De Douglas DC-4E was een experimenteel Amerikaans verkeersvliegtuig, ontwikkeld vlak voor het uitbreken van de Tweede Wereldoorlog. Hoewel het vliegtuig zelf nooit in productie werd genomen, vormde het een belangrijke basis voor toekomstige succesvolle ontwerpen zoals de Douglas DC-4/C-54, die een sleutelrol speelde in de luchtvaartgeschiedenis. Bovendien werd het ontwerp van de DC-4E gebruikt als inspiratie voor de Japanse Nakajima G5N-bommenwerper, nadat het prototype van het vliegtuig was verkocht aan Japanse autoriteiten.
Inhouds opgave
Ontwerp en ontwikkeling
De ontwikkeling van de DC-4E begon in 1935 op verzoek van United Air Lines, met als doel een groter en geavanceerder vliegtuig te ontwerpen dat het populaire Douglas DC-3 zou vervangen, zelfs voordat de DC-3 zijn eerste vlucht had gemaakt. De ambitie achter de DC-4E was groot: het vliegtuig zou aanzienlijk meer passagiers kunnen vervoeren en een reeks nieuwe technologische innovaties introduceren die het luchtvervoer zouden revolutioneren.
Samenwerking tussen luchtvaartmaatschappijen
De eerste plannen trokken onmiddellijk de aandacht van meerdere grote Amerikaanse luchtvaartmaatschappijen. Naast United Air Lines, investeerden ook American Airlines, Eastern Air Lines, Pan American Airways en Transcontinental and Western Air (TWA) elk $100.000 in het project. Deze gezamenlijke financiering toonde het vertrouwen van de industrie in het nieuwe ontwerp. Echter, naarmate de kosten en de complexiteit van de DC-4E toenamen, trokken Pan American en TWA zich terug, met de voorkeur voor de goedkopere Boeing 307 Stratoliner.
Innovatieve ontwerpkenmerken
De DC-4E was een groot vliegtuig voor zijn tijd, met een geplande capaciteit van 42 passagiers voor dagvluchten of 30 passagiers voor nachtvluchten in een slaapconfiguratie. Dit maakte het twee keer zo groot als de DC-3. Een van de opvallende innovaties was het gebruik van een neuswiel, een belangrijke stap voorwaarts in vergelijking met de traditionele staartwielconfiguratie die destijds gangbaar was. Andere belangrijke kenmerken waren:
- Hulpkrachtaggregaten (APU’s) voor extra energievoorziening.
- Power-boosted vluchtbesturing voor een verbeterde besturing.
- Een wisselstroom elektrisch systeem, dat betrouwbaarder was dan de gebruikelijke gelijkstroomsystemen.
- Airconditioning voor het comfort van passagiers.
- Plannen voor cabinepressurisatie, hoewel deze functie uiteindelijk niet in de productieversie werd opgenomen.
Het meest in het oog springende kenmerk van de DC-4E was echter de unieke configuratie van de staart, bestaande uit drie verticale stabilisatoren met een lage hoogte. Dit was ontworpen om het vliegtuig geschikt te maken voor bestaande hangars en om voldoende stabiliteit te bieden tijdens het opstijgen, zelfs wanneer slechts twee van de vier motoren aan één kant functioneerden.
Motoren en vleugels
De DC-4E was uitgerust met vier Pratt & Whitney R-2180-A Twin Hornet 14-cilinder luchtgekoelde radiale motoren, elk goed voor 1.450 pk. Een opvallend detail van het ontwerp was de plaatsing van de buitenste motoren met een lichte toe-out, een ontwerpkeuze die specifiek was voor de DC-4E. De vleugel had een vergelijkbare vorm als die van de DC-3, met een schuine voorrand en een vrijwel rechte achterrand, wat zorgde voor stabiliteit en efficiëntie tijdens de vlucht.
Operationele geschiedenis
De eerste vlucht van het prototype van de DC-4E vond plaats op 7 juni 1938 vanaf Clover Field in Santa Monica, Californië, onder leiding van testpiloot Carl Cover. Ondanks dat de vlucht probleemloos verliep, liepen verdere testfasen vertraging op door de complexiteit van het toestel. Het duurde tot 5 mei 1939 voordat de DC-4E de officiële Approved Type Certificate ontving.
Testvluchten en evaluatie
In 1939 werd de DC-4E gebruikt door United Air Lines voor evaluatiedoeleinden in de dagelijkse praktijk. Een opmerkelijk moment in de operationele geschiedenis van het vliegtuig vond plaats op 9 juni 1939 toen de DC-4E een vlucht uitvoerde boven Dayton, Ohio, met aan boord niemand minder dan Orville Wright, een pionier van de luchtvaart. Hoewel de vlucht zelf succesvol was, kwamen tijdens de evaluatie van het vliegtuig verschillende problemen aan het licht. De complexe systemen van het vliegtuig maakten het duur in onderhoud, en de prestaties voldeden niet aan de hoge verwachtingen, vooral na de uitbreiding van de zitcapaciteit tot 52 passagiers en het verhogen van het maximum startgewicht tot 29.484 kg.
Redesign en stopzetting
De tegenvallende prestaties en hoge kosten leidden ertoe dat Douglas besloot het oorspronkelijke ontwerp te herzien. Het resultaat was een kleiner, eenvoudiger ontwerp met een enkele verticale stabilisator en een kortere vleugelspanwijdte van 21 voet (6,4 meter). Deze vereenvoudigde versie werd ook aangeduid als DC-4, terwijl het oorspronkelijke, meer geavanceerde ontwerp werd omgedoopt tot DC-4E, waarbij de ‘E’ stond voor “experimenteel”.
Verkoop aan Japan en invloed op de Nakajima G5N
Aan het einde van 1939 werd het DC-4E prototype verkocht aan de Japanse luchtvaartmaatschappij Imperial Japanese Airways, die op dat moment Amerikaanse vliegtuigen aanschafte voor evaluatie en technologische overdracht. Hoewel het vliegtuig op papier werd gekocht door een commerciële luchtvaartmaatschappij, werd het in werkelijkheid overgedragen aan de Nakajima Aircraft Company voor reverse-engineering. Dit gebeurde op verzoek van de Keizerlijke Japanse Marine, die geïnteresseerd was in de technologie van de DC-4E om hun eigen luchtmacht te versterken.
Het ontwerp van de DC-4E diende als basis voor de ontwikkeling van de Nakajima G5N, een langeafstandsbommenwerper. Echter, de G5N bleek uiteindelijk geen succes te zijn door een gebrek aan prestaties en betrouwbaarheid. Om het werkelijke lot van de DC-4E te verbergen, meldde de Japanse pers kort na de aankoop van het vliegtuig dat het was gecrasht in Tokio Bay.
Specificaties van de Douglas DC-4E
- Bemanning: 3 (piloot, copiloot, boordwerktuigkundige)
- Capaciteit: 42 passagiers
- Lengte: 29,74 meter
- Spanwijdte: 42,14 meter
- Hoogte: 7,48 meter
- Vleugeloppervlak: 200,21 m²
- Leeggewicht: 19.307 kg
- Maximum startgewicht: 30.164 kg
- Motoren: 4 × Pratt & Whitney R-2180-S1A1-G Twin Hornet radiaalmotoren van 1.450 pk elk
- Maximumsnelheid: 394 km/u op 2.134 meter hoogte
- Kruissnelheid: 322 km/u
- Vliegbereik: 3.500 km
- Plafond: 7.000 meter
- Klimsnelheid: 5,97 m/s
Conclusie
De Douglas DC-4E was een baanbrekend ontwerp dat, ondanks zijn tekortkomingen, een belangrijke bijdrage leverde aan de luchtvaartontwikkeling. Hoewel het vliegtuig nooit in productie werd genomen, vormde het een cruciaal leermoment voor toekomstige ontwerpen, zowel in de Verenigde Staten als in Japan. De lessen die werden geleerd van de DC-4E leidden tot de ontwikkeling van het succesvolle Douglas DC-4/C-54, dat zowel tijdens als na de Tweede Wereldoorlog op grote schaal werd ingezet. Het verhaal van de DC-4E toont hoe innovatie en technologische vooruitgang in de luchtvaart soms gepaard gaan met mislukkingen, maar uiteindelijk leiden tot succes.
Bronnen en meer informatie
- Afbeelding: Carl Malamud, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
- Westell, Freeman. “Big Iron, big engines & bigger headaches: Building the first experimental strategic bombers.” Airpower, Volume 29, No. 6, November 1999.
- Yenne, Bill. McDonnell Douglas: A Tale of Two Giants. Greenwich, Connecticut: Bison Books, 1985. ISBN 0-517-44287-6.
- McDonnell Douglas Aircraft since 1920, Vol. 1.
- Bronnen Mei1940