Rakétaindítás deluxe, 3/A rész, avagy a Spirál utódai nyugaton

2017. május 07. 15:44 - Maga Lenin

A posztban összeér az előző, 5 részes Spirál-ismertető, valamint a korábbi, kétrészes Rakétaindítás deluxe poszt témája, alapvetően a Spirál tervének nyugati befolyása alapján.

/Hossza miatt az eredeti posztot ketté kellett bontani./

Amerikai Spirál

A Spirál projektet ismertető sorozat utolsó részében röviden szó volt az Uragan űrvadászgép feltételezett programjáról. Ha az ott említett dátumoktól eltekintünk, egy, kissé eltérő irányból közelítve is közvetett bizonyítékot találhattak a nyugati elemzők az Uragan létére. Miután a Royal Australian Air Force AP-3C Orionjai lencsevégre kapták a Kókusz-szigetek és országuk között vizet ért két BOR-4-est 1982 és ’83-ban, majd egy évvel később már a BOR-5 sorozat indításai kezdődtek meg, és az évtized végén bemutatkozott a Buran űrrepülőgép, kérdésként adódott, hogy vajon mi célja volt akkor a BOR-4 sorozatnak? Hiszen a Buran teljesen eltérő alakja miatt azt a programot nagy mértékben nem tudta támogatni a -4-es sorozat. Ebbe a képbe tökéletesen illett a feltételezett Uragan űrvadászgép programja. Így már nem tűnt felesleges pénzkidobásnak a 4+2 indítást megért BOR-4 széria (indítások és felkutatás hajókkal), meg hogy miért titkolták annyira (vagyis szerették volna) a szovjetek a kicsiny űrrepülő-modelleket. Elvégre a világ első űrvadászgépe nyilván szigorúan titkos kellett, hogy legyen.

bor4_10.gif

A BOR-4 Kozmosz-1445 példánya kiemelés közben, szovjet rombolóval és ausztrál Orionnal. A sárga füst elvileg a kis űrrepülő könnyebb megtalálását szolgáló megoldás volt (forrás)

Aztán az Uragan – képzeletbeli – felvázolásán kívül is lett következménye a Kozmosz-1374 és 1445-nek, ezúttal már konkrétan az Egyesült Államokban. A ’60-as évek során a NASA és a Northrop már több felhajtóerő-termelő test kialakítású kísérleti géppel végzett repüléseket, ugyancsak a valamilyen formában folyamatosan tervezgetett amerikai űrrepülőgépek visszatérési tulajdonságait vizsgálva. Közülük (NASA M2-F1, Northrop M2-F2 és F3, illetve később a Martin X-24) általában a HL-10 jelzésűt említik elsősorban. Ez a kis gép hasonlított a BOR-4-esre, de nem rendelkezett annak mozgatható szárnyaival. Ezzel eltért a korábbi, Dyna-Soar (X-20) program űrhajójának alakjától is, és persze az STS űrsiklójától is.

Hogy megbizonyosodjanak a szovjet koncepció tulajdonságairól, a NASA egy modellt épített az ausztrálok fotói alapján. A langley-i szélcsatornában megfúvatva – némelyek meglepetésére – kiderült, hogy a szovjetek ezúttal is kiváló munkát végeztek az aerodinamika terén, mert az adatokból 2000 km-es, légkörbe lépés utáni manőverezési képesség következett. A stabilitás mind hiper-, mind szuperszonikus tartományban kiváló volt, és a felmelegedést is jól kordában tartotta a BOR-4 alakja. A kapott eredményeket aztán lett hol felhasználni.

bor-4_hl-20_modell.jpg

A BOR-4 amerikai, „utángyártott” szélcsatornamodellje – ismerős formák… (forrás)

northrop_hl-10.jpg

A Northrop HL-10 legismertebb képe, mely gyakran szerepel átszerkesztett verziókban is az interneten, a furcsa, bumfordi kis gépet egzotikus tervekre cserélve. A hordozó NB-52 azonban változatlan. Jobbra a neves berepülőpilóta, Bill Dana (forrás)

A ’70-es, ’80-as évek fordulóján az amerikai űrhajózási tervek valamelyest párhuzamba állíthatóak a Spirál sorozatban mutatott, bő 10 évvel korábbi szovjet helyzettel. A szocialista szuperhatalom már akkoriban folyamatos, Föld körüli jelenlétet képzelt el, mint a világűr meghódításának következő lépése. Az USA összes nagy tervezőirodája pedig az említett időszakban foglalkozott megszámlálhatatlan mennyiségű tervben a könnyű, gyors, olcsó űrbe jutási lehetőségekkel. A többfokozatú hordozórakéták helyett két (TSTO, Two-Stage-To-Orbit), de akár egyetlen fokozattal (járművel, SSTO), rendszeresen felszálló űrhajókat vázoltak fel. Ezen új, technológiájukban is fejlett eszközöknek az egyik igénylője az akkoriban tervezett, később Freedom néven ismertté vált amerikai űrállomás – mellesleg a Mir megfelelője – volt. Egy állandó űrállomás számára egyszerű személyzetcsere szükséges, amire a TSTO és SSTO űrhajók kiválóan megfeleltek volna. Az ugyanis gyorsan világossá vált, hogy ha valóban olcsó, így viszont kicsi járművet akarnak készíteni, akkor az teher feljuttatására korlátozottan lesz alkalmas, mind a méretei, mind a hasznos tömegre vonatkozó adatai miatt. Ellenben akár 10 űrhajós elhelyezése is lehetséges még egy viszonylag kis térben is, mivel csak a fel- és/vagy a leszállás idejéről van szó. Bár nem a TSTO/SSTO kategóriába tartozott, de ezen igények mentén jött létre a HL-20 Personnel Launch System (PLS, Személyzetet Feljuttató Rendszer, másképp személyszállító „űrkomp”) projekt, melynek űrrepülőgépe nem máson, mint az Indiai-óceánon látott BOR-4-esen alapult – természetesen az USA korábbi, felhajtóerő-termelő testű repülőgépeinek tapasztalatait is felhasználva, lásd HL-10. A HL a Horizontal Lander, vagyis vízszintesen leszálló szavak rövidítéséből származott, utalva a jármű egyik legjellemzőbb képességére.

hl-20_wax_model_1.jpeg

A HL-20 viaszmodellje felül, alul pedig egy grafikán a gép az emelkedés egy késői szakaszában (forrás: fenti, lenti)

hl20art3.jpg

Egy ilyen, a fentiekben vázolt „űrkomp” mellett egy másik igény is adódott egy személyeket szállító űrhajóra. Ahogyan a Challanger katasztrófája az STS katonai használatára is jelentős negatív hatással volt, úgy elindította egy mentőjármű iránti igény komolyabb megfogalmazását. A mentőcsónak a CERV, Crew Emergency Rescue Vehicle névre hallgatott (Vészhelyzeti Személyzetmentő Jármű). 1990 körül a NASA és az ipari partnerek ebben a témában is megvizsgálták a HL-20-ast, tekintettel arra, hogy a vitorlázó leszállás akár 1,5 g-s maximális gyorsulást is elérhetővé tett, azaz ez volt a legkíméletesebb az esetlegesen sérült űrhajósok visszahozatalára.

 

A HL-20-asra tehát két irányból is igény mutatkozott, ezért az 1980-as évek végén a NASA virginiai Langley Research Center részlege vezette ipari-tudományos csoport végzett előzetes kísérleteket. Ennek részese volt a Rockwell International és a Lockheed Skunk Works, különleges részlege is. A HL-20-ast egy egyszer használatos hordozórakéta indította volna, eredetileg egy Saturn IB. Lényeges elem volt, hogy a kis méreteket, és az ezzel járó kisebb tömeget és összetettséget a teherszállító funkció elhagyása, de legalábbis minimalizálása biztosította. Az össztömeg 10-11 tonna körül alakult. A BOR-4-estől örökölt kialakítás jól tetten érhető, viszont a változtatható állású szárny ezúttal elmaradt, csökkentve a légköri stabilitást és manőverezhetőséget.

Ezt orosz cikkek különlegesen nagy előszeretettel róják fel a tervezetnek, mondván, a lényeget nem másolták le az amerikaiak… Igaz, az angol/amerikai források meg a BOR-4-esek befolyását felejtik el gyakran…

hl20_topdownview_rotated1.jpeg

A HL-20 1:1 arányú modellje. A BOR-4 és Spirál tervekhez képest a gerincet változtatták meg leginkább (forrás)

A terv legkézzelfoghatóbb eredménye a HL-20 teljes méretű bemutató példánya lett. A hidegháború végével a NASA költségvetését (is) visszavágták, így az űrrepülőgép-ötletekkel (NASP, azaz a Rockwell National Aerospace Plane, a kereskedelmi „űrutasszállító”) együtt a PLS-t is megszüntették, nem utolsó sorban a Freedom törlése miatt. Viszont az utóbbi átkonvertálódott az ISS, vagyis a Nemzetközi Űrállomásba (ISS), ezért a CERV immár CRV néven tovább élt, de az X-38 kísérleti járműveken túl ez sem jutott. (Hogy mire jó a CERV/CRV: lásd egy képen ITT.)

 

Ugyanennek az időszaknak a terméke a HL-20 növelt méretű, HL-42 (azaz 42 láb hosszú) nevű leszármazottja. Ez NASA 1993-4-es, átfogó tanulmányához készült koncepció, mely a végül egyáltalán nem olcsónak bizonyuló STS űrsiklók utódja lett volna. A gépre egy nagyobb rakétahajtóművet szántak, de egyébként igyekeztek nagyon egyszerűsíteni minden rendszerén, még azon az áron is, hogy a meglévő eszközök helyett is vadonatúj, de kevésbé bonyolult kerüljön a típusra. Lényeges kérdés volt, ami a HL-42 méretét meghatározta, hogy egyidejűleg hány embert és mennyi, azaz mekkora terhet tudjon visszahozni a földre. Nagyrészt az utóbbival kapcsolatos igények növelték meg a méreteket a HL-20-ashoz képest. A maximális tömeg az űrben 21,1 tonnára nőtt volna. Ironikus módon a program végét az jelentette, hogy az említett NASA-tanulmány az egyfokozatú űrrepülőgép megvalósítását találta a legjobb opciónak, szemben a csak az utolsó fokozatot újrafelhasználó tervekkel, amilyen ugye a HL-42 is volt. Ezt a lehetőséget, igaz más megközelítésből, de tulajdonképpen csak 2 évvel korábban dobták ki az ablakon az NASP-vel. A NASA-tanulmány sorsa is ennek megfelelően alakult, mert az egyik megvalósítási verziót (McDonnell Douglas DC-X) ’96-ban, a másik kettőt (Orbital Sciences X-34 és Lockheed Martin X-33) 2001-ben állították le.

hl42conf.jpg

A HL-42 és néhány lényegesebb adata és tulajdonsága (forrás)

 

A Spirál és BOR programokból eredeztethető amerikai próbálkozások sora azonban még mindig nem ért véget ezzel, mert következett a HL-20-asból kialakuló Sierra Nevada Corporation Dream Chaser („Áloműző”) űrrepülőgép. A 2006-ban bejelentett projekt a leváltandó űrsiklók – no meg a Szojuzok – helyett kívánta megoldani az ISS személyzetcseréjét és rakomány szállítását oda – illetve relatíve nagy tömegben a Földre vissza is, mint nagy előny. Ezúttal is kiemelték a gyors indíthatóságot és könnyű karbantarthatóságot, ami mentőküldetésekre is alkalmassá tenné a gépet. A HL-20-assal külsőre lényegében megegyező gépet már annak 10 fője helyett csak hétre tervezik, korszerű anyagok felhasználásával tíz tonna alatti össztömeggel. A nagyméretű Atlas V, Ariane 5 vagy Falcon Heavy segítségével startoló űrrepülőt eredetileg hibrid rakétával kívánták ellátni, hogy jelentős pályamódosításokra is képes legyen. A szilárd üzemanyagot és folyékony oxidálószert alkalmazó típust azonban a még mindig nem megszokott propán és dinitrogén-oxid kombinációjú hajtóműre cserélték le. A tervnek két fő változata is van, elvileg az eredeti a Dream Chaser Cargo System, mely 5 tonna túlnyomásosan tárolt terhet (tehát elvileg az űrhajósokat is), valamint 0,5 t túlnyomás nélkül tárolható szállítmányt vihet az ISS-re. A Dream Chaser Space System az előzővel szemben már pilóta vezette, egyértelműen személyek (hat fő plusz pilóta) űrbe juttatására. Egyébként az elképzelés nagy mértékben épít az automata üzemre.

A projekt a NASA egymást követő számos „tenderén” részt vett, de igazából megrendelés továbbra sincs rá, ezért csak helikopterekről ledobott vitorlázó kísérleti példányokig jutott.

4ann2.jpg

Felül a Dream Chaser egy vitorlázóteszt idején, a kifutón, lent pedig már az űrben, de még csak számítógépes grafikán (forrás: fenti, lenti)

dc_az_urben.jpg

 

diapos10.jpg

A Spirál-Dream Chaser fejlődési fa, méretarányos oldalnézetekkel. A poszt a HL-20 kapcsán nem törekedett a teljes részletességre, de itt láthatóak annak a programnak a lépései is (a LaRC STAR-tól a Lockheed „végső verziójáig”) (forrás)

A Spirál ’50-es évekbeli víziója így aztán nyugaton folytatódott jó 30 évvel később, és a Dream Chaser révén a dolognak még mindig nincs vége ma, 70 évvel később sem.
 

Források, linkajánló, a 3/B rész számára is, mely ITT található

http://danielmarin.naukas.com/2010/12/14/la-nave-espacial-sovietica-que-copiaron-los-estados-unidos/ az alapul szolgáló, kiváló spanyol blogposzt

http://danielmarin.naukas.com/2013/10/23/hl-20-y-hl-42-las-naves-espaciales-norteamericanas-con-raices-sovieticas/ ugyanonnan a HL-20 és -42-ről

 

http://www.secretprojects.co.uk/forum/index.php/topic,2913.0/all.html a secretprojects ezúttal főleg a képekkel volt segítségemre

 

http://astlena.livejournal.com/1410324.html

http://geo-politica.info/udar-iz-kosmosa-zachem-amerikantsy-ukrali-ideyu-otechestvennogo-orbitalnogo-korablya.html több, hasonló tartalmú orosz írást is találni a Spirál-HL-20-Dream Chaser leszármazotti vonalról

 

http://www.ussr-airspace.com/index.php?main_page=product_info&products_id=637 volt még a Mjasziscsev 3M bombázóra alapozott, MAKSz-szerű terve is az oroszoknak, persze a komolysága kérdéses, de jól néz ki a 8 hajtóműves, a VM-T Atlant űreszköz-szállító változaton alapuló gép makettje:

http://ussrairs.nextmp.net/images/al/53/03165434.jpg

 

http://www.thespacereview.com/article/1569/1

http://www.thespacereview.com/article/1580/1

http://www.thespacereview.com/article/1591/1

http://www.thespacereview.com/article/1608/1 az ALSV-t remekül bemutató cikksorozat, az egyik résznél a fluor amerikai tapasztalataira vonatkozó hozzászólásokkal

http://articles.chicagotribune.com/1992-12-20/travel/9204250793_1_passenger-plane-freighters-test-pilots a 747-es sebességéről

 

http://www.pmview.com/spaceodysseytwo/spacelvs/sld053.htm az „i”-re kattintva a korabeli többi, amerikai űrhajós projektről található lista, érdekességekkel

 

http://iho.hu/hir/epitsunk-urhajot-111218

http://iho.hu/hir/epul-a-vilag-legnagyobb-repulogepe-150301

http://iho.hu/hir/epul-a-legnagyobb-repulogep-sikeres-lesz-az-urpiacon-160621

http://iho.hu/hir/szarny-alol-urbe-uj-virgin-ceg-indit-muholdat-jumborol-170303 az iho.hu cikkei „launcher” témában

 

https://www.nasaspaceflight.com/2014/11/snc-stratolaunch-dream-chaser-flights/ a Stratolaunch és a Dream Chaser együttműködéséről

 

… és természetesen a Wikipedia érintett angol szócikkei.

6 komment

A bejegyzés trackback címe:

http://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr3212408123

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben.