Lockheed P-80 Marquardt

Na žiadosť USAAF sa v roku 1947 uskutočnilo skúmanie vhodnosti použitia lietadla P-80 ako lietajúceho skúšobného stroja pre podzvukové náporové motory firmy Marquardt Aircraft Company. Po úvodných analýzach padlo rozhodnutie prestavať jeden P-80A tak, aby mohol na oboch koncoch krídla niesť jeden náporový motor Marquardt s priemerom 0,508 m (XJ-30-MA-1) a 0,762 m. Plánovali sa aj testy so 48 palcovým motorom, tie sa však neuskutočnili. Zvláštna pozornosť bola venovaná hladkosti povrchu a voľbe prúdového motora, ktorým sa stal Allison J33. Kvôli očakávanému vyššiemu dynamickému zaťaženiu lietadlo dostalo pevnejší stabilizátor, pevnejšiu kýlovú plochu a pevnejšiu zadnú časť trupu. Navrhované zaťaženie bolo vypočítané pri stabilizátore 68,5 kN a pri kýlovke 44,5 kN, v porovnaní s hodnotami 34,5 kN a 14,7 kN u štandardného stroja P-80. Navonok sa upravené lietadlo líšilo len modifikovanými koncami krídla. Palivo pre 20 a 30 palcové motory sa odoberalo z dvoch 166,5 litrových nádrží, umiestnených vo vnútornej nábežnej hrane krídla. Pri 48 palcových motoroch sa predpokladala vyššia spotreba a preto dostali vlastnú 378,5 l nádrž, umiestnenú v kuželi vstupného ústrojenstva motora. Ako palivo sa používal bezolovnatý benzín. Prvý let sa uskutočnil bez náporových motorov 21. novembra 1947. Po 49. lete dostal stroj P-80A nový prúdový motor. Pôvodný J33-A-9 bol nahradený verziou J33-A-21, ktorý poskytoval väčší ťah pri vzlete a akcelerácii. Inštalovaná bola aj sústava vstrekovania vody a alkoholu. Aby bolo možné za pilotom vytvoriť priestor pre pozorovateľa, bola do trupu umiestnená menšia nádrž, odstránila sa zadná prepážka a do tohto priestoru bolo namontované sedadlo s príslušným vybavením. Rovnako aj predná palivová nádrž, typická pre štandardný typ P-80, bola nahradená palivovými čerpadlami pre náporové motory a skúšobným prístrojovým vybavením. Neskôr bolo pre letové testy upravené ešte jedno lietadlo. Pri nich sa okrem iného zistilo, že náporové motory zhasnú pri uhle nábehu 12 stupňov a vyššom. Program pokračoval až do konca roku 1948, keď už nazhromaždené údaje poskytli dostatok podkladov na konštatovanie, že skúšané náporové motory vyhovujú budúcim požiadavkám na pohonné sústavy.

MDD „Little Henry“

Zaujímavý pokus o nekonvenčné využitie náporových motorov uskutočnila v roku 1947 firma McDonnell Aircraft Corporation zo St. Louis. Najskôr vyvinula miniatúrny náporový motor s hmotnosťou iba 4,5 kg. Dva také motory potom pripevnila na konce listov (s priemerom 5,5 metra) oceľového dvojlistého nosného rotora miniatúrneho jednosedadlového vrtuľníka, ktorý dostal označenie Little Henry. Keďže vrtuľník s priamym reaktívnym pohonom listov nepotrebuje vyrovnávací rotor, je konštrukčne jednoduchý. Minimálna potrebná obvodová rýchlosť bola 185 m/s, maximálna 250 m/s. Vzletová hmotnosť činila iba 275 kg. Údaje o výkone náporového motora nie sú dostupné. Nebol to však ojedinelý experiment tohto druhu. Za všetky je možné spomenúť napríklad pokusný vrtuľník Hiller HH-120.

Lockheed X-7

X-7 bol experimentálny stroj určený na skúšky náporových motorov pri výskume pohonu. Nezvyčajný tvar bol navrhnutý pre rýchlosti M = 4 a viac vo výške okolo 90 000 stôp (25 000 metrov). Podnet na jeho stavbu zadalo USAAF (v rámci projektu MX-883) svojou objednávkou TSEON-7. V prvých vývojových fázach vznikli dve konfigurácie L-171-1 a L-171-2, avšak len druhá menovaná podstúpila aerodynamickú analýzu a štúdie vypúšťania. Ako praktickejšie riešenie bolo zvolené odhodenie spod nosného lietadla, keďže tým odpadla potreba dodatočného paliva pre dosiahnutie prevádzkovej rýchlosti (na úrovni približne Mach 2,4).

Vďaka nutnosti skúšať náporové motory rôznych rozmerov a hmotností bolo rozhodnuté podvesiť ich pod trup. Tak mohlo byť zároveň maximálne využité miesto vnútri X-7 na palivo a meracie prístroje. Stroj dostal lichobežníkové krídlo s minimálnym aerodynamickým odporom pri rýchlosti Mach 4, aby sa predišlo aeroelastickým problémom. Práce na type X-7 pokračovali vypustením niekoľkých neriadených, voľne lietajúcich modelov v mierke 1:3. Súčasťou zostavy sa stala veľká pomocná raketa na pevné palivo s ťahom 467 kN, ktorá bola kvôli udržaniu smerovej stability vybavená obrovskými stabililizačnými plochami. Ako nosné lietadlo bol zvolený Boeing B-29. Výsledky merania z aerodynamického tunela naznačovali, že po podvesení zostavy X-7 bude výkon motorov B-29 na hranici zvládnuteľnosti. Koncom roka 1950 bol v továrni B-6 v Burbanku dokončený prvý prototyp.

Pretože všetky časti stroja mali byť opätovne použiteľné a zároveň motor musel ostať celý pre poletový rozbor, bolo rozhodnuté predĺžiť prednú časť tak, aby sa po lete mohla zapichnúť do zeme a ochrániť tak zvyšok lietadla. Let prvého X-7A-1 sa uskutočnil 26. apríla 1951, skončil však neúspechom kvôli poruche spínača oddeľovacej nálože. Posádka B-29 zažila rušné chvíle keď zistila, že zrazu prelieta cez rýchlo sa rozpínajúci mrak trosiek. V novembri nasledoval druhý let a druhý efektný výbuch, tentoraz sa zlomila jedna zo stabilizačných plôch na pomocnej rakete. Nasledujúce pokusy už boli úspešné. Onedlho nato sa začali testy náporových motorov pre projekt Boeing BOMARC. Neskôr ich prácu prebrali vylepšené verzie X-7A-3, ešte neskôr X-7B. Vyvinutý bol aj špeciálny typ XQ-5 Kingfisher, ktorý mal slúžiť ako rýchly cvičný cieľ pre protilietadlové systémy. Napodiv jeho letové výkony boli vyššie než výkony akéhokoľvek pozemného protilietadlového prostriedku tej doby a tak sa operačnej služby nedočkal. Na túto prácu bol doslova príliš dobrý. Počas svojej desaťročnej kariéry ustanovil X-7 mnoho svetových rekordov v kategórii lietadiel s neraketovým pohonom. Celkovo uskutočnili stroje X-7 130 letov, z toho asi 80 úspešných.

Viac informácií

Lockheed D-21/B-52H

Po katastrofe a zničení jednej súpravy M-21/D-21 sa pristúpilo na vypúšťanie D-21 (odteraz označovaný ako Tagboard či D-21B) z bombardéra B-52H. Pre tento účel musela byť vyvinutá špeciálna urýchľovacia raketa, podkrídlový pylón a závesné body D-21B boli premiestnené do vrchnej časti.

B-52H mohol niesť dva prostriedky D-21B, ktoré boli po vypustení urýchlené na rýchlosť Mach 3,3 vo výške 24 400 metrov (urýchľovacia raketa bola dlhá 13,487 m s maximálnym priemerom 0,766 m, hmotnosťou 6027 kg a motorom s priemerným ťahom 121,43 kN, pracujúcim počas 87 sekúnd). Po oddelení pokračoval stroj samostatne po vopred naprogramovanej trase s maximálnym doletom 5560 km. Po skončení misie zostúpil do nižšej letovej hladiny, kde sa oddelilo návratové puzdro s fotokamerou Hycon a inerciálnym navigačným systémom. Po otvorení padáku zachytil puzdro pomocný Lockheed JC-130B Hercules.

Modifikácie B-52H zarhŕňali okrem spomínaných pylónov aj inštaláciu dvoch nezávislých stanovíšť operátorov vypúšťania na mieste pôvodne určenom operátorovi systémov elektronického boja a strelcovi. Výstroj bola doplnená o inerciálnu astronavigačnú sústavu a telemetrický a povelový systém. Väčšina týchto systémov bola kvôli zvýšeniu spoľahlivosti zdvojená. Poslednou úpravou bolo doplnkové zariadenie pre úpravu vzduchu s potrebnou teplotou a tlakom pre chladenie, zahrievanie a pohon pomocnej energetickej jednotky.

Prvý pokus o vypustenie D-21B sa uskutočnil 6. novembra 1967, avšak stroj po prelete 240 kilometrov narazil do zeme. 28. novembra letel prvýkrát B-52H s dvoma podvesenými Tagboardmi. Aj keď ich celková váha 24 ton bola ešte v tolerancii hmotnosti, aj tak to bol mimoriadne ťažký náklad. Testy na základni Beale AFB prebiehali s nie práve najlepšími výsledkami až do 9. novembra 1969, kedy sa uskutočnil prvý (neúspešný) operačný let. Pri štvrtom, a ako sa neskôr ukázalo aj poslednom operačnom lete, preletel D-21B Severnú Kóreu, Čínu a pristál až v Rusku. Vďaka veľkému úsiliu CIA a DIA sa po pár mesiacoch jeho trosky dostali späť do USA. Štyri úspešné lety z 21 pokusov neboli práve najlepšou vizitkou, a tak bol projekt k 15. júnu 1971 zrušený.

SCRAMJET

Ďalším vývojovým stupňom náporových motorov sú pohonné jednotky SCRAMJET (Supersonic Combustion RAMJET), pracujúce pri hypersonických rýchlostiach. Kvôli extrémnemu nárastu teploty v nich vstupujúci vzduch nemôže byť spomaľovaný až na nízke podzvukové rýchlosti a preto spaľovanie prebieha v šikmých rázových vlnách pri nadzvukovej rýchlosti. Tieto spaliny potom expandujú v rozpínajúcej sa tryske, ktorá môže byť na spodnej strane otvorená. Tak sa dospelo k tvaru hypersonického vztlakového telesa. Pravdepodobne najznámejšími aplikáciami tejto koncepcie sú americké programy X-30 NASP a pokusný X-43 Hyper-X.

SLAM/Pluto

Ešte zaujímavejšia bola strela s plochou dráhou letu SLAM s otvoreným (!) nukleárnym náporovým motorom, vyvíjaná v šesťdesiatych rokov v rámci projektu Pluto. Jej nosnosť mala byť 5000 kg, čo stačilo na dvanásť samostatných vodíkových bômb, nesených v silách v centrálnej časti trupu. V konštrukcii našla uplatnenie nehrdzavejúca oceľ Rene 41 s vynikajúcou odolnosťou proti tepelnému zaťaženiu. Na druhej strane jej tepelná vodivosť bola katastrofálna a z tohto dôvodu mala byť celá predná časť trupu pokrytá 24 karátovým zlatom. Existovali aj dve námorné modifikácie – jedna s možnosťou vypúšťania z ponorky (bližšie je popísaná v U. S. Bomber Projects preview) a druhá pre modifikovaný Convair P6M Seamaster. Po vypustení nukleárnych bômb navigačný systém Pluta umožňoval prelietavať nad nepriateľským územím a splodinami z motora kontaminovať čo najväčšie územie. To však na druhej strane spôsobovalo aj problémy. Tesne pred zrušením projektu si inžinieri lámali hlavu nad tým, ako tento zbraňový systém vôbec otestovať. Jeden z návrhov predpokladal, že strela bude vypustená nad oceánom a bude krúžiť stále dookola, až kým nespotrebuje všetko palivo. Takto by sa síce dalo vyhnúť obývaným územiam, avšak pád aktívneho nukleárneho reaktora do oceánu by nebol práve najlepší nápad. Problémy by nespôsobovalo ani tak teplo alebo radiácia, ale vzniknutá tlaková vlna. Nakoniec bolo prijaté riešenie, že strela bude lietať nad skúšobnou oblasťou niekde v Novom Mexiku hore a dole a spadne do vopred vykopanej veľkej jamy. Našťastie však bol celý program zrušený skôr, než sa podarilo túto hrôzostrašnú zbraň postaviť.