A 2. részben: hatalmasra nőtt CL-400 változatok és a Suntan program végkifejlete. Az előző rész ITT olvasható.
A CL-400 újabb verziói
Bár egész jól haladt a Suntan program ahhoz képest, hogy addig sosem használt technológiákra is épített, azért az első fél év után már látszott vele a gond is. Mivel a szuperszonikus repülés és a tartályterek geometriai igényei erősen korlátozták a repülőgép általános kialakítását, ez olyan kompromisszumokhoz vezetett, amik miatt a légierő által elvártnál kisebb lett a hatósugár. Ez két megoldást vetett fel: vagy a célhoz közel kell telepíteni a gépet, vagy egy másik CL-400-asból után kell tölteni a levegőben. Mindkettő erősen megdrágította a projektet. Az első esetben a Szovjetunióhoz közeli országokban kellett kiépíteni a hidrogénes infrastruktúrát. Ha az USA-ból vitték oda a hidrogént, az az adott reptéren kevesebb beruházást igényelt, viszont akkor meg a világszintű szállítást kellett megteremteni – tehát semmivel sem voltak előrébb. A második esetben pedig az eredetileg szükségesnél legalább kétszer, de inkább háromszor több CL-400 kellett volna. Márpedig az utasszállítókkal egy méretkategóriájú típus nem ígérkezett annyira olcsónak. Minél nehezebb egy repülőeszköz, annál drágább, és minél egyedibb, úgyszintén – bizony mindkét tényező nagyon jól illett a CL-400-asra.
Így nézett volna ki a két, egymást utántöltő CL-400. A piros Mach-kúp nem túl valószerű, de a szép vízpáracsík teljesen az, hiszen a hidrogén elégetése az oxigénnel vizet eredményez. Lent ugyanez képen, és a kissé túlzó zenei aláfestés (Bach) nélkül
És hogy mennyire nem alaptalan a fenti videó és kép: ha a feliratok nem is korabeliek, de a rajzok eredetije az
A problémát látva a Lockheed megpróbálta továbbfejleszteni a CL-400-ast, de ezek eredményét meg sem várva, már igazából a cégnél is csökkent a lelkesedés a Suntan iránt, nem hogy a légierőnél. Először a CL-400-10-est vázolták fel, ami integráltartályokkal készült volna. Hogy ezt hogyan gondolták megvalósítani a szigeteléssel együttesen, és egy ilyen hosszú, tehát a hőtágulásnak erősen kitett gépen, az érdekes kérdés, minden esetre „jelentős” hatótávnövekedést prognosztizáltak ettől. Ez a várakozás valószínűleg a nagyobb hasznos térfogatra és a kisebb önsúlyra vezethető vissza. A következő terv a CL-400-11 volt, egy hosszabb, és a szárnyvégekről a szárnyak alá, nagyjából a fesztáv feléhez helyezett hajtóműves, de a többit illetően még mindig a CL-400-ashoz elég hasonló gép volt. A nagyobb, immár 63 m-es (+13 m) törzs miatt jelentősen több, 22,7 t hidrogént lehetett tankolni, ami az eredetileg számított mennyiség 2,33-szorosa. Ezzel a felszállótömeg már majdnem 53 tonnára nőtt (+22 t). Hajtóműnek a 304-2-est adták meg (lásd később), és így összességében sikerült a hatótávot majdnem megkétszerezni. Utólag nézve viszont az elérhető sebesség így már kérdéses. A legérdekesebb, hogy valamiért a törzsön már három csatorna futott végig kívül, nem csak egyetlen, a gerincnél. Ezzel sem lehettek azonban elégedettek (talán épp a sebesség miatt?), mert a CL-400-12 jött. Ez már majdnem 83 méteresre nyúlt, amivel akkoriban biztosan a világ leghosszabb repülőgépe lett volna. A szárnyfelület itt még a -11-eshez képest is a duplájára nőtt, a felszállótömeg pedig 116 tonnára – ez még a -11-esnek is több, mint a kétszerese. Ehhez már nem is lett volna elég két hajtómű, ezért a szárnyközépen lévő, alulra kidomborodó gondolákba már oldalaként két 304-2 került, plusz a főfutók, ahogyan ez már a -11-esnél is történt. Úgy számoltak, hogy ez az eredeti, 4000 km-esnél 4700 km-rel (!) nagyobb hatótávot eredményez, nagyjából azonos sebesség, de kissé alacsonyabb repülési magasság mellett.
Figyelemreméltó, hogy a hajtóművek áthelyezését leszámítva szinte teljesen változatlan volt e két, újabb verzió alakja.
A CL-400-11 és -12 rajzai. Az eredeti, angolszász mértékegységű adatok is a képeken, de a lényegesek – a szokásos kerekítésekkel – a szövegben is benne vannak. A másodiknál feltüntetett, 304-3 hajtóműről a megbízhatóbbnak tűnő források nem tesznek említést
Az előzőektől már nagy mértékben eltért a CL-400-13. Ez enyhén emlékeztetett a későbbi XB-70-esre a kacsa-delta szárnyelrendezéssel, de még annál is jóval hosszabb volt, és jobban nyilazott, hátulra helyezett deltaszárnyat kapott. A 304-eshez képest 25%-kal megnagyobbított, újabb, STR-12 jelű hajtóművekből ismét elég volt kettő elvileg, ugyancsak leghátul beépítve, alul kialakított, külön beömlőkkel. A 90 m-nél is hosszabb, 171 t körüli gépen a szárny viszont csak egytizenketteddel volt nagyobb felületű, mint a -12-esen. Ennek a behemótnak az üres súlya is már kétszerese volt a CL-400 eredeti változata teljes súlyának. Emellett, a fejlett kialakítás miatt 16700 km-es hatótávot is vártak. Nagyon lényeges különbség volt a korábbi verziókhoz képest az is, hogy a sebességet 4 Mach-ra növelték, ami jóval több volt, mint az eddig emlegetett, 2,5 Mach. Bár ezt nem említették a források, de emiatt – vagyis a nagyobb felmelegedése okán – a -13-ast már nem lehetett volna hagyományos anyagokból megépíteni (legalábbis nem teljes egészében), ami ismét csak alaposan megdrágította volna. Nagy tömege miatt az acél sem igazán valószínű, mert akkor amit nyernek a változtatásokkal, elvesztik a súly miatt. A teljesítményadatokkal tehát nem lett volna gond, de ennek minden értelemben megvolt az ára. Összességében, ránézésre a CL-400-13 inkább egy űrrepülőgépre emlékeztetett, és messze túl volt a praktikus méreteken. Talán ezért is, visszatértek az előző változatokhoz hasonló, de kacsaszárnyas koncepcióhoz, CL-400-14 jellel. Azonban, még ez is 88 m-nél is hosszabb volt, és megint négy hajtóműves. Itt is STR-12-eseket említenek, de ezúttal meg – 304-eshez képest – 15%-kal csökkentett teljesítménnyel. A sebesség megmaradt a szédítő 4 Mach, viszont a hatótáv „érezhetően csökkent”. Ez talán 12-14000 km-t jelent.
A CL-400-13, ami már teljesen eltért az addigi elképzelésektől. A lenti, méretarányos összehasonlító rajzból kiderül, hogy micsoda gigantikus repülőeszköz lett volna. Egyedül a világ legnagyobb repülőgépének számító An-225 84 m-es hossza mérhető hozzá
A méreteket illetően a -13-ashoz, az elrendezését illetően viszont a korábbi változatokhoz hasonló CL-400-14
A végső variáció már csak viszonyítási alapként szolgált, mivel azt vizsgálták, hogy egy, az eddigiekhez hasonló kialakítású, de kerozinnal dolgozó variáns mire lenne képes. Ez a CL-400-15JP nevet kapta, utalva is a változásra (JP: jet propellant). A hajtómű ugyan maradt Pratt & Whitney gyártmány, de a JT11D lett az (a későbbi J58). A CL-400-13-ashoz hasonlóan, az alsó, de immár egyetlen beömlővel megtáplált, két JT11D leghátul volt. Újdonság volt, hogy a trapézszárny is a lehető leghátulra került. Ezt elöl nagy kacsavezérsíkok egészítették ki, mozgatható kilépőéllel. Ami azonban a legfontosabb, hogy a -15JP visszatért a kezelhetőbb, 44 m-es hosszhoz, 17 m-es fesztávhoz, bár még így is 72 tonnás volt a felszállótömege (és 24 t körüli az üres). A lényeg azonban az, hogy megszabadultak a hidrogén bonyolultságától. Ami pedig még fontosabb: ez a terv egy újabb lépést jelentett az Archangel tanulmánysorozat felé, aminek a vége az A-12, majd az SR-71 lett. Bár bőven voltak még köztes lépések, amik az A-12-esig vezettek, jellemző azonban, hogy a CL-400-15JP és az SR-71 egyaránt egy két fővel, 3 Mach sebességgel repülő, 70 tonna körüli tömegű repülőgép volt, két J58-assal. Ezek a paraméterek tehát időtállónak bizonyultak, és a végső megoldást képezték a gyors kémrepülőgép megtervezését illetően.
Balra a CL-400-14 és -15JP, jobbra pedig a Bell WS-118P-re szánt javaslatának rekonstrukciója (lásd lentebb) a korabeli fotók és rajzok alapján, Scott Lowther Lockheed SR-71 Blackbird: Origins and Evolution c. művéből (a kiadó saját Twitterén nyilvánosan elérhető kép)
A Suntan lassú végjátéka és konkurenciája
Ami magát a Suntan projektet illetően, 1957 közepére elpárolgott a támogatás mögüle. Mint szó volt róla, már fél évnyi munka után, azaz ’56 végére kiderült, hogy a hatótávolság vagy nem lesz a légierő által elvárt, vagy pedig az előretolt bázisok, a két CL-400 közti, légi utántöltés, esetleg az óriásira növő verziók jöhetnek szóba. Ezek viszont mind túl bonyolultak és – ezért is – túl drágák voltak. Ezt realizálva Kelly tulajdonképpen már az említett, fél év után úgy látta, hogy nem a hidrogénüzemű repülőgép lesz a megoldás. Szerinte elfogadható méretek mellett 2000 km-re lévő célokat fotózhatna a CL-400, azonban az USAF – saját mérnökei számításaira alapozva – úgy vélte, a 2800 km is lehetséges, és ezért ezt is várta. A különféle, nagyméretű verziók számításai alapján viszont Kelly a maga igazát látta megalapozottnak. A fő gond az volt, ami eredetileg is látszott: a szuperszonikus szárnyak túl vékonyak voltak a hidrogén tárolásához, miközben kerozint el tudtak volna bennük helyezni. Ez a hagyományos típusokon tehát meglévő lehetőség itt is nagyon hiányzott. Kelly szerint a szokásos, kisebb mértékű változtatásokkal legfeljebb 3%-ot javíthattak a hatótávon, és ugyanezt jelentette a P&W válasza is, amiben a hajtóműgyártó szintén legfeljebb 5-6%-os javulást prognosztizált – teljes áttervezés nélkül – a 304-esen, ami a fajlagos fogyasztást illeti. A légierőből viszont néhányan még kiálltak a Suntan mellett, hiszen a projekt nem volt egyenlő magával a CL-400-assal, ezért a program nem szűnt meg. Az érdemi munka azonban 1957-ben leállt magán a repülőgépen, csak a hajtóművön dolgozott a P&W, és a hidrogénhez kapcsolódó területeken mások. Állami pénzen, 1957-ben még maga a Lockheed is vásárolt például alumíniumot a CL-400 (valamely változata) legyártásához. A teljes Suntant aztán majd csak 1959-ben szüntették be hivatalosan, amiben némi bürokratikus tehetetlenség, lassúság is tetten érhető.
A megszüntetésében a fenti, technológiai okok mellett a szokásosnak mondható, költségvetési korlátok is nagyban közrejátszottak. ’57 nyarán az akkor az USAF parancsnokhelyetteseként szolgáló, hírhedt LeMay tábornok is döntési pozícióba került az ügyben, és megismerhette a teljes programot. Miután szerinte „a pilótáit egy bombára ültetik”, eleve elutasító volt a hidrogénnel szemben, de a valódi oka annak, hogy nem támogatta a Suntant, a pénzügyi helyzet volt. Ekkoriban számos fejlesztés zajlott, amik mind küzdöttek a finanszírozásért. Szeptember 19-én a tervezett, következő részlet, 95 millió dollár helyett már csak 32,2-at hagytak jóvá a projektre, ami világosan jelezte, hogy mi lesz a sorsa. Úgy, hogy sem a fővállalkozó, sem a megrendelő nem igazán akarta már, nem lehetett kérdéses a végkimenetel.
A nagy magasságban, de lassan repülő U-2 egészen más jellegű repülőgép volt, mint a tervezett, hidrogénhajtású óriások
Újabb tényezőként LeMay azt is megjegyezte, hogy nem biztos benne, hogy a – mindenkori – kormány támogatja majd a Szovjetunió feletti átrepüléseket. Amint a blogon az U-2 ismertetőjének 4. posztja részletesen bemutatta, 1956 elején történt a felderítő ballonok bevetése a Szovjetunió felett, amit Moszkva éles tiltakozása követett. Ez óvatosságra késztette Eisenhowert a további légtérsértéseket illetően. A sorozat többi részében is számtalanszor előkerül, hogy az elnök szinte egyenként engedélyezte az U-2-esek repüléseit is. Kelly e típusával szemben viszont a CL-400 sokkal drágább volt, azaz, ha mégse engedi használni a nagypolitika, akkor hatalmas anyagi bukás lesz.
Ahogy LeMay mondta: akkor építettünk egy repülőgépet közvetlenül a múzeumoknak.
A teljes Suntan projekt költségei a 100-250 millió dolláros tartományba estek (mai árakon durván 1-2,5 milliárd dollár). Ezen belül – egy interjú alapján – a P&W 15,3 milliót kapott, de 17,1-et költött, tehát számára veszteséges volt az ügylet. Ebben nagy szerepe volt, hogy a 304 első tesztüzeme csak ’57 szeptember 11-én indult, és közben módosították a terveket, csökkentendő a fajlagos fogyasztást. Erre egy ötödik kompresszorfokozat jelentette a megoldást, ami miatt az új verzió a 304-2 nevet kapta. Ez először csak 1958. június 24-én pörgött fel a próbapadon, amikor már nyilvánvaló volt a Suntan projekt eredménytelensége. Az összesen három hajtómű együttesen 25,5 órát üzemelt hidrogénnel, de különféle teszteket nitrogénnel is végeztek, amik ezen az időtartamon felül történtek. A legelső példány 5,6 tonna feletti, fékpadi tolóerőt is produkált. Ennek azonban már nem volt jelentősége, legalábbis nem a CL-400 kapcsán. Annak leállítása után már csak a hajtóműfejlesztés haladhatott tovább teljes gőzzel, és nagyjából két évvel túl is élte azt. A légierő egyes döntéshozói ugyanis magában a hidrogénhajtásban láttak még potenciált.
Az USAF felkérésére bizony nem csak a Lockheed dolgozott hidrogénhajtású, szuperszonikus, nagy magasságú felderítőgépen. A Boeing egy 75 tonnás, 60 m hosszú és fesztávú, deltaszárnyút javasolt, de erről sajnos egyetlen ábra sincs. A hatósugarat 4100 km-ben adták meg, ami ugye kétszerese lett volna az alapkialakítású CL-400-asnak. További szereplők voltak a North American Aviation (NAA) és a Convair.
A Boeing bő 50 évvel később a Phantom Eye nevű, magasan, de lassan repülő, HALE kategóriájú UAV-t hozta létre folyékony hidrogénnel hajtva.
A Phantom Eye jókora, kövérkés UAV, hossza csak 16,12 m, de fesztávolsága 54,72 m. A lenti röntgenrajzán látszanak a tartályok és a nem hagyományos futómű is (orrfutó plusz csúszótalp, és felszálláshoz külön kocsi)
Érthető módon a témában nagyon kevés az elérhető forrás, és a két, legfontosabb itt már nem vág egybe. A fentitől valamelyest eltérően ugyanis azt is olvasni, hogy az NAA, a Boeing és Bell a Weapon System 118P nevű program keretében dolgoztak. Ez 1955-ben indult, hogy az USAF-nak legyen egy nagyon nagy magasságú felderítőgépe – ugyanis a CIA-s eredetű U-2 annyira titkos volt, és annyira kevesen tudtak róla, hogy létrejött egy, valójában párhuzamos projekt is! Erre a Bell a CL-325 és a CL-400 közötti méretű, azokhoz elég hasonló, de négyhajtóműves repülőgépet ajánlott (lásd a korábbi rajzot és a lenti fotókat). Az NAA D265-27 jelű terve leginkább a CL-400-13-ashoz hasonlított. A kacsa-delta elrendezésű, lapított, felhajtóerőt is termelő törzsű gépet négy, Aerojet ATR-2040 jelű, a már látott működési elvű, hidrogénüzemű turbórakéta hajtotta. A szárnyvégek egy kisebb része lehajtható volt. Ezek normál helyzetben, kis sebességnél a felületet növelték, nagy tempónál viszont, amikor nem kellett annyi felhajtóerő, 90°-ig lehajtva már az iránystabilitást fokozták. Ez a megoldás a cég WS-110-re beadott, nyertes pályaművében, az XB-70-esben öltött testet aztán, még ha nem is pont ugyanígy. A D265-27 egyébként is emlékeztetett a későbbi óriásbombázóra: ahhoz hasonló volt a kettős függőleges vezérsík is. A hidrogént alumínium tartályokban kívánták tárolni, szintén a törzsben, de sok, különálló egységben, ami jelentősen eltért a CL-400-asnál látottaktól. Ezen kívül még acélt, Inconel X ötvözetet, méhsejt szerkezetű anyagokat, és az orr borításának titánt irányoztak elő. A 3 Mach-ra tervezett deltaszárnyú a farokban lévő, egymás melletti, négy hajtóművét egyetlen, közös, alul lévő beömlő táplálta, de egy formabontó megoldással. 1,8 Mach-ig egy plusz borítás is volt a beömlő alsó részén, ami az addigi sebességtartományhoz optimalizálta az áramlási viszonyokat. Ahelyett viszont, hogy ezt mozgathatóra építették volna, inkább ledobhatóvá tették. A leváló borítást robbanótöltetekkel semmisítették meg. Feltehetően azért volt erre szükség, hogy ez az elem ne legyen bizonyíték a repülőgép bevetésére, az még baráti ország területén se hagyjon értékelhető nyomot. 1956 júniusában az NAA 1963-as rendszeresítést ígért, főleg az Aerojet hajtómű miatt igényelve ennyi időt. Az ATR-2040 részben a Rex-1 konfigurációját követte, azaz, a turbinákat rakétamotorok gázai (gázgenerátoroknak nevezte őket az Aerojet) forgatták meg, majd ezeket a még hidrogénben gazdag gázokat el is égették a kompresszor továbbította levegőben, tolóerőt nyerve.
A Bell modelljének két fényképe a WS-118P-re
Az NAA D265-27 rajza, illetve utólagos rekonstrukciója
Összegezve, a WS-118P gyakorlatilag párhuzamos fejlesztést jelentett az Aquatone (U-2) és a Suntan projekttel, de nagyon fontos különbség köztük, hogy eleve számolt hagyományos meghajtási módokkal is. A témának megfelelően, a posztban csak a folyékony hidrogénnel számoló tervezetekről volt szó. A WS-118P több alprogramra volt bontva, hogy folyamatosan egyre jobb típusokat kapjanak, melyek közül azonban az egyszerűbbeket hamar szolgálatba tudják állítani. Ennyi évtized távlatából vannak bizonytalanságok, de elvileg a Phase I volt az RB-57, ami ugye csak egy meglévő típus átalakítása, tehát tényleg hamar rendszeresíthető volt. A Phase II lett volna a Bell X-16, amivel szemben az U-2-est választották. Ezeket követte a Phase II½ (így írva…), többek közt az NAA az előbb bemutatott ajánlatához hasonló D265-26-ossal, végül a Phase III, amire magát a D265-27-est javasolta az NAA. De a programban szintén érintett Northrop már egy űrrepülőgépet látott csak megfelelőnek a Phase III követelményrendszerre, olyan nagyok voltak az elvárások teljesítményben. Ezek csak így, felsorolás szintjén vannak említve, hogy átfogóan lehessen látni az amerikai légierőnek az ’50-es évek második felében megtett, jelentős erőfeszítéseit, amelyek egy, a szovjet légtérbe büntetlenül – sőt lehetőleg észlelhetetlenül – behatoló repülőeszközre irányultak. Elmondható, hogy végső soron ezek is az A-12 USAF által szolgálatba állított verziójában, az SR-71-esben csúcsosodtak ki, valósultak meg.
Három érdekesség az A-12 történetéből a blogon ebben a posztban olvasható.
Az egész LH2-vel kapcsolatos kutatás-fejlesztés, különféle vizsgálatok, kísérletek, de főleg a végül is napi 30 tonnát is meghaladó kapacitású, LH2-t előállító üzemek azonban legkevésbé sem vesztek kárba. A csúcsra járó – katonai és civil – rakétaprogram keretében fontos helye lett ennek az üzemanyagnak. A rendkívül jól sikerült, mai napig használt RL-10 rakétahajtómű – szintén a Pratt & Whitney terméke – volt az első, ami ilyen üzemanyaggal ment. A gyártó mindenben támaszkodott a Suntan keretében elért eredményeire.
A nyilvánosság először 1973-ban, egy NASA-konferencián szerezhetett tudomást a Suntan projektről, amikor is Ben Rich tartott róla előadást, és néhány dián felvillantotta a CL-400-ast. Előadásának címe: Lockheed CL-400 Liquid Hydrogen-Fueled Mach 2.5 Reconnaissance Vehicle.
Források
Szerencsére, mivel a fő forrás az elsőként megadott, NASA eredetű leírás volt, ezért az adatok nagyrészt már eleve az SI rendszerben szerepeltek, azokat nem kellett átváltani.
https://history.nasa.gov/SP-4404/contents.htm
Innen a 6-8. közötti fejezetek végig adták az alapot.
Scott Lowther: Lockheed SR-71 Blackbird: Origins and Evolution (a fenti forrás kiegészítésére)
https://www.secretprojects.co.uk/threads/lockheed-cl400-suntan.7228/
https://www.secretprojects.co.uk/threads/opposing-archangel-bell-system-118p.2795/
