A North American XB-70 Valkyrie és története, 1. rész

2023. június 23. 08:56 - Maga Lenin

Ha van repülőeszköz, melyre igazán illik a blog címe, az élenjáró haditechnika, akkor az a North American Aviation XB-70-ese. Bár szerepeltek a blogon egyszerűbb típusok is, mint az A-10 vagy az F6D, és olyan, igazán összetettek is, mint az F-111 vagy akár a maga nemében a Princess repülőhajó, talán egyikhez sem társul annyira a technológiailag legmodernebb, legelőremutatóbb képzet, mint az XB-70-eshez. Ez már csak a bombázó végtelenül elegáns és futurisztikus formavilágából is adódik, de a képzettársítás mellett a típus valóban a fejlődés legmagasabb fokán volt, ráadásul gyakorlatilag minden, létező tekintetben vagy részterületen. Sajnos azonban, ennek megfelelő mértékűt is bukott a program. Az XB-70 története következik az Élenjáró Haditechnikán.
nyito.jpg

Előszó

A modernwartech blog elkezdésekor, a 2016 áprilisi Köszöntőben szerepelt, hogy „követve a mai trendet, reboot/remake sorozat is lesz két, korábbi ismertetőmből”. Ebből az egyik, a B-36-osról szóló már rég meg is valósult, hiszen még az év júniusában el is kezdődött. Ez a sorozat valójában a második, haditechnikai írásom kibővített verziója volt, az első ugyanis egy másik bombázóról szólt, az XB-70-esről. Régóta megvolt a gondolata, hogy ennek a még 2012 nyarán készült ismertetőjét újraírjam, és most el is jött az ideje. Egyrészt, úgy hiszem, a téma mindenki legnagyobb megelégedésére kerül elő „ismét”, másrészt, 11 év tapasztalattal a hátam mögött, igencsak megérdemli ez a fantasztikus típus, hogy sokkal jobb minőségben visszatérjek rá.

A B-36 blogos bemutatójával némi hasonlóság is akad. Négy „fő” rész (poszt) keletkezett a Convair óriásgépéről, és ezeket követte két másik, mely a szorosan kapcsolódó fejlesztésekről szólt, de mégis leválaszthatóak voltak az alapsztoriról. Ezúttal már évekkel korábbról van is egy ilyen, rögtön kétrészes téma a blogon. Ez az USA 3 Mach sebességre képes, kontinentális területeit védő elfogóvadász-program. A két poszt közül a második szól az XB-70-essel egyidejűleg, bizonyos részterületeken közösen fejlesztett XF-108-asról – mely, az eredeti XB-70 ismertetőmben szereplő kijelentésemmel szemben, egyáltalán nem a bombázó kísérővadásza lett volna. Már csak az ilyenek miatt is szükséges, hogy a különleges bombázóról egy jobb minőségű anyaggal szolgáljak.

Az eredeti ismertető – és a B-36-osról szóló eredetije is – a htka.hu-n jelent meg. Ahogyan az az előbb említett, elfogóvadászos két poszt végén is olvasható, annak alapja Dennis R. Jenkins és Tony R. Landis: Valkyrie, North American’s Mach 3 superbomber c. könyve. A most induló sorozatnál ugyanez lesz a helyzet, mert ez a könyv érthetően, mégis nagy mélységben és széleskörűen tárgyalja mind az XB-70-est, mind ezeket az említett, kapcsolódó témákat, na és a politikai-stratégiai helyzetet is. Ez az, amire a blogon az utóbbi években egyre jobban koncentráltam, és ami kiemelkedő befolyással volt a hatalmas bombázó projektjére.

További specialitása az XB-70-esnek a blog szempontjából, hogy máris van róla még egy poszt – egy képösszeállítás –, melyet korábban a Ritkán Látható Történelem blognak készítettem, és ITT olvasható.

 

A történet az ’50-es években kezdődik, amikor a nyilazott szárnyú, sugárhajtású repülőgépekkel, melyek a hang sebességénél is gyorsabbak, minden lehetségesnek tűnt a katonai repülőgépgyártásban, kiszolgálva a hidegháború igényeit szerte az északi féltekén. És amikor Moszkva körül az SA-1 kódnevű légvédelmi rakétarendszer kiépítése és szolgálatba állítása történt, amely, hivatalos adatok szerint, képes volt 18 km magasságban repülő célok megsemmisítésére is, és amely rendszer kiszolgáló úthálózatához a Szovjetunió akkori éves cementtermelésének állítólag jelenetős részét használták fel.

… Így szólt a korábbi, 2012-es ismertető bevezetése, amit érdemes kiegészíteni a megírása óta eltelt időben begyűjtött információkkal. A nukleáris meghajtási program révén a történet még korábbról, már a ’40-es évekből eredeztethető, lásd e poszt végén. Az SA-1, vagyis az Sz-25 Berkut komplexum már 1956-ban, az U-2 első, Szovjetunió feletti átrepülésekor rendelkezett olyan rakétákkal, amelyek 25 km-en haladó célokat is lelőhettek. Ezt az U-2-esről szóló sorozat méltán legolvasottabb, 8. része mutatja be. A cementes sztori – hát az sztori marad…

 

A WS-110A előtt

Amikor a Boeing B-47 Stratojet, ez a forradalmi bombázórepülőgép 1951-ben szolgálatba állt a Strategic Air Command (SAC, Stratégiai Légiparancsnokság) kötelékében, még javában zajlott az utódtípusnak, a sebességben hasonló, de teherbírásban és hatósugárban jobb képességű utódjának, a B-52-esnek a fejlesztése. A következő pár évben viszont várható volt a szuperszonikus vadászgépek megjelenése mellett – alig valamivel később – a telepített, irányított légvédelmi rakéták első generációjának rendszeresítése is. Az ekkor viszonylag nagy számban szolgálatban álló, hatalmas, de nagyon lassú B-36-osokhoz képest már a szubszonikus típusok is visszalépést jelentettek hatósugarukat tekintve. Ezek számára légi utántöltő repülőgépek flottáját is meg kellett vásárolnia a légierőnek. Az ekkor elérhető sugárhajtóművek fogyasztása egyszerűen lehetetlenné tette, hogy egyszerre legyen elég gyors és elég messzire repülni képes egy bombázó. Márpedig, a Boeing két bombázójára és tankergépére (B-47, B-52 és KC-135) épülő SAC Szovjetunió elleni csapásmérő képességét 1955-1960 között valamikor lenullázta a szocialista szuperhatalom akkorra várható légvédelme. Az USAF Air Research and Development Command (ARDC) alá tartozó Wright Air Development Center (WADC) 1952-es, ezt kihozó tanulmányára válaszul megkezdődött a megoldás keresése. A légierő nem írta elő, hogy ennek egy bombázórepülőgépnek kell lennie, de a szabadesésű atombombák idején azért elég világos volt, hogy erről van szó. Mégpedig, egy olyanról, mely legalább a célkörzetben szuperszonikus teljesítményre képes. Úgy gondolták, hogy a Szovjetunióban elérhető technológiai színvonalon működő légvédelmi rendszerrel szemben a nagy sebesség védelmet biztosít. A radarok célkövetési képessége nem volt túl stabil, és a kijelzőkön megjelenő felvillanásokat a személyzetnek kellett értelmeznie, majd ezt szóban (rádión) továbbították a parancsnoki pontokra, ahol döntöttek a reakcióról. Egy gyors repülőgép – amihez nagy magasságban kellett repülni – követése ilyen körülmények között nehéz volt, és az egyes radarállomások által lefedett zónákat hamar elhagyhatta, miközben azok között az együttműködés szintén lassú volt adatkapcsolat és számítógépek hiányában. Ezeket a képességbeli hiányosságokat hozzávéve ahhoz, hogy úgy tűnt, lehetséges lépést tartani az elfogóvadászokkal, és a korai légvédelmi rakéták sem voltak igazán hatékonyak és megbízhatóak, megfelelő túlélőképességűnek ígérkezett egy szuperszonikus bombázó.

boeing_b-47k.jpg

(forrás)

A Boeing B-47 egy méltatlanul, ámbár érthetően kissé háttérbe szorult, nagyon fontos típus volt mind technológiailag, mind katonailag. Előbbi téren a nyilazott szárnyak alá gondolákban függesztett gázturbinák forradalmi kombinációt jelentettek. Ami az utóbbit illeti: ezzel épült ki a SAC sugárhajtású erővé. A feledésbe merüléséről a lent látható, jó eséllyel 100 éves aktív szolgálatot is megérő utódja, a B-52 gondoskodott – tegyük hozzá, nem épp érdemtelenül
b-52-stratofortress-the-spirit-of-solano-county-stu-shepherd.jpg

(forrás)

Viszont az, hogy ez a szükséges, gyors repülőgép hogyan valósítható meg, nagyon nem volt kézenfekvő. Amíg a B-52 tervezése során is sokáig a turbólégcsavaros meghajtáson gondolkoztak, és a rivális, szovjet Tupoljev Tu-95 megmutatta, hogy ez járható út, ezúttal csak a tiszta sugárhajtás jöhetett szóba. Az akkori gázturbinák fogyasztása viszont túl nagy volt, hát még utánégetővel, ami elengedhetetlen volt a hangsebesség túllépéséhez. Az ilyen tempónál várt fogyasztást 70%-kal nagyobbra becsülték a szubszonikushoz képest. Azért, hogy ezt a problémát megkerüljék, a Boeing egy „megosztott bevetés” (split mission) elnevezésű koncepciót javasolt MX-1022 jelű tanulmányában. Eszerint, az oda- és a visszaút alatt a nagyméretű repülőgép a hangsebesség alatt halad, míg a célkörzetben afelett. Emellett a tanulmány arra a jutott, hogy egy nagyméretű, szuperszonikus repülőeszköz megépíthető és használható lesz. Ezt 1951 februárjától követte a folytatólagos megbízás, először MX-1712 néven, majd ez az MX-1965-be váltott át. Ezek egy 1,6-1,8 Mach sebességű, felderítő-bombázót vizsgáltak, mely gyakori légi utántöltéssel repülné le a bevetéseit. A Boeing konkrét tervezete később az XB-59 jelölést kapta.

A jókora üzlettel kecsegtető bombázón a Convair is dolgozott, már 1949-től. A munka első három évében egy, a saját gyártású B-36-ossal hordozott, de már szuperszonikus (1,3-1,5 Mach), parazita repülőgépet javasolt a cég. A két gép viszont nem csatlakozott volna össze a kisebbik támadását követően. A B-36 rögtön hazaindult a szétválás után, míg a parazita bombázó a szovjet partokat kellett, hogy elérje, ahol a pilótát elvileg felvehette egy hajó vagy tengeralattjáró. Elvileg… Amikor azonban a Boeing megkapta az MX-1712 szerződést, a Convair is újabb megbízást szerzett, MX-1964 számon. Eszerint a cégnek egy ugyanolyan felépítésű repülőgépet kellett terveznie, mint a Boeingé, azaz, az MX-1965 konkurensét. Az MX-1964 a General Electric végül is J79 néven ismertté vált hajtóművét alkalmazta, és a Convairt választották ki jobbnak. Így született meg a B-58 Hustler, a világ első, szuperszonikus bombázója, mely 1960-ra jutott el a szolgálatba állításig. Tekintettel azonban a Boeing erőfeszítéseire és tapasztalataira, a céggel szerződést kötöttek különféle, immár hidrogénbombák célba juttatásával kapcsolatos kutatásokra, köztük új meghajtási lehetőségekre.

mx-1964_mockup.jpg

(forrás)

Amikor a B-58 még MX-1964 volt, 1953-ban. A parazita elképzelésből eredő, teljesen különálló fegyverzeti modul megmaradt, de itt még nagy mértékben integrálták az orr-részbe

xb-59.jpg

(forrás)

Az XB-59 csak asztali modellekig jutott, így aztán meglehetősen kevéssé ismert. A képen egy, valószínűleg nem korabeli darab látható. A Boeing a J79 elődjének számító J73-ast kívánta alkalmazni a B-58-asnál sokkal konzervatívabb kialakítású típusán, a szárnytőbe rejtve belőle négyet. Épp a Convair gépével összevetve, kicsit nehezen is hihető, hogy ezt a tervet állítólag ugyanolyan jónak találta az értékelés során az USAF, és főleg azért nem választotta ki nyertesnek, mert a B-52 miatt már biztos és jó üzlete volt a céggel. Persze ahogy a blogon a Lightninggal kapcsolatban bemutatott, egyenes vagy trapézszárnyú vadászgépek is elérhették a 2 Mach-ot, természetesen az XB-59 esetében sem csak hazudta ezt a sebességet Boeing – akkor is, ha ránézésre esetleg kicsit kételkedik is ebben az ember

A B-58-asig vezető verseny a Convair és a Boeing között hasonlóan bonyolult és nagyszabású volt, mint a következőkben bemutatott történések. A fenti ennek csak egy nagyon rövid leírása, a vonatkozó, részletes források használata nélkül, csak az alapján, ami a jelen ismertetőhöz felhasznált anyagokban szerepel. Ez szükségessé is tett egy utólagos kiegészítést: egy másik, részletesebb forrás szerint a B-59 csak 1,3 Mach csúcssebességre volt szánva, de még ezt figyelembe véve sem volt vele elégedett a légierő.

Ezeket a bombázófejlesztéseket alátámasztotta a SAC álláspontja 1953 elején a nukleáris elrettentés kapcsán. A fissziós fegyvereket követő, még sokkal nagyobb hatóerejű, fúziós eszközök, úgy tűnt, az 1950-es évtizedben még nagyon nagyok és nehezek lesznek. Márpedig akkoriban egyértelműen a minél nagyobb hatóerő volt a cél, mert a célba juttatás pontossága semmilyen módszerrel sem volt túl jó. Úgy tűnt, ezeket a nehéz robbanófejeket az új fegyverkategória, az interkontinentális ballisztikus rakéta (ICBM) nem tudja megbízhatóan vagy elég messzire eljuttatni. Ezért egy, szintén az USA területéről induló, ember vezette bombázóra lesz szükség, mint a hidrogénbombákat bevető platform, mely a lehető legmesszebbre el tud repülni a lehető legmagasabban haladva és a lehető legnagyobb sebességgel – mégpedig ebben a prioritási sorrendben, írta egyik anyagában a SAC.

A fenti történések nagyon fontosak voltak a jövőre nézve. Ezekkel a légierő elkötelezte magát a hangnál gyorsabb, nagy hatótávú bombázók mellett; az MX-1022 és a B-58 megmutatta, hogy lehet nagyméretű, mégis gyors típust építeni; a Boeing vizsgálni kezdte az egzotikus meghajtásokat és előállt a megosztott bevetés koncepcióval; a GE pedig megalkotta a J79-est, számos, későbbi gázturbinájának alapját.

 

A SAC által előzőekben körbeírt képességek tanulmányozására ismét a Boeing kapott megbízást, 1953. május 1-én. A vizsgált bombázónak 1960-65 között kellett rendszerbe állnia. 1954 elején a cég azt jelentette, hogy egy ilyen repülőgép megépítése lehetséges, mégpedig vegyes meghajtással. Egyrészt nukleáris reaktorok – egy vagy több – hőjének hasznosítása adná meg a várt, óriási hatósugarat. Másrészt ezt valamilyen, kémiai égésen alapuló üzemanyag egészítené ki, amely biztosítaná a célkörzetben elvárt, nagy sebességet. Miután a feladat nagysága hatalmas volt, a Boeing megkapta a folytatást biztosító, MX-2145 szerződést. Ebben 9-18 tonna hasznos teherrel, 15 km feletti repülési magassággal, és 4800-8000 km, az ellenséges terület felett megtehető távolsággal számoltak (azaz légi utántöltéssel, mielőtt és miután a bombázó a szovjet felderítés hatókörébe lép).

Közben viszont kiderült, hogy a SAC tévedett a hidrogénbombák várt méreteit illetően. Bár az első, kísérleti robbantásnál, 1952. november elsején tulajdonképpen egy épület volt a szerkezet, 1954-ben már csak 13-14 tonna körül volt az egyedileg gyártott, TX-14, EC-14 vagy Mark 14-esként is ismert légibomba. Ez előre vetítette, hogy néhány éven belül az 1 tonnás fúziós bombák is elérhetőek lesznek. Ez jó hír volt, mert amíg korábban 18 tonna körüli teherbírással számoltak a bombázónál, elég lehetett ennek a fele is, ráadásul két bombához, vagy akár a negyede. Ennél már csak a rakétafejlesztők örültek jobban a hírnek, mert hirtelen kezelhető méretű és tömegű ICBM-eket lehetett készíteni. Ugyanerre a hatásra erősített rá az elektronikai fejlődés is, ami pedig a vezérlőrendszerek méretét és tömegét csökkentette. Ez előnyös volt a bombázók számára is, de ha lehet, még előnyösebb a rakétákat illetően.

mk_14_nuclear_bomb.jpg

(forrás)

A Mark 14 hidrogénbomba. Irdatlan tömege mellett 5,64 m hosszú és 1,56 m átmérőjű volt. Tényleges rendszeresítésére nem került sor, 1956 során a meglévő, néhány példányát átépítették a B-36 ismertetőjében is szereplő Mk 17 típusra

 

E fejlemények ellenére a SAC folytatta a B-52 utódjának előkészítését – jellemző, hogy a B-58-asról e téren szó sem esett, mivel hatósugara elégtelen volt a stratégiai feladatkörhöz. 1954. július 21-én kapta meg a légierő parancsnokságától az ARDC a feladatot, hogy gyorsítsa fel ennek az új típusnak a fejlesztését, azaz egyelőre még az oda vezető előtanulmányokat. A megosztott bevetés koncepció szerint építendő repülőgépet vártak, mely kombinált, nukleáris és kémiai meghajtással készül. A kizárólag atomhajtású, de csak szubszonikus típust konkrétan túl egyszerűnek érezték, már nem is foglalkoztak vele, miközben úgy vélték, a kerozinnal működő gázturbinákat könnyű lesz módosítani valamilyen, kémiai égést alkalmazó, de nem kőolaj alapú, nagyobb energiasűrűségű üzemanyag felhasználására. Ismét 1960-65 közötti szolgálatba állítást irányoztak elő, és a Boeing, a Convair, a Douglas, a Martin és a Lockheed kapott egyenként 100.000 dollárt a saját tanulmányára a témában. A bombázónak az USA területéről felszállva kellett szovjet célpontokat elérnie, immár csak 4,5 tonnás terheléssel, legalább 7400, de lehetőleg 10.200 km hatósugárral, és szintén lehetőleg, légi utántöltés nélkül. Az utazórepülést 0,9 Mach sebességgel, 12,2 km-en kellett megtenni, majd a támadást 2 Mach-nál is gyorsabban, 18,3 km-en elvégezni. A célkörzet alatt nem kevesebb, mint 3700 km-nyi utat értettek, tehát a minimum hatósugár felét. Ráadásul, felismerték – vagy talán a dokumentumban „elismerték” –, hogy a repülőgépet nem védi meg teljesen sem a nagy sebesség, sem a nagy magasság, ezért kiterjedt, aktív és passzív védelmi rendszereket is be kellett építeni. Ezek a követelmények 1954-ben páratlan kihívást jelentettek. Az atomreaktoros meghajtással kapcsolatos optimizmust azért árnyalta, hogy az ARDC-nek küldött utasításban szerepelt, hogy vizsgálják meg, anélkül, csakis valamilyen kémiai üzemanyaggal hajtva is megvalósítható-e a projekt. Ez a Chemical Powered Bomber (CPB) biztosítékként szolgált az atomhajtás esetleges sikertelenségére vagy elutasítására. Hivatalosan a 38. számú General Operational Requirement, röviden GOR-38 fogalmazta meg ugyanezt az igényt, tehát a B-52 1965-75 közötti időszakra kijelölt utódjának létrehozását.

A már akkoriban évekre húzódó fejlesztési programokra tekintettel, 1965-ben kezdhették is volna a következő bombázót tervezni, hogy 1975-re készen álljon. A GOR-38 hivatalos címe: General Operational Requirement for an Intercontinental Bombardment Weapon System Piloted Bomber; kiadása: 1954. október 14. A feladat tulajdonképpen a Boeing B-52 szubszonikus bombázó teherbírásának és hatósugarának, illetve a Convair B-58 szuperszonikus típus sebességének egyetlen repülőgépben való egyesítését írta elő.

Az ARDC október 28-án négyféle verziót vázolt fel a SAC hírhedt vezetője, Curtis LeMay számára. Az első egy 1963-ra elkészülő, kémiai hajtású bombázó (CPB), közel 5600 km hatósugárral, amiből támadáskor 1400-1800 km-t tesz meg 15,2-18,3 km-en, 1,5-2,5 Mach sebességgel, egyébként pedig 0,9 Mach-ot tart. A második a megosztott bevetésre épülő gép, mely az atommeghajtást kémiai rásegítéssel egészíti ki támadásnál. Ezzel már 7400 km-re lévő célokat is támadni lehet, és legalább 1800 km-t repülhetett szuperszonikusan. Bár ezt is 1963-ra saccolták, megjegyezték, hogy az erre az időre való rendelkezésre állása korántsem biztos, nagyok a fejlesztési kockázatok. Erre tekintettel javasolták harmadikként ugyanezt a gépet, csak 1965-ös dátummal, ami csökkentette a projekt tervezési hibák miatti gondjait, mivel tehát több idő volt mindent alaposan kidolgozni. Ez nem volt mellékes egy repülő atomreaktornál. A negyedik tervezet a teljesen atomhajtású bombázó volt, de már csak 1968-70-es szolgálatba állítással. A szuperszonikus szakaszhoz kellő tolóerő, és az egész rendszer bonyolódása miatt ez sokkal nagyobb kihívás volt az előzőeknél, bár persze jóval kedvezőbb hatótáv, sebesség, és magasság társult hozzá.

Ezek közül LeMay a másodikat választotta, már csak a ’63-as időpont miatt is, amit nagyon fontosnak tartott. Az akkori tervek szerint ugyanis a B-52 gyártása egy évvel előbb állt volna le, és ekkorra megkezdték volna a korai változatainak kivonását is. Ami a gyártókat illeti, a Boeing, a Convair, és a Lockheed végezhetett előtanulmányokat, melyek szerint a projekt lehetséges, bár csak 1400 km-es, szuperszonikus szakasszal az 1800 helyett. LeMay ráadásul nem elégedett meg ennyivel, mert érzékelte az atommeghajtás fejlesztési és egyéb kockázatait, ezért azt akarta, hogy tartalékként, párhuzamosan álljanak neki egy ilyen képességű, de csakis kémiai üzemanyagot égető bombázónak is. Noha számos, belső rendszert, anyagtudományi megoldást és hasonlókat felhasználhatott mindkét típus, hiszen ugyanazt kellett elérniük, de ezek a munkák így is 3,9 milliárd dollárba kerülekt volna (2023-as értéken 43 milliárdba), azaz 30%-kal többe, mintha csak a reaktoros gépet választják. Ezért az ARDC javasolta is, hogy ezt tegyék, mert ekkora költségvetést nem fognak megszavazni a SAC részére, de – LeMay nyomására – nem így döntöttek. 1954. december 29-én hivatalosan is elindították a kémiai meghajtású bombázó WS-110A, és a nukleáris meghajtású bombázó WS-125A programjait.

WS: Weapons System, azaz fegyverrendszer, lásd a koncepció lényegét ITT és ITT.

boeing-kc-135a-stratotanker-and-b-52e-stratofortress.jpg

(forrás)

A SAC az ’50-es évek második felében egy képen: KC-135A tölt után B-52E-t

dickdirga18.jpg

(forrás)

A maga idejében a B-58 is úgy nézett ki, mintha a jövőből lépett volna elő. Mint úttörő típus, bizonyos korlátai, nehézségei – főleg a relatíve kis hatótáv és speciális módon hordozott fegyverzet – végigkísérték épp ezek miatt nem is túl hosszú aktív pályafutását

 

A kőolaj alapútól eltérő meghajtásokkal korántsem a WS-110A és WS-125A miatt kezdett foglalkozni az USA. Ahhoz, hogy ezek teljesen komoly lehetőségként való vizsgálata érthető legyen ezekkel a programokkal kapcsolatban, a következő két fejezet ezekről a fejlesztésekről szól általánosságban, de csak annyira kiterjedően, hogy érthetővé váljon a szerepük a későbbiek fényében. A többi, a WS-110A-t nagyban befolyásoló tényezőről – például a nukleáris fegyverkezési program a bombák méretével és tömegével, a ballisztikus rakéták változó sebességű, de aztán egyre gyorsuló fejlesztése, vagy az irányított légvédelmi rakéták terjedése – tartalmi, követhetőségi okokból nem külön fejezetben, hanem a kellő helyeken a szövegbe ágyazva lesz szó.

 

Az USA nukleáris repülőgép-meghajtás programja

1946 májusától zajlott az USA programja az atomhajtású repülőgép technológiájának kidolgozására. Még abban az évtizedben történtek kutatások és előzetes kísérletek is, főleg a személyzetet érő sugárterhelés kapcsán. LeMay kedvelte a korlátlan hatótávval kecsegtető tervet, és például egy 1948-as, az elnöki stábból származó tanulmány úgy vélte, pusztán öt évbe telne kifejleszteni egy ilyen repülőgépet. Az optimizmus tehát elég nagy volt a katonaság és a politikusok felől, de a mérnökök azért látták, hogy ilyesmire inkább évtizedek kellenek a reaktorfizika, az anyagtudományok és a biztonsági megoldások akkori állása miatt. 1951 első felében szerződtek a General Electric-kel és a Pratt & Whitney-vel az atomenergiát hasznosító sugárhajtóműre, majd következett a blogon közepes részletességgel bemutatott, NB-36H-hoz vezető projekt. Ezt az ott szintén (röviden) ismertetett X-6 követte – volna, de 1953-ban úgy határoztak, hogy arra nem adnak pénzt. A kockázatok, technikai nehézségek, és nem utolsó sorban a költségek miatt törölték az X-6 megépítését, így az ernyőprogram, az ANP (Aircraft Nuclear Propulsion) bizonytalanná vált, bár nem szűnt meg.

Viszont, ez nem akadályozta meg a légierőt, hogy kimondottan egy katonai szolgálatba állítható, interkontinentális, szuperszonikus bombázót kívánjon megvalósítani, atomreaktoros meghajtással. Az ANP konkrét célja ugyanis csak az ehhez a technológiához szükséges kutatási-fejlesztési tevékenység volt. A bombázóra a szovjetek atomhatalommá válása, a hidegháborús paranoia, és a mccarthyzmus csúcsán, az ’50-es évek elején nem restelltek pénzt adni ugyanazok a politikusok, akik az ezt valójában megalapozó ANP-t magát már nem támogatták. A SAC – amelyhez a légierőn belül tartozott az ötlet – azzal érvelt, hogy egy ilyen bombázó az USA területéről felszállva biztosíthatta az nukleáris csapásmérést, azaz az elrettentést a szovjetekkel szemben. Ekkoriban erre semmilyen más eszköz nem volt még, mint a szabadon eső atombomba, amihez pedig egy bombázógép kellett. A politikailag bizonytalan külföldi állomásoztatással és a bonyolult, sebezhető légi utántöltésre alapozó koncepcióval szemben az atommeghajtású bombázó meggyőző volt. Ez a szál volt tehát a WS-125A létrejöttének másik iránya. Ennek támogatására ismét megnyíltak a pénzcsapok 1955 júniusában az ANP számára is, annak ellenére is, hogy az szinte egyáltalán nem állt kapcsolatban egy konkrét repülőgép terveivel, és pusztán a technológia fejlesztésére vonatkozott. A leendő bombázón a Convair, a Lockheed és a Douglas dolgozott, míg a hajtóművén az említett, két gyártó.

anp_logo.png

(forrás)

Az ANP logója

convnuke.jpg

(forrás)

image019.jpg

(forrás)

douglas_atomic_bomber.jpg

(forrás)

A fenti, három kép sorrendben a három repülőgépfejlesztő egy-egy ajánlatát mutatja be. Az alaptémára tekintettel a felhasznált források korlátozottak, ezért nem lehet azt mondani, hogy a gyártók „végleges” terveiről van szó – már ha egyáltalán voltak ilyenek. A Convair igyekezett a B-58-asából kiindulni, amint ezt a formavilág és a törzs alatti fegyverzet is mutatja. A Lockheed egy kevésbé futurisztikus kialakítást javasolt. A nagy sebességen kívül a meglehetősen elnyújtott orr-részek a személyzetnek a reaktortól minél távolabb tartását is szolgálták. Ez nem annyira kis hatékonyságú, mint elsőre tűnik, mivel a radioaktív sugárzás (is) a térben a távolság négyzetével gyengülve terjed, azaz kisebb távolságtöbblet is egész sokat jelent sugárvédelmi szempontból. Ez kifejezetten látszik a Douglas prezentációs makettjén

 

Továbbra is gyorsan változott viszont az ANP-hez a politika hozzáállása, mert 1956 augusztusában megint csökkentették a rá szánt pénzt. Decemberben már magát a WS-125A-t szüntették meg. Az USA teljes, nukleáris meghajtási programja ettől ugyan tovább haladt, de ez egyre kevésbé tudott a WS-110A segítségére lenni. A WS-125A-ban elszámolni tervezett, közös rendszerek a WS-110A-ban kellett, hogy megjelenjenek, hiszen hivatalosan nem maradt katonai és egyben légierős és stratégiai program, amibe ezek esetleg bekerülhettek volna. A következő, ilyen jellegű projekt a CAMAL volt, lásd az alábbi bekezdést. Azonban, amint a leírásból majd kiderül, ez koncepcionálisan, így pedig technológiailag egy nagyon eltérő típust keresett, még akkor is, ha a stratégiai nukleáris csapásmérés, mint alapvető feladatkör szinte változatlan maradt. Ezért ez sem segítette a WS-110A költségeinek csökkentését.

1957 októberében a Szputnyik 1, az első műhold okozta sokk megint felélénkítette az ANP politikai támogatóit, akik szerint gőzerővel kell dolgozni egy atomhajtású csapásmérő repülőgépen, hogy az három éven belül repülhessen, demonstrálva a szovjeteknek, hogy összességében nincs lemaradva technológiailag az USA. Ugyanakkor, még mindig kérdéses volt, hogy katonailag valóban hasznos lesz-e egy ilyen típus. Decemberi javaslata szerint a US Navy egy vízirepülőgépre telepítette volna a reaktort, az óceánok feletti repüléstől kisebb baleseti gondokat várva, és részben eliminálva a szintén problémásnak ígérkező reptereket. Ennek próbája lett volna az SR.45 Princess átalakítása reaktorral, melyről a blogon ITT volt szó. Az USAF pedig 1958 júniusában állt elő a CAMAL koncepcióval (continuous airborne alert, missile launching and low level penetration), bizonyítandó az atomhajtás hasznát. A rövidítés feloldásából következően a szovjet rakétahordozó bombázókhoz nagyjából hasonló irányba léptek. A CAMAL nagy hatótávú rakétáival a keleti blokk határaihoz közel, a radarok szintje alatt járőrözött volna több héten át, és támadási parancs esetén mélyrepülésben közelítette volna meg célpontjait. A javaslat az akkor már közelgő szolgálatba állítású, interkontinentális szárazföldi, majd tengeralattjáróról indítható ballisztikus rakéták kiegészítőjeként volt beállítva. A rakétafegyverzet és a mélyrepülés miatt már végig csak 0,8-0,9 Mach sebességet vártak, ami tehát messze volt a nagyon magasan és nagyon gyorsan repülő WS-125A-tól. Ez még a bombázó-navigációs rendszerrel szemben is más kihívásokat támasztott, tehát az elektronika legbonyolultabb része sem lehetett közös a WS-110A-val.

Ami pedig az ANP-t, illetve a teljes, nukleáris repülőgépprogramot illeti, 1958 elején megint a költségeket és a békeidős baleseti kockázatokat kiemelő, az elnöki stábból származó jelentés született az egész projektről. Februárban Eisenhower ugyan adott 150 millió dollárt a következő egy évre az ANP-re konkrétan, de hangsúlyozta, hogy nem sürgős a program, és egyelőre csak kutatási célokat szolgál. Az Atomic Energy Comission, melynek minden, az USA-ban folytatott, nukleáris tevékenységet illetően hatásköre, de legalábbis nagy befolyása volt, az év közepén megtiltotta a szárazföld feletti, kísérleti repüléseket is. 1959 elején mind a Navy Princess-re alapozott kísérleti tervét, mind a CAMAL-t elutasították. (A források eltérőek, az egyik január 2-át ad meg, a másik a CAMAL-ra júliust, a harmadik az év végét.) A teljes reaktoros meghajtási programot 1961-ben zárták le, amikor Kennedy elnök szinte az összes, katonai fejlesztési projektet felülvizsgálta, és sokat meg is szüntetett.

p7mnuclearseamasterandcatamaranseabase.jpg

(forrás)

A haditengerészet például a Martin P6M Seamaster, sugárhajtású vízirepülőgép atommeghajtású változatával foglalkozott sokat. A nyílt tengeri kiszolgálást például egy katamaránnal képzelték el

image009.jpg

(forrás)

A szubszonikus csúcssebességű CAMAL-ra a Convair az NX-2 vagy Model 54 jelű tervsorozattal válaszolt (fent). A kétféle javaslat méretbeli eltérését az okozta, hogy az elsőnél az „indirekt ciklus” szerint a reaktor által felmelegített közeget egy hőcserélőben adták át egy másik, szeparált körben keringő közegnek, és aztán ez közölte a hőt a gázturbinákban átfutó levegővel. A „direkt ciklusnál” a reaktort hűtő közeg közvetlenül a turbinákon átáramló levegő volt. Ez nyilván egyszerűbb felépítést eredményezett, de sokkal nagyobb sugárszennyezést hagyott maga után. Összességében hasonló volt a Lockheed GL 232-ese is (lent). A szárnyak alatti hajtóművek a kerozinnal hajtottak, melyek elsősorban a felszállásnál dolgoztak, mert a hőátadás az indirekt ciklusnál lassabb volt, viszont a riasztás néhány perces szintidejét tartani kellett. A WS-125A-nál szerepeltetett képekkel való összevetésből jól látható, hogy annak a programnak a végeztével miért vált irrelevánssá minden szempontból a WS-110A tekintetében az atommeghajtást kutató program

image007.jpg

(forrás)

A B-36 tényleges, és a Princess javasolt átépítése mellett a nukleáris meghajtásról egy további, két részes sorozat is olvasható a blogon, mégpedig a szovjet tervekről: 1. rész, 2. rész.

 

A nagy energiasűrűségű üzemanyagok fejlesztése

A második világháborút követően korántsem csak az atomenergia merült fel, mint a repülőeszközök alternatív üzemanyaga. Ilyenek voltak bizonyos fémiszapok, a metán és az ígéretes, tiszta hidrogén is. Utóbbiról részletesebben a Suntan programot ismertető, két posztban lehet olvasni a blogon. A szénhidrogén alapú üzemanyagokhoz közelebb állónak tűnt egy további alternatíva, a bór-hidridek felhasználása. Ezekkel már az 1900-as évek előtt is foglalkoztak, majd az USA-ban a ’40-es években már megkezdődő rakétafejlesztéseknél került elő ismét komolyabban. A kerozinhoz képest, melyet immár a sugárhajtóművek fogyasztottak a repülőbenzin helyett, a bór-hidridek közül a folyékony halmazállapotúak jöhettek szóba, melyek hasonló sűrűségűek voltak, viszont 40%-kal több hőt adtak le égésük során, azaz energiasűrűségük sokkal jobb volt. Az ilyen tulajdonságú üzemanyagok az angol megfelelő, a high-energy fuel után HEF-ként lesznek rövidítve ezúttal is, és a továbbiakban itt csak bór alapúakat kell ezek alatt érteni. Ezek tehát – molekulától függően több-kevesebb – hidrogént juttattak be az égéstérbe, de a tiszta – a folyékony tárolás után ekkor már gáz halmazállapotú – hidrogénnel szemben jóval egyszerűbb tárolási és felhasználási móddal. Stratégiailag fontos volt, hogy az alapanyagul szükséges bórvegyületek ismert lelőhelyeinek 95%-a a Szovjetunión és befolyási övezetén kívül helyezkedett el, sőt, jelentős része konkrétan az USA területén (Kalifornia, Utah).

Jelezte, hogy a bór-hidridek felhasználhatóságával a szovjetek is tisztában voltak, hogy állítólag emiatt legalább a Dél-Amerikában lévő lelőhelyeket igyekeztek felvásárolni. A HEF mellett a bór alapú HEF-ek másik, gyakori neve az angol forrásokban a zip fuel. Ennek oka, hogy 1952-ben a US Navy Bureau of Aeronautics részlege Project ZIP néven ezekre indított két kutatási pályázatot is. Hogy itt maga a ZIP mit jelentett vagy rövidített, az nem derül ki.

A 40%-os, elméleti energiasűrűségi előny a különböző, gyakorlati veszteségek levonása után 16%-os hatótávnövekedést ígért a számítások szerint, ha csak az utánégetőkben tervezték felhasználni a bór alapú HEF-et, és 30%-osat, ha a normál égéstérben is. Mindezt a katonai alkalmazásra, ezen belül egy jövőbeli bombázóra lefordítva, az egyszerű hatótávnövekedésen kívül másra is ki lehetett használni. Hosszabb, ezáltal védettebb, meglepetésszerűbb útvonalakat választhattak a bevetéstervezők, és/vagy az ekkor már a sugárhajtású bombázóknál láthatóan mindenképp szükséges légi utántöltési pontokat a szovjet légvédelemtől biztosabb távolságban jelölhették ki.

67-1.jpg

(forrás)

A Lockheed Suntan, hidrogénhajtású stratégiai felderítőgép talán legjellemzőbb kialakítása rajzon, összehasonlításként egy Starfighterrel

 

A szuperszonikus tempó elérése, pláne hosszabb fenntartása például egy bombázónál, csakis utánégetővel volt ekkoriban elképzelhető. Ennek hatalmas fogyasztása az egyébként is kezdetleges – bár rohamléptekben fejlődő – gázturbinákban valamilyen, hatékonyságnövelő megoldásért kiáltott. Mégis, a WADC 1955-ben még mindenféle HEF program ellen szólalt fel, mert szerinte előbb több alapkutatást kellett volna végezni, elsősorban a HEF-ek – akár technikai, de főleg egészségügyi – veszélyei, és egyáltalán, általános, szélesebb körű hatásaik ismeretlensége miatt. A fontosabb hajtóműgyártók közül is csak a General Electric foglalkozott a kérdéssel, és az is csak minimális mértékben. Közben viszont, 1955-ben a WS-110A kiírása már létezett, és ott komolyan foglalkoztak HEF alapú vagy nukleáris meghajtással is.

Különböző, kutatási projektek mellett aztán a GE volt az, ami egy J79-est ebben az évben HEF-3, azaz etil-dekaborán égetésére alakított át, tehát ez a cég tette talán a legnagyobb, tényleges erőfeszítést az ügyben. A hatótáv növelése révén az előnyök vitathatatlannak tűntek, és a kísérletek bebizonyították, hogy az utánégetőben tényleg felhasználható a HEF, melynek lángterjedési sebessége és hőhatásokkal szembeni stabilitása is jobb volt a kerozinnál. De látszottak negatívumok is. A gyártás mind a költségesség, mind a technikai gondok miatt nehéznek tűnt, és az kezelési műveletek – főleg a mérgező, egészségkárosító jellemzők miatt – szintén problémásnak ígérkeztek. A kezeléshez tartozott az is, hogy a HEF 75%-kal kisebb hőmérsékleten gyulladt be, mint az akkoriban szokásos, JP-4 kerozin, ami a tartályterek semleges nitrogéngázzal való feltöltését kívánta meg, kiszorítandó az oxigént. A sugárhajtóművek alkatrészeit is károsította a kirakódásra hajlamos HEF, és ennek révén akár a hatásfokukat is csökkenthette. A kirakodások kémiai reakciói miatt a felhasználható anyagok is korlátozódtak, ami rossz hír volt, mert eleve igen kényes volt a nagy fordulatszámon és hőmérsékleten működő gázturbina a megfelelő ötvözetek, anyagösszetétel használatára. A fémek közül az ólommal és a rézzel érintkezve a HEF-3 elkezdett lebomlani, míg a gumi alkatrészeket maga roncsolta. Egy nagy sebességű bombázó, mint a WS-110A várt eredménye, igencsak felmelegedett a súrlódástól. A HEF-3 ilyen környezetben, hosszabb időn át elkezdett megszilárdulni. Ez a valóságban csak a már majdnem kifogyasztott tartályok maradék tartalmát érintette, amire azt találták ki, hogy majd JP-4-essel átmossák a rendszert – elvégre ugyanoda került mindkét anyag végül. Ez persze tovább bonyolította a vezetékrendszert, mivel egyébként egymástól elszigetelve kellett tartani a kétféle üzemanyagot.

 

Az előnyök egyelőre fontosabbnak tűntek a hátrányoknál, pláne, amikor a WS-110A második fordulójára került sor, 1956 októbere után (lásd később). Ennek során a korábbinál is radikálisabb ötletekre volt szükség a hatótáv növelésére, a HEF használatán túl is, amivel ráadásul nem is minden tervezet számolt. 1957 márciusában a WADC a HEF program legfontosabb felhasználójának a WS-110A-t jelölte meg. Ami azt illeti, idő közben fogytak is az addig elképzelt alkalmazási területek, melyek között volt a CIM-10 Bomarc légvédelmi rendszer és a tengerészet hordozófedélzeti típusainak – azok egy részének – átállítása. Ugyanakkor, magában a WS-110A-ban nem volt hivatalosan kikötve a HEF használata. Ekkor 1962-re várták a szolgálatba állítható megbízhatóságú, HEF-et tüzelő utánégetőt, és ’63-ra a fő égésteret.

bi219966.jpg

(forrás)

Az egyik, elképzelt HEF felhasználó, a Bomarc sorozatgyártása a Boeingnél. A törzs két oldaláról hiányoznak a jellegzetes startrakéták

 

1956-ban viszont sor került egy új kerozinfajta megalkotására is a WS-110A és a WS-202A (a B-70 és az F-108) számára. Ez a tengerészeti JP-5-ösből indult ki, mely maga a légierős standard JP-4 magas lobbanáspontú, azaz kevéssé tűzveszélyes leszármazottja volt. Felhasználták hozzá az idő közben a Lockheed U-2 számára gyártott JP-TS kerozin tapasztalatait is. A nagy magasság miatti követelmények azonosak voltak, de a szubszonikus U-2 nem forrósodott fel repülés közben, ami tehát plusz problémaként lépett fel. Ezekre tekintettel, az új JP-6 alacsony fagyáspontot (-54°C) és magas hőmérsékleten is nagy stabilitást (kis oxidációt) mutatott.

Ahogyan a hajtómű nem lett közös, a nagy magasságban és gyorsan repülő, két típus, a B-70 és az A-12/SR-71 nem egyféle üzemanyagot használt, noha mindkettőre hasonló elvárások vonatkoztak. A JP-7 fagyáspontja nagyobb volt, -43°C, és valójában számos szénhidrogén keverékét jelentette, nem pedig egyszerűen a kőolaj desztillációját és adalékanyagokat, ahogyan a JP-6. Azaz, majdnem ugyanarra a célra az USA kétféle üzemanyagot is elkészített. A különbség például abban is megnyilvánult, hogy a JP-7 annyira nehezen kezdett el égni, hogy a Lockheed gépén az indításhoz, majd az utánégető begyújtásához épp egy bór alapú anyagot (trietilboránt) kellett alkalmazni. Ilyesmire a B-70 esetében nem volt szükség.

sr71bodo_olav_c1.jpg

(forrás)

Magának a JP-7-nek semmi köze nem volt ahhoz, hogy ilyen tócsákban gyűlt össze az SR-71 alatt – ezt a helyzetet lásd később részletesen. A kép 1984. április 5-én készült, Norvégiában, Bodø repterén, a 17974 sz. Blackbird kényszerleszállását követően 

A tiszta hidrogénről, mint hajtóanyagról nem csak a Suntan kapcsán, hanem korábban, a szovjetek tervezett, Spirál katonai űrrepülőgépe kapcsán is volt szó hosszabban, ITT.

 

A nyitókép forrása: link

A források az utolsó részben lesznek felsorolva, így a most link nélküli képeké is. A folytatás ITT olvasható.

tamogatas_sorozat.jpg

6 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://modernwartech.blog.hu/api/trackback/id/tr9518134662

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.

Galaric 2023.06.25. 14:04:49

Nagyon jól néznek ki ezek a futurisztikus géptervek!
Igazán tetszetősek. :)
El merték rendesen engedni a fantáziájukat a tervezők.

Maga Lenin 2023.06.26. 10:26:52

@Galaric: ahogy a mém mondja: ám ez még mind semmi

KLB80 2023.06.27. 18:31:31

Istenkém, köszönöm.
Egy rakat f@s meetingen mentettél már meg.
Hihetetlen számomra, hogy milyen mennyiségben és minőségben képesek voltak 60-70éve műszaki problémákat megoldani számítógép nélkül, ma meg egy qrva reaktor vagy kolonna tervezése/gyártása évekig tart. Persze tudom, pénz&akarat, de akkor is.
Egy egy ilyen projekt summa résztvevők száma gyakorlatilag 10.000főkben mérhető, ma ez felfoghatatlan.
Mikor lesz a következő rész?
Csütörtökön termelési pettingem lesz 9től, csak jelzem :-)

Maga Lenin 2023.06.28. 20:02:20

@KLB80: Magam is ezen voltam el a minap, amikor írtam ezt, hogy "régen minden jobb (legalábbis egyszerűbb) volt". Egyszerűen kellettek zseniális és odaadó emberek, utóbbihoz azt hiszem hozzájárul a hidegháborús légkör és hogy tényleg valami addig sosem látott, és látványosan újat lehetett csinálni. (Szerintem ez utóbbi is fontos, mert pl. egy AESA radar is valami fantasztikus szerkezet, de olyan szinten nem látványos...)
Hogy hányan dolgoznak be, azt mondjuk nem teljesen értem, szerintem ma kiterjedtebbek a beszállítói láncok, mondjuk egy bizonyos értelemben egyszerűbb Airbus is az egész világon készül, az is több tízezer ember.
Hát némi titkot elárulva, a szöveg 90%-a kész, de ez nagyon nem egyenlő a kirakható poszt szintű készültségei szinttel, úgyhogy sajnálom, de holnap nem lesz folytatás :) Előre lehet dolgozni - egyben ismételni - a Tu-22M sorozat első részével :)

gigabursch 2023.07.21. 09:08:01

Most döbbentem rá, hogy valami hiányzik!
Naná, hogy a cikksorozat.
Ekkor voltam családi vizitúrán, így cska most került elém.

De pótlok.

Az már most mutatkozik, hogy ez nem kispályás sorozatnak ígérkezik.

De ami már most nagyon csiklandozza a fantáziámat:
Ez a szárnyvégi le- illetve más gépeken feltörés (vagy hogy is nevezzem helyesen) tulajdonképpen miből is fakad és hogyan működik?
Ha erre majd lesz hosszabb kitérő a cikkekben, akkor nekem annyi válasz is elég, hogy "nyugi, már csak pár rész!"

Maga Lenin 2023.07.21. 10:07:34

@gigabursch: Elsőre van köztük hasonlóság, de a funkciójuk teljesen eltérő. Amit manapság látsz, a winglet vagy szárnyvéglap, az az ottani örvénylés káros hatásait csökkenti, és inkább egy már meglévő szárny kiegészítése. Itt a szárnyból magából mozog egy darab.
süti beállítások módosítása