A Spirál programot bemutató sorozat utolsó részében többé-kevésbé lazábban kapcsolódó témák kerülnek sorra: a BOR űrrepülők, a Buran programmal való kapcsolat, a MAKSz, a Spirál korabeli és még korábbi "rokonai", illetve különleges "vadászgépek". A rövid zárszó után a források felsorolása jön. Aki az elejéről kezdené, annak az első rész ITT /az előző pedig ITT/.

A BOR kísérleti űrrepülőgépek

Ezek a kísérleti visszatérő egységek nagyon szorosan kapcsolódnak a Spirálhoz, hiszen annak légkörbe lépési tesztjeire készültek, de a BOR program a végén a Buran tervezését támogatta már.

A ballisztikus kapszulákhoz képest a felhajtóerő-termelő test koncepciójú Spirál űrrepülő egészen máshogy viselkedett a légkörbe lépés közben. Ezért már 1966-ban megkezdődött a BOR rövidítésű program, azaz a pilóta nélküli orbitális rakétarepülőgépek szériája (Беспилотный Орбитальный Ракетоплан). A tervezési és a szélcsatorna-adatokat egyaránt valódi kísérletekkel kellett igazolni, csökkentett léptékű modellekkel. A hagyományos hordozórakétával induló, egyharmad vagy fele méretű gépek ejtőernyőkkel értek földet/vizet, majd onnan a haditengerészet hajói halászták ki őket.

A párhuzam tehát elég jó a harmadik részben, röviden bemutatott, amerikai ASSET programmal.

Az első a pilóta nélküli orbitális rakétarepülőgépek sorából, a BOR-1. További számos kép ITT, nem csak az első gépről (forrás)

A Spirál program ismertetése a kísérleti, EPOSz projektté válással, az ennek során végzett repülésekkel, valamint ezek végével folytatódik. Az előző rész ITT, az első pedig ITT.

Spirálból EPOSz

A szovjet űrprogram áttekintése messze-messze meghaladja a sorozat kereteit, mégis pár, kapcsolódó gondolat erejéig erről is kell szólni, hiszen a teljes program menete befolyásolta a Spirál sorsát is.

Az USA megtapasztalta, hogy mire vezet, ha nincs egy koordináló szervezet az űrhajózási projekt élén, hiszen a NASA késői létrehozása zajos űrsikereket engedett át a szovjeteknek a ’60-as évek első feléig. Viszont eleinte a „szocialista munka sikere” az űrben nyilván nem sarkallta a Szovjetuniót űprogramja menedzselésének átgondolására, hiszen jöttek az eredmények. Pedig a helyzet nagyon bonyolult, és már rövid távon is kedvezőtlen volt. Az űripar külön szereplőként jelent meg a repülőgépipar mellett, és alatta-mellette volt a teljes szovjet katonai-ipari komplexumnak. (Amerikában viszont a nagy repülőgépgyárak lettek az űrhajók gyártói is, plusz ott volt a koordinátor, a NASA.) Az olyan, nagyszerű, egyben viszont nagyravágyó mérnökök, mint Koroljov, Glusko és Cselomej, egymással vetélkedve próbálták elnyerni a katonai- és pártvezetők bizalmát projektjeik számára. Emellett a hadsereg prominensei, akik nagy befolyással és pénzzel rendelkeztek, szintén a maguk szája íze szerint próbálták alakítani a folyamatokat, csakhogy, még köreikben sem volt egységes irányvonal. Erre már volt utalás korábban a sorozatban: Kamanyin a Spirál egyik fő támogatója volt, de más katonai vezetők egyáltalán nem voltak a program mellett. Az űripar elkülönültsége miatt mellett eleve sokak szemét szúrta a Spirál, ami repülőgép-tervező irodák terméke volt (MiG és Tupoljev).

1966-ban meghalt Koroljov, és utóda (az OKB-1 élén is), Vaszilij Misin egyáltalán nem állt a helyzet magaslatán. Persze nem volt könnyű dolga, mert az óriás N1 holdrakéta – utólag jól láthatóan – hibás koncepcióra épült sok kis hajtóművével, és mivel emiatt a holdraszállásért folytatott verseny elveszett, már nem volt meg a teljes támogatás a legfelsőbb szintekről az űrprogram irányába. (A Spirál irányába pedig sosem volt meg igazából.) A hadsereg a „polgári” kutatásoktól eltérő terveken gondolkozott, és Glusko is a maga előrejutásán fáradozott az elég zavaros helyzetben.

Felül a gigantikus N1 rakéta a kilövőállásban, lásd viszonyításképpen az embereket az aljánál! A rakéta amúgy gyakorlatilag azonos méretű volt, mint az amerikai Saturn V, csak annál sokkal megbízhatatlanabb (4-ből 4 kudarc), amivel tönkretette a szovjet holdprogramot. Alul az N1 alja is látható, a 30 hajtómű fúvókájával, miközben a különleges vasúti szerelvény az indítóálláshoz tolja a rakétát (forrás: fenti, lenti)

A harmadik részben a Spirál űrrepülőgépének visszatérés közbeni hővédelme, valamint a különböző feladatkörű változatok kerülnek bemutatásra. Az előző rész ITT, az első pedig ITT.

A visszatérési manőver és az OSz ehhez igazodó szerkezete

A küldetés végeztével a lassuló OSz 45-65 fokos (máshol: 53°), azaz nagy állásszöggel lépett be a felső légkörbe, meghajtás nélkül. Az oldalcsúszást is 5 fokon belül kellett tartani, nehogy a hőterhelés túl nagy legyen egyes, nem erre méretezett felületeken. Ekkor a szárnyak még felhajtott állapotban vannak, és többek közt későbbi, repülési pozícióba rögzítésük tette lehetővé, hogy az űrrepülő a belépési ponttól 4000-6000 kilométerre repüljön el előrefelé, és 1100-1500 km-es oldalirányú kitérésre is képes legyen.

Az OSz fotófelderítő verziója a visszatérés kezdetén. Látható a pilóta nézőkéjének és a fényképezőgépnek a nyílása is, utóbbi felett jobbra a bal első csúszótalp behúzva (forrás)

A Spirál rendszert bemutató sorozat második része a meghajtás elméleti kérdéseivel és gyakorlati megvalósításával foglalkozik, valamint magával az űrrepülőgéppel. Az előző rész ITT.

Az elméleti megfontolások a hajtóanyagok mögött

A rakétamotorok számára számos hajtóanyag, és azok még több kombinációja rendelkezésre állt már akkoriban is, de a fentiekben említett fluor nincs a megszokottak között. A rakétatechnológia rohamos fejlesztése során, a második világháború előtt, nem volt túlsúlyban a katonai alkalmazás, ezért nem volt sem igény, sem háttérkapacitás egyes, elméletben persze ismert, nagy hatékonyságú, de egyben rendkívül korrodáló és/vagy mérgező anyagok használatára. Ezek közé tartozott az oxigénnél is jobb oxidálószer (ebből látszik, hogy a név kissé megtévesztő), a fluor, ez az igen reaktív halogén elem. A fluor elektronegativitása az ismert elemek közül a legnagyobb, nem csoda, hogy így „erősebb” reakcióba tud lépni oxidálószerként az üzemanyagokkal. Csakhogy a fluor igen veszélyes anyag, súlyos égést tud okozni a bőrön, de még nagyobb gond, hogy nem nehéz fluorgázzal felgyújtani akár a vizet (!), vagyis nagyon körülményes a rakétákhoz felhasználandó LF2, azaz folyékony fluormolekulák (liquid F₂) tárolása is. Amíg a szokásosnak mondható folyékony oxigén (LOX) és folyékony hidrogén (LH2) keverék vizet eredményez reakciója során, addig az LF2+LH2 hidrogén-fluoridot, ami, bár nem olyan erős sav, de a legtöbb fémnek (és a feltöltést végző személyzetnek) sem tesz jót. Nyilván nem mindegy, hogy egy rakéta adott esetben több száz tonna vizet lövell ki magából, vagy ugyanannyi hidrogén-fluorid savat – ez már az alkalmazhatóságot is nehezíti, nem csak környezetvédelmileg aggályos. Ha mindez nem lenne elég, az LF2 előállítása sokszorosan drágább, mint az LOX-é (egy hihetőnek tűnő fórumbejegyzés szerint 150-szeres volt a pénzbeli különbség 1959-ben a NASA kísérletei során).

Az oktatóvideóból származó képen látható, hogy a hidrogén-fluorid tömény vizes oldata még az – igaz, megkarcolt – üveget is megmarja, oldja. A hidrogén és a fluor még -252°C-on is robbanásszerűen ég el, amivel a rakétahajtóművekben 4000°C is létrehozható. A víz halványlilás lánggal ég fluor közreműködésével, ami az egyetlen reakció, amikor az oxigén az égés terméke (forrás)

Ezúttal egy, a korát és a lehetőségeket messze megelőző szovjet programról lesz szó, melynek célja egy rugalmasan és (viszonylag) gazdaságosan használható, alacsony Föld körüli pályát elérni képes, repülőgép-szerű űrhajó és a hozzá tartozó kiegészítők megalkotása volt. Mindez a blogon már számtalanszor szerepelt, nagyratörő tervekkel teli '60-as (és '70-es) években. A mostani, első részben - szokás szerint - kissé távolabbról indul a történet.

A világűrbe, de hogyan?

A történelmi előzmények és az addigi technikai fejlesztések iránya nyomán az 1940-es évtizedben elérhető közelségbe került a világűr, mégpedig rakétamotorok hajtotta eszközökkel. A második világháború után kezdődő, szuperhatalmak közötti űrverseny kíméletlenül előtérbe hozta a legegyszerűbb, és így leggyorsabb megoldásokat. Ezért, bár a kezdetektől foglalkoztatta a szakembereket a repülőgépszerűen használható űrhajó, ehhez mérten a többfokozatú hordozórakétára szerelt, ballisztikus pályákat használó űrkapszula ránézésre is 10 évvel hamarabb elkészülhetett. Ez pedig hamar eldöntötte a fő fejlesztési irányt mind keleten, mind nyugaton. Mindez elsősorban az emberes küldetésekre vonatkozik, de alapvetően igaz az automatikus eszközök űrbe juttatására is. Hamarosan tehát rendelkezésre álltak az első, a katonai ballisztikus rakétákkal közeli rokonságban álló űrrakéták. Ezek pontos angol megnevezése sokatmondó: expendable launch vehicle, azaz „eldobható” (vagyis nem újrafelhasználható) indítójármű. Első pillantásra is nyilvánvaló a helyzet: a Gagarint felvivő, 151,5 tonnás Vosztok a tetején lévő űrkapszula 4,7 tonnás tömegét szállította az űrbe, vagyis a rakéta tömegének mintegy 3%-át. A rakéta pedig egyáltalán nem volt olcsó, nem szólva a különleges kilövőállásról, és az egész rendszer igen alacsony fokú rugalmasságáról.

Gagarin az indítás során, a Vosztok-1-en. A rakéta az R-7 interkontinentális ballisztikus rakéta egyik változatának tekinthető, és jellegzetes formája máig tovább él a Szojuz űrhajók képében. No meg a hatékonysága is – igaz, hogy cserébe a Szojuz az egyik legkiforrottabb emberes hordozóeszköz (forrás)

Mennyivel elegánsabb volna egy, számos reptérről indulni képes, a küldetés típusát, de végrehajtását tekintve is rugalmas, viszonylag tág határok között manőverezhető, és számos alkalommal felhasználható rendszer. Persze azon kívül, hogy elegáns, olcsóbb is, kiszolgálása egyszerűbb, lehetőségei szélesebb körűek, és az sem utolsó szempont, hogy a személyzet fiziológiai terhelése jóval kedvezőbb. Mindezek az előnyök az adott korszakban elsősorban a harci használhatóságot növelték.

Egyébként is, ekkor még az USA is – hiába a NASA – jelentős részben katonai nézőpontból tekintett az egész űrprogramra. Ez nem is csoda, a pénz és a technika egy részét a hadsereg (légierő), a többit meg közvetlenül az állam adta. A hordozórakéták szimbiózisban fejlődtek a hadászati csapásmérő rakétákkal, és korlátlan lehetőségekkel kecsegtetett a világűr hadszíntérré tétele.

Amíg az első űrhajósok szinte mozdulni sem tudtak apró kapszuláikban, vagy Gagarinnak és társainak ejtőernyővel kellett kiugrania a visszatérés során, addig a katonák már egész mást láttak. A kisméretű űrrepülőgépek egy-két fős személyzete kamerákkal fotózhatta a felszínt; radarokkal folytathatott felderítést az óceánokon lévő hajók ellenében; megfigyelhette, megzavarhatta, esetleg meg is semmisíthette az ellenséges műholdakat, akár űrséták során; és kiemelt földi célokra indíthatott atomfegyvereket váratlan irányokból; de védelmi műveleteket és űreszközök karbantartását is elvégezhette. Mindezt egy katonai repülőgéphez hasonlítható környezetben és fizikai terhelések mellett, bármikor és bárhol a világűrben.

Űrrepülőgép

Mindezeket az Egyesült Államokban is látták, ezért nem is csoda, hogy 1957. októberében elindították a System 464L Dyna-Soar programot, mely egy, a fentiekben leírtaknak megfelelő űrrepülőgép szolgálatba állítását célozta meg. Igaz, a Dyna-Soar, melyet végül a Boeing fejlesztett X-20 néven, egy hagyományos, egyszer használatos hordozórakétával jutott volna el az űrbe. A költséges projekt azonban műszaki nehézségekbe ütközött, nem volt egyetértés a gyártók és a légierő közt az indító rakéta típusában, és ezek, más gondokkal együtt, 1963-ban a törléshez vezettek. Mai értéken 5 milliárd dollárt költöttek el, ami egyáltalán nem kevés.

A Dyna-Soar start közben, ezúttal egy Saturn C-1 (Saturn I) által a levegőbe emelve. A Boeing tervezte űrrepülő mintegy 450 kg terhet vihetett, és „hagyományos” kialakítással, azaz külön törzzsel és szárnnyal, valamint teljesen lapos alsó résszel készült (volna) (forrás)

... de a mostani téma jellege miatt nem megy gyorsan a dolog, úgyhogy új poszt csak februárban lesz.

Addig egy kis spoiler:

Az Urált leszámítva, talán az eddigi legérdekesebb sorozat következik.

Az év utolsó posztjában a VTOL '60 sorozat folytatódik a szovjet tervekkel, melyek közül elsősorban a kevéssé ismert STOL kísérleti gépek kerülnek bemutatásra.

A sorozat előző része ITT, a legelső pedig, mely kicsit kapcsolódik is, ITT. Boldog új évet, folytatás 2017-ben!

Amikor a nyugati gyárak is folyamatosan VTOL és STOL terveket készítettek az 1950-es, ’60-as évek fordulóján, a Szovjetunióban is jelentős erőfeszítéseket tettek hasonló irányban. De, mint oly gyakran, az ottani OKB-k nem pont ugyanolyan elvárásoknak kellett, hogy megfeleljenek, mint NATO-tagországbeli riválisaiknak.

A szovjet tervek fókusza a hagyományos elrendezésű repülőgépek („frontvadászok”) felszállási úthosszának csökkentésére irányult. A kigurulást ugyanis elegendő mértékben rövidítette meg az igen egyszerű fékernyők használata. A korábban már látott, ZELL megoldású MiG-19 verzió mellett a kívülre szerelhető és felszállás után leoldható gyorsítórakétákat sem ítélték megfelelő megoldásnak. Utóbbi indoka talán azok egyszer használatósága volt, vagyis hogy készleteket kellett felhalmozni belőlük. Valami jobb kellett, mivel a népgazdaságot súlyosan megterhelte a hatalmas katonai repterek és kifutóik létesítése, valamint az ezekkel együtt járó, kényszerű erőkoncentráció. A hadszíntéri atombombák terjedésének idején nem tűnt vonzónak akár több ezrednyi, a korábbiakhoz képest egyre drágább és nehezebben pótolható sugárhajtású vadászgépet (és személyzetüket) egy helyre összevonni. Egyáltalán, a szovjetek szívesen maradtak volna olyan taktikai repülőgépek alkalmazásánál, melyek alkalmasak nem szilárd (füves, letaposott havas) felszállómezőkről való üzemelésre. K. A. Versinyin marsall, a légierő parancsnoka is próbálta elérni, hogy ne 2-2,5 km-es, csak 600-800 méteres pályákra legyen szüksége rendszeresítendő típusoknak. Röviden szólva tehát, a szovjet mérnököknek a meglévő típusok segítségével a még fejlesztés alatt álló gépeket kellett átépíteniük STOL, vagyis röviden fel- és leszálló képességűvé. A korábbi megoldásokhoz képest egyértelműen az emelőhajtóművek beépítése került előtérbe.

A '60-as éveknél ugyan jóval későbbi ez az 1985-ös kép, de ezen igen szépen látszik, hogy hol voltak a startrakéták egy keletnémet MiG-21-esen (forrás)

A Facebook kitermelt két, a bloghoz illő karácsonyi fotót és egy (nem karácsonyi) videót. Ezekkel egy amúgy nem tervezett posztban kívánok kellemes ünnepeket!

Karácsonyi B-52. A fények nélkül is eszméletlen látvány lehet!

Az atomhajtású szovjet tervek további bemutatása folytatódik a Tupoljev és az Antonov terveivel. Ahogy az lenni szokott, a legjobb forrásanyagok a megjelenés után kerülnek elő, így van ez a következő két képpel is, melyek még a Mjasziscsev-féle elgondolásokról szólnak. Az első rész ITT.

A Mjasziscsev kísérleti reaktoros tervezete, legalábbis rajzon, azért létezett a 3M-A-ra épülve is. Itt a reaktor minden más tervnél közelebb lett volna a személyzethez (forrás)

Az M-60 pilóta nélküli variánsa. Fülke híján kivételesen szépen áramvonalazott, orrban lévő beömlőnyílást lehetett kialakítani. Ugyanez ITT színesben. (A felirat szerint: „a 60-as repülőgép „nyitott” nukleáris meghajtással”) (forrás)

Színre lép Tupoljev

A szovjet bombázók tulajdonképpen első számú tervezője kezdettől fogva a zárt hajtóműelrendezést kívánta felhasználni, és ennek kísérleteire, Mjasziscsevvel ellentétben, engedélyt is kapott. Az orosz források nem is mulasztják el megemlíteni, hogy bár Mjasziscsev volt a tehetségesebb mérnök, Tupoljev a jobb szervező és (ön)menedzser. 1956. március 28-án a pártszervek tehát engedélyezték számára, hogy a Tu-95 alapjára építsen egy légi laboratóriumot. Ez egy az egyben megfeleltethető az amerikai NB-36H-nak. Minden esetre, utalva az előző megjegyzésre, talán Tupoljev egy kicsit jobban becsülte fel a munka nagyságát, mivel a szolgálatba állítható atomhajtású bombázót legkorábban is csak a ’70-es, ’80-as évek fordulójára várta.

A tesztgép a Tu-95LAL (Летающая Атомная Лаборатория, azaz Letajuscsaja Atomnaja Laboratorija, magyarul Repülő Nukleáris Laboratórium) nevet kapta, de hivatkoznak rá „247-es megrendelésként” is. Tervezése a korabeli, első atomerőműveket előkészítő mérnökökkel közösen történt. Viszont, ellentétben a Mjasziscsev-iroda megközelítésével, ezúttal a személyzet sugárvédelmét kevésbé teljeskörűen kívánták megoldani. A reaktor és a tervezett hűtőközeg-továbbító vezetékek figyelembe vételével csak a fő irányokból szándékoztak teljes árnyékolást beépíteni. Ez egyébként nem azt jelentette, hogy a legénységet elégtelenül védték a sugárzástól, csak azt, hogy szakítottak a korábban bemutatott, körkörösen és egyenletesen maximális mértékű árnyékolással. Ez egy érthető lépés volt, mert ezzel súlyt spórolhattak, ami nyilván kritikus tényező repülőgépeknél. Azt is figyelembe kellett venni, hogy a Tu-95 eredetileg nem ilyen célokra készült, ennek megfelelően aztán nem is fért el benne a reaktor, csak úgy, hogy alul és felül is egy-egy jókora kidudorodást képeztek ki a törzsön. (Ez is jól jellemzi a B-36 méreteit, hiszen az NB-36H-nál erre nem volt szükség.)

A Tu-95LAL; a két púp burkolja a kissé túlméretes reaktort (lent) (forrás: fenti, lenti)

Természetesen a Szovjetunió sem maradt tétlen a nukleáris repülőgép-meghajtás területén. Az amerikai programnál látott okokon felül a szocialista állam kicsit más jellegű problémáira kívánt választ adni az igazán nagy hatótávolságú repülőgépekkel.

A hatalmas országot számos, határaihoz közeli ellenséges támaszpont vette körül, elsősorban Nyugat-Európában. Innen a helyi és az amerikai erők is atomcsapást indíthattak ellene. A fő célpont viszont a Szovjetunió számára az USA volt, melyet – a kubai rakétaválságig – csak honi reptereiről induló bombázói támadhattak. Amint az a B-36 történetéből kiderült, az óriási bombázó is hatósugár-problémákkal küzdött pályafutása során. A szovjet csapásmérőknek nem álltak rendelkezésre előretolt repterek, így – hacsak nem egyirányú bevetéseket akartak velük végrehajtani – légi utántöltésre, vagy valamilyen más megoldásra volt szükségük. Az utántöltés sok sebből vérzett, kezdve a módszer kezdetlegességétől a kevés tankerig, ezek megfelelő elhelyezéséig, a randevú navigációs problémáiig, át azon, hogy az oroszok maradtak a hajlékony tömlős megoldásnál. Ez, a nagyobb repülőgépek számára, néha nagyon nehéz összecsatlakozást és hosszas közös repülést jelentett, ami igencsak fárasztó és veszélyes volt (lásd a Tu-22 gondjait e téren). Mindezek kiküszöbölését látták lehetségesnek a nukleáris meghajtással. Idő közben szintén lényeges kérdéssé vált a bombázók túlélése, így pedig a sebességük. Az elgondolt, új, szuperszonikus repülők viszont még sokkal több üzemanyagot igényeltek, tehát ez is egy új, különösen nagy energiasűrűségű hajtóanyag igényét erősítette.