A hidegháború pilótanélküli eszközei: az interkontinentális robotrepülőgépek


Az eredeti cikk a HADITECHNIKA 1999/2 számában jelent meg.

Napjainkban egyre többet hallhatunk azokról a csúcstechnológiát képviselő repülőeszközökről, amelyek távirányítással vagy egy előre betáplált program alapján jutnak el a számukra kijelölt körzetbe és attól függően, hogy fedélzetükön milyen műszert, robbanóanyagot vagy egyéb eszközt helyeznek el, különböző feladatok ellátására képesek. A hagyományos és az elektronikus médiának köszönhetően egyre többet tudhatunk meg a pilóta nélküli repülőeszközök (Predator, Hunter, Tomahawk) technikai paramétereiről, alkalmazásuk során nyert tapasztalatokról, sőt, lassan körvonalazódik a jövőbeli fejlesztés iránya is (pl.: micro UAV: kisméretű pilóta nélküli eszközök). Ugyanakkor szinte alig tudunk valamit a kezdeti lépésekről, pedig több kiemelkedő tudós foglalkozott az elvi és gyakorlati alapok megteremtésével. Ezeket a kutatásokat sok esetben hétpecsétes titokként kezelték, ami magyarázatként szolgálhat arra is, hogy miért tudunk oly keveset ezekről az eszközökről. Írásomban olyan technikai megoldásokat szeretnék feleleveníteni, amelyek mint hordozóeszközök nem tudták ugyan kielégíteni a kor igényeit, de megjelenésükkel a későbbi sugárhajtású pilóta nélküli repülőeszközök (CL-289, Sztrizs, Tomahawk) fejlesztését alapozták meg.

Talán mindenki számára ismeretes, hogy 1942-ben a német Werner von Braun irányítása alatt álló csoport hozta létre az első működőképes, folyékony hajtóanyagú rakétát. Az A-4 - propagandanevén, V-2 néven is ismeretes - a világ első nagy hatótávolságú, hadászati rendeltetésű rakétafegyvere volt, amelynek megépítéséhez Hitler nagy reményeket fűzött, azonban a háború kimenetelét ez a fegyver már nem tudta megváltoztatni.

Az Egyesült Államok és a Szovjetunió azonban egyaránt felismerte a rakétatechnológia fontosságát és a hidegháború kezdetével mindkét nagyhatalom megkezdte a nukleáris fegyverek hordozására alkalmas rakéták tervezését. De létezett egy másik elképzelés is: a hadászati rendeltetésű, interkontinentális robotrepülőgép, amely nem ballisztikus pályán, hanem előre megtervezett útvonalon, nagy sebességű manőverező repüléssel közelíti meg a célterületet. Mindkét nagyhatalom – folytatva hordozórakétáinak fejlesztését – megépítette saját robotrepülőgépét is. Ez volt az amerikai Navaho, illetve a szovjet Burja.

A Navaho

Talán furcsának tűnhet, de közvetlenül a második világháború befejezése után az Egyesült Államok Légiereje technikailag kivihetetlennek tekintette az interkontinentális ballisztikus rakéta terveit. Ebből a megfontolásból kezdtek hozzá egy sugárhajtású hordozóeszköz, ún. cirkáló rakéta (cruise missile) megépítéséhez. Ám ahhoz, hogy a háromszoros hangsebességet biztosító torlósugár-hajtómű begyújtson, gyorsító rakétákat kellett használni. Erre a célra a folyékony hajtóanyagú startrakéták tűntek a legmegfelelőbbnek.

Miután von Braunt, a rakétagyártás főkonstruktőrét (és terveit) "átmentették" az Egyesült Államokba, a startrakéták problémája megoldódni látszódott. Von Braun már 1943-44-ben megtervezte az A-9 rakétát, amely az A-10 első fokozattal együtt már interkontinentális ballisztikus rakéta lett volna. A tervezőmunkát később is folytatta: 1951-53-ban publikálta például az űrrepüléssel, űrállomással, sőt, a hold- és marsutazással kapcsolatos terveit.

A Navaho fejlesztése von Braun A-4B rakétájának terve alapján kezdődött. Ezt 1946-ban a 800 km-t megtett A-4b/A-9 rakéta követte. Tervek készültek egy kacsa elrendezésű A-9 megépítésére is. Ez az elrendezés – vagyis a kormányszerveknek az orr-részen történő elhelyezése – a Navahóra később is jellemző maradt. Ennek az elrendezésnek az volt az előnye, hogy a nagy sebességű repülésnél a magassági kormány igen hatékony volt. Ám ahogy a munkák elkezdődtek, a tervezőmérnökök hamar rájöttek arra, hogy szűz területen járnak. Sőt, az irányítás és az alkalmazott anyagok területén arra a kényelmetlen következtetésre jutottak, hogy az előzőleg elvetett interkontinentális ballisztikus rakétáknál ezek a problémák sokkal könnyebben megoldhatók. Így történhetett meg, hogy előbb került sor az Atlas rakéta indítására, mint a Navaho kísérleti repüléseire.

Mindezek ellenére a program folytatódott, mert azt a továbbiakban az interkontinentális rakétafejlesztés kísérleti szakaszának tekintették. 1951-tol az amerikai légierő (USAF) egymás után rendszeresítette a Matador, Mace-B, Snark nukleáris töltettel rendelkező robotrepülőgépeket, amelyek hatótávolsága lehetőséget biztosított volna arra, hogy a Szovjetuniót, ilIetve a VSZ tagországait támadni tudják. A Navaho megépítésével ezt a sort kívánták folytatni: egy olyan nagy hatótávolságú robotrepülőgépet kívántak megépíteni, amely M=3 sebességévei képes lett volna az ellenséges légvédelmet áttörni.

A Navaho – a fejlesztési szakaszoknak megfelelően – több változattal rendelkezett. Az első ezek közül a Navaho X-10 volt, amelyet tulajdonképpen az aerodinamikai vizsgálatok elvégzésére építettek meg. Az egyetlen fokozatban elhelyezett kettő XJ4D-WE-1 hajtóművel sikerült 2,08 Mach sebességet elérni. Ez a kísérleti példány 1320 km-t tett meg. A következő változat a Navaho G-26 volt, amely von Braun A-9/A-10 koncepciójának továbbfejlesztése volt. E változatnál alkalmazták először a felületkezelt hajtóanyagtartályt, az inerciális és az asztronavigációs berendezéseket és a telemetrikus irányító rendszert is, amelyeket később az interkontinentális rakéták megépítésénél is felhasználtak. Az első fokozat egy folyékony hajtóanyagú rakéta volt, a második fokozat sárkányszerkezetére a delta alakú szárny és az orrrészen elhelyezett csűrőkormány volt a jellemző. A hajtóműveket a törzs két oldalán helyezték el, a V alakú függőleges vezérsíkok előtt.

 

A Navaho G-26 tizenegy kísérleti repülést hajtott végre, ebből négy volt sikertelen. 1957. július 17-én a Navaho programot leállították: az amerikai tervezők szerint az eszköz kimerítette a benne rejlő lehetőségeket, és a továbbiakban már kísérleti rakétákat használtak fel. 1958-ban ugyan sor került a már legyártott G-26 utolsó repülésére, de az újabb változatot – a Navaho G-38-at – már nem tesztelték. Az indítórakétáit – kisebb módosításokkal – a Jupiter, Thor, Atlas, Titán 1 és Saturn 1 típusú első generációs hordozórakétákban használták fel.

A program ilyen villámgyors leállítására az is szolgálhat magyarázatként, hogy a Szovjetuniót rákényszerítették, hogy megtegye a szükséges ellenlépéseket és hasonló kategóriájú eszközöket építsen. Amint ez megtörtént és a szovjet hadiipar megkezdte a nagy költségekkel járó fejlesztéseket, az amerikaiak, lépéselőnyük tudatában, rendkívül gyorsan leállították a gyártást. A szovjet hadiipar hasonló gyors lépésekre nem volt képes, ami természetesen plusz költségekhez vezetett.

Vihar a Szovjetunió felett

A Burja (Vihar) program 1947-ben kezdődött. Az akkori politikai vezetés arra adott utasítást, hogy mérjék fel a nagy hatótávolságú rakéták fejlesztési lehetőségeit. A feladattal az Nil-88 különleges tervezőirodát bízták meg, amelyet akkoriban Szergej Koroljov vezetett. A kutatómunka során két fő irányvonalat vázoltak fel:

  • - az interkontinentális ballisztikus rakéták megépítése;
  • - az interkontinentális robotrepülőgépek kialakítása.

A fejlesztések alapjául itt is von Braun A-4B/A-9 rakétáinak tervei, illetve a saját fejlesztésű EKR kísérleti szárnyas rakéta szolgált. (Valószínűleg von Braun tervei alapján alakult ki a szovjet "szárnyas rakéta" (krilataja rakéta) elnevezés is, ugyanis az A-4 rakétát szárnyakkal egészítették ki. Az orosz szakirodalom ezt a kifejezést használja napjainkban is, bár ezekre az eszközökre már nem a rakétahajtómű a jellemző.)



Bár az iroda 1953-ban engedélyt kapott mindkét elképzelés technikai megvalósítására, az Nil-88 számára túlságosan nagy feladatot jelentett a két különböző megoldás kidolgozása. Ezért a továbbiakban a Védelmi Minisztérium fennhatósága alatt álló iroda a ballisztikus rakéta (később R-7) megépítésére koncentrált, míg a robotrepülőgép terveivel a Repülőipari Minisztérium alárendeltségébe tartozó, Szergej Lavocskin által vezetett OK8-301 foglalkozott. (Érdekesség, hogy létezett még egy tervezőiroda, amely az interkontinentális robotrepülőgép fejlesztésével foglalkozott: a Vlagyimir Mjasziscsev irányítása alatt álló OKB-23.

A véletlen játéka folytán ez a terv a Burán fedőnevet kapta, akárcsak a későbbi szovjet űrsikló. Bár a Burán tervei elkészültek, megépítésére nem került sor.) Az ötvenes évek elején az interkontinentális robotrepülőgép igazi újdonságnak számított, amelynek tervezése és fejlesztése során több, addig ismeretlen problémát kellett megoldani. Szoros kapcsolatot lehet felfedezni a párhuzamosan futó interkontinentális rakétafejlesztéssel, amelynek során a sikeres, kísérletekkel igazolt fejlesztéseket a másik program is átvette, de ellentétben az amerikai elképzeléssel, amely a Navahót az interkontinentális ballisztikus rakéta megépítéséhez vezető út egyik állomásának tekintette, a szovjet tervek célja egy új hordozóeszköz megépítése volt.
 

A robotrepülőgépeket kétfokozatúra tervezték. Az elképzelések szerint a Burja kettő, a Burán négy folyékony hajtóanyagú indítórakétával rendelkezett, amelynek feladata az volt, hogy a robotrepülőgépet a pálya kezdeti szakaszán a szükséges sebességre gyorsítsa. A menethajtóművet úgy kellett kialakítani, hogy hangsebesség feletti utazósebességet biztosítson. Ez a tervek szerint M=3 volt, miközben biztosítani kellett a 8000 km-es hatótávolságot is. Erre a célra torlósugár-hajtóművet kívántak felhasználni. A tervek szerint a hasznos teher tömege a Burjánál 2100 kg, a Buránnál 3450 kg volt.
 

A kísérleti példányok megépítése kor a legbonyolultabb problémák közé tartozott a hajtómű kialakítása. E téren a munkát Mihail Bondarjuk irányította. Újdonságnak számított a titán alkalmazása, ami a huzamosabb hangsebesség feletti repülésnél elengedhetetlenné vált, mert ez a fém nagy hőmérsékletnél is megőrzi mechanikai tulajdonságait. Szintén nagy jelentőségű volt az asztronavigációs rendszer megépítése is, ami a robotrepülőgép navigálásához, célhoz történő eljuttatásához elengedhetetlen volt.

Ezen technikai megoldások mellett először használtak új, hőálló technológiát a hermetizáció, a felületkezelések és a szigetelések területén. A Burja tervei 1955-ben kerültek le a rajzasztalról. Időközben 2350 kg-ra növelték a hasznos teher tömegét. Így a starttömeg 95 000 kg-ra nőtt, amiből az indítófokozat tömege 33 000 kg volt. Mint az már említésre került, az eszköznek két fokozata volt. Az első fokozat két R-11 típusú négykamrás, folyékony hajtóanyagú rakétából állt. A második fokozat 70 fokos szárnynyilazású, trapézszárnyú repülőgépre emlékeztetett. A törzs henger alakú, elején és végén enyhén kúpos kialakítású volt. Nagyobb része üzemanyagtartályként szolgált, ami alól csak a középső rész és a kúpos orr volt kivétel, ahol a fedélzeti műszereket és a harci részt helyezték el. A törzs teljes hosszában alakították ki az RD-012U torlósugár-hajtómű levegőcsatornáját.
 

A Burja függőleges helyzetből startolt, majd sugárkormányaival irányítva végrehajtotta a pályára állás gyorsító szakaszát. A kellő sebesség és a maximális tolóerő elérése után kb. 18 km-es magasságban az indítórakéták leváltak. Ezután a Burja repülési pályáját a Zemlja automatikus asztronavigációs berendezés helyesbítette. A tolóerő szabályzására nem volt mód, így a Burja közel állandó sebességgel kb. M=3,1-3,2 repült. A célpont közelében a robotpilóta úgy állította be a kormányszerveket, hogy az eszköz zuhanórepülésbe menjen át és becsapódjon. Számos földi kísérlet után 1957. szeptember 1-én a ,,350-es berendezés" – ahogy a Burját nevezték – készen állt az első indításra. Azonban a gázkormányok korai leválása miatt ez sikertelen volt. További három eredménytelen indítás után ezt a problémát sikeresen megoldották és beindult a második fokozat torlósugár-hajtóműve. Az 1958 decemberében végrehajtott tizedik próbarepülés során elérték az akkoriban rekordnak számító 1350 km távolságot (3300 km/h sebesség), amit a tizenegyedik próbarepülés során 1760 km-re (3500 km/h sebesség) sikerült javítani. A szovjet repülőipar történetében először építettek olyan eszközt, amely az atmoszférában M=3 sebességgel ilyen messzire repült.

1959. december 2-án a Burja teljes felszereléssel, az asztronavigációs berendezés felhasználásával hajtott végre repülést. A meghatározott program végrehajtása után a robotrepülőgéppel 210 fokos fordulatot hajtottak végre és azt a továbbiakban rádióparancsokkal irányították. A 4000 km-es hatótávolság elérésével lezárult a fejlesztés kezdeti szakasza. Ám az ötvenes évek végére az interkontinentális ballisztikus rakéták már több szempontból felülmúlták a robotrepülőgépeket. Ebben az időben jelentek meg az R-7 típusú rakéták és Mihail Jangel R-16 interkontinentális ballisztikus rakétája, amelyek a Burjához képest egyszerű konstrukciók voltak, ugyanakkor nagy repülési sebességgel rendelkeztek. A ballisztikus pálya ugyan elárulta a rakéták indítási és várható becsapódási helyeit, de a kor technikai színvonalán az űrből lezúduló csapás kivédhetetlen volt. Mindez oda vezetett, hogy a sikeres kísérletek ellenére 1960. február 5-én a Burja programot - mint lehetséges atomfegyver hordozó eszköz megépítését - leállították.

Szemjon Lavocskin főkonstruktőr azzal az elképzeléssel folytatta a kísérleteket, hogy kihasználva a Burja különleges repülési tulajdonságait, a robotrepülőgépet stratégiai felderítő eszközként lehetne felhasználni. A további kísérletek célja (15. és 18. próbarepülések) a hatótávolság növelése volt: a Kaszpi-tengeri Vlagyimirovkából indított és a Kamcsatka-félszigeten földet ért Burja kb. 6500 kilométert tett meg. E kísérletek során elérték a célul kitűzött hatótávolságot. Ám mindezek ellenére az új alkalmazás nem talált támogatásra és Lavocskin 1960-ban  bekövetkezett halálával a program végképp lezárult.

Az ötvenes évek végére az interkontinentális robotrepülőgépek fejlesztését a Szovjetunióban és az Egyesült Államokban egyaránt leállították. Mindkét nagyhatalom nukleáris arzenáljának jelentős részét az interkontinentális ballisztikus rakétákra telepítette. Nem minden alap nélkül, hiszen a rivális nagyhatalom rakétacsapása ellen évtizedekig csak egy hasonló megtorló csapás lehetősége nyújtott védelmet. Annak ellenére, hogy a robotrepülőgépek hátrányba kerültek a rakétákkal szemben, a Navaho és a Burja programok mérföldkőnek számítanak a katonai repülés történetében. Ezek az eszközök nem egyszerűen pilóta nélkül repültek, hanem előre megtervezett manővereket hajtottak végre. Megjelenésükkel egy olyan folyamat kezdődött el, amely nélkül napjaink sebészi pontosságú csapásmérő fegyverei és mindent látó felderítő eszközei nem jelenhettek volna meg.

Forrás:

Fomicsev Alekszej-Sevaljov Igor: "STORM IN MIDAIR" MILlTARY PARADE" 1996. március-április, 85-87 pp.
Mark Wade's ENCYCLOPEDIA ASTRONAUTICA V-2 (A-4) Jane's Strategic Weapon Systems/23. 1997. január 31.

Képek:

http://www.spacelaunchreport.com/navaho1.html
 http://apps.burlock.org/history-rocketry
http://www.russianspaceweb.com/rockets_cruise.html
http://www.buran.ru/htm/3d-model.htm
http://jpcolliat.free.fr/nava/x10-8.htm