A nyár közepére egy két részes posztot olvashattok egy különleges légi járműről, aztán (majd valamikor... :) ) folytatódik az Iowák története is.
Az 1960-as évek a repülésben egy nagyszerű időszaknak bizonyult. A polgári szférában beköszöntött a nagy, sugárhajtású gépek kora, amire az évtized végén a Boeing 747 és a Concorde megjelenése tette fel a koronát. A katonai repülést pedig a hidegháborús fegyverkezés hajtotta elképesztő mértékben, nagyjából elérték a lehetséges technikai határokat sebesség, csúcsmagasság és hasonló jellemzők terén (lásd SR-71). A helikopterek is óriási fejlődés alatt álltak, amit mi sem mutat jobban, mint a Lockheed Corporation egy másik terméke, az AH-56 Cheyenne kompaund helikopter kifejlesztése. Bár a Cheyenne sokrétű okok miatt nem került sorozatgyártásra, jellemző, hogy hasonló teljesítményre képes új típus talán a következő tíz évben, a Sikorsky S-97-ese által kerül csak rendszerbe. (Különös aktualitás, hogy a Lockheed Martin nemrégiben jelentette be, hogy felvásárolná a United Technologies-től a Sikorsky-t.)
Történelmi háttér
Tehát a ’60-as években járunk, amikor is az USA egyre jobban belebonyolódik a vietnami háborúba, ahol a légi mozgékonyság (airmobility) lesz az egyik kulcsszó a US Army részéről. A szolgálatban álló helikopterek ekkor, többek közt, a Sikorsky S-61 (tehát a Sea King), a Kaman UH-2 (SH-2 Seasprite), és a Vertol CH-47 (még nem Boeing!), valamint az UH-1 Iroquois/Huey és a belőle kifejlesztett AH-1 HueyCobra. (A listáról látható, hogy ezek a típusok még mindig szolgálatban állnak, persze jelentősen korszerűsített változatok képében. A korszakban meglehetősen időtálló konstrukciók születtek!)
Huey és Chinook egy 1966-os képen, Vietnamban. A kép azoknak az éveknek jó összefoglalóját adja (forrás)
A délkelet-ázsiai országban zajló összecsapások azt mutatták, hogy szükség volna egy, a HueyCobránál jelentősen potensebb harci eszközre, ami képes kíséretet nyújtani a CH-47-eseken szállított csapatok számára, tűzzel lefogva az ellenséget az odaúton, valamint a kirakás közben is. Ehhez sokkal jobb platformra volt szükség, mint a kezdeti, felfegyverzett Huey-k, vagy akár a Cobra kezdeti verziói. Sokkal gyorsabbnak és sokkal erősebb fegyverzetűnek kellett lennie az új típusnak, fejlett bevetési rendszerekkel. Az imént felsorolt helikopterek harci változatait megvizsgálták, és arra jutottak, hogy az új igényt egyikük átalakítása sem tudná kielégíteni. Fontos látni, hogy az egész dolog a hadsereget érdekelte elsősorban, nem a légierőt. Az ugyanis úgy vélte, hogy a hadsereg számára megfelelő támogatást tudnak nyújtani mind a nagy sebességű, sugárhajtású vadászbombázói, mind az A-1 Skyraider dugattyús motoros veteránjai. (Utóbbi újbóli szolgálatba állítása persze máris jelezte, hogy a dzsungelharchoz legkevésbé sem megfelelőek az egyébként korszerű, szuperszonikus csapásmérő gépek.) Részben ennek a problémának a vizsgálatára állt fel 1962-ben a Howze-bizottság (elnöke Hamilton Howze tábornok), a Robert McNamara hadügyminiszter által életre hívott testület, hogy átfogóan vizsgálja a US Army repülőerőinek igényeit és tegyen javaslatokat a kihívások megoldására. McNamara úgy találta, hogy a vietnami tapasztalatok fényében, na meg a légierő merev szárnyú gépekre vonatkozó, majdnem teljes körű monopóliuma mellett túl gyenge a szárazföldi erők légi támogatása, meg persze a légi mozgékonyságot is ki kellett még dolgozni. Az új, támogató repülőerőkre és a légi mozgékonyságú hadosztályokra javaslatot tevő bizottság természetesen éles reakciókat váltott ki a légierőből, ahol abban az időben LeMay tábornok volt a vezérkari főnök, aki nem éppen megnyerő stílusáról volt ismert. A megszülető AAFSS programot tehát a legelejétől beárnyékolta az amerikai haderőnemek közti ellenségeskedés (szép angol kifejezéssel: interservice rivalry).
AAFSS
Az igények rendszerbe foglalása előtt a Bell már régóta tanulmányozta a kifejezetten támadó helikopterek lehetőségeit, és magánkezdményezésre be is mutatta a hadseregnek először a D-255, majd a Model 207 Sioux Scout típusokat (manapság használt kifejezéssel: technológiai demonstrátor gépeket). A Sioux Scout már rendelkezett gépágyútoronnyal, rakétafelfüggesztőkkel, és a tandem elrendezésű fülkével, sőt, egy további, hasi ágyúállással is, vagyis mindennel, ami aztán a harci helikopterek alapvető tartozékává vált. A gép azonban túl kicsi volt a rendszeresítéshez, de kijelölte az utat az AH-1-esnek, ami meg is valósult.
A kezdetek: Bell Model 207 Sioux Scout (forrás)
Az 1965-től rendelkezésre álló korai AH-1-esek, akkor még HueyCobra néven, utalva az UH-1-gyel való nagyfokú rokonságra, két fő hiányosságot mutattak. Egyrészt túl sérülékenynek ítélte őket a hadsereg, másrészt nem rendelkeztek a kellő teljesítménnyel és hatótávolsággal a szállítóhelikopterek kíséretéhez és a hosszas, intenzív földközeli manőverezéshez. Utóbbira a közvetlen légi támogatás során volt nagy szükség, a CH-47-esek szolgálatba állása miatt meg a sebességre vonatkozó igény növekedett jelentősen. Mint mindig, nagyobb tűzerőt is jónak tartottak volna az elemzők. Így aztán, bár a Bell jókor volt jó helyen a harci helikopterek megteremtése során, a Cobra, noha gyártásba vették, mégsem elégítette ki a hadsereg nagyratörő igényeit. A légi támogatást vizsgáló program ekkor a FAS, Fire-support Aerial System (Légi Tűztámogató Rendszer) nevet viselte, erre megfelelt a Cobra, de a fő cél az AAFSS-nek nevezett projekt lett (Advanced Aerial Fire Support System, azaz fejlett, légi támogatást biztosító [fegyver]rendszer). Ez tehát egy, a Cobránál sokkal jobb képességű repülőeszközt irányzott elő, így az AH-1-re csak mint „átmeneti támogató helikoptertípusra” tekintettek. Ráadásul, a US Army távlatilag az európai háborút tartotta szem előtt a szovjet csapatok ellenében. A Vörös Hadsereg hadosztályait a csapatlégvédelem mellett a frontrepülők több ezres gépparkja is oltalmazta, tehát növelni kellett a jövőbeli harci helikopter túlélőképességét.
Az AAFSS előtt már létezett rendszeresített amerikai harci helikopter: AH-1G HueyCobrák formációja (forrás)
1964. március 26-án a FAS helyébe lépett az AAFSS, melyre több pályázat is érkezett. Az eredeti elvárások nagyon kemények voltak. A rendszeresítendő gépnek 360 km/h-s utazó és 410 km/h-s támadási sebességet írtak elő. Ebből máris következett, hogy az új típus nem lehetett hagyományos kialakítású helikopter. Ráadásul a fenti teljesítményt 680 kg-os fegyverterheléssel kellett elérni (valószínűleg a fedélzeti csöves tűzfegyvereket ebbe nem értették bele, pedig a későbbi Cheyenne mindjárt kettővel is rendelkezett). A manapság nagyon fontos, forró környezeti viszonyok közötti teljesítményre is komoly elvárás volt: 35 °C mellett (párnahatás segítsége nélkül) 1800 méterre kellett emelkedni az új gépnek. Ezt azonban már az első revízió során, 1965-ben 300 méterrel csökkentették. Az átrepülési távot 1850 km-ben szabták meg, majd később 4600-ra (!) növelték, vagy légi szállíthatóságot biztosító métereket vártak el. (Mindezek akkoriban rendkívül nagy célkitűzések voltak.) Nappali bevethetőséget vártak el, úgy, hogy a fegyverrendszer legyen képes 3 km-re lévő célokat az első lövésből megsemmisíteni. Ezt hamar redukálták 2 km-re lévő cél 75%-os első lövéssel való megsemmisítésére, ugyanakkor ezúttal már mozgó harckocsiról beszéltek, ami újdonság volt az eredeti, nem páncélozott (és alapvetően álló) célokhoz képest. A nappali bevethetőséget egyúttal kiterjesztették jelentős, éjszakai képességekre is (éjjellátó eszközök használata, éjszakai terepkövető repülés, rossz időjárási viszonyok közti bevethetőség). Az üzemanyagtartályok biztosítását eredetileg 7,62, majd 1965-től már 12,7 mm-es lövedékek ellen kellett megoldani.
A Bell továbbfejlesztett Cobrája, a Model 309 KingCobra, mellyel az AAFSS programra nevezett, majd az utána jövő „tender” során is ezzel vett részt a cég (lásd a következő részben) (forrás)
A Bell természetesen versenybe szállt az AAFSS megnyeréséért is, mégpedig a megnövelt méretű és teljesítményű, korszerű műszerekkel felszerelt Model 309 KingCobra típussal. Azonban a KingCobra továbbra is „csak” helikopter volt, márpedig az AAFSS 400 km/h körüli támadási sebességet várt el, amit ez a kialakítás persze nem tudott hozni. Egy másik, különösen érdekes javaslat a Convair Model 49 volt, egy elforgatható pilótafülkéjű, gyűrűsszárnyú repülőgép. A várható, jelentős technikai gondok miatt ez a terv sem lehetett nyertes. A két, részletesebb tervezésre kiválasztott ajánlat a Sikorsky S-66-osa és a helikoptereket addig (és azután) sosem építő Lockheed CL-840-ese volt.
Az igazán különleges Convair Model 49, és egyes állapotai. A gépet három, a belül lévő, nagyméretű légcsavarokra dolgozó gázturbina hajtotta meg, teljes keresztkapcsolási lehetőséggel. A normál repülési helyzetben oldalt lévő turbinák házai alá 2-2 fegyverfelfüggesztési pont került, amikre elvileg akár az M40A1C 106 mm-es hátrasiklás nélküli löveg is felszerelhető lett volna. Ezzel 10 km-re lévő, páncélozott célok leküzdése is lehetséges volt (forrás)
A helikopterépítésben már akkor rendkívül tapasztalt Sikorsky a sebesség növelését egy, egyszerűen mondva elforgatható farokrotorral kívánta megoldani, aminek a Rotoprop (máshol: rotorprop) nevet adták. Az energiát egyetlen, 3400 Le-s Lycoming T55 gázturbina szolgáltatta. Ez az elrendezés helikopterszerű üzemelésnél, tehát alacsony sebességeknél és lebegés közben „normál” helyzetben tartotta a hátsó légcsavart, ellennyomatékot biztosítva a főrotorral szemben. Gyorsítás során viszont az S-66 (helikopterekhez képest) nagyméretű szárnyain egyre több felhajtóerő keletkezett, tehát nem kellett akkora teljesítménnyel hajtani a főrotort, továbbá a szintén jelentős felületű függőleges vezérsíkok is hatásossá váltak, újra csak csökkentve a farokrotor által leadott nyomatékra vonatkozó igényt. Így azt a normál pozícióból hátra lehetett forgatni, hogy tolólégcsavarként gyorsítsa a gépet. „Gépet”, hiszen az S-66 is kompaund (összetett) helikopter volt, pontosan emiatt a lehetőség miatt. A rendszer kísérleteihez a cég egy S-61F jelű, majdnem 400 km/h-ra képes kísérleti gépet is épített.
Az S-66 színes rajza, a Rotoprop hátrafelé néző állapotában. Érdekes, hogy mennyire el van különítve a két fős személyzet egymástól. Egyik későbbi, sorozatgyártott amerikai harci helikopternél sem ennyire szeparáltan lett megoldva a tandem elhelyezés (forrás)
A Rotoprop kísérletekhez használt S-61F. A hátsó rotor/légcsavar mindkét végállásban megfigyelhető (forrás)
A másik, ígéretesnek minősített pályázat a területen teljesen újonc Lockheed CL-840 számozású modellje volt, ami meglehetősen hasonló elven érte el a nagy sebességet, de hátul két légcsavart alkalmazott, nem mozgatható módon, tehát jelentősen egyszerűbb kialakítással: egy normál farokrotort és egy „normál” tolólégcsavart. A másik nagy különbség a merev bekötésű főrotor volt a két gép között, amit a Lockheed a US Navy és Army számára tesztelt a Model 186 vagy XH-51A kísérleti helikopterrel. A hagyományos, csuklókkal bekötött rotorlapátokhoz képest a merev (persze ez sem teljesen merevet jelent) rögzítés kisebb kitérést jelentett a lapátok számára, vagyis elvileg a helikopterek manőverezőképessége megnövekedett ezzel a módszerrel, lehetséges volt például bukfencet végrehajtani. Noha máig agilisabb típusoknak vannak elkönyvelve a merev rotoros helikopterek, valójában megfelelően felkészült személyzet és gép esetén a hagyományos rendszerű helikopterek is képesek majdnem minden extrém manőverre, amire a merev rotorosak. (Akkoriban is már a maihoz hasonló üzleti módszerekkel dolgoztak a cégek: a Lockheed állította, hogy az extrém manőverekhez szükség van az őáltaluk fejlesztett merev rotorra, mire a Sikorsky egy CH-53-ason bemutatta, hogy ez nem igaz, csak épp kevésbé jók voltak a marketingeseik, úgy tűnik.) Egyébként kialakításukat és elrendezésüket tekintve meglehetősen hasonló volt a két tervezet. Végül aztán elég nagy volt a meglepetés, amikor a hadsereg a Lockheed gépét hozta ki győztesnek, és bízta meg a céget prototípusok építésével, az S-66 pedig papíron maradt.
Egy, még a program kezdeti szakaszából származó rajzon a Lockheed CL-840 – ekkor még csak így nevezték a típust (forrás)
Lockheed CL-840, CH-56(A) Cheyenne
Az AH-56 típusszámot kapott Lockheed-féle tervezet egy nagyméretű, nyúlánk kompaund helikopter volt, 8,2 méteres fesztávolságú, tehát elég nagy szárnyakkal, alsószárnyas elrendezésben. Az energiát egyetlen, General Electric T64 típusú, szabadtengelyes gázturbina szolgáltatta. Ez egy 14 fokozatú kompresszorból, 2-2 nagy- és kisnyomású turbinafokozatból, valamint gyűrűs égőtérből álló, üresen 330 kg-os gázturbina-típus, többek közt a Sikorsky S-65/CH-53 Stallion nehéz szállítóhelikopterek erőforrása. Kezdetben a T64-GE-16 változatú turbina volt beépítve, 3435 Le tengelyen mért teljesítménnyel. Ezt az erőt a szokásosnál bonyolultabb transzmissziós rendszer továbbította a négylapátos, merev bekötésű főrotor, valamint a szintén négylapátos farokrotorra és a háromtollú tolólégcsavarra.
Egy a megmaradt Cheyenne-ek közül, hátulról fotózva. Látható felül a T64 gázturbina, és az összes rotor/légcsavar (forrás)
A keskeny törzs orrában szenzor-, illetve fegyvertorony, majd a kétszemélyes, tandem elrendezésű, hatalmas, jó kilátást biztosító ablakokkal szerelt fülke található. A személyzet: egy pilóta és egy fegyverkezelő; a sorozatgyártást a ma szokásos, kezelő-pilóta sorrenddel tervezték, de a megépült gépek egy részén a pilóta ült elöl. A törzs két oldalán gondolákat alakítottak ki, amelyekből a szárnyak indultak ki. A gondolák tartalmazták a légkondicionáló rendszer elemeit, a fedélzeti segédhajtóművet, a főfutók kamráit, az üzemanyag-feltöltéshez szükséges csatlakozást, valamint némi üzemanyagot. A gépnek hárompontos, de nem orrkerekes, hanem fordított futóelrendezése volt. A két, elöl lévő főfutót részlegesen lehetett behúzni, csakúgy, mint a hátul lévő farokkereket, utóbbit a lefelé lógó függőleges vezérsík aljába. (Ez a félig behúzható megoldás hasonló az A-10-esen használthoz.) Sem a szárnyon, sem a vezérsíkokon nem voltak kormányfelületek.
Egy Cheyenne repülés közben. Jól látszik a hatalmas kabintető, a főrotor felett pedig a vezérlő giroszkóp és a kettő közti csatlakozások, de kivehetők a félig behúzott futóművek is (forrás)
A főrotor átmérője 15,616 méter volt, a normál fordulatszám 246/perc, így a lapátvégek sebessége 201 m/s. A lapátvégek némileg eltérő aerodinamikai kialakításúak a nagyobb hatékonyság érdekében, mint a lapátok fő része. A merev rotorkialakítás miatt a rotoragyhoz megfelelő rugalmassággal, de egyébként csuklók és himbák nélkül került rögzítésre minden lapát. Ez egyszerűbb, kevesebb alkatrészből álló szerkezetet eredményez, de körültekintően kell megválasztani a csatlakozó rész szerkezetét és anyagát. Így a rotor gyorsabban tudja lekövetni a fellépő erőhatásokat. Ugyanakkor a mozgó, azaz korrekciókra képes alkatrészek hiányában a rotor fölé csuklós csatlakozással lényegében egy giroszkópot kellett építeni, mivel a Lockheed megoldása szerint ez vezérelte magát a rotort, lapátonkénti csatlakozó rudakkal. A pilóta a ciklikus vezérlőkarral állította ezt a vezérlő giroszkópot, amiknek a nyomatéka kitérítette a meghajtótengelyt, így pedig a főrotor síkját, valamint a rotorlapátokhoz egyenként kapcsolódó csatlakozásokat, egyenként is állítva a lapátokat. A vezérlő giroszkóp nyomatéka ráadásul kompenzálta a kisebb légköri zavarokból és hasonló okokból eredő eltéréseket. Ez a kiegyenlítő hatás továbbá valamennyi védelmet nyújtott a pilóta általi túlvezérléstől is, mivel a vezérlő giroszkóp nyomatékát a pilóta kormánymozdulatai sem tudták egy bizonyos mértéknél gyorsabban változtatni. Ugyanakkor, később kiderült, hogy ennek az akkor még eléggé új elgondolásnak a gyakorlati problémáit nem ismerték eléggé.
A főrotor felett megfigyelhető a vezérlő giroszkóp, és annak elfordulni képes rögzítése, amelyen át érvényesültek a pilóta kormányparancsai (forrás)
A 3,048 méter átmérőjű farokrotor hagyományosabb kialakítású, négylapátos, állandó húrhosszú konstrukció volt. A normál fordulatszám 1238/perc volt. A tolólégcsavar egy háromlapátos Hamilton Standard gyártmány volt, változtatható állásszögű lapátokkal, így toló- és húzóerőt is képes volt kifejteni. A forgásirány az óramutatóval ellentétes irányú volt hátulról nézve, az átmérő szintén 3 m, a standard fordulatszám pedig 1717/perc. A teljesítmény változtatása a kollektív vezérlőkaron lévő markolatrész elcsavarásával történt. Helikopterszerű repülés során a teljesítményt a főrotor emésztette fel nagyrészt, ennek megfelelően, a nyomaték kiegyenlítéséhez, a farokrotor is nagyobb teljesítményt vett fel. Ahogy azonban a gép gyorsítani kezdett, a már leírtaknak megfelelően áthelyezhették a T64 erejét a tolólégcsavarra. Maximális sebességű repüléskor a főrotorra csak 20-30%-os teljesítmény jutott (egy kisebb rész pedig a farokrotorra), a többit a tolólégcsavar kaphatta meg.
Ezen a metszeti rajzon ki van emelve a transzmissziós rendszer, valamint minden rotor/légcsavar. A T64 egyik, más forrásban nem említett verziója szerepel a hozzá tartozó feliraton, de sokkal érdekesebb, hogy a kiömlőnyíláshoz tartozó szöveg szerint arra infravörös árnyékolást (keverőt) is terveztek felszerelni. Érdekes, de persze nem meglepő egy harci gép esetében; a prototípusokon ez természetesen egy elhagyható felszerelés volt (forrás)
A két szárny a később megszokottá váló, fegyverzetet hordozó szárnycsonkokhoz képest jelentősen nagyobb, trapéz alakú hordfelület volt, a fesztávolság 8,14 m, a teljes felület pedig 18,12 m2-re adódott. A főrotor nyomatékának részleges, „beépített” ellensúlyozására a jobb szárny a balnál 1 fokkal nagyobb, 13 fokos állásszöggel került beépítésre, kilépőéle pedig szintén 1 fokkal lefelé került állandó eltérítésre. Egyébként a félszárnyakon nincs mechanizáció, csak a fegyverzetfelüggesztő pilonok találhatók rajtuk (és ezek sem mindegyik megépült példányon).
Az AH-56 hagyományos vezérléssel készült, a kormányparancsokat szervórásegítés juttatta el a rotorok felé, mindezt bólintás irányban egy sebességfüggő segédrendszer módosította a kedvezőbb manőverezőképesség érdekében, illetve ugyanezen a csatornán egy automatikus stabilizátor is segítette a pilótát.
Az elölről fotózott egyik Cheyenne-en kiválóan megfigyelhető, hogy meglehetősen nagy fesztávú szárnyakkal rendelkezett a típus, amiken 2-2 felfüggesztőt helyeztek el (forrás)
Összességében az AH-56 elég nagy gép volt, két-két és félszer nehezebb, mint az akkori Cobra verziók, mivel 10,8 tonna körüli felszállósúllyal is tesztelték, de átlagosan is 8,3 tonnával számoltak. Az üres tömeg meghaladta az 5,5 tonnát – amennyit az AH-1 teljesen feltöltve sem nyomott. Kétszáz kilogrammnyi páncéllemez is alkalmazásra került. A törzshossz 16,66 m, a forgó főrotorral együtt már 18,3 m, a magasság 4,18 m. (A Cobra teljes hossza 16,2 m volt ami tehát nem sokkal kisebb, viszont a tömegben, így pedig a képességekben már jókora eltérés mutatkozott.) Az üzemanyagot három önzáró tartályban tárolták, egy 1135 literes fő tartályban, valamint a két gondolában 227 és 295 liter térfogatban.
Háromnézeti rajzon az AH-56, feltüntetve a méreteket az angolszász láb-inch mértékegységekben (forrás)
A nyitókép forrása: link
A források a következő rész végén lesznek feltüntetve.
