A Boeing elkezdi az F-47-es, hatodik generációs vadászrepülőgép gyártását. Sokakban felmerülhet a kérdés, mit jelent a hatodik generáció, és min alapszik ez a korszakolás.
Már a Tudás.hu-n is írtunk arról, sugárhajtású vadászrepülőgépeket generációkba szokás sorolni, annak fényében, milyen tulajdonságokkal rendelkeztek az adott repülőgépek, illetve milyen kihívásokra reagálva születtek. Ma a világ légierői nagyon sokféle repülőgépet tartanak hadrendben, van, ahol még repülnek régi amerikai F-14-esek vagy szovjet MiG-21-esek is, míg másutt már a 4+ generációs gépek cseréjéről beszélnek.
A sugárhajtás
A sugárhajtás, azaz az, hogy a kiáramló égéstermék tolóereje hajtja előre a repülőgépeket, jelentős változást hozott a repülésben.
Egyrészt a lényegesen kevesebb mozgó alkatrészt tartalmazó sugárhajtómű sokkal megbízhatóbb, mint a sok ezer mozgó alkatrészből álló dugattyús motor, másrészt nagyobb magasságot lehet vele elérni, harmadrészt jelentősen nagyobb sebességet.
Ezért a II. világháború alatt a sugárajtómű fejlesztés mind az amerikai, mind az angol, de a szovjet és a német légierő számára is kiemelten fontos volt. Mindegyik légierő versenyt futott az idővel, és ezt a versenyt valójában a németek nyerték meg, igaz már későn.
Minden előtt tisztázzuk a megnevezéseket. A sugárhajtóműnél nincsenek le-fel mozgó alkatrészek, valójában első látásra egy róka-fogta-csuka rendszer.
A hajtómű belsejében egy közös tengelyen két lapátkoszorú van, egy elöl, egy hátul. Ezek hasonlóak, mint a ventilátor lapátjai. Az első feladata a levegő beszívása és összesűrítése. Az így összesűrített levegő a fizika törvényeinek megfelelően felmelegszik, ebbe a forró levegőbe üzemanyagot porlasztanak, az meggyullad, az égés miatt a gázkeverék kitágul, és hátrafelé távozik, és ez a kiáramló gáz ereje hajtja előre a repülőgépet.
De mitől forog az első lapátkoszorú?
Előbb azt írtuk, hogy közös tengelyen két lapátkoszorú van, egy a hajtómű elején, egy a hátsó részén. Ez a hátsó lapátkoszorú pont a kiáramló gázok útjában van, aza a kiáramló gázok forgatják meg, és mivel ez a hátsó lapátkoszorú közös tengelyen van az első lapátkoszorúval, így azt is meghajtja. A hajtómű indításakor természetesen a rendszert külső erőforrásból hajtják meg.
Egyes repülőgépeknél, főleg a vadászgépeknél utánégetőt is alkalmaznak. A hajtómű végében kiáramló gázokban ugyanis bőven van még el nem égett üzemanyag és oxigén, ezt a keveréket egyszerűen meggyújtják, és ez az égő gézkeverék további jelentős tolóerőt ad.
Forrás: Wikipedia, KVDP nyomán
A gázturbinánál az elv ugyanaz, itt is az összesűrített, felmelegített levegőbe bejuttatott üzemanyag ég el, és a kiáramló elégett gázkeverék végzi a munkát, de itt az nem tolóerőt ad, hanem egy tengelyt hajt, ilyen hajtóművet gázturbinás-légcsavaros repülőgépeken és helikoptereken alkalmaznak. (A II. világháború alatt Magyarországon ilyen berendezésekkel folytak kísérletek.)
A kezdetek
Az első generációs sugárhajtóműves repülőgépek alatt értelemszerűen az első sugárhajtású repülőgépeket értjük, amelyek még nem voltak képesek a hangsebességnél gyorsabb repülésre, de már jelentősen gyorsabbak voltak, mint a dugattyús motorral hajtott ellenfeleik.
Ilyen volt a világ első bevetett sugárhajtású repülőgépe, a német Messerschmitt Me-262, illetve a háború végére elkészült, de be már nem vetett angol Gloster Meteor. A Gloster Meteor Rolls-Royce Nene hajtóművének szovjet változatát használták a szovjetek a MiG-15-ös vadászgépben.
Az USA első sugárhajtóműves repülőgépe az F-80 Shooting Star. A II. világháborúban csak a németek vetettek be ilyen gépet, de kevés volt belőlük ahhoz, hogy a háború legvégén, 1944-1945-ben a harcokat megfordítsák. A koreai háború alatt már folytak légicsaták sugárhajtású gépek között, itt az amerikai F-86-osok csaptak össze a szovjet MiG-15-ösökkel.
Ezek a gépek még hagyományos fegyverekkel, azaz géppuskákkal, gépágyúkkal voltak felszerelve, és alapvetően hagyományos, a II. világháború alatt is folytatott légiharcra tervezték azokat, és a koreai félsziget felett ilyen küzdelmekben is vettek részt.
A második generáció
A II. világháború után szinte azonnal kitört a hidegháború, amely ugyan harci cselekményekkel csak a csatlós országokban járt, de a két nagy katonai erő, az USA vezette nyugati, jobbára szabad demokratikus országokat tömörítő szövetség és a keleti szovjet típusú, a Szovjetunió által megszállt országokat egyesítő tömb gőzerővel fejlesztette a katonai képességeit, így a repülőgépeket is.
Az 1950-es években megjelenő gépek sokban különböztek az elődeiktől, egyrészt felhasználásukat, másrészt fegyvereiket tekintve, valamint sokkal hatékonyabb, erősebb hajtóművel rendelkeztek.
A nukleáris fegyverek megjelenésekor azokat mind a két oldal egy esetleges háború esetén hatalmas bombázókkal kívánta célba juttatni, e második generációs vadászgépek fő feladata tehát nem a másik vadászgéppel folytatott légiharc, a légtér uralmának biztosítása volt, hanem ezen bombázók kiiktatása, mégpedig nem is hagyományos fegyverekkel, hanem levegő-levegő rakétákkal. Ezzel a rakéta vált a gépek fő fegyverévé.
Az új, erősebb hajtóművek azt is lehetővé tették, hogy ezen repülőgépek átlépjék a hangsebességet (ezt elsőként egy rakétahajtású repülőgéppel Charles E. Yeager tette meg 1947. október 14-én), sőt egyre gyorsabbak lettek, volt, amelyik elérte a 2,5 Machot, azaz a hangnál két és félszer gyorsabban repült.
A hangsebességet nem lehet teljesen pontosan átváltani kilométer/órára, az nagyban függ a légkör adott állapotától, amely befolyásolja a hang terjedési sebességét, de nagyjából 1200 km/h felel meg a hangsebességnek.
Forrás: Wikipedia, Chris Lofting
A gépek kinézete is változott, általában deltaszárnnyal rendelkeztek, vékony, karcsú törzzsel, nagy sebességre optimalizálva.
Ezen repülőgépek közé tartozik például a Lockheed F–104 Starfighter amelynek hihetetlen kis szárnya van, de hatalmas erejű hajtóműve. Klasszikus deltaszárnyú repülőgép volt a francia Mirage III, míg talán a legjellegzetesebb formával a svéd Saab J 35 Draaken rendelkezett.
A sokáig a magyar légierő gerincét adó MiG-21-es repülőgép is második generációs volt, érdekesség, hogy e típust – hasonlóan a kortárs amerikai F-4 Phantommal – még a XX. század végén is alkalmazta nem egy légierő.
A szerző felvétele
A harmadik generáció
A szupergyors, rakétával felszerelt repülőgépek határai gyorsan megmutatkoztak, egyrészt kiderült, hogy a gépeket sokkal inkább alkalmazzák a hagyományos háborúkban, például a vietnami háborúban, mint nukleáris bombázók ellen. Mivel ekkor már nem a nukleáris bombázókat kellett volna egy háborúban kergetniük, hiszen a bombákat interkontinentális rakéták hegyébe szerelték, ezért a légiharc képeség ismét fontossá vált, azaz jól jött, ha volt rajtuk gépágyú.
Másrészt a második generációs repülőgépek többsége pocsék repülő volt abban az értelemben, hogy nehezen voltak irányíthatók, nem véletlen, hogy a Lockheed F–104 „beceneve” a Widowmaker, azaz az özvegycsináló volt.
A következő generáció repülőgépei, amelyeket jellemzően az 1960-es években terveztek és építettek, már kissé jobban vezethetők voltak, igaz általánosan elmondható, hogy alacsonyabb volt a végsegességük.
A jó manőverezhetőség biztosításának egyik eszköze a változtatható nyilazású szárny volt, ennek leginkább ismert alkalmazása a híres F-14 Tomcat repülőgép volt, de hasonló megoldással rendelkezett a szovjet MiG-23-as repülőgép is. Alacsony sebességnél a szárnyak kinyíltak, hagyományosabb alakot vettek fel, nagy sebességnél viszont hátrahúzódtak a törzs mellé, és deltaszárnyként viselkedtek.
Az egyre modernebb gépek egyre komolyabb elektronikával készültek, egyre specializáltabb feladatokra. Ugyancsak a harmadik generációs gépek közé tartoznak a korai helyből felszálló repülőgépek, így az angol Harrier vagy az orosz Jak-36.
A negyedik generáció
A vietnámi háború tapasztalatai, a műszaki fejlődés és a változó légiharc koncepciók a harmadik generációs repülőgépeket is viszonylag gyorsan elavulttá tették, és az 1990-es évekre kikoptak. Helyüket ekkor már a negyedig generációs, többfeladatú, jellemzően kisebb méretű vadász, illetve vadászbombázó repülőgépek foglalták el.
A negyedig generáció gépei azok, amelyek a mai napig meghatározók a világ légierőinél. Népszerű az F-16-os Fighting Falcon, de ide tartozott az 1990-es években a Magyar Légierő által használt MiG-29-es típus is. Ezek a gépek már hatékony elektronikával rendelkeztek, gyorsak, megbízhatóak voltak, sőt ma is azok, hisz folyamatosan fejlesztik azokat, mivel a negyedik generációs gépeket viszonylag jól lehet modernizálni.
A sárkány (a géptörzs) megtartása mellett a hajtóműveket is lehet korszerűbbekre cserélni. A XXI. századi elektronikával, fejlett harcászati rendszerekkel mai napig modern gépekről beszélünk, amelyek a modern hálózati hadviselésben is megállják a helyüket (nem véletlen, hogy Ukrajna F-16-os repülőgépeket kért).
E generációhoz tartoznak azok a repülőgépek, amelyek eleve már e modern megoldásokkal készültek, ezek a 4+ vagy négy és feledik generációs repülőgépek. Erre jó példa a svéd Jas-39 Gripen, amely igen korszerű repülőgép, és amelyet a Magyar Légerő is üzemeltet.
A szerző felvétele
Az ötödik generáció – ami már maga a csúcs
A hidegháború vége, az új típusú fenyegetések, helyi háborúk teljesen új típusú repülőgépeket kívántak meg.
A negyedik generációs gépekkel szemben a legnagyobb (legalábbis, mivel ezek a gépek a haditechnika csúcsát képviselik, sok tulajdonságuk titkos) előnyük, hogy nehezen tudják észlelni az ellenséges légvédelmi rendszerek, azaz lopakodók.
A lopakodó repülőgépek az 1980-as években jelentek meg, elsőként bombázók kaptak ilyen tulajdonságot, majd a modern vadászgépek is.
A modern 5. generációs gépek, az F-22 raptor és az F-35 Lightening II az USA légierejének szerves részei.
E gépek eleve többfeladatúak, nagy előnyük a nehezen észlelhetőségen és a fejlett elektronikát túl, hogy hosszú ideig tudnak szuperszonikus sebességgel repülni.
Természetesen ezek a repülőgépek iszonyatosan sokba kerülnek, az F-35 volt minden idők legdrágábban kifejlesztett harci gépe, igaz egyes változatai helyből, vagy nagyon kis távolságon tudnak fel -és leszállni. Az F-35-ös abban is egyedi, hogy ugyanaz a gép más-más változatban jó a szárazföldi légierőnek, a haditengerészetnek is, azaz van olyan változata, amely repülőgéphordozóról üzemeltethető.
Emellett valódi export sikersztori, nagyon sok ország már vásárolt belőle, vagy készül arra, hogy korábbi, akár 4+ generációs repülőgépeit erre a típusra cserélje. A környezetünkben Csehország, Németország, Finnország, Lengyelország légierejét alapozza a jövőben az F-35-ösre. A gépből több mint 500 példány készült.
Az ötödik generációs vadászrepülők, de már a 4+ generációsok is hálózatban dolgoznak, azaz a harctér többi repülőgépével, többi szárazföldi, légi, esetleg űrbéli szereplőjével integráltan, azaz sokkal hatékonyabban, mintha minden géppár maga keresné az ellenséget.
Forrás: Wikipedia, U. S. Air Force Photo)
Az oroszok és a kínaiak, sőt India is elviekben rendelkeznek ötödik generációs repülőgéppel, bár, hogy hány darabbal, és ezek valójában mennyire bevethetők éles helyzetben, arról nincs adat.
A hatodik generáció – a jövő
Amikor az ötödik generációs gépek megjelentek, sok helyen már azt pedzegették, hogy az 5. generáció lesz az utolsó ember vezette vadászgép generáció. Azonban a világban sok helyen fejlesztik a következő, a jövő, még ember vezette harci repülőit, azaz az ember nélküli légierőrl szóló jóslat még nem vált valóra. Annak ellenére, hogy Kína és az oroszok is bejelentették a maguk hatodik generációs gépét, a gyártáshoz a legközelebb az USA jutott.
Azt, hogy mit tud a most megrendelt F-47-es repülőgép, biztosat nem lehet mondani, hiszen vélhetően minden részlete titkos, de a bejelentésekor a korábbi gépeknél nagyobb hatótávról, jobb manőverezőképességről, jobb fegyverzetről, és ami újdonság, kísérő drónflottáról volt szó. Egy biztos, ez még nem a teljesen ember nélküli vadászrepülőgép.
