Saab 21 – det svenska stridsflygplanet som vände på konstruktionen

När Saab 21 lyfte för första gången sommaren 1943 såg flygplanet ut som någonting från framtiden. Motorn satt bakom piloten, propellern sköt flygplanet framåt och stjärten bars upp av två långa bommar.

Den ovanliga konstruktionen gav piloten fri sikt framåt och gjorde det möjligt att samla en stor del av beväpningen i flygplanets nos. Men lösningen skapade också ett allvarligt problem: Hur skulle piloten kunna lämna flygplanet utan att träffas av propellern?

Svaret blev en av Saab 21:s mest uppmärksammade tekniska nyheter – katapultstolen.

Sverige behövde bygga egna stridsflygplan

I slutet av 1930-talet började Sverige förstärka sitt flygvapen. Hotbilden i Europa växte, men den svenska flygindustrin hade inte tillräckligt många konstruktörer och flygingenjörer för att omedelbart utveckla alla flygplanstyper som landet behövde.

Den ursprungliga planen var därför att låta svenska konstruktörer koncentrera sig på bombflygplan, medan moderna jaktflygplan skulle köpas från USA.

När andra världskriget spred sig över Europa förändrades situationen snabbt. Från våren 1940 blev det i praktiken omöjligt att köpa tillräckligt många flygplan från utlandet. De stora flygplanstillverkande länderna behövde sin produktion för de egna flygvapnen.

Sverige blev därför tvunget att utveckla ett eget modernt jaktflygplan. I november 1940 fattades beslut om att inleda arbetet med en ny svensk jaktmaskin. Projektet fick beteckningen L 21 och presenterades för Flygvapnet under 1941.

Motorn placerades bakom piloten

I ett vanligt propellerflygplan satt motorn längst fram och drog flygplanet genom luften. På Saab 21 placerades motorn i stället bakom förarkabinen.

Motorn drev en skjutande propeller längst bak på flygkroppen. Stjärtpartiet satt på två bommar som sträckte sig bakåt från vingarna.

Konstruktionen gav flera fördelar. Flygplanets nos blev fri från motor och propeller. Där kunde man placera en 20 millimeters automatkanon och två 13,2 millimeters kulsprutor. Ytterligare två kulsprutor placerades i de främre delarna av stjärtbommarna.

Piloten fick dessutom mycket god sikt framåt. Eftersom vapnen satt nära flygplanets centrumlinje kunde elden koncentreras mot en förhållandevis liten yta.

Saab 21 blev också det första svenska flygplanet med noshjulsställ. I stället för ett litet sporrhjul längst bak hade flygplanet ett hjul under nosen och två huvudhjul under vingarna.

Ett mer konventionellt alternativ

Den ovanliga konstruktionen väckte samtidigt tvivel inom Flygvapnet. Ingenjörerna visste inte säkert hur motorn skulle kylas när flygplanet stod på marken. Eftersom propellern satt bakom motorn skapade den inget vanligt luftflöde genom kylsystemet.

Det fanns även frågor om hur flygplanet skulle uppföra sig på marken. Rodren satt utanför propellerns luftström, noshjulsstället var oprövat och många svenska flygfält bestod fortfarande av gräs.

Under en period stoppades därför arbetet med L 21. Saab fick i uppdrag att studera ett mer traditionellt jaktflygplan med motorn framför piloten. Det projektet kallades L 23 och påminde mer om andra jaktflygplan från tiden.

Beräkningarna visade dock att L 23 skulle bli mindre lättmanövrerat. L 21 bedömdes samtidigt ge bättre sikt, bättre start- och landningsegenskaper, säkrare arbetsmiljö för piloten och större möjligheter att samla beväpningen i nosen.

Saab lyckades därför övertyga Flygvapnet om att fortsätta med den ovanliga konstruktionen.

Kylning med snabbroterande fläktar

Ett av de svåraste problemen var kylningen av motorn på marken.

Lösningen blev två mekaniskt drivna kylfläktar i vingarnas inre delar. Fläktarna drevs från motorn genom en växellåda och kunde rotera med omkring 12 000 varv i minuten när motorn gick på ungefär 1 800 varv.

När flygplanet kom upp i luften kopplades fläktarna automatiskt bort.

Konstruktionen fungerade, men överhettningsproblemen försvann aldrig helt. Produktionsflygplanen behövde hanteras försiktigt under taxning och längre väntan på marken, annars kunde motortemperaturen bli för hög.

Detta syns också i flygplanens haverihistorik. Motorproblem, kylvätskeläckor och överhettning återkommer i rapporterna från den operativa användningen.

Katapultstolen blev nödvändig

Den bakåtriktade propellern innebar att ett vanligt fallskärmshopp kunde vara livsfarligt. En pilot som lämnade förarkabinen riskerade att träffa propellern eller flygplanets stjärtparti.

Saab 21 utrustades därför med en krutdriven katapultstol som kunde skjuta piloten uppåt och bort från flygplanet.

Utvecklingen var komplicerad. De första proven genomfördes på marken med en trädocka. Därefter gjordes flygprov med ett annat flygplan under 1944. Resultaten var så lovande att den första Saab 21-prototypen fick en katapultstol redan innan hela provprogrammet var avslutat.

Den 29 juli 1946 inträffade Sveriges första katapultuthopp. Flygplan 21109 kolliderade i luften med ett annat flygplan utanför Marstrand. Piloten sköt ut sig och hämtades efter sju minuter upp av jagaren Sundsvall.

Enligt det kompletterande materialet genomfördes senare ytterligare 25 katapultuthopp från Saab 21. I 23 av fallen överlevde piloten. Det visar att den tekniskt avancerade räddningsutrustningen fick stor praktisk betydelse.

Noshjulsstället provades bakom en bil

Även landningsstället krävde omfattande utvecklingsarbete. Noshjulsställ var fortfarande ovanliga i Europa, och det fanns frågor om bland annat hjulvinklar, stabilitet och risken för kraftiga vibrationer i noshjulet.

Först byggdes en provrigg med ungefär samma vikt som det planerade flygplanet. Riggen bogserades bakom en bil under olika förhållanden.

Därefter byggdes ett skolflygplan om med noshjulsställ. När även dessa försök lyckades kunde konstruktörerna gå vidare med lösningen på Saab 21.

Trots provningen förekom senare problem med så kallad noshjulsjazz, då noshjulet började vibrera kraftigt. Flera flygplan skadades när noshjulet eller landställsbenen vek sig.

Stål, aluminium och trä i samma flygplan

Saab 21 var inte byggt helt i aluminium.

Flygplanets centrala konstruktion bestod av kraftiga svetsade stålrör. Området där stjärtbommarna anslöt till vingarna behövde vara särskilt starkt eftersom det tog upp belastningar från både flygning, landställ och stjärtparti.

Piloten satt i en förstärkt skyddscell. Pansarplåtar med en tjocklek på omkring fem och åtta millimeter skyddade piloten och bränsletanken.

Delar av flygkroppen täcktes med plywood, medan vingarna och stjärtbommarna till stor del hade metallbeklädnad. Kombinationen av trä och metall var inte ovanlig under kriget. Aluminium var en strategiskt viktig bristvara, samtidigt som Sverige hade god tillgång till kunniga träarbetare.

En ny vingprofil

För att få upp hastigheten behövde Saab utveckla en vinge med lågt luftmotstånd.

Den nya vingprofilen skulle behålla ett jämnt, så kallat laminärt luftflöde över så stor del av vingen som möjligt. Ett jämnare luftflöde minskar motståndet och gör att flygplanet kan nå högre hastighet utan en starkare motor.

Vingen provades ingående i vindtunnlar hos både flygtekniska forskningsinstitutioner och Kungliga Tekniska högskolan i Stockholm.

Försöken visade att den ovanliga konstruktionen med dubbla stjärtbommar inte skapade så stort extra luftmotstånd som man först hade befarat. Flygproven visade dessutom att toppfarten blev omkring 25 kilometer i timmen högre än den hastighet Saab hade garanterat.

Premiärflygningen höll på att sluta i ett haveri

Den första flygningen genomfördes den 30 juli 1943.

Inför starten hade aerodynamikerna kommit fram till att flygplanet skulle lyfta med fullt utfällda klaffar. Provflygaren var tveksam, men följde rekommendationen.

När han försökte lyfta reagerade flygplanet inte som förväntat. Startbanan var kort, och det var för sent att avbryta. Flygplanet fortsatte över en väg och rev ner ett lågt staket innan det slutligen kom upp i luften.

Landningsstället skadades och kunde inte fällas in. Provflygaren valde därför att landa på det större flygfältet vid Malmslätt.

Vid landningen upptäckte han att hjulbromsarna inte fungerade. Han löste ut den fallskärm som egentligen var avsedd att hjälpa flygplanet ur spinn. Fallskärmen bromsade flygplanet och fungerade därmed som en tidig bromsskärm.

Landstället började sedan vika sig och propellerspetsarna slog i marken. Det hjälpte märkligt nog till att bromsa flygplanet innan det nådde skogen. Skadorna blev mindre än befarat och prototypen kunde repareras.

Stabilt men tungt i svängarna

J 21A började tas i tjänst under slutet av 1945.

Piloterna uppskattade den goda sikten, den lilla svängradien på marken och flygplanets stabilitet. Vapnen i nosen gav en tät och koncentrerad eldgivning. Vid ungefär 450 meters skjutavstånd var spridningen från nosvapnen mindre än omkring 60 centimeter.

Flygplanet hade också goda egenskaper nära överstegring och uppförde sig förhållandevis lugnt i luften.

De dubbla stjärtbommarna och den relativt tunga konstruktionen gav dock ett stort tröghetsmoment. Saab 21 kunde stiga bra och var en stabil skjutplattform, men det reagerade tungt i roll och var inte idealiskt i snabba, täta luftstrider.

Jämförelsen med Mustang

Efter kriget kunde Sverige köpa amerikanska P-51D Mustang, som fick den svenska beteckningen J 26.

Mustangen var snabbare och mer lättmanövrerad än Saab 21. Enligt det kompletterande materialet var den omkring 65 kilometer i timmen snabbare och nådde en högre höjd snabbare.

Saab 21 hade däremot bättre sikt framåt och en mycket koncentrerad beväpning. Vid övningsstrider kunde en skicklig pilot därför fortfarande använda flygplanets styrkor.

En taktik var att stiga brant och få ett förföljande flygplan att tappa fart. När motståndaren närmade sig överstegring kunde Saab-piloten vända över och anfalla uppifrån.

Det var en användbar taktik, men den kunde inte helt kompensera för att nyare jaktflygplan hade bättre prestanda.

Från jaktflygplan till attackflygplan

Eftersom Saab 21 inte var lika smidigt som de bästa jaktflygplanen började en särskild attackversion utvecklas.

Versionen fick först beteckningen J 21A-3 och senare A 21A. Arbetet inleddes 1946 och tillverkningen började 1947. Leveranserna fortsatte fram till 1949.

Flygkroppen var i grunden densamma, men utrustningen anpassades för anfall mot mål på marken.

En viktig nyhet var ett svenskt mekaniskt bombsikte som hjälpte piloten att beräkna rätt tidpunkt för att fälla bomber. Piloten ställde in bland annat hastighet, flyghöjd och anfallsvinkel. Siktet beräknade därefter när bomben skulle släppas för att följa rätt bana mot målet.

Systemet gjorde det möjligt att anfalla från en flack dykning eller genom en kort upptagning, där bomben kastades framåt. På så sätt kunde flygplanet utsättas för fientlig eld under kortare tid.

Attackversionen kunde bära bomber på mellan 50 och 500 kilogram samt olika typer av raketer. Försök gjordes även med extra vapenkapslar och en kraftigare 57 millimeters automatkanon.

Större fälltankar på omkring 400 liter kunde användas för att öka räckvidden. Vissa flygplan provades också med startraketer som gav extra dragkraft när maskinen var tungt lastad.

Den stabila konstruktionen och den goda sikten gjorde A 21A lämplig som plattform för kanoner, raketer och bomber.

En komplicerad maskin

Saab 21 var innovativ, men det var också ett tekniskt komplicerat flygplan.

Sammanställningen över de enskilda flygplanen visar återkommande problem med motorer, kylsystem, bromsar, hydraulik och landställ.

Flera flygplan tvingades buklanda när landställen inte kunde fällas ut eller låsas. Andra råkade ut för motorstopp efter fel i kylvätske-, olje- eller bränslesystemen.

Flygplan 21107 hamnade exempelvis i ett dike under en provflygning sedan hydraulsystemet förlorat trycket och bromsarna slutat fungera.

På flygplan 21115 ledde ett motorstopp nära Säve till att piloten fick lämna flygplanet med fallskärm. Han klarade sig med skråmor på händerna. Samma flygplan hade tidigare skadats efter att ha träffat en grantopp under lågnavigering.

Problemen betyder inte nödvändigtvis att Saab 21 var ett misslyckat flygplan. Militär flygning var betydligt farligare under 1940- och 1950-talen än i dag.

Flygplanen saknade moderna datoriserade varningssystem, och många tekniska lösningar befann sig fortfarande under snabb utveckling. Samtidigt övade piloterna luftstrid, låganfall, avancerad flygning och navigering på låg höjd.

Små tekniska fel eller felbedömningar kunde därför snabbt få mycket allvarliga konsekvenser.

Ett högt mänskligt pris

Bakom tekniken finns en mörkare historia.

Enligt sammanställningen omkom totalt 33 personer i samband med Saab 21. En av dem var en mekaniker som dödades av propellern på en J 21A vid F 9 i Säve den 16 februari 1948.

Sammanlagt skrevs 106 flygplan av som totalhavererade, trots att 12 av dem bedömdes ha kunnat repareras.

Orsakerna varierade. Det förekom motorstopp, bränder, kollisioner i luften, landningsolyckor och haverier under avancerade flygövningar.

I vissa fall räddades piloten med fallskärm eller katapultstol. I andra fall fanns för liten höjd eller för kort tid för att hinna lämna flygplanet.

Olyckorna gav samtidigt ingenjörerna och Flygvapnet viktig kunskap. Varje haveri kunde leda till förändrade rutiner, förstärkta komponenter, bättre utbildning eller nya kontroller före flygning.

Flygsäkerhet utvecklas ofta på detta sätt: genom att erfarenheter samlas, analyseras och byggs in i nästa generation av flygplan.

Från propeller till jetmotor

Det mest anmärkningsvärda kapitlet i Saab 21:s historia kom när konstruktionen byggdes om till jetflygplanet Saab 21R.

Flera Saab 21 användes som provflygplan under utvecklingen. Propellermotorn ersattes med en jetmotor, samtidigt som stora delar av grundkonstruktionen behölls.

Det var en mycket ovanlig omvandling. Ett flygplan som ursprungligen konstruerats för kolvmotor och propeller blev ett av Sveriges första jetflygplan.

Försöken var inte riskfria. Ett ombyggt provflygplan exploderade på omkring 1 000 meters höjd efter ett bränsleläckage.

Vid ett annat haveri misstänktes en lossnad turbinskovel ha skadat höjdrodret. Roderfladder uppstod och flygplanet bröts sönder. Provflygaren lyckades då rädda sig med fallskärm.

Ombyggnaden visar hur snabbt flygtekniken förändrades efter andra världskriget. På bara några år gick utvecklingen från propellerdrivna jaktflygplan till jetflygplan med helt andra hastigheter och prestanda.

Totalt byggdes 302 flygplan

Sammanlagt levererades 302 propellerdrivna Saab 21.

Produktionen omfattade:

• 59 flygplan av den första jaktversionen J 21A-1,
• 124 flygplan av den förbättrade J 21A-2,
• 119 flygplan av J 21A-3, som senare användes som attackflygplanet A 21A.

Jaktversionerna lämnade frontförbanden omkring 1951. Ett mindre antal fortsatte en tid i andra uppgifter.

Flygplanet fick därmed en relativt kort karriär som modernt jaktflygplan. Jetåldern kom nästan omedelbart efter att Saab 21 hade tagits i tjänst. Sverige började använda det brittiska jetflygplanet Vampire och därefter det svenskkonstruerade Saab 29 Tunnan.

Ett flygande laboratorium

Saab 21 bör därför inte bara betraktas som ett stridsflygplan. Det var också ett flygande laboratorium.

Genom projektet fick svensk flygindustri erfarenhet av:

• katapultstolar,
• noshjulsställ,
• koncentrerad beväpning i flygplanets nos,
• avancerade hydraul- och kylsystem,
• vindtunnelprovning av nya vingprofiler,
• konstruktioner av både stål, trä och aluminium,
• bombsikten och attackbeväpning,
• samt ombyggnad från propellerdrift till jetdrift.

Många av erfarenheterna användes senare i nya svenska flygplan. Saab 21 blev en del av den kunskapsgrund som gjorde det möjligt att utveckla flygplan som Tunnan, Lansen, Draken och Viggen.

Ett djärvt steg in i framtiden

Saab 21 var inte perfekt. Det var tungt, tekniskt komplicerat och förknippat med ett stort antal olyckor.

Men det var också ett djärvt försök att lösa flera svåra problem på ett helt nytt sätt.

Dess ovanliga form var inte bara resultatet av en vilja att vara annorlunda. Varje del av konstruktionen hade ett syfte: den fria nosen, den bakre propellern, de dubbla stjärtbommarna, noshjulsstället och katapultstolen.

Flygplanet kom till i övergången mellan två tekniska epoker. Det började som ett propellerdrivet jaktflygplan och slutade som jetflygplan.

Mellan dessa ytterligheter hann det utbilda en generation svenska piloter, konstruktörer och ingenjörer. Saab 21 blev därmed både en riskfylld pionjär och en viktig länk på vägen mot det moderna svenska stridsflyget.