Convair B-36 „Peacemaker”, 1. rész

2016. június 05. 20:36 - Maga Lenin

Ahogy a Köszöntőben jeleztem, lesz "reboot" (vagy ezúttal inkább "extended cut") posztsorozat is. Az első ezek közül a Convair B-36-ost bemutató, mely a korábbi verzió kibővített, több képpel illusztrált változata.

A ’40-es években, még a világháború alatt tervezett interkontinentális bombázó, a B-36, az ’50-es években végül a Stratégiai Légiparancsnokság első számú nukleáris elrettentő eszköze lett. Minden idők egyik legnagyobb és legnehezebb harci repülőgépének pályafutása alatt viharos gyorsasággal változott a történelem, a katonai igények és elképzelések, és a technikai feltételek is. Mindez a B-36 egy-másfél évtizedét a repüléstörténet egyik páratlanul sokszínű fejezetévé tette.

alapkep.jpg

Interkontinentális bombázó a II. világháború idejéből

Amikor az Egyesült Államok Hadseregének Légi Hadteste (USAAC) közétette a később B-36 néven ismertté vált bombázórepülőgép megépítéséhez vezető követelményeket, a naptár még csupán 1941-et mutatott. Akkoriban hihetetlen elvárásokat: 725 km/h-s csúcssebességet, 13700 m-es szolgálati magasságot és 4500 kg-os bombateher 8000 km-re való eljuttatását támasztottak az új konstrukcióval szemben. 440 km/h-s utazósebességet és 32,5 tonna feletti, rövid távra szállítható maximális bombaterhet is előírtak még. Az interkontinentális bombázóra azokban a napokban nagy szükség mutatkozott, mivel úgy tűnt, hogy Nagy-Britanniát is bármikor elfoglalhatja a Harmadik Birodalom, így aztán az akkori bombázók, európai bázis híján, használhatatlanok lesznek ellene. A feladat nagyságát az is jól jelzi, hogy a gyártóknak épp hogy a háború előtt sikerült megoldaniuk az Atlanti-óceán elfogadható módon való légi átszelését, utasokat szállító gépekkel, vagy, hogy a 725 km/h-s sebességet csak néhány tonnás vadászgépek érték el legfeljebb akkoriban.

A feltételeket a Boeing és a Consolidated számára küldték meg, de a Douglas is jelentkezett a saját tervezetével. A Boeing Aircraft Company már bizonyított az XB-15 révén a nagyméretű, nagy hatótávolságú bombázók építésében, nem szólva B-17-esükről. A Douglas az XB-19-essel szerzett tapasztalatai alapján pályázott. Mindkét cég, a különösen nehéz elvárások miatt, meglehetősen radikális koncepciókkal jelentkezett. A bonyolult feladatra tekintettel azonban a légierő a Consolidated Aircraft Corporation egyszerűbb tervét látta a legígéretesebbnek, melyet az október 6-án nyújtott be. A B-24 Liberatorhoz hasonlóan kettős függőleges vezérsíkokkal, de hosszú, ceruzaszerű törzzsel, enyhén nyilazott szárnnyal és az abba épített 4-6 db, tolólégcsavaros elrendezésű motorral ellátott bombázónak a Model 35 jelzést adták (másképp: Model 35 Multi-Engine Long Range Bombardment Type Airplane). Ugyanakkor a követelményeket még ’41 augusztus 19-én mérsékelni kellett, hogy reális határidőn belül elkészülhessen egy bevethető típus. A hatósugarat 6400 km-re, a normál sebességet minimum 390 km/h-ra, a bevetési magasságot pedig 12000 m-re csökkentették. Utóbbi még mindig elég nagy volt ahhoz, hogy csak a 128 mm-es német légvédelmi lövegek veszélyeztethessék a gépet.

xb-15.jpgA korábbi óriások, vagyis a Boeing XB-15 (felül) és a Douglas XB-19 (alul). Az XB-15 is olyan vastag szárnyakat kapott, mint a motorburkolatok átmérője. Nem is volt csoda, hogy 4 db 850 Le-s motorjával reménytelenül alulmotorizált maradt. Az XB-19 előtt futó alakból is lehet következtetni, hogy mekkora volt a gép. A két típus ugyanarra a ’30-as évekbeli kiírásra született, de igazából akkor még hiányoztak a feltételek az ilyen nagy repülőgépek építéséhez, elsősorban a motorerő terén. Az XB-19 volt a B-36 megépültéig a legnagyobb katonai gép az USA-ban (forrás: fenti, lenti)

xb-19.jpg

Egy 12 km magasan repülő bombázót a korabeli vadászgépek (1940-41) gyakorlatilag nem tudtak volna elfogni. A tengelyhatalmak főbb vadászgépeinek akkori változatai szolgálati csúcsmagasságukat tekintve el sem érték ezt a szintet. Később ugyan papíron 11-12 km-re nőtt ez az érték (’43-44 után), de ezen a magasságon majdnem harcképtelenek voltak a dugattyús motoros, kis szárnyfelületű vadászgépek. A Royal Air Force 1941. júliusától hajtott végre 9-10 km körüli magasságú bevetéseket néhány darab B-17-essel (angol megnevezéssel: Fortress Mk.I), és nem voltak jó tapasztalatai, különösen a bombacélzás tekintetében. A német hadihajókat a kikötőkben bombázó gépek 39 bevetésen összesen kétszer találták el a célokat, ráadásul, ha nagyon nehezen is, de a Luftwaffe Me 109-esei elfogták őket néhányszor. A németek később jelentős lépéseket is tettek a nagy magasságú képességeik javítására (turbófeltöltős motorok, nagy magasságú vadászgép-változatok, vagy a Focke-Wulf Ta 152 vadászgép). A tapasztalatoktól függetlenül azonban az angolszászokat végig foglalkoztatta a nagy magasságú bombázás, és talán a kezdeti kudarcokban is inkább csak az eszközök elégtelen voltát látták, nem az elgondolás - korabeli - hibáit. Fontos megjegyezni, hogy a RAF bevetésein a gépek nem voltak túlnyomásosak, ezért a személyzetet extrém fizikai megterhelés érte a nagy magasságban (rendkívüli hideg, alacsony légnyomás, jegesedés). Az új, interkontinentális bombázót azonban eleve túlnyomásosra tervezték. Ráadásul a háború utáni technológiákkal már kivételesen pontos hagyományos bombavetésre is képesek voltak a B-36-osok (lásd később). Továbbá, a nagy magasságú repülést nem csak az önvédelem miatt tartották szükségesnek, hanem hogy a gép a ritkább levegőben elérhesse a kívánt, nagy hatósugarat. (Végül a realitások kicsit mást mutattak, lásd szintén a későbbiekben a bevetési tulajdonságoknál.)

A Consolidateddel november 15-én kötöttek szerződést, majd december 10-én a Northrop csupaszárny projektje (XB-35) miatt a Model 35 megnevezésből B-36 lett. 1942. július 20-án a gép modelljét megszemlélte az illetékes bizottság, és túl nehéznek találta azt. A bizottság egyik felének javaslata szerint csökkenteni kell a védőfegyverzetet és így a legénység létszámát. A tagok másik fele szerint azonban így a gép használhatatlanná válna. Ez a vita vezetett először a program kis híján való törléséhez – de nem ez volt az utolsó ilyen alkalom. Végül egyéb területeken faragtak le a tömegből, és a fejlesztés folytatódhatott.

 

Az elvárt nagy hatósugár és teljesítmény miatt a leendő bombázó óriási méretű lett, ugyanis a tervezés során sem a sugárhajtás, sem a légi utántöltés nem jöhetett még szóba. A korszak néhány más, bár valamivel később tervezett, nagyméretű repülőgépéhez (pl. Bristol Brabazon, Saunders Roe Princess, vagy korábban az XB-15) hasonlóan a B-36-ost is olyan szárnyakkal tervezték, melyek vastagsága a tőnél szinte megegyezett a motorgondolákéval, minimalizálva azok légellenállását. A tiszta, zavartalan áramlás érdekében a tolólégcsavaros kialakítás mellett döntöttek. A légellenállás csökkentésére a védőfegyverzetet is behúzható tornyokból alakították ki, a fix faroktorony kivételével. Hasonló okokból a kettős függőleges vezérsíkot szimplára cserélték, 1750 kg szerkezeti tömeget is megtakarítva. A már akkoriban is szokásos trendnek megfelelően az egyre újabb módosítások során a tömeg egyre nőtt, ami komoly kételyeket ébresztett a teljesítménye kapcsán. A nehéz géphez az akkor rendelkezésre álló fékrendszerek és anyagok miatt egykerekes főfutókat terveztek, 3,3 m átmérőjű, a Goodyear által speciálisan e célra gyártott abroncsokkal. Az egyetlen kerék könnyebben fért el behúzott állapotban a szárnyban is.

b36sig.jpgAz óriási, egykerekes főfutók egyike az YB-36-oson. Tipikusan olyan fotó, mely magáért beszél (forrás)

A világháború során a projekt fontossága folyamatosan változott. Kezdetben a már gyártásban lévő típusok javára irányították át a forrásokat. ’42 nyarán a gyártó sikeresen kérelmezte a teherszállító verzió fejlesztésének támogatását, mivel a bonyolult katonai eszközök nélküli XC-99-esen még az XB-36 megépülése előtt tesztelhették volna a főbb elemeket, rendszereket. Ez a mellékszál azonban a valóságban némi újabb elmaradást okozott. A Japánnal való háború miatt közben ismét felértékelődött a Hawaii-ról Tokiót is bombázni képes gép terve. Különösen, hogy Kína közelinek tűnő összeomlása miatt nem lett volna bázis Japán támadásához még a később, de a B-36 előtt szolgálatba lépő B-29-esek számára sem. Így ’43. július 23-án, mielőtt akár az első prototípus elkészült volna, 100 bombázót rendeltek 160 millió dollár értékben, ismét nagy fontosságúvá emelve a B-36-ost. Ennek ellenére, még sürgetőbb feladatok miatt, a szélcsatorna-teszteket ’44 tavaszára halasztották. Emiatt, és a nagy műszaki kihívások miatt egyébként is lassan haladó tervezés alatt a Japánhoz közeli szigetek elfoglalása révén a B-29-esek is megfelelővé váltak a stratégiai bombázás feladatára. Hasonlóképpen az európai háború is kedvezően alakult a normandiai partraszállás sikerével. Ipari szempontból szintén a B-29-es hatalmas lendületű gyártási programja szívta el a kapacitásokat. Közben a Consolidated egy része San Diego-ból a 4. Számú Kormányzati Repülőgépgyárba költözött, Fort Worth mellé, és egyesült a Vultee céggel, létrehozva a Convairt (hivatalosan: Consolidated Vultee Aircraft Corporation), újabb több hónapos késést okozva a típusnak. A B-29 problémái esetére a B-24-esen alapuló B-32 Dominator fejlesztése is hátráltatta a programot házon belül. A cég nagyon bízott a Dominator sikerében, de végül csak 118-at gyárhatott a típusból. A gondok ellenére a ’43-as megrendelésben még 1945. augusztusi átadással számoltak.

kezdeti_szelcsatorna_modell.jpgEgy szélcsatorna modell, amely már szimpla vezérsíkos, de még az eredeti, 37 mm-es gépágyús tornyokat hordozza, és a motorok hűtőbeömlői közül az alsó nem a belépőélnél, hanem hátul a motorgondolánál, alul helyezkedik el

Amikor a Convair az első XB-36-ossal 1945. szeptember 8-án elkészült, annak sem védőfegyverzete, sem motorjai nem voltak. A Pratt & Whitney Wasp családba tartozó R-4360-as motorjai késtek és összesen 1 tonnával nehezebbek voltak az előre megadottnál, viszont ezidőtájt más motor nem jött szóba a géphez (nem úgy a későbbiek folyamán). Még ’44-ben új, gépágyútornyot is tartalmazó orr-részt terveztek a bombázóhoz, újabb tömegnövekedést és késést okozva. Az első példány azonban még az eredeti orral épült meg. Ekkor már megkezdődtek a háború utáni óriási leépítések a hadiiparban, de ezek egyelőre nem okoztak gondot a programnak. A háború során a légierő jelentősen megnövelte befolyását, és a B-36-ost megfelelőnek tartották, mint az USA területéről is bevethető, valódi interkontinentális bombázót. A szigetcsaták friss emléke (sok idő, nagy emberveszteség) is kiemelte a nagy hatósugár fontosságát. Nem mellesleg pedig a B-36 kiváló atombomba-hordozónak tűnt, nem szólva a későbbiek során az első, csak óriási méretben rendelkezésre álló hidrogénbomba megjelenéséről. A gép védőfegyverzete, teljesítménye és hagyományos bombákból álló nagytömegű rakománya is mellette szólt.

 

A B-36 kezdeti kialakítása: XB-36 és YB-36

csupaszarny_tervezet.jpg

flying_wing_interior_2.jpg

A csupaszárny tervezet és belső elrendezése. A terv nagyon futurisztikus volt, a szárnyba ágyazott motorokkal és bombatárakkal, és a később még egy ideig favorizált, vegyes, 37 mm-es gépágyúkat is tartalmazó (orr és faroktorony) védőfegyverzettel (forrás: Facebook)

kezdeti_famodell.jpg

A dupla vezérsíkos modell

earlyb-36cutaway.jpg

A B-36 egy korai elrendezése. A későbbiekhez képest az egyik fő különbség a teljesen másféle védőfegyverzet (forrás)

A Consolidated természetesen kezdetben többféle elgondolást is számításba vett az új, interkontinentális bombázó kialakítását illetően. Volt köztük csupaszárny elrendezésű is, de sokáig tartotta magát a kettős függőleges vezérsíkos variáns is. A tervezést Harry A. Sutton és Ted P. Hall vezette, a projektmenedzser a cég ügyvezető alelnöke, Isaac M. Laddon volt. A hosszú törzsű és nagy fesztávolságú gépbe az akkor még prototípus stádiumú, 3000 Le-t ígérő Pratt&Whitney „X-Wasp” motorokat szánták, a védőfegyverzetet öt 37 és tíz 12,7 mm-es gépfegyver alkotta.

Az első és hátsó, túlnyomásos legénységi állást egy 63,5 cm átmérőjű közlekedőcső kötötte össze a bombatéren át. A tervezett hatalmas kormányfelületek és futómű miatt a szokásos 100 helyett 200 bar nyomású hidraulika-rendszert szántak a gépbe. Ez tömeg megtakarítását is jelentette, mivel kisebbek lehettek a működtető eszközök. Hasonló okokból döntöttek a váltóáramú elektromos hálózat mellett. 208 V feszültségű, háromfázisú rendszert alkalmaztak, a korábbi egyenáramú elektormotorok súlyának háromnegyedét megspórolva. Ettől nagyobb magasságban is üzembiztosabb rendszert is vártak, bár utóbb voltak megbízhatósági problémák. További súlymegtakarítás végett integrál benzintartályok mellett döntöttek – vagyis a külső borítás adja a tartályok falát is – de ez pontos gyártást követelt meg a nagyméretű szerkezeti elemeknél is.

xb-36_szines_nagy.jpgAz XB-36 prototípus. A méreteket (lásd a teherautónál is magasabb főfutó) és a tiszta vonalakat jól érzékelteti a felső kép, míg az alsón legfeljebb csak a kabin méreteihez lehet viszonyítani (a lenti kép forrása: B-36 Interest Group)

xb-36_a_betonon.jpg

A B-36 végleges elrendezése szerint az egyszerű, hosszú, csőszerű törzs végig kör keresztmetszetű, és a négy, egymás utáni bombatér előtti, illetve mögötti lövésztorony és legénységi szekciókra oszlott. Az orrban az elülső személyzeti kabin helyezkedett el, az első XB-36 utáni gépeken egy gépágyútoronnyal, továbbá az avionika és elektronikus berendezések nagy részével együtt. Mögöttük volt, már nem túlnyomásos elhelyezéssel, eredetileg 4 darab, két 20 mm-es gépágyúval felszerelt fegyvertorony, illetve később az alsó kettő helyén a bombázóradar. Következett a négy, kettesével egybenyitható bombatér és a szárnybekötés. Ezek mögött ismét lövésztornyok, majd a hátsó legénységi állás, végül a gép farkában egy radarvezérlésű, szintén két 20 mm-es gépágyúval ellátott fegyverállás. Felettük az egyetlen, hatalmas méretű függőleges vezérsík nyúlt a magasba (14,25 m).

fuggoleges_vezersik.jpgA magasba nyúló vezérsík tetejét ellenőrzi egy szerelő. A motorburkolatok egy része eltávolítva, a hátsó-felső lövésztornyok fedele pedig behúzva. Érdemes megfigyelni a korabeli kiszolgáló járműveket, eszközöket is

A szárny nagyjából középen, felsőszárnyas elrendezéssel csatlakozott a törzshöz, a kettes és a hármas bombatér egy részét elfoglalva. A maximálisan nem kevesebb, mint 2,3 m vastagságú szárny fesztávolsága (70,12 m) és felülete (443,5 m2) minden összehasonlításban hatalmas. A nagy felület tette lehetővé a dugattyús motoros gépekhez képest elég nagy, 12000 m körüli utazómagasságot, és az itt tapasztalt, meglehetősen jó manőverező képességet. A hat motor a szárny végében került elhelyezésre, hozzájuk hosszú hűtőlevegő-beömlők vezettek. Ez az elrendezés hozta magával a gép teljes pályafutását végigkísérő túlmelegedési gondokat. Az irányítást meglepő módon emberi erővel végezték a pilóták, mivel a kormányfelületeket nem közvetlenül, hanem kisebb szervolapok ellenirányú kitérítésével mozgatták meg.

A hatalmas gép két, egy-egy kerekű főfutón és a duplakerekes orrfutón gurulhatott. Erre azonban a rendkívüli talajnyomása miatt csupán három repülőtéren volt lehetősége, melyeket 50 cm vastagságú burkolattal láttak el. Ezért ez az elrendezés értelemszerűen módosításra szorult a későbbiekben.

xb-36_exp_building.jpgAz XB-36 a gyártóüzem ún. Kísérleti Épülete (4. Számú Kormányzati Repülőgépgyár, Fort Worth) előtt. Az üzem túlsó oldalán volt a Carswell Légitámaszpont

A prototípus, az XB-36 (gyári száma: 42-13570, a függőleges vezérsíkon: 213570) katonai felszerelések nélkül készült el, és az önvédelmi fegyverzet sem volt beépítve. A gép orrkiképzése is az eredeti volt, sőt, kezdetben még a főfutók takarólemezei is hiányoztak. A már elfogadott főbb változtatások közül a hármas és a négyes számú bombatér egybenyitása sem valósult meg a prototípuson. Ezen a példányon még köztük helyezkedett el a hátsó lövegtorony-állás. A meghajtást a kezdeti, 3000 Le teljesítményű R-4360-25-ös sorozatú motorok biztosították. Még a motorok földi tesztelése közben derült ki, hogy a légcsavarszél erősebb a vártnál, ezért magnézium helyett nehezebb alumíniumra kellett cserélni a fékszárnyakat, nehogy megrongálódjanak. A gépen súlycsökkentés és a stratégiai nyersanyagokkal való takarékoskodás miatt nagy arányban használtak magnéziumot alumínium és némi acél mellett. Az XB-36-oson még vászonborításúak voltak a hátsó kormányfelületek.

A prototípus első felszállására több hónapos csúszás után, 1946. augusztus 8-án került sor. A kormányoknál Beryl A. Erickson és G. S. „Gus” Green foglalt helyet, rajtuk kívül még hatan voltak a fedélzeten. A 37 perces repülés során ugyan nem történt rendkívüli esemény, de fény derült a hűtési gondokra és vibrációt is tapasztaltak. Ekkortól egy ideig a B-36 lett a valaha repült legnagyobb és legnehezebb repülőgép. A csúcssebesség jóval az elvárások alatti volt, csupán 515 km/h – pedig a gép tömege a felszerelések nélkül kisebb is volt a tervezettnél. A tesztek során felfedeztek gyártási hibákat is, melyeket a feszített háborús munkatempó és a körülmények (szakemberek, nyersanyagok, szerszámok hiánya) okoztak. Ezek, a teljesítménybeli hiányosságok, és a már betervezett, de az XB-36-oson még nem alkalmazott, nagymértékű strukturális változtatások miatt a protopéldányt nem tervezték átépíteni a légierő által is használható kialakítású B-36A-vá.

A következő B-36-os, az YB-36 (42-13571) már a fenti, jelentős átalakításokkal készült eleve, így sokkal jobban hasonlított a szériagépekre. Az eredeti, 37 és 12,7 mm-es tornyokból álló védőfegyverzetet egységesen kétágyús 20 mm-es állásokra cserélték. Ezeket és a vezérlőrendszerüket, valamint a faroktoronyhoz tartozó radart a General Electric készítette, és a B-29 illetve a P-61 éjszakai vadász megoldásait vették át az új bombázóhoz. Az első és a hátsó torony mellett 4x2 darabot terveztek szimmetrikusan, két lövegállásban, de a beépítendő, új APQ-24 bombázóradar miatt az elöl lévő alsó párnak nem maradt hely. Az eredeti elképzelés szerint még a belépőélekbe szerelhető antennájú APG-7-et alkalmazták volna. A leglátványosabb változtatás a buborék alakú, megemelt pilótafülke, és az alá-elé épített orrtorony volt.

Az YB-36 1947. december 4-én repült először, de még mindig az eredeti, egykerekes főfutókkal, illetve a már véglegesített konfigurációjú védőfegyverzet nélkül. Az új, négykerekes főfutót ’48 májusában kapta meg a gép, egyidejűleg a -25-ös sorozatú motorokat a 3500 Le-s 41-esekre cserélték. A gépágyútornyokat a repülések szüneteiben folyamatosan építették be. A légierő 1949. május 31-én vette át, mint a B-36A-k egyikét, majd a következő évben RB-36E-vé építették át, pótlandó az YB-36A példányt.

Az YB-36A jelű gép valójában az első, már „harcra kész” verziójú B-36A volt, melyet végül földi strukturális tesztekre vettek igénybe és törtek össze. Ezért ez a példány csak két repülést hajtott végre: egyet a gyár körül, ellenőrizendő, hogy jól működik-e minden, és egyet a Wright Field repülőtérre, ahol földi strukturális kísérleti példánynak használták fel. Egyébként első felszállásával a gép megelőzte az YB-36-ost.

 

A B-36 meghajtása: Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major, tolólégcsavarokkal

A második világháború utáni, legutolsó generációs dugattyús motoros, nagy tömegű repülőgépek létrejöttében oroszlánrésze volt az 1925-ben alapított Pratt & Whitney gyár hatalmas, négysoros csillagmotorjának, az R-4360-asnak. A gyártó ezt a motort versenyképesnek szánta az első sugárhajtóművekkel (a légcsavaros gázturbinák akkor még leginkább csak a rajzasztalokon léteztek). Az R-4360 nevét az összesített lökettérfogatáról kapta: 4362,5 köbinch, azaz 71,5 liter. A léghűtéses, Bendix-Stromberg PR-100 túlnyomásos karburátorral működő üzemanyag-rendszerű motor üres tömege meghaladta az 1750 kg-ot is, mégpedig a két turbófeltöltő és a fordulatszám-csökkentő áttétel nélkül!

Ez a háton repülés miatt szükséges speciális, repülőgépek számára gyártott karburátor volt, és már hasonlított a későbbi, valódi közvetlen befecskendezéses szisztémához. Négy, membránokkal elválasztott kamra biztosította a levegő, illetve a benzin mennyiségének „mérését”, illetve a két komponens kívánt arányát. A szerkezet lényege az volt, hogy nem egy gravitációs úszó változtatta az üzemanyag mennyiségét a szelepek felé, hanem a motor térbeli helyzetétől függetlenül, a tervezési értékeknek, illetve a gázkarnak és a keverékszabályozónak a beállításától függött a belépő benzin mennyisége.

Az R-4360 ugyanis egy fogaskerék-hajtású kompresszorral (vagy sűrítővel) és két turbófeltöltővel volt felszerelve. A kompresszort állandó áttétellel hajtotta a motor, felszálláskor percenként 17000-es fordulattal. Így elérték, hogy a bemenő nyomás duplájára nőtt, igaz, többlet hő keletkezett a levegő összenyomása hatására, és az ehhez szükséges energia 435 lóerőre rúgott. Ezen hátrányokkal szemben azonban a teljesítmény nem kevesebb, mint 1930 Le-vel növekedett nagy magasságba. A két darab, General Electric Model B-1 kipufogógáz-hajtású turbófeltöltő tette lehetővé a még nagyobb magasságban való, teljesítményvesztés nélküli üzemelést, egészen 10700 méterig. Ezek hiányában 6000 m magasságban, a ritkább levegőben a teljesítmény már csak 1000 Le lett volna, a míg a valóságban 3500 Le volt. Mivel a két turbófeltöltő elméletileg képes lett volna visszanyomni az égésgázokat a hengerekbe, ezért automatikusan szabályozva volt a motorra kifejthető „ellennyomásuk”. (Ez közelebbről azt jelenti, hogy a turbófeltöltő turbinája olyan nagy ellenállást fejthetett ki esetleg a motor felől érkező gázokkal szemben (tehát kb. 10 bar - miután egy kollégám révén kiderült, hogy hogyan kell érteni a 300 inches of manifold pressure kifejezést, mivel itt az inch "higanyinch"-et jelent), hogy azok inkább visszafelé áramoltak volna, a szelepeken át újra be a hengerekbe. Ez természetesen a motor súlyos üzemzavarához vezetett volna.) Mindkét berendezés egy-egy saját intercoolerrel szabadult meg a felesleges hőmennyiségtől.

Egyébként a fenti leírásból világosan látható, hogy a dugattyús motorokkal milyen problémákba ütközött a nagy magasságú repülés. Márpedig a ’40-es évek egyik fő fejlesztési iránya volt, hogy lehetőleg minél magasabbra tudjanak emelkedni a repülőgépek: a bombázók, hogy elkerüljék a vadászgépeket, a vadászok, hogy elfogják a bombázókat, a polgári gépek pedig, hogy kikerüljenek a turbulens alsóbb légrétegekből. Csakhogy, a dugattyús motorok működési elvéből adódóan, a hengerekben a nyomás elsődleges fontosságú volt a hatékony égéshez. Viszont, amíg a benzinadagolást könnyen meg lehetett oldani túlnyomással, addig a levegő egyre ritkult a magassággal, így egyre többet kellett beszívni a motorba. Sőt, optimálisan eleve sűrítve kellett beadni a levegőt a nagyobb teljesítmény érdekében. Ezért érte meg egy 435 Le-s kompresszor alkalmazása is az R-4360-asban.

A másik fontos kérdés a távozó kipufogógázok energiájának hasznosítása volt. A mérnökök nagyon jól tudták, hogy a több száz fokos gázban jelentős energiamennyiség van még, de ennek hasznosítása nem volt könnyű. A nagy fordulatszámú eszközök, mint a turbófeltöltők, ekkor még komoly műszaki kihívást jelentettek, nem véletlenül voltak rendszeresek a berendezést érintő meghibásodások. (Ilyenkor a motor általában működőképes maradt, csak sokkal kisebb teljesítménnyel, vagy iszonyúan rázta a gépet.) A turbófeltöltők egyik vezető gyártója, a General Electric is részben a nagy fordulatszámok miatt kapta a sugárhajtómű kifejlesztésének feladatát az USA-ban, hiszen új technológia is ilyen jellegűnek tűnt - csak egyben magas hőmérsékletű rendszert kellett létrehozni. (Természetesen a későbbiekben a két technológiának nem sok köze volt egymáshoz már.)

A négy hengersor egymáshoz képest szögben elforgatva került beépítésre, hogy a hűtőlevegő áramlása minél jobb legyen. Ez az elrendezés adta a motor jellegzetes, „csavart” vagy csigaszerű kinézetét. A megfelelő hűtés a nagyméretű dugattyús motoroknál folytonosan gondot jelentett, ez az elcsavarás egy jól látható részmegoldást jelentett. Egy próbapadon használt tesztpéldány három nap alatt összesen 22 órán át üzemelt 4400 Le teljesítménnyel. Ez kétségkívül mutatta, hogy jelentős potenciál van a motorban, hiszen azt akkor 3000 Le körülire lőtték be. A mai, sokszelepes motorokhoz képest furcsának hat, hogy csupán egy be- és egy kiáramlást biztosító szelep volt hengerenként a motorban.

r-4360.jpgAz USAF múzeumában kiállított R-4360-as motor, burkolatok nélkül. Balra fent a PR-100 karburátor a fekete doboz. Jól látszik az egymás mögötti hengersorok szögeltolása. A motor a nagy repülőgépek esetén állta a versenyt az első sugárhajtóművekkel, így számos ilyen, háború utáni gép alkalmazta (Boeing C-97, Douglas C-74 Globemaster és C-124 Globemaster II, Hughes H-4). A számos típus részére 18697 db (!) készült. A teljesítménnyel általában nem is volt gond, viszont a megbízhatósággal igen (forrás)

fotengely.jpgAz egyetlen darabból kovácsolt, acél főtengely rajza (forrás: Flight magazin, 1947. július 3-ai szám)

A tolólégcsavaros B-36-osba építve a motorokat a szárny belépőélén lévő hűtőlevegő-nyílásokon át beáramló levegő hűtötte, melyet egy jókora, kétsebességes ventilátor nyomott a motorra. A húzólégcsavaros elrendezésnél megszokott örvlemezeket itt ún. légdugók helyettesítették, melyek a kilépőél közelében voltak beépítve, és mozgatásukkal lehetett szabályozni a hűtőlevegő mennyiségét. A hosszú, óriási hőteljesítményű motor, és a B-36 akkoriban nagyon nagy repülési magasságában lévő, bár hideg, de igen ritka levegő miatt a hűtés sosem volt teljesen kielégítő a gép pályafutása során. A másik fő hibaforrás, hogy az R-4360-ast eredetileg húzólégcsavaros elrendezésre tervezték, amihez képest a B-36 szárnyába fordítva építették be. Így a karburátorba jutó levegőt nem melegítette elő a hatalmas csillagmotor, ami jegesedési viszonyok közt azt eredményezte, hogy a karburátorra lassan jégréteg rakódott le, ami miatt pedig a keverék gazdag lett, majd egy ponton ettől a motor persze kigyulladt. A források egyébként mindig említik, hogy az R-4360-ast eleve úgy tervezte a Pratt & Whitney, hogy könnyű legyen akár húzó-, akár tolólégcsavaros állásban beépíteni. Ez mechanikailag igaz is volt, de a fenti, jegesedési probléma ettől még létezett.

handbook_grb-36d-iii_10-11_l.jpgAz R-4360 a bombázó szárnyába építve. Bár a legtöbbször említik, hogy a szárnyba épített járaton át repülés közben lehetett szerelni a motorokat, a valóságban erre minimális lehetőség adódott (forrás)

A Wasp Major különböző, a B-36-oson alkalmazott változatai (-25, -41, -53) 3000, 3500, végül 3800 Le leadására voltak képesek (2207-2795 kW). A -41-es sorozatú motorok átszámítva, 3000 fordulat/percnél 7506 fontláb, azaz 10177 Nm forgatónyomatékot fejtettek ki a főtengelyen mérve. Azonban a légcsavar bolygóműves fordulatszám-csökkentő áttételének mértéke (0,375:1) mellett ez magánál a légcsavarnál 27116 Nm nyomatékot jelentett. A fogyasztás maximális teljesítmény mellett 1134 kg/óra magas oktánszámú repülőbenzin és ennek tízszerese levegőből.

Ezt az elképesztő energiát Curtiss-Wright gyártmányú, állandó fordulatszámú, állítható állásszögű propellerek vették fel. Hatalmas méretük (kezdetben 4,88, majd 5,79 m átmérő) miatt a standard elektromotoros állásszög-állítás helyett a lapátokat a légcsavartengelyről fogaskerekekkel és négy darab kuplunggal működő mechanizmus által szolgáltatott energia vezérelte a beépített hidraulikaszivattyú biztosította nyomással. A kipufogógázokat közvetlenül az üreges lapátokra engedték a motor után, így megoldva a jégtelenítésüket.

A kezdeti, kerek végű lapátok azonban vibrációt okoztak a vízszintes vezérsíkokon és a törzs oldalán is. Ezért került sor a légcsavar átmérőjének növelésére, egyidejűleg 3 helyett 4 lapátot használtak. Ez sem oldotta meg azonban a problémákat teljesen, ezért sokszor az utazómagasságon a személyzetek leállították a belső motorokat, és vitorlába állították a hozzájuk tartozó propellereket, csökkentendő a rezonanciát. Végül egy szögletes végű, módosított húrhosszúságú és profilú, ismét háromlapátos, új légcsavart fejlesztettek ki. A Convair által „magassági légcsavarnak” hívott, egyenként 530 kg-os (az előzőnél 9-cel nehezebbek) típusból 1175 db készült a B-36-osokhoz. Így a B-36H változat idejére megoldódtak a légcsavar-problémák.

b-36_propeller_front_view_jpg_original.jpgAz eredeti, háromlapátos, kerek végű légcsavarok (forrás)

Hagyományos és nukleáris bombák

A hatalmas B-36, méretének megfelelően, rengeteg bombát tudott magával vinni, akár nagyobb távolságokra is. A kábelekkel a géptörzs mentén elcsúszó, egy vagy két részes, lassan mozgó bombatérajtókat a B-36D-től kezdve a hidraulikusan működő, félbehajló, gyors típusra cserélték. Az első és a hátsó két bombatér egy-egy ajtópárt kapott. A rakományt a géptörzs tetején át benyúló csörlőkkel lehetett beemelni a bombaszállító kocsikról. A hagyományos bombák számára 36 darab, tizenöt különböző típusú felfüggesztő állványzat járt gépenként. Ezek 227-től 19504 kg-ig terjedő tömegű bombákat tudtak megtartani, és lehetőség volt 45-159 kg közti bombák függesztésére a 227 kg-osokra méretezett elemeken. 1814 kg-os tömeg felett a bombákat már nem a hagyományos függesztők (horgok és fülek), hanem speciális hevederek tartották. (A nagyobb bombák tömege, fontban, ahogyan kerek: 500, 1000, 1600, 2000, 4000, 12000, 22000, 43000; a kisebbeké: 100, 115, 125, 250, 325, 350.) Összesen 67 féle hagyományos, gyújtó, kazettás, és vegyi töltetű bomba és számos akna állt rendelkezésre.

ket_grand_slam.jpgA Miss Featherweight nevű B-36H a floridai Eglin támaszponton várja a startot a közeli lőtér irányába (valószínűleg 9979 kg-os T-14-esekkel, azaz a Grand Slam amerikai változatával)

bombalehetosegek.jpgNéhány bombavariáció a B és a J változat esetén. A két változat közötti fejlődést az azonos konfigurációban betölthető eltérő mennyiségű üzemanyag szintje (középen, satírozva) jelzi

A legnagyobb, 19504, 9979 és 5443 kg-os eszközök használatakor a két első, illetve a két hátsó bombateret egybenyitották: a köztük lévő válaszfalak alsó részét a törzs oldalához lehetett hajtani. A bombaterek elektromos élesítő kábelezése miatt egy-egy féle fegyvert kezelhettek, tehát maximum egy gép egyszerre négyfélét. A szárny elfoglalt némi helyet a kettes és hármas térből, tehát a két középsőből, így azok a másik kettőhöz képest kevesebb bombát fogadhattak be a kisebbek közül: például 38 helyett 28 darab 227 kg-osat, de 1814 kg-osakból már azonos számút.

Általában a 3-as bombatérbe lehetett építeni egy 11356 literes tartályt. Ennek korai verziója egy fém keretek közé függesztett, óriási gumitartály volt, és a Firestone gumigyár készítette. Ehelyett később egy Goodyear gyártmányú, gumival bélelt, de teljesen merev, fémburkolatú tartályt alkalmaztak. Egyes visszaemlékezések szerint voltak olyan B-36-osok, amik mind a négy bombatérben képesek voltak póttankot hordozni.

A gépek egy része Bell VB-13 Tarzon típusú, rádióirányítású bombát is be tudott vetni. 18 korai B változat vihetett gépenként két fegyvert. A VB-13 valójában a híres angol Tallboy bomba vezérsíkokkal és AN/ARW-38 irányítórendszerrel ellátott, amerikai változata volt. asm-a-1.jpg

A VB-13 Tarzon, vagy (1948-tól) ASM-A-1 irányított bomba. A Tarzon névből kiderül, miről is van szó, mivel ez a Tallboy, range and azimuth only szavak összevonása (Tallboy, az angol bomba, és távolság és vízszintes síkban irányított fegyver) (forrás)

Bár a B-36-ost nem tervezték atombomba-hordozónak, mégis e szerep lett a meghatározó pályafutása során. Ennek ellenére a hidegháború ezen korai szakaszában a nem sok bevethető atombombát például nem a légierő, hanem az Atomenergia Bizottság felügyelte, vagy a fegyvereket fejlesztő szervezetek a szigorú titoktartás miatt nem adhattak ki még méretadatokat sem a bombákról, folyamatos bizonytalanságban tartva a bombázórepülőgépek tervezőit. Sokáig még az atomfegyver hordozására alkalmas gépek üres bombatere is titkosnak minősült. Más szavakkal, a ’40-es évek végén például alig pár kiképzett légi és földi személyzetre és néhány B-29-esre korlátozódott az amerikai nukleáris erő.

Az akkoriban szóba jöhető stratégiai bombázók közül egyedül a B-29/B-50 volt képes az első (Mk III és Mk 4) bombák szállítására. A Northrop sokáig fejlesztett B-35/B-49 csupaszárny gépei csak félig süllyesztve tudták volna befogadni a hatalmas átmérőjű fegyvereket, csökkentve a repülési teljesítményt és hatótávot. A B-36 számára azonban semmilyen problémát nem jelentett nagyméretű eszközök bevetése, ez nyilván jelentős érv volt a gép mellett (és nem sok jót előlegezett meg a Northrop csupaszárnyaknak). Az akkori bombákhoz szükséges volt repülés közben hozzáférni, így először az első bombateret módosították a hordozásukhoz a B-36-osokon.

Az első projekt, amivel a B-36 alkalmassá vált ténylegesen atombombát bevetni, a Saddle Tree program volt. Ez a Mk III (Fat Man típusú) bomba felfüggesztésének és a bomba ellenőrzéséhez és élesítéséhez szükséges ún. T-doboz és kábelek beépítését jelentette. 1950-re 52 darab B-36B esett át ilyen módosításokon.

rb-36h-castle-air-museum-10-1024x683.jpgA (forrástól függően) 15-25 megatonna hatóerejű Mk 17 típusú hidrogénbomba (itt egy RB-36H mellett a Castle AFB múzeumában), melynek tömege 19 tonna, és melyből rendszerint egyet hordoztak a későbbi modellek. Ez a 3-4-es bombatérben volt, elöl pedig egy kisebb, másik atombomba, rendszerint Mk 6 volt, kiegyensúlyozásként is. Alul az UBS felfüggesztő rendszerrel ellátott bombatér egy B-36H belsejében (felső kép: link)

ubs.jpg

Az On Top projekt keretében a gépeket a Mk 4, 5 és 6 bombákkal tették kompatibilissé. Ennek részeként a North American Aviation szállította az UBS, azaz Universal Bomb Suspension (Univerzális Bombafelfüggesztő) rendszert. A szovjetek nukleáris elrettentésének fontosságát jelezte, hogy az UBS gyártásának nemzetbiztonsági prioritása magasabb volt, mint a teljes, akkor zajló koreai háborúé. 1950 júliusában úgy döntött a SAC, hogy egy gépen több atombomba is legyen bevetésenként. Ezért 12 D és 18 H változatot úgy alakítottak át az On Top egy újabb fázisában, hogy minden bombaterükben egy-egy UBS-t hordozzanak. Ezen kívül számos variáció létezett, általában egy vagy két UBS beépítésére. Úgynevezett „nagy”, illetve „közepes teherszállító rendszer” is használatban volt több gépen: előbbi minden méretű fegyvert kezelt a hármas térben, utóbbi hasonló volt a négyesben, de a legnagyobb fegyverekhez (Mk 14, 17, 21, 36) nem volt alkalmazható.

Az első hidrogénbombák szolgálatba állításakor mutatkozott meg igazán a B-36 előnye, mivel az atombombáknál is nagyobb fegyvereket gond nélkül befogadhatta a gép, alig volt szükség módosításokra. A Mk 14 és 17 típusok voltak az első, bevethető termonukleáris fegyverek a világon, és egyedül a B-36 hordozhatta őket. 1953 végétől másfél év alatt 208 gépet tettek alkalmassá ezen bombák célba juttatására. A kísérleti bombáktól főleg a repülés közbeni élesítés lehetősége és a fékernyő beépítése különböztette meg a két, belső felépítésükben eltérő fegyvert.

A nukleáris fegyverek fejlesztése a '40-es és '50-es években rendszerint a minél gyorsabb eredményt szem előtt tartva történt. Ezért a legegyszerűbb megoldásokat választották, amik hatalmas méreteket eredményeztek. A Mk 17 hidrogénbomba maga is jelentős fejlesztés volt az első, nem is mobil, kísérleti bombához képest. A következő, Mk 21/36 bombák is már csak kb. fele olyan hosszúak voltak, és harmadakkora tömegűek, mint a Mk 17/24-esek.

A nem megjelölt képek forrása: Don Pyeatt and Dennis R. Jenkins: Cold War Peacemaker - The Story of Cowtown and the Convair B-36.

A források és a köszönetnyilvánítás az utolsó rész végén lesznek feltüntetve. A következő rész ITT.

9 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr678756208

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 és az adatvédelmi tájékoztatóban.

for-avar 2016.06.07. 19:22:22

Arról van valamilyen adat hogy a 37 mm gépágyúk az Oldsmobile/Colt M4 változatai voltak...vagy újak? Ill hogy ezek távírányításúak behúzhatóak voltak?

Maga Lenin 2016.06.07. 20:44:03

@for-avar: Utánanézegettem most ennek. Az ágyú típusát nem találtam sehol meg. Szerintem két lehetőség van: vagy "unspecified" volt, vagyis csak a kívánt rombolóerő és hatótáv alapján előírták a Consolidated tervezői, hogy 37 mm-es űrméretre van szükség, és azon belül már kvázi mindegy a típus. A másik, hogy az M4 volt az, mert egy gyors kereséssel nem nagyon találtam más amerikai fedélzeti 37 mm-es ágyút.
Ha a "A B-36 egy korai elrendezése" kezdetű képet kinagyítod, ott szerepel, hogy behúzható a 37 mm-es torony is. Egy helyen kommentben írják, hogy vajon hogy, mert ránézésre nem fér el úgy, mint a 20 mm-es (lásd következő részben). De ez nem biztos, hogy igaz eleve, meg hát mindenféle furfangos megoldással biztos megoldható lenne a nagy méret ellenére is. Egy újabb helyen azt írták, hogy a személyzet a toronyban ülve kezelte volna ezeket a fegyvereket, nem távvezérléssel.

Ленин

for-avar 2016.07.18. 10:14:05

Oksa köszi...
az Airacuda 2db 37mm kézzel írányított ágyút hordozot volna...de azok előre néztek és korlátozott lett volna a forgatás.
Az XP-5X sorozatban majd mindegyik gép kapott volna M4 gépágyút és ezeket mozgatni lehetett volna. Úgy ahogyan a F9F vadászgép kisérleti orrában.
Behúzható 20 mm HS ágyús lőállása volt a háború előtt a francia kétmotoros bombázóknak...de ezek szintén korlátozva mozogtak vizszintesen
A B-36-nak szerintem jellegéből, mármint hogy klimatizált volt a fülkéje(túlnyomásos) a személyzettel ellátott tornyot kizárta. Volt tapasztalat az utolsó ilyen repülőjükből. A Dominator egy megnövelt Liberator volt csupán a Boeing B-29 olcsóbb de gyengébb kiegészítése volt csupán. Annak költségcsökkentésből nem volt túlnyomásos kabinja és távirányítású tornyai. A B-36 biztosan távirányításút kapott volna. Csak szerintem ezt akkor nem tudták megoldani. A B-29 tornyai 500kg tömegűek voltak...ez így 2 tonnával növelte a tömeget. Ha rosszul tudom a B-36 nak az iker lövegek szintén csak 500kg sak voltak...Ám a 37mm változat legalább 1 tonnát nyomott volna.
Ráadásul a háború alatt kiderült hogy az M4 elégtelen teljesítményű repülőgépek ellen...földi támogatásra jobb. Ezért tartottak ki a .50 Browning és a licenszes HS404 mellett nagyon sokáig...

Maga Lenin 2016.07.21. 10:24:26

@for-avar: Amiket én olvastam, abból az szűrődik le számomra, hogy a lényeg a tornyoknál is a kisebb légellenállás volt, ezért jobb, ha nincs benne a kezelő. Vagy lásd az alsó tornyok lövészeinek gondjait (kis hely, kényelmetlen testhelyzet, periszkópos célzó miatti rosszullét esetleg). De nyilván műszaki okok is közrejátszottak.
Emlékszem, az a kiírás, ami végül az Avro Lancaster szolgálatba állítását eredményezte, eredetileg ('30-as évek közepe-vége!!) 4 db 20 mm-es gépágyúval ellátott tornyokat várt volna önvédelemre (szerintem nem csak a faroktornyot értették ez alatt). Na ettől el is tekintettek hamarosan...
Egyébként a mostmár lassan előkészületben lévő következő részben lesz szó az önvédelmi fegyverzetről még. Ha nem felejtem el és meg is találom valahol, beleteszem a torony tömegét! :)
A nagy űrméretű fegyvereknél, főleg légiharcra szántaknál, mindig gond a tűzgyorsaság, nyilván itt a 37 mm az már nagynak számít eléggé. Nem csoda, hogy maradtak a kisebb, de "gyorsabb" (tűzgyorsaság és általában csőelhagyási sebesség) gépágyúknál.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.09.15. 14:05:39

A Békecsináló 1. részét olvastam eddig csak el. Ha már nagy repi. :-) Nem régen botlottam bele egy japán tervbe, megvalósulását "csak"? a háború vége akadályozta meg.

kawanishi kx-03

keptelenseg.hu/tortenelem/a-kawanishi-kx-03-a-valaha-tervezett-legnagyobb-repulogep-129233

Flankerr 2018.09.15. 20:09:42

@rdos: Ez még sugárhajtóművel se, nem hogy légcsavarral. Esélytelen lett volna akkor.

rdos · http://h2o.ingyenweb.hu/tema/6.html 2018.09.15. 20:41:29

@Flankerr: Tudod miért tervezünk? Hát azért, hogy legyen mitől eltérni. :-) A japók terveztek, aztán az élet úgy hozta, hogy a terveiket elhagyták. Ettől mint mérnöki alkotás érdekelt volna, hogy megvalósítható-e de gyanítom ezt már nem tudjuk meg.

Maga Lenin 2018.09.15. 23:20:45

@rdos: Erről az a momentum jutott eszembe, mikor a japánok kiadták a tudósaiknak, hogy fél év alatt legyen kész náluk is az atombomba. Vagy, hogy jobb lett volna konvojokat kísérnie a tengerészetüknek, mint ilyen óriásokon filozofálni. Komolyabbra fordítva, dugattyús motorral ilyenekre esély se volt. Persze, érdekes, érdekes, de rajzolgatni könnyű... :) Ismét elkomolytalanodva: a levegő Maus tankja...
Helyette javaslom inkább itt a P.192-est:
modernwartech.blog.hu/2017/09/24/a_saunders-roe_sr_45_princess_repulocsonak_tortenete_2_resz
Ez itt az önreklám helye volt!