serie deltavingar, Delta 1 till Delta 5. Delta 1 flög 1930 med Robert Kronfelt som pilot. 1931 motoriserades flygplanet och var därmed den första motordrivna deltavingen som flugits. Se bild 1.

Efter det nazistiska maktövertagandet1933 likriktades och samlades all flygsport i Deutscher Luftsportverband (DLV) som 1937 bytte namn till Nationalsozialistische Fliegerkorps (NSFK). RRG döptes om till Deutsches Institut für Segelflug och 1937 ändrades namnet till Deutsche Forschungsanstalt für Segelflug (DFS). DFS utvecklades under professor Georgii till ett av de större tyska forskningsinstituten.

Flygplan utan stjärt ansågs lämpade för raketdrift och DFS omarbetade ett tidigare utkast för ett propellerdrivet flygplan DFS 194 till ett försöksflygplan med raketmotor. Eftersom Luftwaffe samtidigt drev ”Projekt X”, ett raketdrivet jaktplan, blev följden att Lippisch konstruktionsavdelning från DFS i januari 1939 slogs samman med Messerschmitt i Augsburg. Samtidigt arbetade Lippisch grupp emellertid inofficiellt med Heinkels He 176, det första flygplanet som flög med en reglerbar vätskeraketmotor den 20 juni 1939. Luftfartsministeriet blev emellertid inte imponerat av Heinkels egna ideer och Ernst Udet förbjöd allt fortsatt arbete med He 176 och gav projekt X högsta prioritet.

Sommaren 1941 påbörjades testerna med DFS 194 försedd med en Walter raketmotor. Den blev en föregångare till Me 163 Komet och hade stora likheter med denna. En visning av den senare prototypen Me 163a imponerade stort på Udet och Riksluftfartsministeriet beställde 70 exemplar.

Förhållande mellan Messerschmitt och Lippisch blev emellertid allt sämre och han valde slutligen att lämna företaget och starta egen konstruktion och forskning i Weiner Neustadt. Här arbetade han främst med rammotorer och deltavingar vilket resulterade i utkast till jaktplanen P9 – P14. Dessa var alla deltavingade och skulle drivas av en rammotor där bränslet skulle utgöras av finfördelat kolpulver, främst pga bristen på konventionella drivmedel. Ingen av dess plan flögs även om en motorlös P13 avsedd att testas som glidflygplan var framtagen när krigsslutet kom. Denna fördes sedermera till USA. Se bild 2.

Utöver Lippisch och DFS, fanns det en uppsjö av forskningsinstitut, se bild 3, som dock inte garanteras vara komplett.

Andra kända namn i sammanhanget var bröderna Horten som i början av 30-talet blivit influerade av Alexander Lippisch. Bröderna byggde ett antal olika segelflygplan utformade som flygande vinge. 1944 utlyste Herman Göring en tävling enligt 1000/1000/1000 regeln som innebar ett flygplan med en nyttolast på 1000 kg, en flygsträcka på 1000 km och med maxhastigheten 1000 km/h. Bröderna föreslog att deras konstruktion Ho IX skulle utgöra grund för ett helt nytt jetdrivet bombplan. Efter att ha sett testflygningarna blev Göring nöjd och gjorde en beställning på 40 flygplan. Det enda exemplaret havererade emellertid i februari 1945. Beställningen utökades emellertid med fler prototyper och förserieflygplan. I mars 1945 inkluderades konstruktionen i Luftwaffes ”nödjaktplanstävling“, se nedan.

Ett annat betydande namn var Hans Multhopp som arbetade med Kurt Tank på Focke-Wulf, Multhopp var från 1944 ansvarig för ett nytt projekt för att möta kraven i Riksluftfartsministeriets ”nödjaktplanstävling“. Programmet var en tävling för att på kortast möjliga tid ta fram ett nytt jaktplan med goda prestanda på höga höjder som ersättare för Heinkels Volksjäger. Multhopps förslag, kallat Ta 183 Huckebein (puckelryggen), hade en pilvinge, svept 40 grader och med T-stjärt. Konstruktionen vann Luftwaffe's tävling, men krigsutvecklingen gjorde att enbart vindtunnelmodeller blåsts när Tyskland kapitulerade. Flygplanet har stora likheter med SAAB 29 och de data som tagits fram för pilvingar av Focke Wulf ingick troligen i det material som Fred Wänström fick med sig från Schweiz.

Efter krigslutet stod mängder med tekniker och experter utan arbete. Segrarmakterna såg till att försäkra sig om de mest betydande. Operation Paperclip tillförde exempelvis USA över 1200 forskare och experter inom olika områden. Alexander Lippisch och Hans Multhopp hamnade båda så småningom i USA.

Ett mindre antal kom till Frankrike och England, men med den brittiska ekonomin körd i botten fanns knappast några kvalificerade arbetsuppgifter för dessa, varför de flesta sökte sig till andra länder. Även svenska forskningsinstitutioner och SAAB, passade på att förse sig med tysk spetskompetens.

Klaus Oswatitsch var österrikare och elev till Prandtl. Han var professor i gasdynamik och under kriget arbetade han med utloppsdysan till V2 under Wernher von Braun. 1949 kom han via England och Frankrike till KTH där han stannade som lärare och forskare fram till 1956. Oswatitsch införde undervisning i ämnet gasdynamik och har haft stor betydelse för strömningskunnandet i Sverige. Oswatitsch samarbetade också med matematikern Friedrich Keune och Horst Merbst arbetade vid KTH med instationär aerodynamik.

Dr Siegfrid Rasch kom till KTH och var expert på tröghetsnavigering. Även Frida Seebaude kom till KTH från Göttingen och var expert på numeriska beräkningar

Siegfrid Erdmann, kallad ”jordgubben”, arbetade från oktober 1939 till krigsslutet vid försöksanstalten Peenemunde direkt under Wernher von Braun. Erdmanns specialitet var tryckfördelningsmätningar vid supersoniska hastigheter och kom efter kriget att ligga bakom utveckling och drift av KTHs vindtunnlar. Han kom därmed att påverka flygplan 29 och 35. Erdmann lämnade Sverige efter 5 år och blev sedermera professor i Delft.

Josef Käufl arbetade med vindtunnlar vid FFA och flyttade till Tyskland efter sin pensionering. Paret Käufl trivdes emellertid inte i sitt gamla hemland och bosatte sig istället i Lund.

Herbert Schuh, kallad ”dojan” var expert på värmeöverföring och kom via KTH till SAAB.

Helmut Wittmeyer, ”fladdermusen” var expert på avancerade fladderberäkningar och anställdes direkt av SAAB, där han var verksam fram till sin pensionering.

Slutligen bör nämnas matematikern och aerodynamikern Hermann Behrbohm. Han arbetade under kriget vid Messerschmitt AG och kom 1951 till SAAB via Frankrike och anställdes som överljudsteoretiker för flygplan 35. Behrbohm blev 1960 chef för aerodynamikkontoret och från 1964 ledare för aerodynamisk FoU. Hermann Behrbohm gick i pension från SAAB 1972 och flyttade till England.

I nästa del tänker jag skriva lite om bakgrunden och tillkomsten av projekt 1200 - den framtida Draken.

Vägen till Draken – del 3. Den dubbla deltavingen

Runt krigsslutet gick den tekniska utvecklingen snabbt. Runt årsskiftet 1944/45 gav KFF uppdrag åt SAAB att projektera ett nytt jaktplan. Flygplanet Jx, var ett spitfireliknande propellerdrivet flygplan tänkt för att utrustas med en 2200 hk Rolls Royce Griffon med motroterande propellrar, tryckkabin och katapultstol och kallades L-27 på SAAB. Svenska Flygmotor arbetade samtidigt med en 24 cylindrig kolvmotor på 2500 hk kallad Mx. I juni godkände KFF SAABs utkast, och beteckningen J 27 reserverades. Flygvapenchefen, Bengt Nordenskiöld hade emellertid andra idéer och beslöt att flygvapnet skulle vara readrivet (rea, tidigare benämning för jet) och i september beslöts att både J 27 och Mx skulle avbrytas.

I november 1944 fick SAAB i stället i uppdrag att ta fram ett modernt jetdrivet flygplan med högsta fart kring Mach 0.85 och med sådana egenskaper att det kunde vara tjänst "under avsevärd tid". Resultatet blev J29 Flygande tunnan som gjorde sin första flygning redan 1948 och kom ut på förband i maj 1951.

Erfarenheterna från kriget och den snabba tekniska utvecklingen kom att innebära en snabbt förändrad hotbild och redan efter 1948 års försvarsbeslut startades en diskussion om en ersättare till flygplan 29. I september 1949 överlämnade KFF den första specifikationen till SAAB med följande huvudpunkter:

Kunna anfalla kärnvapenbestyckade bombplan på 11000 meters höjd och med fart nära mach 1.
Kunna flyga med underljudsfart upp till 15000 meter.
Kunna nå 1.5 mach (senare ändrat till 2.0 mach).
Använda flygvapnets befintliga baser.
Konstrueras med sedvanliga material.
Utrustas med Svenska flygmotors Glan på 50 kN dragkraft + ebk. (motor under utveckling)
Vapen 2 st. robotar typ 321 (även dessa under utveckling) och akan.

I början av december 1949 hade man från SAAB tagit fram 3 utkast för projekt 12, som presenterades för flygvapnet den 8 december.

Utkast 1: Typ Lansen med kraftigare motor.
Utkast 2: Typ 1210 – raketdrivet flygplan.
Utkast 3: Typ 1220 – Huvudalternativet. Ett flygplan med tunn pilvinge och vingspetsplacerade robotar (se figur 1).

Kunskapen om flygning nära- och över ljudets hastighet var fortfarande ett okänt område och teorierna var många. SAAB.s. forskningschef Frid Wänström var tveksam till vindtunnelförsöken och ansåg praktiska flygprov bättre. I januari 1950 föreslog han därför ett försöksplan kallat ”Ljudvallen”, för att utforska flygegenskaperna i hela fartområdet. ”Ljudvallen” skulle kunna flygas under 1951, kunna nå mach 0.9 i september och överljud sommaren 1952. Därefter skulle man med stor säkerhet kunna besluta om vilken konfiguration som borde användas. ”Ljudvallens” kostnader uppskattades till 4 - 5 miljoner kronor (i dagens penningvärde cirka 75-95 miljoner). KFF valde att inte gå vidare med denna lösning.

Vilka var då de problem vid flygning nära, eller över ljudhastigheten som SAAB-folket nu måste lära sig hantera?

Stabilitet och vågmotstånd
Den punkt där all lyftkraft från bärytorna tänks sammanfalla kallas lyftkraftscentrum eller tryckcentrum Tc. För att flygplanet skall vara stabilt måste tyngdpunkten Tp alltid ligga framför Tc. Då vill flygplanet egentligen dyka, men detta motverkas av stabilisatorn som ger en nedåtriktad kraft. Utsätts flygplanet för en störning, strävar flygplanet efter att återgå till sitt tidigare läge. Om Tp däremot ligger bakom Tc är flygplanet instabilt och varje störning måste kompenseras med roderutslag. Tyngdpunktens läge måste dessutom få variera inom fastställda gränser under flygning beroende på minskad bränslemängd, fällning av vapenlast, mm och längdstabiliteten kommer då också att variera.

Luftströmmen runt ett flygande föremål är alltid högre än föremålets fart genom luften eftersom luften inte kan passera rakt igenom, utan måste ta sig runt föremålet. Vi får alltså en lokal hastighetsökning för att inte vakuum ska uppstå. När flygplanet närmar sig ljudhastigheten, kommer strömningen över vissa delar därför att nå ljudhastighet före resten av flygplanet. (Den lägsta hastighet där detta fenomen uppkommer kallas kritiskt machtal). När luften sedan åter bromsas upp till underljudsfart uppstår en stötvåg av ljudvågor som ”hunnit ikapp” varandra. Denna stötvåg innebär en kraftig ökning av motståndet och gör att luftmotståndet ökar kraftigt vid hastigheter i närheten av Mach 1. Dessa stötar kan ge upphov till tryckcentrumvandringar som påverkar stabiliteten, liksom buffetting, dvs. vibrationer och skakningar i flygplanet. Denna typ av motstånd kallas vågmotstånd och är försumbart vid låga flyghastigheter. Vågmotståndet är den dominerande anledningen till att luftmotståndet ökar kraftigt vid hastigheter i närheten av Mach 1.

Vid överljudshastigheter bildas istället en konformad stötvåg som vi uppfattar som en ljudbang, även om det egentligen är ett kontinuerligt ljudfenomen som följer flygplanet. På en normal vinge ligger Tc ungefär 20 % in på vingens medelkorda (korda = ett tvärsnitt av vingen). När vågmotståndet ökar förflyttar sig tryckcentrum bakåt till ungefär 50 % av kordan. Denna förflyttning innebär att nosen tenderar att sänkas och att stabliteten ökar.

Utöver vågmotståndet talar man också om formmotstånd, friktionsmotstånd, interferensmotstånd och inducerat luftmotstånd. De flesta typerna av motstånd var redan väl kända och kunde rimligt väl beräknas. Vågmotståndet var däremot ett fenomen som man inte behövt ta hänsyn till tidigare och osäkerheten var därför stor.

Friktionsmotståndet som beror på att luften bromsas upp längs flygplanets yta och påverkas av bl.a. ojämnheter, ytjämnhet och finish. Vid höga hastigheter gör friktionen att skaltemperaturen blir hög och kan påverka skalmaterialet.

Överljudsflygningens huvudproblem var enligt SAAB.s projektledare Erik Bratt främst att minska allt motståndet och då speciellt vågmotståndet tillräckligt mycket för att tillgänglig motor ska kunna prestera specificerad maxfart och att konstruera tillräckligt kraftiga roder och servon, samt åstadkomma konstgjorda spakkrafter i proportion med roderutslagen.

Den dubbla deltavingen

Hur skulle vingen utformas? Olika vingformer ger olika motstånd och lyftkraft, se figur 2.

Kanske en kraftigt svept pilvinge? Eftersom flygplanet skall kunna operera på hög höjd krävs stor spännvidd. Samtidigt måste av motståndsskäl vingprofilen vara tunn, dvs. vingprofilen ska ha en liten höjd i förhållande till dess längd. Då fås problem med vingens hållfasthet, speciellt vid vingroten. Utrymmet för bränsle, landställ och invändiga vapen kommer dessutom att begränsas av den tunna vingen. Hållfasthetsmässigt blir det också svårt att hänga yttre laster.

En deltavinge då? Fördelen är att vingprofilen blir lång vid vingroten och kan därför göras tjockare med bibehållen relativ slankhet. Hållfasthetsmässigt är det inte längre några problem. Vi har utrymme för bränsle, landställ och inre beväpning och en stark vinge att hänga yttre beväpning i. Kravet på landningssträcka kräver stor vingyta vilket också deltavingen ger. Däremot blir spännvidden liten eftersom vi behöver en kraftigt bakåtsvept vinge för att minska vågmotståndet och ger alltså problem vid flygning på höga höjder.

Erik Bratt föreslog därför en kraftigt svept deltavinge, där framkanten bryts ungefär vid mitten på vingen och sedan dras spännvidden ut från den punkten. Då får vi stor bygghöjd vid roten, en kraftigt svept vinge och samtidigt stor spännvidd. Den dubbla deltavingen var född.

På en deltavinge bildas en stabil virvel kring den svepta framkanten. Virveln ligger kvar upp till höga anfallsvinklar och skapar en jämn lyftkraftskurva även vid höga anfallsvinklar. Se figur2 och 3.

På den dubbla deltavingen fortsätter virveln från innervingen rakt bakåt. I vingknäcken bildas en ny virvel längs yttervingens framkant. I februari 1951beskrevs den dubbla deltavingens för- och nackdelar.

+ Reducerad frontarea med bibehållen optimal vingyta.
+ Stor pilform på innervingen (77grader på Lilldraken och 76 grader på flygplan 35).
+ Tp och Tc kommer närmare varandra.
+ Gynnsammare areafördelning.
+ Höjd och skevroder kombineras och ger färre rörliga styrytor.

- Hög fart och hög anfallsvinkel i landningsfasen med dålig sikt och banan måste medge ett ”sättningsområde” i stället för en ”sättningspunkt.
- Man bedömde att fullt utvecklad stall inträffar först vid 30-40 graders anfallsvinkel och normal landning vid alfa cirka 20 grader därför inte bör ge några problem.
- Det skulle komma att krävas stora roderkrafter vid manövrering i hög fart.
(Risken för det som senare kommer att kallas superstall hade ännu inte uppmärksammats.)

Osäkerheten var som sagt stor och våren 1950 beslöts att ta fram ett försöksplan 210 för att testa framförallt lågfartsegenskaperna för den dubbla deltavingen. I juni 1950 fanns en preliminär specifikation framtagen.

Vägen till Draken – del 4. Lilldraken

Hur kunde man kunna skaffa mera kunskap om den dubbla deltavingen i väntan på att försöksflygplanet 210 kunde flygas? KTH blåste modeller i sin låghastighetstunnel men mindre kända aktiviteter är kanske de olika försök som gjordes med andra modeller? Man gjorde omfattande utprovning med hjälp av swinglinemodeller, skjutprov med raketmodeller för att kunna beräkna förväntat motstånd och stabilitet, samt i ett senare skede även tester med kastmodeller för spinnprov.

Kanske skulle det gå att flyga en linstyrd modell (swingline) av 210:an? Förslaget framkastades enligt Erik Bratt av Karl-Axel Jansson på SAAB som var en flitig modellbyggare De första modellerna byggdes i balsaträ och försågs med en enkel stötmotor av samma slag som drev tyskarnas V1. I princip består en sådan motor bara av en brännkammare och ett utloppsrör och processen styrs av en bladventil. Den utvecklade värmen gjorde emellertid att modellerna oftast brann upp och dessutom var det stora glapp i styrmekanismen som gav dåliga resultat. Hösten 1950 tillverkades därför två modeller i skala 1:7 i tunn aluminiumplåt och modellen styrdes nu från en centrumpåle försedd med en filmkamera som filmade modellen, tillsammans med ett mätinstrument som visade höjdroderutslag, läge och klockslag, se bild 1.

SAAB försökte att hemlighålla modellförsöken, och man flög därför tidigt på morgnarna. Den lilla stötmotorn förde emellertid ett ruskigt oväsen som väckte upp halva Tannefors och anställda började komma tidigt till jobbet för att bevittna ”flyguppvisningen”.

Modellen försågs även med olika typer av stabilisator, se bild 2 och dessa försök bekräftade vad aerodynamikerna redan förutspått. De kraftiga framkantsvirvlarna som beskrivits i del 3 träffade vid högre anfallsvinkar stablisatorn och förstörde totalt strömningen över denna med total instabilitet som resultat.

Till dessa stablisatortester bidrog troligen ett besök på SAAB av souschefen för flygförvaltningen, generalmajor Jacobsson. Efter att ha fått beskrivit för sig den dubbla deltavingens fördelar och nackdelar, liksom det ännu tänkbara alternativet med pilvinge, frågade SAAB:s chefsprojektledare Lars Brising om generalen hade något att tillägga? Generalen; ”Ni får bygga flygplanet bäst f..n ni vill, men det ska ha stjärt”! Brising och Bratt kom då överens om att göra en ritning med stabilisator, som kunde tas fram och visas vid kommande besök.

Trots att man redan beslutat att ta fram ett försöksflygplan för att testa dubbeldeltans lågfartsegenskaper fanns det fortfarande SAAB-medarbetare som tvivlade på dubbeldeltan och istället arbetade för den konventionella utformningen med pilvinge och stjärtparti. Det ovan skildrade besöket av souschefen bidrog självfallet också till osäkerhet om konfigurationen.

En tid efter generalens besök blev emellertid Erik Bratt uppringd av flygöverdirektör Westergård och ombads komma upp till flygstaben för att presentera SAAB:s tankar kring det nya överljudflygplanet. Souschefen var bortrest, men däremot deltog flygvapenchefen, Bengt Nordenskiöld. Efter Eriks Bratts presentation av de två olika alternativen frågade Nordenskiöld vilket alternativ som var det bästa? På Eriks svar att enligt hans mening dubbeldeltan var bäst, svarade Nordenskiöld; ”Varför arbetar ni inte enbart med den då? Från och med nu ska ni inte arbeta med något annat alternativ!” och lämnade sedan lokalen.

Därmed upphörde också alla interna diskussioner om alternativa lösningar.

I maj 1950 startade det egentliga konstruktionsarbetet på SAAB 210. Med Erik Bratt som projektledare och konstruktionsansvarig arbetade ett 10-tal personer med 210:an. Konstruktionsgruppen bestod av S. G. Persson och Hans Zetterberg (skrov), Wallis Laudon (roder), Gunnar Palm (el), Otto Blomberg (styrorgan och hydraulik), Östen Lindgren och Karl Erik Axen (motorinstallation), Bengt Fåk (landställ), Rune Gustafsson (hållfasthet) samt Kenneth Lindqvist (administration och specifikationer).

Flygplanets skala var 1: kvadratroten ur 2, dvs. 0,707 gånger fpl. 35:s storlek och byggdes i skalkonstruktion med kroppen sammanbyggd med innervingen. En katapultstol från J 21 användes och blev dimensionerande för kabinen som försågs med en avlyftbar och kastbar huv. Landstället var till hälften infällbart och utan några landställsluckor. Infällningen av landningsstället gjordes hydrauliskt och utfällningen med hjälp av ställets tyngd och luftkrafterna. Yttervingen monterades till innervingen och försågs med ”elevons”, dvs. kombinerad höjd- och skevroder. Styrningen skedde med hjälp av linor kopplade till två st. J 29 servon, ett i varje vinge. Bakkroppen sammanbyggdes med fena och sidroder och i bakkanten på innervingen fanns vingklaffar manövrerade via en el-domkraft.

En nyhet var att flygplanet försågs med en bromsfallskärm. Denna utprovades med hjälp av en lastbil där mekanismen för utfällning och losskoppling av skärmen, lämplig linlängd, bromskraft, verkande krafter i infästningspunkten vid utfällning, mm provades ut. Högsta fart för testerna begränsades till lastbilens maxfart som var drygt 100 km/h. Osäkerheten om var lyftkraftscentrums läge (Tc, se del 3) kom att hamna var stor, så för att kunna ändra flygplanets tyngdpunkt under flygning fanns en främre och en bakre tank, mellan vilka en blandning av vatten och glykol med hjälp av tryckluft kunde pumpas via ett reglage i kabinen. Detta arrangemang ersattes senare av på marken utbytbara tyngder.

Som motor valdes den engelska Armstrong Siddeley Adder med statisk dragkraft på 477 kp vid marknivå. Se även bild 3. Flygplanet var försett med en kroppstank som rymde 65 liter och två vingtankar, tillsammans rymmande 280 liter flygfotogen MC 75.

I februari 1951 var allt underlag klart och utlämnat till experimentverkstaden under Willy Wentzels ledning. Den 17.e augusti 1951 lyftes kropp- och innervingen ur sin jigg och i början av november var flygplanet klart för motorkörning och rullprov.

Vid motorkörning, visade det sig att roderservona vibrerade kraftigt vid vissa varvtal. Detta var inget som märkts vid tidigare tester, när rodersystemet hade körts via en slang från ett yttre hydraulaggregat. Efter många försök visade det sig att servosystemet, till stor del taget från 29:an var för kraftigt, men att slangen mellan flygplanets system och den externa hydraulpumpen hade dämpat tryckstötarna. Problemet löstes slutligen genom att lägga in en 8 meter lång hydraulslang i vingen mellan hydraulpumpen och servosystemet.

I börja av december påbörjades de första rullproven och så var 210:an klar för flygning, framtagen på rekordtiden 17 månader till en kostnad av 1,7 miljoner, 300 000 kr under budget (I dagens penningvärde ca 27 miljoner, ca 4,7 miljoner under budget).

Av någon anledning meddelade SAAB strax före jul att försöksflygplanet Draken gjort sin första flygning. Namnet draken kommer av deltavingens form och har inget med myternas eldsprutande drake att göra. Erik Bratt tyckte inte om namnet, men hans hustru tyckte det var trevligt: ”Det är inte alla SAAB-fruar som får ett flygplan uppkallat efter sig”.

En lång period med dåligt väder följde, varför bara rullprov och kortare ”hopp” upp till två meters höjd utmed banan kunde göras. Några noteringar från rullproven var bland annat att flygplanet lättade vid 180-190 km/h och att flygplanet var lättmanövrerat, dock var skevstyrningen i lättaste laget. Kursstabliteten vid taxning var bra och sikten i normalläge god.

Den 21 januari 1952 var det så äntligen dags för SAAB:s chefsprovflygare Bengt Olow att genomföra premiärflygningen (bild 4). Starten från bana 29 gick utan problem och efter 30 minuters flygning landade Olow efter en lång och flack plane’, med sättning utan någon markerad upptagning vid ca 200 km/h. Orsaken till landningsmetoden var osäkerheten kring stabliteten och den begränsade sikten vid landning med hög anfallsvinkel.

Den egentliga flygprovperioden kunde starta.

Parallellt med arbetet med SAAB 210 fortsatte arbetet med projekt 1250, dvs. flygplan 35 och redan i april 1952 beställde flygförvaltningen 2 (senare 3) stycken provflygplan SAAB 35 Draken.

Åter till modellförsöken.
I mars 1951 gjordes skjutprov med en modell av flygplan 210 på den isbelagda sjön Sommen i samband med att KFF och FC gjorde undersökningar av motståndet hos olika kroppar vid höga hastigheter. Modellen som var i skala 1:7 hade tillverkats av svetsbar aluminiumplåt i två halvor och med en 10 cm övningsraket utan stridskon som drivkälla. Modellen startades på isen och var därför försedd fastnitade glidskenor på modellens undersida. På isen hade man på en sträcka av 600 meter satt upp markeringar på var 50 meter och kameror var utplacerade vinkelrätt mot skjutriktningen. Raketen startades med hjälp av elektrisk tändning och steg till 10-20 meters höjd, varefter den fortsatte cirka 1000 meter och sedan slog genom isen. Flygtiden var cirka 3 sekunder, varför flyghastigheten som högst låg runt ljudhastigheten. Modellen var rimligt kursstabil, men däremot rollade modellen kontinuerligt under hela flygningen, troligen beroende på att modellen inte var helt symetrisk, eller störningar i starten pga. ojämnheter i isen.

Baserat på dessa prov fortsattes proven på F12:s skjutfält vid Sandby på Öland under augusti-september 1951. Skjutledare liksom vid de tidigare skjutproven var flygingenjör Sune Stark från FC.

Sune Stark var en skicklig modellflygare och blev även världsmästare i modellflyg 1951. KFF och FC svarade för den tekniska delen och SAAB konstruerade och tillverkade fem raketmodeller, se bild 5 och 6. Modellerna startades liksom tidigare med elektrisk tändning från en 5 meter lång startramp med 1 grads stigning. För att raketen skulle ha full dragkraft i startögonblicket, hölls modellen fast med en tunn tråd som slets av när dragkraften blev tillräckligt hög. Liksom tidigare sattes skyltar upp med noggrant uppmätta avstånd på en sträcka av totalt cirka 1000 meter. För att fotografera modellens rörelse i längdled använde man sig av tre filmkameror, varav en höghastighetskamera. Vidare användes fem kulsprutekameror placerade mitt i banan för att fotografera modellen i höjdled. Modellens flygtid var cirka 8-9 sekunder. Mach 1.2 uppnåddes efter ungefär 110 meter och efter ungefär 350 meter hade farten sjunkit till mach 1.0. Total flygsträcka var ungefär 3000 meter.

Utvärderingarna av filmerna gav tillräckligt bra resultat för att kunna beräkna motståndskurvorna för modellens passage genom transsoniska-området, ett måste för huvudprojektet.

Några data för flygplan 210:
Längd: 8,8 m
Höjd: 2,78 m
Spännvidd: 6,35 m
Startvikt: 1175 kg
Bränslemängd: 345 liter
Landningsfart: 190 km/h
Max. fart: 545 km/h (2000 m)
Stighastighet: 8 m/s (2000 m)
Flygsträcka: 280 km
Startsträcka: 900 m
Landningssträcka: 300 m (utan bromsskärm). 200 m (med bromsskärm)

I nästa del tänker jag berätta lite kring flygproven av SAAB 210, bl.a. om världens första superstall. Troligen blir det sedan ytterligare minst en del om framtagningen av SAAB 35 Draken om ni fortfarande orkar?

Vägen till Draken Del 5 Utprovning av Lilldraken.

Mätutrustning

Fram till och med SAAB 21 användes i stort sett ingen speciell utrustning för registrering av provdata mer än provflygarens knäblock. SAAB:s provflygare Claes Smith har berättat att han själv fick köpa en yttertermometer i järnhandeln för att kunna mäta temperaturen och med svårigheter lyckades få tillbaka sitt utlägg på 4 kr och 50 öre från ekonomiavdelningen.

Den första egentliga registreringsutrustningen som användes var en finsk utrustning som av SAAB-folket kallades Mata Hari. Instrumentet mätte höjd, fart och stig/sjunkhastighet samt temperatur och tid. Mätenheterna påverkade vridbara speglar som belystes av en lampa och ritade via en slits fem spår på en elmotormatad filmremsa försedd med tidsmarkeringar. Instrumentet användes under utvecklingen av fpl. 18 och 21. När ”Mata Hari” tjänat ut donerades huvudparten av utrustningen till flygvapenmuseum.

Så småningom tillkom en kamerapanel. Att direkt filma förarens instrumentpanel fungerade inte pga. ljusförhållande, reflexer, mm. Viktiga instrument dubblerades och placerades i något tillgängligt mörkt utrymme, där panelen belystes av en ljusramp och filmades av en kamera som fjärrstyrdes av föraren. När fpl. 29 togs fram ställdes helt andra krav på insamling av provdata och ny och förbättrad mätutrustning fick införas. Detta var emellertid inte alltid uppskattat av de äldre förarna som nu var tvungna att följa i förväg bestämda provprotokoll och inte längre kunde genomföra flygpassen efter egna idéer.

Med erfarenheter från 29:an utrustades SAAB 210 därför med en för sin tid avancerad mätutrustning. En kamerapanel försedd med fart- och höjdmätare, klocka, ytterlufts-temperatur, utloppstemperatur, varvräknare samt tryck- och temperatur i motorrummet. bild 1.

En 12 kanals slingoscillograf som på elektrisk väg registrerade mätsignaler med smala ljusstrålar på ett ljuskänsligt papper användes för att registrera bl.a. rodervinklar, elevonkrafter, rodermoment, klaffvinkel, gir- och rollhastigheter samt girvinklar. En trådspelare ( bandspelarens föregångare), gav föraren möjlighet att kommentera flygningen. Mätregistreringen styrdes av föraren från en manöverpanel i flygplanet. Såväl datorer som telemetri existerade fortfarande inte varför ett stort manuellt arbete fick göras för att sammanställa provdata efter varje provflygning. En grupp kvinnor omvandlade instrumentutslagen till tabellvärden. Oscillogrammen läste flickorna först genom mätningar med linjal och senare med speciella läsapparater som skapade en hålremsa. Bild 2 och 3.

Efterhand tillkom mer mätutrustning. För att studera strömningsbilden över vingen limmades ett stort antal ulltrådar på vingen och en kamera monterades på fentoppen. Provflygaren kunde med denna fotografera strömningsbilden på vingen vid olika farter och flyglägen, samtidigt som han talade in kommentarer på trådbandspelaren. Efter framkallning av bilderna och utskrift av kommentarerna kunde så strömningen studeras och analyseras (bild 4).

För att kunna avgöra hur raketer eller robotar uppför sig vid skjutning var det viktigt att förstå hur strömningen framför vingen uppförde sig. Detta studerades genom att montera en stång med vindflöjlar under nosen och anfallsvinklar och snedanblåsning kunde registreras med mätutrustningen. Flöjlar placerades även på pitotrörsbommen.

Tyngdpunktsläge
Så fort någon förändring av flygplanet eller dess utrustning gjorts måste tyngdpunktens läge bestämmas. Detta är viktigt i första hand för pilotens säkerhet, som vi såg i del 3 så blir ju flygplanet instabilt om tyngdpunkten kommer bakom tryckcentrum, men det var viktigt även för att utvärderingarna av testresultaten skulle bli korrekta. Som vi vet rådde stor osäkerhet om hur tryckcentrum kom att förflytta sig. Bestämning av tyngdpunkten är normalt en ganska tidsödande procedur som gjordes genom att placera flygplanet på tre vågar, en under varje hjul och därefter kunde tyngdpunkten beräknas matematiskt. De tillgängliga vågarna hade dessutom dålig mätnoggrannhet, varför resultaten inte blev tillräckligt exakta. Tage Roos kom då på en unik metod som kallades för skallinjemetoden. På sidan om vänster landställsutrymme monterades en tyngdpunktsskala. Med föraren och huven på plats höjdes flygplanets nos upp till dess att flygplanet balanserade på huvudhjulen. Med hjälp av ett snöre och ett lod från skalan, ner till en markerad punkt på hjulnavet, kunde man så direkt läsa av tyngdpunktsläget. Metoden illustreras i bild 5. Bild 5a visar flygplanet i sitt normala tyngdpunktsläge, där snöret måste hållas mitt på skalan för att lodet skall träffa punkten på hjulnavet. Bild 5 b illustrerar ett baktungt flygplan. En ytterst litet lyft måste göras innan flygplanet balanserar och snöret måste flyttas längre bak på skalan. Bild 5 c slutligen visar ett framtungt flygplan där nosen måste lyftas högre för att kunna balansera och snöret flyttas längre fram på skalan.

En tyngdpunktsbestämning tog nu bara några minuter att göra och var mycket exakt. Det hände ibland att föraren av en vänlig mekaniker fick höra: ”Oj då, vad mycket du har ätit till lunch idag!”

Motorstyrkan

Ett problem för utprovningen var motorns dragkraft. Flygplanet var motorsvagt och varma sommardagar var dragkraften otillräcklig för flygning och flygproven måste utföras på morgnar och kvällar. Motorn måste därför också köras på höga varvtal under långa perioder som gjorde att den slets hårt och turbinskador var vanliga. För den skull hade man två motorer, så att flygningarna kunde fortsätta medan den andra motorn renoverades hos tillverkaren i England. Motorstyrkan medgav inte heller några mer avancerade manövrar förutom roll. Flygtiden var som regel maximalt 30 minuter. En ingenjör på SAAB skaldade; ”Roll ett varv var den manöver Klinker tog, ett pass var över.”

Provflygarna

Provflygarna Bengt Olow, Olle Klinker, Karl-Erik Fernberg och Ceylon Utterborn från SAAB utförde de olika flygproven med fpl 210. Se bild 6. Chefsprovflygaren Bengt Olow gjorde som sagts första flygningen, men då även utprovning av fpl 32 Lansen och nyare versioner av fpl 29 pågick, kom en stor del av utprovningen att göras främst av Olle Klinker och K-E Fernberg.

Redan några veckor efter den första flygningen fick Ulf Sundberg från Försökscentralen flyga 210:an och senare flögs den även av Bengt Fryklund, Gösta Tullsson och Gunnar Juhlin från FC. (Fryklund anställdes senare som provflygare på SAAB och omkom under utprovning av fpl 32)

Bengt, Olle och Karl-Erik var ganska kortväxta, vilket fick samma SAAB ingenjör att skalda; ”Lilldrakens skala var roten ur två – tänk det var pilotens också.”

Flygproven.

Under flygplanets aktiva tid genomfördes mängder med prov, som utrymmet inte medger att beskriva i detalj. I det följande har jag därför valt att beskriva några av de mer ovanliga, eller speciella flygprov som gjordes.

Flygprov för att undersöka och förbättra flygplanets längdstabilitet kom att dominera provverksamheten under hela provperioden.

Några exempel på stabilitetsprov var undersökning av flygplanets statiska och dynamiska längd, gir- och rollstabilitet, samt avkapning av fenan för att efterlikna fpl 35. Prov med olika typer av vortexgeneratorer, och prov med olika utföranden och placering av antenner och landställsluckor gjordes. De senare proven visade att girstabiliteten kraftigt försämrades med vertikala noshjulsluckor, varför man för fpl 35 ändrade dessa till att vara horisontala i utfällt läge.

Man prövade också en utfyllnad mellan ytter-och innervinge i trä för att få en rundad övergång mellan sektionerna. Vid vissa anfallsvinklar förbättrades stabiliteten, men vid baktunga tyngdpunktslägen blev stabiliteten kraftigt försämrad.

Andra stabilitetsprov som gjordes var förberedelser för fpl 35:s beväpning genom att undersöka längd- och girstabilitet med nedskalade attrapper av robot 321 och attackraketer, samt med kanonmynningar (30 mm akan) i vingframkanten bakom luftintagen.

Som berörts tidigare gjordes också olika typer av strömningsmätningar på vingen, bl.a. med hjälp av vindfanor, dvs. ulltåtar.

Några annorlunda prov var markinterferensprov, anfallsvinkelskalibrering och stabilitetsderivator.

Markinterferens är den inverkan på flygplanet som närheten till marken ger vid start och landning och som är mer märkbar för deltavingar. Markeffekten visar sig här förbättra stabiliteten. Proven gjordes genom att flyga på absolut lägsta höjd över SAAB-fältet samtidigt som flygplanet filmades. Genom att sedan jämföra resultaten med motsvarande flygningar på 80 meters höjd kunde inverkan av markinterferens bestämmas. Dessa prov var svåra eftersom sikten framåt vid högt alfa (mest intressant) var obefintlig. Genom att se ut åt sidan och efter mycket träning kunde man så småningom göra prov på 0,5 – 5 meters höjd.

För att kalibrera anfallsvinkelmätaren letade man upp en lämplig plats i Kolmården, utmed Bråviken i trakterna av den nuvarande djurparken. Här placerades en filmkamera 80 meter upp på berget och 210:an filmades när den med olika anfallsvinklar och stabil fart passerade cirka 200 meter från kameran. Vi har ju tidigare sett hur det inducerade motståndet kraftigt ökar vid högt alfa och provförarens utmaning var därför att ha tillräcklig dragkraftsreserv kvar för att kunna accelerera och stiga när provlöpan var slut.

I början av 50-talet utvecklades metoder för att förenkla mätning av matematiska storheter med så kallad linjärisering i form av stabilitetsderivator (något förenklat kan en derivata sägas vara en rät linje som tangerar en kurva i en viss punkt). För att bestämma dessa storheter utvecklades ”pulsmetoden” som innebär att föraren i ett visst bestämt läge gör ett bestämt, noga kontrollerat roderutslag och omedelbart återgår till utgångsläget. Den störning som flygplanet då utsätts för registreras av mätutrustningen. Metoden kom sedan att ligga till grund för mätningar på såväl fpl 35 som på fpl37.

Några flygprov med oväntade resultat

Inre delen av vingens bakkant hade försetts med en klaff, manövrerad med en eldomkraft. Det visade sig att landningsklaffen inte var till någon nytta på deltavingen och den användes istället av förarna som trimroder. Utslagsområdet var stort, varför det kunde bli stora trimändringar om den genom ett förar- eller tekniskt fel flyttades mot något av ändlägena. Just detta skedde vid en provflygning. Klaffen gick till sitt bottenläge och kunde inte flyttas tillbaka. Föraren, Olle Klinker tvingades använda fullt höjdroderutslag för att kompensera nossänkningen. Tack vare de tidigare beskrivna trimtankarna kunde tyngdpunktsläget ändras och en kontrollerad landning genomföras, vilket varit omöjligt utan möjlighet till tyngdpunktsändring.

Ett starkt önskemål från provflygarna var att dra tillbaka luftintagen för att förbättra förarens sikt, speciellt vid landning med hög anfallsvinkel. Vindtunnelprov och swinglinemodellerna hade emellertid visat att strömningen kring inner- och yttervingarnas framkanter påverkade stabiliteten och därför var osäkerheten stor vad tillbakadragna intag skulle innebära. Som ett första steg gjordes en mindre förändring av de existerande intagen för att förbättra strömningen. Efter denna förändring kallades 210:an 210A. Därefter togs nästa steg och luftintagen drogs tillbaka cirka en meter samtidigt som nosen förlängdes och flygplanet, nu kallat 210B fick då

Drakens typiska utseende.
Vid de följande flygproven visade det sig emellertid att vid ungefär 8 graders alfa uppträdde ett fenomen som brukar kallas tätning. Tätning innebär att en sväng blir brantare av sig själv, dvs. belastningen ökar beroende på att lyftkraftscentrum Tc (avsnitt 3) flyttas framåt och nosen höjs i loopingplanet. Detta måste korrigeras med att spaken förs framåt. En sådan instabilitet kan inte accepteras och en massa möjliga lösningar prövades. Vortexgeneratorer, kallade virveldelare testades i olika utföranden, även framdragna runt framkanten som s.k. stallfenor. Funktionen för dessa kommer att beskrivas närmare i del 6. Vindtunnelprov hade pekat på att en störlist utmed innervingens framkant, (se bild 7) kunde lösa problemet.

Flygproven utfördes först med korta, men efterhand med allt längre störlister, tills hela innervingens framkant var försedd med störlist. Efter att Olle Klinker genomfört en provflygning utan några oväntade problem och låg i plane’ för landning, rapporterade trafikledaren att ett fordon var på väg att köra ut i den bortre banändan. Olle hade kommit så långt i landningsfasen att det inte gick att dra på och göra ett nytt varv på grund av den svaga motorn och dess långsamma accelerationstid. På några meters höjd ökade han därför anfallsvinklen något mer än vad som gjorts under provet för att göra en kort landning. Nosen höjdes då mycket snabbt och trots snabbt motsatt höjdroder sjönk flygplanet igenom och satte sig hårt utanför förarens kontroll. Ett vindtunnelprov visade efteråt att den störlist som testades mycket riktigt gav en kraftig nos upp verkan vid några grader högre alfa än som prövats under flygningen. Flygprov för att förbättra främst längdstabiliteten kom att pågå under fyra års tid.
Den 25 mars 1953 flög Olle Klinker ett flygprov som avsåg att undersöka flygegenskaperna vid maximal anfallsvinkel genom att med alfa runt 25 grader efterhand minska farten i små steg. Flygplanets höga inducerade motstånd (se del 3) innebar att det inte gick att hålla höjden ens vid fullt pådrag pga. den svaga motorn. När farten sänktes till 130 km/h, höjdes nosen helt oväntat kraftigt till ett nästan lodrät läge och därefter kom en nästan lika kraftig nossänkning. Flygplanet fortsatte sedan att pendla mellan dessa två ytterlägen under en svag vänstergir och med kraftig höjdförlust. Inga roderrörelser verkade kunna påverka flygläget. Motorn gick emellertid fortfarande och Olle upptäckte att han kunde påverka pendlingarna genom att minska och öka gaspådraget och samtidigt föra spaken framåt och bakåt i takt med pendlingarna. Så ökade plötsligt farten under en nedåtpendling och höjdroderverkan återficks i samma ögonblick som Olle beslöt att skjuta ut sig. Marken var nu mycket nära och efter en försiktig upptagning kunde Olle försiktigt andas ut. Flyghöjden var då drygt 100 meter. Mätutrustningen hade fungerat och den efterföljande analysen visade att urgången gjordes med nosen pekande maximalt nedåt, spaken fullt fram och med fullt motorvarv. Detta blev sedan den rekommenderade metoden för att komma ur ett sådant läge. Världens första superstall hade tack vare provflygarens lugn och erfarenhet fått ett lyckligt slut!

1954 fanns tankar om att bygga om 210:an till en skolversion, men planerna kom aldrig längre än till diskussioner.

Sista flygningen med Lilldraken gjordes av Ceylon Utterborn 25 oktober 1956. Flygplanet hade då gjort 887 starter med en sammanlagd flygtid på 286 timmar.
Idag kan flygplanet ses på flygvapenmuseum utan motor och med monterad robotattrapp och raketattrapper.

I nästa del som troligen blir den sista i serien planerar jag att titta på framtagningen av fpl 35, bl.a. utvecklingen, prototyperna, virvelgeneratorer och superstall fram till Drakens introduktion på förband.

Vägen till Draken Del 6 Utveckling och förbandsintroduktion

Detta är sista avsnittet i serien om vägen till Draken. För värdefull hjälp med detta avsnitt vill jag tacka Carl-Olof Persson, av alla vänner inom flygvapnet känd under sin signatur PES.

PES som har mer än 1800 timmar på flygplan 35 och som superstallsinstruktör gjort över 1000 superstallar, har varit vänlig att läsa och kommentera avsnittet om de mera allvarliga problem som kvarstod vid förbandsintroduktionen.

Utvecklingsarbete

Som tidigare nämnts så pågick arbetet med projekt 1250 parallellt med Lilldraken och i april 1952 beställde flygförvaltningen 2 (senare 3) stycken provflygplan Saab 35. I maj bildades en kärngrupp för utvecklingsarbetet genom att huvudparten av 210.ans utvecklingsteam övergick till projekt 1250. Skrovkonstruktören S G Persson gick emellertid över till Saab:s robotutveckling och ersattes av Ingvar Eriksson. Redan på hösten 1952 hade gruppen utökats till ett 50-tal medarbetare och efterhand som tekniker kunde frigöras från fpl. 29 och fpl.32 växte gruppen ytterligare för att som mest bestå av över 200 personer (vissa källor anger till och med 500 personer).

Lars Brising var chef för all flygteknisk utveckling på Saab. Erik Bratt ledde konstruktionsarbetet med Olof Esping som assistent. Chef för beräkningsavdelningen var Hans Löfkvist, Kurt Lalander var som utprovningschef ansvarig för all provverksamhet och Bengt Olow flygprovchef. Chef för markprovning var Axel Strömberg. Utprovningsledare för fpl 210 och 1250 var Olle Klinker. Veikko Linnaluoto och Åge Röed ansvarade för aerodynamikdelen och för hållfasthet svarade Fred Turner och Erik Nilestam. Willy Wentzel hade en mycket viktig roll som chef för experimentverkstaden och under projektuppstarten medverkade även forskningschefen Frid Wänström och Hans-Olof Palme. Bild 1.

I augusti 1952 kom besked från Flygförvaltningen att all utveckling av STAL.s motorer Dovern och Glan skulle avbrytas till förmån för den engelska motorn Rolls Royce Avon. Lyckligtvis för projekt 1250 hade man ännu inte hunnit speciellt långt med motorinstallationen. Värre var det för projekt 1150 (fpl 32) där i stort sett alla ritningar låg klara. Huvudorsaken till motorbytet var troligen att Dovern var nära ett år försenad, samtidigt som Avon hade flugits över 30 000 timmar mot Doverns 125 timmar vilket naturligtvis var en viktig flygsäkerhetsaspekt. Nedläggning av de svenska motorprojekten och licenstillverkning av Avon i Sverige skulle dessutom medföra en uppskattad besparing på 100 miljoner (1.5 miljarder i 2018 års penningvärde).

Vindtunnelprov

En större vindtunnelmodell tillverkades och blåstes i Cornell Universitys överljudstunnel i USA. Resultaten pekade på att vågmotståndet (se avsnitt 3) troligen var högre än beräknat vilket naturligtvis orsakade en hel del oro. Bristen på överljudstunnlar gjorde att Saab beslöt att bygga en egen vindtunnel för överljud, på Saabvis av något annorlunda konstruktion. Själva tunneln tillverkades av Dortmunder Union Bruckenbau Werk i Tyskland och den optiska utrustning som krävdes för att fotografera resultaten konstruerades och tillverkades vid dåvarande optiknämnden på KTH i Stockholm.

Fyra Rolls Royce Goblinmotorer som inte längre var flygvärdiga sög in luft via det stora luftintaget till höger på bilden. Utblåsningen från motorerna bakom mätsträckan skapade sedan det nödvändiga suget i mätsträckan. På så sätt undvek man behovet av bergrum, fläktar, mm. Den stora nackdelen var bullernivån och bränsleförbrukningen under prov, cirka 8000 liter/timma. Ett normalt prov tog emellertid bara cirka 10 minuter. Mätsträckan var variabel för att kunna utnyttja tunneln även vid underljud genom att munstyckena var utbytbara. För överljud fanns tre uppsättningar munstycken för Mach1,2 – 1,3 och 1,4. Största spännvidd på modellerna var cirka 20 cm. Totalt var anläggningen cirka 50 meter lång, varav huset 17x17 meter. Tunneln tillkom på initiativ av forskningschefen Frid Wänström och konstruerades av aerodynamikern Åke Anderberg. Tunneln blev klar för användning i februari 1952 och revs någon gång på 60-talet.

Mer konstruktionsarbete och nya krav

Med början sommaren 1953 började ritningar sändas ut till experimentverkstaden och jiggar för tillverkningen började resas. Under arbetets gång ändrade flygförvaltningen kravspecifikationen vid flera tillfällen. KFF krävde nu inte bara att flygplanet skulle fungera som ett interceptflygplan för snabba attacker i hög fart på hög höjd. Flygplanet skulle nu kunna flyga Mach 2 bästa höjd och även kunna användas för spaningsuppdrag och för anfall på låg höjd. Detta innebar i sin tur mer omfattande beväpning, krav på utrymme för spaningskameror och radarutrustning, större bränslemängder och därmed ökad vikt.

Hösten 1954 var det först skrovet (bild 3) klart att lyfta ur jiggen.

Willy Wentzel, en förutseende man, hade låtit tillverka tre exemplar av alla komponenter med motiveringen att ”det blir ju ändå en tredje prototyp”. Officiellt motiverade han detta med att det behövdes tre exemplar av detaljerna utifall någon skulle bli felaktig.

Så småningom levererades den första motorn från SFA. En efterbrännkammare var under konstruktion, men kom inte att bli klar till de första flygningarna. 35-2, dvs. den andra prototypen låg ett halvår efter 35-1 och man beslöt därför att vänta med EBK till 35-2. Vid de första motorkörningarna uppträdde ett kraftig brummande ljud som berodde på olyckliga tryckändringar där de två luftintagskanalerna möttes. Genom att sätta in ett par böjda plåtar i insuget omedelbart före motorn löste Laban Bergström problemet. Saabhumorn döpte snabbt lösningen till ”Labans lösbehag”.

Flygutprovning

I början av oktober 1955 påbörjades de första rullproven tillsamman med motor- och bränsleprov och den 25 oktober var det så dags för den första flygningen. En 33 minuter lång premiärflygning genomfördes utan problem av Bengt Olow, varefter ett omfattande provprogram inleddes. Senare under hösten leverades de första motorerna från Rolls Royce och en av dessa monterades i 35-1. Fortfarande var motorn utan EBK, men hade större effekt än den ursprungliga motorn.

Flygproven genomfördes nu med efterhand ökande svårighetsgrad. 26 januari blev en minnesvärd dag, då ljudvallen för första gången passerads i planflykt. Saabs konstruktörer kunde andas ut för en tid. Dubbeldeltan kunde bevisligen flyga överljud!

23 mars 1956 flög den andra prototypen 35-2 blå Urban för första gången som planerat försedd med EBK. Under en flygning med 35-2 mars valde Bengt Olow fel reglage när han vid landningen skulle utlösa bromsskärmen och tog istället in landningsstället. Flygplanet skadade undersidan svårt och Bengt fick tillbringa en tid i gipsvagga. Efter haveriet utformades handtaget på landställsspaken som ett hjul och fallskärmshandtaget som en fallskärm för att undvika missförstånd.

19 april 1956 fick K-E Fernberg ingen indikering på att landstället var ute och låst före landning på Saab. Bränslet började ta slut och Karl-Erik dirigerades till Malmslätt för buklandning i gräset parallellt med banan. Landningen gick relativt bra, men även K-E fick en kraftig smäll i ryggen när framkroppen från hög anfallsvinkel slog i marken. Oturligt nog passerade flygplanet dessutom över en taxibana som skadade undersidan av planet svårt. Dessutom fylldes hela flygkroppen med jord. Utredningen visade att landstället fungerat felfritt, men en mikrobrytare hade krånglat och felindikerat. En dubblering av hela indikeringsfunktionen gjordes för att undvika felindikering. En annan modifiering blev att förse katapultstolen med en stötupptagande del för att undvika framtida ryggskador.

Med båda protyperna havererade försenades givetvis utprovningen, men efter några månader på verkstad var båda flygplanen åter i luften.

Under typutprovningen hittades förvånansvärt få problem som krävde omfattande förändringar. Redan under utprovningen av Lilldraken hade emellertid tippstörningar konstaterats och olika lösningar testats. Som vi såg i avsnitt 3 så bildas en stabil virvel kring den svepta framkanten på en deltavinge. Virveln ligger kvar upp till höga anfallsvinklar och skapar en jämn lyftkraftskurva även vid höga anfallsvinklar. På den dubbla deltavingen fortsätter virveln från innervingen rakt bakåt. I vingknäcken bildas en ny virvel längs yttervingens framkant. När anfallsvinklen ökar närmar dessa båda virvlar sig varandra och börjar rotera kring varandra. Slutligen lyfts virveln på yttervingen över innervingens virvel. Lyftkraften på yttervingen minskar och tryckcentrum ändras vilket resulterar i tippstörningar. Olika typer av virveluppdelare testades för att dela upp yttervingens virvel i flera mindre och därigenom minska störningen från innervingens virvel. Slutligen löstes problemet med hjälp av tre virveluppdelare på yttervingens undersida. Se bilderna 4 och 5.

Dessa visade sig också minska buffeting (vibrationer och skakningar) kring ljudhastigheten,

Flygplanet hade fortfarande en del problem med girstabiliteten och dessutom var den högsta operativa höjden ca 13000 meter, vilket ansågs för lågt. Dessa problem tillsammans med krav på ökade prestanda resulterade i en förlängning av bakkroppen för att sänka vågmotståndet och samtidigt få utrymme för en längre ebk. Förlängningen krävde i sin tur ett infällbart sporrhjul för att undvika skador vid landningar med högt alfa.

14 januari 1960 var en återigen en märkesdag för Saab när Erik Dahlström för första gången passerade mach 2 med 35011.

På förband

Under våren 1960 började de första serieflygplanen J35A att levereras till F13 i Norrköping. De första individerna hade svensktillverkade Avonmotorer och kort bakkropp. Flygplanen med serienummer till och med 35040 saknade också radar och siktesutrustning. Serienummer efter 35066 levererades med lång bakkropp.

När flygplanet började flygas på förband var det tyvärr inte helt färdigutprovat och ett antal mer eller mindre allvarliga problem kvarstod.

De allvarligaste av dessa var:
- PIO
- Problem med huvfällning vid utskjutning
- Rodervinkelbegränsning,
- Rodermomentbegränsning
- Superstall.

PIO

Draken hade ursprungligen linjär utväxling för höjdrodret, vilket medförde risk för PIO (Pilot-induced oscillation ) i tippled vid hastigheter runt M=0,9. Enkelt uttryckt innebär PIO att förarens spakrörelser kommer i otakt med flygplanet, så att flygplanet kommer i allt kraftigare ”galopp”. Genom att lösa ut styrautomaten och släppa spaken, reder flygplanet själv ut problemet. PIO löstes permanent genom att byta till variabel utväxling. Enlig Carl-Olof var den allmänna uppfattningen på förband att 35.an var trevligare att flyga innan modifieringen. Flygplanet kändes trögare och att vissa undanmanövrar försvårades.

Rodervinkelbegränsning.

Vid flygning i överljudsfart inom vissa fartintervall på högre höjd skuggades rodren av stötvågen, vilket begränsade uttagbar belastning till 3-5g. Fartminskning var lösningen på problemet.

Rodermomentbegränsning

Mycket allvarligare var rodermomentbegränsningen, ibland kallad servostall. Drakens halvrollsprestanda påverkades kraftigt om M=0,94 överskreds, liksom upptagning ur branta dykningar som försvårades eller omöjliggjordes.

Vi har tidigare sett att flygplanet blev framtungt vid flygning i överljud. Saab hade räknat med att en begränsning av lastfaktorn (antal g) vid överljud i SFI (speciell förarinstruktion) skulle vara tillräckligt. Med Drakens låga motstånd var det emellertid lätt att komma upp i hög överljudsfart i dykning, se bild 6 hämtad från SFI 35F. SFI ger här ett exempel på den snabba fartökningen vid inledningen av en halvroll med 3g belastning.

För att motverka den snabba fartökningen var det viktigt att föraren ökade belastningen och eller minskade pådraget. Om belastningen ökades vid läget M=0,85 till 7g blev farten efter 3 sekunder bara M=0,88. Minskning av motoreffekten till tomgång i samma punkt gav hastigheten drygt M=0,9 efter 3 sekunder.

Den snabba fartökningen vid brant dykvinkel och med låg belastning innebar att ouppmärksamhet på hastigheten och eller en tillfällig minskning av belastningen mycket snabbt kunde leda till ett allvarligt läge som berodde på att roderservona inte orkade med tillräckligt stort roderutslag. Detta tillstånd resulterade tyvärr i ett antal olyckor, flera med dödlig utgång. Servosystemet modifierades i flera omgångar och slutligen ändrades systemet så att två av de övre dykbromsarna medverkade genom att automatiskt fällas ut vid hög belastning.

Superstall och huvfällningsproblem

Första superstallen inträffade som vi sett redan under utprovningen av Saab 210. Därefter inträffade inga kända fall förrän i slutet av utprovningen 26 mars 1960 då en förare vid FC råkade in i två superstallar under kontroll av beräknade halvrollsdiagram för J35A. Föraren hävde emellertid dessa enligt en metod som tidigare förslagits efter engelska modelltester. Tyvärr insåg man ännu inte problemets allvarlighetsgrad fullt ut och risken att råka ut för superstall ansågs försumbar vid ”normal” flygning.

En kort tid efter 35.ans introduktion på förband inträffade ett tragiskt dödshaveri när flygchefen vid F13, major Stig Olov Haage 7 juni 1960 råkade i superstall under en halvrollsövning. På 4000 meters höjd meddelade Haage att han råkat i superstall. På 2000 meters höjd anmälde föraren att han (i enligt med SFI) ämnade skjuta ut sig. Olyckligtvis lyckades föraren inte fälla huven och eftersom utskjutning inte kunde ske genom huven lyckades han inte lämna flygplanet. Haage gav ett antal kommentarer via radio under försöken att häva superstallen. Emellertid skilde sig uppgifterna om vad han sagt väsentligt mellan de personer som avlyssnat radiotrafiken och som en följd av detta beslöts att trafikledningarna skulle förses med inspelningsutrustning.

Orsaken till att huven inte fälldes berodde antingen på huvfällningsmekanismen eller på nackstödet. Huven fälldes genom att två stift med hjälp av en krutladdning lyfte upp huven över sargkanten och luftströmmen blåste sedan bort huven. För att osäkra stolen måste dessutom nackstödet skjutas bakåt. Haveriutredningen hemligstämplades liksom ett annat haveri där huven inte heller fällts utan stannat i uppfällt parkeringsläge. Otroligt nog lyckades föraren i detta fall ta sig ur flygplanet utan hjälp av katapultstolen,

Utredningen fann att stiften antingen var för klena eller krutladdningen för svag för att övervinna luftkrafterna på huven. Mekanismen ändrades som en följd av detta till kraftigare och längre stift och kraftigare laddning.

I Haages fall hade troligen hans ryggremmar kommit bakom nackstödet och därmed hindrat att stolen osäkrades. Stolen modifierades med fast nackstöd och utskjutningshandtaget ändrades från att vara placerat över huvudet till handtag vid sittbaljans sidor.

Statistiken rörande superstallshaverier varierar. Olika källor uppger antalet totalhaverier pga. superstall till 18 - 26 och förolyckade förare till 4-8. Dessutom finns ett mörkertal i statistiken eftersom ett antal haveriorsaker inte kunnat klarläggas utan anges som felmanöver, okontrollerat flygläge, okänd orsak, etc.

Som en följd av de första superstallshaverierna startade Saab och FC upp ett stort superstallsprogram. Ett antal modellförsök gjordes där modeller av J35 i skala 1:6,5 fälldes från helikopter i Karlsborg. Försöken filmades från marken. Modellerna var försedda med roder som styrdes av ett inbyggt programverk och kunde ge in- och urgångsroder ur superstall, eller spinn som flygläget fortfarande kallades. Modellen hade också en bärgningsskärm, personligen sydd av Saabs provledare Gösta Niss och skärmens bromsmotstånd hade bestämts med hjälp av en fjädervåg monterad på taket till en Saab 95 som körde så fort den kunde gå utmed startbanan.

Superstallprov utfördes därefter med flygplan 35-2 över Stjärntorpsskogen norr om sjön Roxen. Markobservationerna gjordes från ett gammalt brandtorn på Ormstensberget. Observatörerna hade radiokontakt med föraren och proven filmades med flera kameror, varav den största hade 4 meters brännvidd. För att ställa in skärpan monterades ett stort masonitkors i en fura några kilometer från tornet. Observatörerna uppges ha fått en bra kondition efter att släpa kameror, radio och ett bensindrivet elverk till och från Ormstensberget vid varje provtillfälle.

Saabs provflygare Ceylon Utterborn var den förare som utförde huvuddelen av proven. Ceylon försökte att härda sig mot yrsel och tillbringade inledningsvis 10 minuter varje morgon på en snurrstol! En mekaniker satte rotation på stolen och när Ceylon sedan efter en stund reste sig klockade mekanikern hur länge det dröjde innan pupillerna stabiliserats. En annan fråga som dök upp före försöken var hur stora krafter som skulle komma att påverka föraren? I England hade i början på 50-talet en provflygare omkommit vid dykning nära ljudhastigheten, då så kraftig buffetting uppträdde att föraren troligen bröt nacken. Därför beslöt man att komplettera fastbindningsremmarna med hjälmremmar för att fixera huvudet på föraren. Ceylon har berättat att det var hemskt obehagligt att flyga med dessa åtdragna eftersom det bara gick att se rakt fram. Efter några pass dömdes remmarna ut av en flygläkare som direkt livsfarliga vid en utskjutning. Inget behov fanns heller att behålla dem.
Ganska snart var man på det klara med hur 35.an uppförde sig vid superstall och hur urgång skulle göras. Därefter flög man igenom ett brett testspektra av hastigheter, motoreffekter och flyglägen. Man fann att Draken kunde komma i superstall vid i stort sett vilken fart som helst. Om summan av anfallsvinkel och lastfaktor blir för hög fås en mycket kraftig noshöjning och hela deltavingen står plötsligt tvärs luftströmmen som en ladugårdsvägg och farten kan minska till noll på några ögonblick. Sjunkhastigheten stabiliserar sig till cirka 80 m/s i full superstall, men kan initialt bli avsevärt högre beroende på typ av ingång.

Proven gjordes 1961 -1963 och Ceylon Utterborn flög 142 flygpass omfattande cirka 300 superstallar. När proven med 35-2 var avslutade gjordes också prov vid FC med 35A och 35C samt ett fåtal även med 35D och F.

Vad är då egentligen superstall?

När flygplan med rak- eller pilvinge minskar farten under den s.k. stallfarten eller höjer anfallsvinklen överstegras vingen (stall) och flygplanet ”viker” sig, ofta över ena vingen. Detta kan leda till spinn, beroende på att innervingen har lägre fart än yttervingen och högre motstånd än yttervingen. Rörelsen blir självgenererande och flygplanet fortsätter att rotera under höjdförlust, tills anfallsvinklen minskas och rotationen stoppas. Urgång görs genom att ge motsatt sidroder för att stoppa giren, spaken förs framåt för att sänka anfallsvinklen och skevrodren hålls neutrala eller eventuellt ges medskevning åt samma håll som rotationen. Rotationen är till skillnad från superstall ganska snabb.

Drakens dubbla deltavinge har däremot helt annorlunda lågfartsegenskaper. Bild 7 visar superstall beskrivet som en funktion av tippmomentkoefficienten Cm och alfa.

Fram till cirka 20 grader alfa är flygplanet stabilt, (kurvan lutar nedåt). Vid alfa 20 grader börjar flygplanet bli instabilt (kurvan stigande) upp till alfa cirka 45 grader och nosen höjs. När alfa höjs ytterligare blir flygplanet åter stabilt, till och med stabilare än tidigare, eftersom kurvan har brantare lutning nedåt och vid cirka 60 grader har flygplanet kommit in i en stabil superstall. För att komma ur stallen tas spaken fullt bakåt och sedan snabbt fullt framåt för att få alfa under 20 grader. Om superstallen är pendlande är det tillräckligt att spaken ställs neutral vid framåtpendlingen.

Beroende på ingångssättet i superstall förekommer fyra typer ;

- Pendlande (från spinningång)
- Ej pendlande (från rak stall, halvroll eller sväng)
- Med girrotation (pendlande eller ej pendlande)
- Utan girrotation (ej pendlande)

FC tog 1969-70 fram ett utbildningsprogram i superstall omfattande två flygpass/elev. Utbildningen genomfördes med SK35C försedda med spinnfallskärm. Utbildningsprogrammet omfattade 5 punkter;

1.Ingång från rak stall med fart 170 km/h (stabil superstall)

Om hastigheten reduceras till cirka 170 km/h kommer vingen att efterhand överstegras och nosen höjs. Sjunkhastigheten ökar och fenan kommer att skuggas av vingen, vilket oftast innebär att flygplanet girar. Urgång sker genom att ta spaken fullt bakåt och därefter föra den fullt framåt i en snabb rörelse.

2.Tippingång med 280 km/h (kraftigt pendlande superstall)

Om spaken tas bakåt i planflykt vid ca 280 km/h fås omedelbart en kraftig noshöjning till nära vertikalt läge. Detta beror på att yttervingen först överstegras och tryckcentrum (se del 3) flyttas framåt, flygplanet blir instabilt och nosen höjs. Om spaken hålls kvar bakåt börjar flygplanet pendla i tippled, Om spaken förs fram till neutralläge samtidigt som flygplanet pendlar framåt, så sker urgång.

3. Halvroll med M=0,6 (stabil superstall med girrotation)
4. Svängingång med M=0,6
5. Loopingingång med M=0,8 (denna övning togs senare bort från utbildningsprogrammet pga. alltför stora påkänningar på motorerna)

Superstallutbildning

Carl-Olof berättar; ”När jag flög in mig på J35B’ 1962 är min erfarenhet att väldigt lite av erfarenheten från utprovningen kom förbanden till del. Det vi fick höra var: ’Hamna inte i superstall, det är ett öde värre än döden. Det går nästan inte att ta sig ur. Rodren räcker inte till’. Förbud och skräckpropaganda. Detta gjorde naturligtvis att förarna var livrädda för superstall. Hamnade man ändå i superstall blev pulsen ganska hög Detta är inte särskilt bra när man skall försöka att analysera läget och ta sig ur. Det stora problemet många hade vid urgång, var antagligen att föraren inte alltid var i takt med pendlingarna. Satt man sedan kvar för länge, med spaken fullt framförd hamnade flygplanet oftast i inverterad superstall. Hade man inte problem innan, så fick man det då. Min erfarenhet av superstall, efter ca tusen genomförda, är att superstall egentligen var en enklare rörelse än vanlig konventionell spinn. Jag upplevde aldrig något problem med urgången. Med facit i hand borde naturligtvis utbildningen i superstall ha genomförts betydligt tidigare.”

F16 genomförde med hjälp av instruktörer från FC egen kompletterande instruktörsutbildning i mars 1970. Övriga flygförare utbildades sedan på F16 fram till 1986, då F16 tillfördes JA37. Utbildningen fortsatte därefter på F10. Totalt genomfördes över 5000 superstallar.

Nyttan av utbildningen framgår inte minst av att ingen förare omkommit sedan 1970-04-28 pga. superstall och att inget superstallshaveri inträffade 1973-1991 trots omfattande flygverksamhet

De första prototyperna och deras öden

35-1 Röd Urban, -1: Första flygning 551025, sista provflygning 640204. Instruktionsflygplan på flygvapnets tekniska skolor i Halmstad. Kasserat 631220. Såld och utställd på Svedinos bil- och flygmuseum i Ugglarp. Flygtid 454 tim.

35-2 Blå Urban, -2: ”Gamla mormor”. Första flygning 560323. Obeväpnat provflygplan. Bland annat använt för superstallsutprovning, bromskrokstester och markbunden provskjutning med katapultstolar Kasserat 651207. Förstörd vid brand på FC. Flygtid 317 tim.

35-3 Gul Urban, -3 Första flygning 560913. Beväpnat provflygplan. Till FC för taktiska försök. Kasserat 630208. Till KTH 1966 för hållfasthetsprov. Flygtid okänd.

35-4 Grön Urban, -4: Första flygning 580704. Serieprototyp för A-serien. Bland annat använt för utprovning av spaltinstrument och teleutrustning Kasserat 680426. Flygtid 500 tim.

35-5, -5 (05): Första flygning 580215. A-prototyp. Till FC för prov av instrument och teleutrustning. Ombyggd till B-version. Kasserat 660614. Till KTH. Senare till flygvapenmuseum. Flygtid 311 tim.

Utöver dessa 5 prototyper har ytterligare 8 flygplan tagits ur serierna för utprovning och aldrig kommit ut på förband. Dessutom har ett antal flygplan under kortare eller längre tid varit utlånade till FC för olika slag av prov.

Slutord

Vi har nu nått målet för vår tidsresa. I sex avsnitt har vi, via Sixten Sasons visioner förflyttat oss från 20-talets Tyskland till Linköping 1949 för att slutligen avsluta vår resa i Norrköping 1960. På vägen har vi skapat ett av världens för sin tid främsta stridsflygplan, Saab 35 Draken.

Tack alla ni drakenvänner som orkat följa med mig på resan.

Jag planerar att ställa samman alla avsnitten i ett samlat dokument med bilderna på rätta platser och med lite bättre layout framöver. Jag hoppas ni haft lika stort utbyte av att läsa berättelsen som jag haft av att skriva den.