Lukáš Popelka a Lenka Rašková dle podkladů WALTER, a.s.
Dne 29. dubna 2025 si připomeneme 50. výročí udělení certifikace první verzi A československému turbovrtulovému motoru M601, jehož výroba v podobě série H trvá dodnes.
Počátky koncepčních úvah o turbovrtulových motorech spadají do složité doby konce padesátých let, kdy si Sovětský svaz vynucoval rozhodování o výzbroji jím vytvořeného mocenského paktu Varšavské smlouvy (ne že by to kdykoliv později bylo jinak…).
Československý letecký průmysl si v tomto paradigmatu vydobyl své specifické místo, zejména výrobou standardního proudového cvičného letounu L-29 Delfín s tuzemským motorem M-701, vyráběným v závodu Motorlet v pražských Jinonicích (dříve Walter). Nejčastěji byl tento motor označován jednoduše jako M-701, avšak lze se setkat i s označením Motorlet M-701, přičemž i v dobách jeho výroby se výrobky n.p. Motorlet, Závod Jana Švermy obchodně označovaly ochrannou známkou jako Walter, tzn. Walter M701. Na zahraničních prezentacích firmy z tohoto názvu firmy plynuly úsměvné situace, kdy si západní obchodní zástupci přáli osobní schůzku s panem továrníkem Švermou, jak vzpomíná přímý účastník zdrodu M601A, pan Václav Englmajer.
Špičkám letectva Sovětské armády také samozřejmě neuniklo, že licenční dvoumotorové letouny Avia Av-14 jsou vyrobeny kvalitněji než sovětská předloha Iljušin IL-14. V oblasti tuzemských konstrukcí famosní poválečné Aero Ae-45 (3 cestující, motory 2x77 kW), pokračovalo typem Ae-145 (stejná kapacita, 2x103 kW), ve velkých počtech dodávané do SSSR. Poměrně plynule navázal i zájem o novější letoun L-200 (4 cestující, 2x154 kW).
Jak v roce 2002 na pravidelném setkání Konstrukce Walter vzpomínal Ing. Josef Kubeš: „V roce 1956 vrcholilo období výroby technicky zdařilého a komerčně úspěšného malého pětimístného letadla L-200 „Morava“. Tým konstruktérů podniku LET v Kunovicích, vedený hlavním konstruktérem Ing. Ladislavem Smrčkem, byl postaven před úkol vyvinout jeho následovníka. Byly zahájeny vývojové práce na letadle L-300, které mělo být svými výkony plně srovnatelné s tehdy obdobnými typy ve světě. Současně se v podniku Motorlet začalo pracovat na studii turbovrtulového motoru o výkonu 338 kW (460 k), požadovaného konstruktéry projektovaného letadla.“
Tuto práci odvedl skutečně minimální tým v počtu pěti konstruktérů, pod vedením Ing. Václava Kačírka, formálně pod konstrukcí motorů VZLÚ, sídlící ale na dislokovaném pracovišti v jinonickém Motorletu: v roce 1958 proběhl předvývojový výzkum a počátkem roku 1959 byl předložen ke schválení předprojekt motoru označeného XM601 – po řadě úvah bylo zvoleno dvouhřídelové uspořádání s přímým průtokem plynů; více napoví výkres na Obr.1.
Obr.1. Původní návrh XM601 Ing. Kačírka
Motor se skládal ze dvou mechanicky na sobě nezávislých částí – generátoru plynů a volné (hnací) turbíny s přenosem výkonu na vrtuli hřídelí vně generátoru v podobném uspořádání, jaké bylo realizováno na motoru Turbomeca Turmo. Generátor s přímým průtokem plynů se skládal ze smíšeného kompresoru se dvěma stupni axiálními a jedním odstředivým, prstencové spalovací komory a jednostupňové turbíny. Krouticí moment jednostupňové volné turbíny, umístěné za generátorem plynů, byl přenášen na vrtuli soustavou čelních ozubených kol na zadní straně motoru, dlouhou hnací hřídelí (transmisí) nad generátorem plynů a planetovým reduktorem situovaným nad vstupem vzduchu do motoru. Uplatnily se přitom úspěšně některá nová progresivní konstrukční řešení jako např. nízkotlaký systém rozstřikování paliva do spalovací komory z rotujícího kroužku na hřídeli motoru, originálně řešený systém vyrovnávání zatížení předloh a měření krouticího momentu přenášeného reduktorem – i v tomto již poznáváme nakonec definitivní M601.
Aeroflot SSSR, který byl v té době téměř výhradním zákazníkem čs. leteckého průmyslu na letouny této kategorie, měl ale poněkud jiné požadavky na následníka L-200, než jaké do projektu L-300 vtělili kunovičtí konstruktéři. Po prvních vzájemných konzultacích byly další vývojové práce zastaveny a ke stavbě prototypu vůbec nedošlo. Také v Motorletu, kde se měl prototyp motoru M601 vyrábět, byly práce na projektu v roce 1959 výrazně omezeny a po třech letech, v roce 1962, přerušeny úplně. V Motorletu se veškerá pozornost upřela k M701, protože právě tento motor měl perspektivu udržet výrobní objemy. Nakonec se motorů M701 vyrobilo více než 9 250.
LET Kunovice stále cítil příležitost a snažil se situaci překlenout spoluprací s leteckou katedrou brněnské Vojenské Technické Akademie (VAAZ). Toto intermezzo pod patronací prof. Františka Musila se věnovalo jednohřídelové architektuře, která byla považována za jednodušší, úspornější a výrobně levnější. Toto rozhodnutí bylo bezesporu ovlivněno koncepcí motorů Turbomeca Astazou, které byly v té době na poli malých turbovrtulových jednotek za avantgardu.
Na přelomu padesátých a šedesátých let dostihl Aeroflot fakt stárnoucí flotily dvouplošných An-2 a začal jevit zájem o nový dopravní letoun. Teprve v dubnu 1968 došlo ke shodě na kapacitě 12 až 19 cestujících, resp. 1850 kg nákladu a provozu ze všech kategorií letišť.
V mezičase ale inciativou československé strany proběhl průzkum trhu turbovrtulových jednotek se zaměřením na nákup a zejména případné pořízení licence – postupně odpadli všichni kandidáti, Turboméca Astazou, Garrett TPE331 i Pratt&Whitney PT6. Z toho vyplynula nutnost dokončení tuzemského motoru.
Zatímco se lehce v étosu meziválečného Walteru hledělo pro inspiraci do Francie, zásadní změna proběhla návštěvou šéfkonstruktéra LETu Kunovice, Ing. Ladislava Smrčka na letecké výstavě Farnborough 1966, kde se zhlédl v architektuře kanadského dvouhřídelového motoru PT6. Obzvláště protiproudé uspořádání mělo zajistit dobrou separaci cizích předmětů z nezpevněných letišť, tak i námrazy za letu. K rozhodnutí urychleně dokončit vývoj M601A v nové konfiguraci přispěl též postupný pokles požadavků na další vývoj proudových motorů M701 pro L-29, protože již byl ve vývoji nástupce Delfína, a to L-39 Albatros. Motorlet se s úpravou motoru AI-25W bohužel výrobně neprosadil, ale přeložená výkresová a technická dokumentace byla zjevně využita v návrhu nových motorů AI-25TL, dodávaných do Aera přímo ze SSSR.
Tak se motor M601 stal předmětem zájmu vedení Motorletu. Počátkem roku 1966 byl Ing. Kačírek, stále ještě zaměstnanec VZLÚ, nyní již čerstvě promovaný absolvent dálkového studia na VAAZ Brno, jmenován jeho hlavním konstruktérem a jeho skupina byla posílena dalšími pracovníky Motorletu. Vývoj motoru se opět po dlouhé době pořádně rozběhl. Požadavek na max. výkon motoru byl v souladu s probíhajícími pracemi na draku letadla zvýšen na 550 k (383 kW), a po dvou letech dalšího vývoje L-410 (v roce 1968) až na 700 k (515 kW) při atmosférické teplotě +25° C. Ke splnění tohoto požadavku bylo ale nutno přepracovat (rozšířit) vzduchovou cestu motoru, čímž začala vlastně 2. etapa jeho vývoje. První prototypu motoru M601 v novém provedení byl na Vývojové Montáži dokončen dne 21. 9. 1967 a práce pokračovaly v letech 1968 až 1972 úspěšnými zkouškami v Motorletu.
A protože měl vyvíjený letoun L-410 významného podporovatele v osobě Ing. Sedláčka, technického ředitele Generálního Ředitelství Aero, zkoušky doplnila i letová zkušebna VZLÚ na bázi letounu Av-14 (označená LL-14), Obr. 2.
Obr. 2 Létající zkušebna LL-14 (v provozu 1969-1981), zdroj https://ruslet.webnode.cz/
Zástavba gondoly v tehdejším standardu vstupu vzduchu mezikružím byla provedena do nosu letounu, Obr. 3; původní motory Avia M-82T po 1 900 koních zůstaly.
Obr. 3. Zástavba M601 do létající zkušebny LL-14, zdroj https://ruslet.webnode.cz/
V roce 1971 byla konstrukční skupina Ing. Kačírka převedena organizačně opět zpátky do Motorletu. Vývoj motoru M601 byl podřízen hlavnímu konstruktérovi Ing. Vladimíru Pospíšilovi a Ing. Václav Kačírek se stal v rámci Vývojové konstrukce vedoucím vývoje typu M601. Jak vzpomíná pamětník zrodu M601A, Ing. Milan Špirakus, v té době se technickými odborníky pohybovalo mezi organizacemi zcela bez jejich vůle. Doba rýsovacích prken a logaritmických pravítek, či tabulek je dnešní konstrukční praxi velmi vzdálena, a proto nás nesmí překvapit, že neplatí premisa, že řídicí podélný řez motoru kreslil z definice vždy šéfkonstruktér, ale tuto práci zastal s noblesou sobě vlastní Ing. Bohumil Vtípil, firemní specialista. Jak dodává další pamětník certifikace M601A (ostatně i M601H-80), pan Jaroslav Prepura: „Šéfkonstruktér podle tehdejší praxe nikdy nekreslil celkovou sestavu jako výrobní výkres, pouze zpracovával primární konstrukční koncepční návrh ve spolupráci s teoretickým oddělením s tím, že příslušné části podrobně návrhově zpracovávali dále vedoucí konstrukčních skupin. Po připravení výkresové dokumentace jednotlivých dílů se zpracovávala tzv. kontrolní sestava, kdy se vycházelo z rozměrových údajů na jednotlivých výkresech a korigovaly se případné neshody a chyby.“
Certifikační zkoušky probíhaly podle československého předpisu L8/C, který v té době prakticky odpovídal předpisu BCAR Part C. To v té době byla nejkomplexnější i nejnáročnější předpisová základna. Typové zkoušky motoru označeného jako M601A byly ukončeny 28. února 1975 a Státní Letecká Inspekce ČSSR vydala Typové Osvědčení dne 29. dubna 1975. Motor byl certifikován s dvojčinnou třílistou hydraulicky stavitelnou vrtulí AVIA VJ8.508A o průměru 2,5 m. Nutná certifikace podle sovětského předpisu se zahájila až poté.
Již koncem roku 1971 byly do Kunovic dodány první prototypové motory M601A k experimentální zástavbě do draku letadla XL-410 (v.č.003).
Obr. 4. První prototyp L-410M s motory M-601A
Dne 6.3.1972 toto letadlo poprvé vzlétlo, ovšem s motory PT6A-27. První letadlo L-410M (v.č.730206) s motory M601A, obr. 4, bylo zalétáno až o dvacet měsíců později, jeho první let se uskutečnil dne 30.11.1973. Letadlo bylo bezprostředně potom předáno do VZLÚ, kde sloužilo k letovým zkouškám. V červenci 1974 vzlétlo další letadlo L‑410M (v.č.730207) s motory M601A, se kterým byly prováděny certifikační a později též provozní zkoušky. V prosinci 1975 mělo toto letadlo nalétáno již 250 hodin. Současně byla připravována sériová výroba motoru. Dne 20.6.1975 byl předán zástupci vojenské správy první sériový motor M601A v.č.751 001. Do konce roku bylo dodáno do Kunovic celkem 22 sériových motorů a jejich počet rychle stoupal. V dubnu 1979 byla sériová výroba této verze ukončena. Poslední motor M601A v.č. 784 050 byl předán dne 10. 4.1979. Celkem jich bylo vyrobeno celkem 364 kusů. Prvním uživatelem letadel L-410M s motory M601A bylo československé vojenské letectvo. Aeroflotu byla tato letadla dodávána až od roku 1977.
.jpg)
Obr. 5. Motor Walter M601A v současnosti v expozici Národního Technického Muzea v Praze
Na verzi A velmi záhy navázala sériová verze B; C byla přeskočena, protože D se mezitím technicky dostala dále. Skutečně velkosériovou je verze E, pro kterou dodnes mateřský závod poskytuje Generální Opravy. Verze F, certifikovaná v USA dle předpisu FAR, ukázala další směr typu; po akvizici Walter, a.s. ze strany GE Aviation, se významně revidoval design verze H, která byla ostatně 13. 12. 2011 certifikována podle evropského předpisu CS-E jako M601H-80. Validace v USA ihned následovala.
Obr. 6. Celá Vývojová konstrukce typu M601 přichází dne 5. 5.1975 na oslavu certifikace. Modrou šipkou označen Ing. Václav Kačírek, bílou Ing. Milan Špirakus, zelenou pan Václav Englmajer a žlutou pan Jaroslav Prepura
Kromě L-410 je velmi známým typem letounu s motorem M601 i Turbo Čmelák, zde ve dvojmístné verzi Z-137T2, na těchto fotografiích v úloze výkonného vlečného letounu na 35. mistrovství světa v plachtění v Hosíně v roce 2018.
Obr. 7. Turbo Čmelák
Zatímco první letový motor GE H80, prototypového výrobního čísla H005, se vznesl v letounu Thrush 510, jeho cesta po USA pokračovala do draku King-Airu C90A, kde systémem „plug-and-play“ nahradil motor M601E-11A. Letovými zkouškami podpořil certifikaci dle předpisu FAR 33. Druhá vlna letových prototypů již mířila „domů“, tj. na L-410, konkrétně na firemní létající zkušebnu Aircraft Industries, letoun imatrikulace OK-LEK (v.č. 851428), Obr. 5. Posléze tento drak hostil i nejsilnější motory z řady, tj. H85-200, po 850 koních.
Obr. 8. Zástavba motoru H85-200 do firemní létající zkušebny AI v podobě L-410UVP-E20, OK-LEK
Fotografie: autoři, https://ruslet.webnode.cz/, býv. Motorlet, a.s. a Aircraft Industries, a.s. (26.4.2025)
