Lockheed F-104
„Sebes halál”
Tervezés:
Amikor Európában kitört a második világháború, az Amerikai Egyesült Államok légierejében és haditengerészeti légierejében elavult típusok (köztük Curtiss P-36 „Hawk” és még kétfedelű Grumman F3F vadászgépek) szolgáltak (minimális számban). Az amerikaiak az utolsók között kezdték meg légierejük fejlesztését, azonban komoly előnyt jelentett számukra a fronttól való távolságuk (sem szárazföldi támadás, sem bombázás nem fenyegette a területet), ráadásul az ország rendkívül jelentős repülőgép-, illetve repülőgépmotor-gyártó kapacitással rendelkezett, ezért hamarosan új típusokat állítottak szolgálatba (pl.: Curtiss P-40 „Warhawk”, Grumman F4F „Wildcat”).
A második világháború második felétől az Amerikai Egyesült Államokban több legendás vadászgépet gyártottak: a Republic P-47 „Thunderbolt”, a North American P-51 „Mustang”, a két hajtóműves Lockheed P-38 „Lightning”, valamint a haditengerészeti Vought F4U „Corsair” és Grumman F6F „Hellcat” modelleket. Ezen típusok (de különösen az elterjedt Mustang) lényegesen nagyobb volt a kortárs európai vadászgépeknél, ezért hatalmas méretű (és teljesítményű) hajtóművekkel rendelkeztek, nagyméretű testük pedig kiemelkedő sérülés-állóságot biztosított számukra (a kontraszt különösen nagy volt a kortárs japán típusokkal összehasonlítva).
A második világháborút követően az amerikaiak tovább használták dugattyús motoros, légcsavaros repülőgépeiket, azonban már a második világháború alatt nyilvánvalóvá vált, hogy a jövő a még nagyobb sebességre képes sugárhajtóműves repülőgépeké. Az első amerikai sugárhajtóműves típus, a Bell P-59 „Airacomet” rendkívül rossz teljesítményt nyújtott, ezért soha nem állt rendszerbe, a Republic F-84 „Thunderjet”, North American F-86 „Sabre” és a későbbi típusok (köztük a Lockheed F-94 „Starfire”, valamint a sugárhajtóműves hordozófedélzeti vadászgépek, mások mellett a McDonnell F2H „Banshee” és a Vought F6U „Pirate”) viszont relatív sikeres karriert futottak be.
A sugárhajtóművet becenevével kombinálva Sabrejet-nek is nevezett F-86-os különösen sikeressé vált, de ez a típus is a korábbi amerikai elvet követte: egy relatív nagyméretű (üresen is 5 tonnás) vadászgépet takart, amely erős hajtóművel és modern megoldásokkal (köztük nyilazott szárnyakkal) rendelkezett. Az F-86-os hosszú ideig állt szolgálatban, de legfontosabb megmérettetése az 1950-es években a Koreai háború alatt történt. A Sabre-t vezető amerikai vadászpilóták számos légi győzelmet értek el a szovjet típusokkal szemben, ezt azonban elsősorban jobb kiképzésüknek köszönhették: megfelelő kézben a kisebb és könnyebb MiG-15-ösök halálos ellenfeleknek számítottak, mivel lényegesen agilisabbnak bizonyultak.
1951 végén a Lockheed repülőgépgyár főmérnöke, a több mint egy tucat világhírű repülőgépet (köztük az U-2 „Dragon Lady”-t, az F-117 „Nighthawk”-ot és a C-130 „Hercules”-t) tervező Clarence Leonard Johnson Koreába látogatott, ahol interjúkat készített az amerikai pilótákkal, majd ezek alapján megkezdték egy teljesen új vadászgép fejlesztését. A cél egy, a MiG-15-öshöz hasonlóan egyszerű, kisméretű és könnyű, de ennek köszönhetően kiemelkedően jó emelkedő- és manőverező-képességgel rendelkező vadászgép létrehozása volt (ehhez felhasználták a Douglas sikertelen X-3 „Stiletto” típusának tapasztalatait is).
A Lockheed bemutatta ezen elveket követő L-246-os prototípusát a légierőnek, amely érdeklődött egy könnyű vadászgép iránt, ezért nyílt pályázott írt ki. Erre a Lockheed mellett három további repülőgép-gyártó nyújtott be terveket: a North American a leváltani kívánt F-100 „Super Sabre” (az F-86 „Sabre” fejlesztett változatának) további fejlesztésével létrehozott NA-212-est, a Northrop a teljesen új N-102 „Fang”-et, a Republic pedig a korábbi sikertelen, vegyes meghajtású (a sugár- mellett rakéta-hajtóműves) Republic XF-91 „Thunderceptor” prototípusának továbbfejlesztett változatát (AP-55).
A Republic típusa teljes kudarc volt, a North American az NA-212-est továbbfejlesztette a szintén zsákutcának bizonyuló F-107-essé, a Northrop típusa pedig a későbbi sikeres F-5 vadászgép-család alapjává vált, a légierő sorozatgyártásra azonban a Lockheed prototípusát választotta ki, amelyet XF-104 jelzéssel fejlesztettek tovább. A repülőgép sorozatgyártású példányai az F-104 „Starfighter” (angol; csillagharcos) nevet kapták.
Konstrukció:
Az F-104-es becenevének megfelelően egy teljesen új, futurisztikus koncepciót valósított meg - a lehető legkisebb tömegre törekvő F-104-es hosszú, keskeny törzset és elnyúló, fokozatosan elkeskenyedő (aerodinamikailag kedvezőbb) orr résszel rendelkezett, míg a sugárhajtómű levegőigényét két kisméretű, a törzs két oldalára telepített beömlőnyílással szolgálták ki.
A második világháború végével a vadászgépek sebessége elérte a 700 km/h-t, amelyet dugattyús motoros repülőgépekkel már nem lehetett érdemben tovább növelni, mert az orrba épített hajtómű és az egyenes szárnyak komoly légellenállást generáltak. A sugárhajtóműves vadászgépeken megoldásként hamarosan elterjedt a magasabb sebességen ideális hátranyilazott szárny, a sugárhajtóművek levegőigényét pedig az orrba épített légbeömlő-nyílással szolgálták ki (ld.: MiG-15, F-86), amelyet később deltaszárnyakkal váltottak ki.
A Starfighter velük szemben szokatlanul kis fesztávolságú, mindössze 6,63 méteres, ”A” beállítású, trapéz alakú szárnyakat kapott. A hosszú orr miatt a típus szárnyait hátra tolták, de a hagyományos kialakítású szárnyak miatt szükség volt vízszintes vezérsíkokra, amelyeket azonban nem építhettek a szárnyak mögé, ezért szükség-megoldásként azok ”T” elrendezésben a függőleges vezérsík tetejére kerültek, kiemelve őket a szárnyak mögötti turbulens légáramlatokból.
A kisméretű szárnyak alacsony sebességen rossz teljesítményt biztosítottak, mivel minimális volt a rajtuk ébredő felhajtóerő, ugyanakkor ennek köszönhetően a vadászgép nagy sebességen is relatív éles fordulókra volt képes és a rendkívül keskeny, rövid szárnyakkal a területszabály betartása nélkül is 2000 km/h feletti végsebességet érhettek el.
A vadászgépeken a szárnyak mindig is kiemelt szerepet játszottak, a Starfighter rendkívül keskeny szárnyaira azonban a levegőben gyakorlatilag csak a stabilitás megőrzése miatt volt szükség - a típus közelebb állt egy irányított légiharc-rakétához, mint egy hagyományos repülőgéphez.
Ebben fontos szerepet játszott a Starfighter rendkívül erős hajtóműve: eredetileg a típusba egy General Electric J79 sugárhajtóművet terveztek, de mivel az F-104-es fejlesztése gyorsabban haladt, mind a hajtóműé, kezdetben kénytelenek voltak a brit Armstrong Siddeley Sapphire erőforrásának licencgyártású amerikai változatát, a Wright J65-öst használni (miután elérhetővé vált a J79-es, áttértek annak használatára).
A J79-es generáció-váltást jelentett az amerikai vadászgépek között, ugyanis segítségével az F-104-es már kétszeres hangsebességgel is haladhatott, ugyanakkor a Starfighter korai típusként nem rendelkezett szabályozható légbeömlő nyílásokkal, ehelyett a többlet levegőt egyszerűen kivezették a hajtómű körül.
A típus három, egyenként egy kereket tartalmazó futószárat kapott, amelyek közül az első is viszonylag hátra, a pilótafülke mögé került. A típus a szárnyak alá épített főfutóit is a törzsbe húzta be, mert a szárnyak olyan keskenyek voltak, hogy nem volt elég hely bennük a kerekek számára. A korábbi vadászgépek nyitott orrával szemben az F-104-es pilótafülkéje elé egy kisméretű radar került (kiszolgálandó a félaktív, lokátoros önirányítású AIM-7 „Sparrow” rakétát), emellett elsőként hordozta a 20 mm-es M61 „Vulcan” forgócsöves gépágyút.
A repülőgép eredetileg minimális terhelhetőségét a későbbiekben (”G” változat) 7 db, 1800 kg össz-terhelhetőségű pilonra növelték, amelyet az utolsó változatban a törzs alatti függesztési pontokkal egészítettek ki, amelyeken a típus kisméretű bombákat, nem irányított rakétákat, AIM-7 (később AIM-9) irányított légiharc-rakétákat vagy üzemanyag-póttartályokat hordozhatott (a szárnyvégi üzemanyag-tartályokat szinte minden esetben használták).
Szolgálatban:
Az F-104-es első prototípusa 1956. február 17-én emelkedett a levegőbe és típus két évvel később állt szolgálatba. Az F-104-es rendszerbe állításakor a világ leggyorsabb vadászgépének számított (a típussal éles körülmények között is 2,2-szeres hangsebességet értek el és több sebesség-rekordot megdöntöttek), ráadásul kiemelkedően jó volt az F-104-es emelkedő-képessége, amelyet úgy értek el, hogy a lehető legkisebb, legkönnyebb testet kombinálták az elérhető legnagyobb teljesítmény hajtóművel (innen ered a repülőgép „ember vezette rakéta” elnevezése - a típus hasonló volt a világ leggyorsabb ember vezette repülőgépéhez, a kortárs North American X-15-öshöz).
Papíron jelentős teljesítménye ellenére az amerikai légierő mindössze 296 db Starfighter-t vásárolt, mivel a típus alkalmatlan volt a légiharcra: a tervek szerint a pilótáknak rövid idő alatt nagy magasságba kellett emelkedni, teljes sebességgel áthaladnia az ellenséges köteléken, megfordulnia, többször megismételve a folyamatot. További problémát jelentett a kis méretből fakadó csekély hatótávolság és az a tény, hogy a gépbe nem lehetett nagy teljesítményű lokátort beépíteni. Az F-104-est ennek ellenére jelentős példányszámban gyártották és a típus a három amerikai ”évszázad üzlete vadászgép” egyikévé vált, amelyet számos országban rendszeresítettek (a másik kettő a valóban sikeres F-16-os és a rendkívül drága, a Starfighter-hez hasonlóan kérdéses hatékonyságú F-35-ös).
Az F-104-est az Amerikai Egyesült Államok mellett további 14 ország rendszeresítette, köztük Németország, Olaszország és Spanyolország, de az amerikaiak szövetségesének számító Japán, Jordánia és a Kínai Köztársaság (Tajvan) is. Összesen 2578 db F-104-est építettek (a legnagyobb üzemeltető Nyugat-Németország volt 916 db Starfighter-rel), amelyeket egyedülálló módon a Lockheed mellett további 8 vállalat építette, általában a helyi piacra (pl.: Japánban a Mitsubishi, Kanadában a Canadair, Olaszországban a Fiat).
A Starfighter-t ennek megfelelően több mint egy tucat különböző változatban gyártották. Ezek közé tartozott a F-104A vadászgép mellett a kétüléses F-104B és F-104D, a taktikai nukleáris ejtőfegyverek célba juttatására képes F-104C vadászbombázó, a fő sorozatot képező, fejlesztett elektronikájú F-104G vadászbombázó és az utolsóként kifejlesztett, kizárólag Olaszországban gyártott F-104S.
Jelentős példányszáma ellenére a legyártott repülőgépeket csak korlátozott számban vetették be éles körülmények között: az amerikaiak kisszámú F-104-es használtak a Vietnámi háborúban, ahol ugyan a típussal egyetlen légi győzelmet sem értek el, de ennek részben az volt az oka, hogy a szovjet és vietnámi pilóták igyekeztek elkerülni a találkozást a típussal, Pakisztán viszont relatív sikeresen alkalmazta F104-seit a szovjet gépeket vezető indiaiak ellen.
Jelentős példányszáma ellenére az F-104-es katasztrofálisan rossz baleseti statisztikákkal rendelkezett, amelyet az átgondolatlan tervezési megoldások okoztak (az amerikai pilóták a repülőt Zipper-nek becézték, később viszont az „özvegycsináló” elnevezés terjedt el). A repülőgép minimális alapterületű szárnyai egyrészt rendkívül magas felületi terhelést eredményeztek, alacsony sebességen labilissá tették a típust és az átesésből rendkívül nehéz volt kivenni a típust.
Ha egy hagyományos repülőgép szárnyain áramlásleválás történik (a felhajtóerő megszűnése miatt a gép süllyedni kezd), a repülő orra általában a föld felé fordul, növelve a sebességet, amitől ismét elegendő felhajtóerő keletkezik a szárnyakon, így a probléma (amennyiben elegendő magasság áll rendelkezésre), megoldja önmagát. Ezzel szemben az F-104-es orrát felfelé emelve a szárnyak a ”T” alakú vezérsík elé kerülnek, amitől a repülőgép irányíthatatlanná válik, miközben a típus még meredekebb szögben emelkedik felfelé (ebből az ún. mélyátesésből rendkívül nehéz kivenni a repülőgépet).
Szintén a kisméretű szárnyak miatt a repülőgép leszállósebessége abnormálisan magas, kb. 445 km/h volt (a hajtóműből kiáramló levegő egy részét a szárnyakra irányították, ezáltal a leszálló sebességet a még mindig magas 300 km/h-ra csökkenthették). A repülőgép ”T” alakú vezérsíkja miatt kezdetben az F-104-esek lefelé katapultáltak (így elkerülhették, hogy a pilóta nekicsapódjon a vezérsíknak), azonban ez az eljárás kis magasságban gyakran halálosnak bizonyult, ezért később áttértek a hagyományos felfelé történő katapultálásra, de alacsony sebességen továbbra sem lehetett katapultálni (ezt csak az utolsó változatokon oldották meg).
Még olyan apró részletek is gondokat okoztak, mint a szárnyak belépőélei, amelyeket olyannyira elkeskenyítettek, hogy a kevesebb, mint 0,5 mm vastag, penge-szerű fémlapok megvághatták a kiszolgáló-személyzetet, ezért a földön takarólemezeket kellett használni, valamint a Vulcan gépágyú hevederének elhasznált elemei kárt tehettek a repülőgépben (utóbbi problémát egy új típusú hevederrel orvosolták).
Mindezek miatt rendkívül sok repülőgép semmisült meg különböző balesetekben, több száz pilóta halálát okozva. A legrosszabb baleseti statisztikákkal Kanada légiereje rendelkezett; a 235 átvett repülőgép 46 %-a pusztult el. Ellenpéldaként gyakran Spanyolországot említik, amely 21 db (ebből 18 kanadai építésű) Starfighter-t üzemeltetett és ezek közül meglepő módon egy sem zuhant le, azonban a repülőgépeket csak jó időben repülték és mindössze 7 évvel a rendszeresítését követően az összes F-104-est tovább értékesítették Törökországnak.
Az F-104-es rossz hírét növelte, amikor 1975-ben kiderült, hogy az eredetileg kizárólag nappali bevetésekre szánt, az amerikai légierő által gyorsan leselejtezett típust a Lockheed vállalat a gép képességeit túlbecsülve, minden idős vadászbombázóként kínálta és a vásárló országokban hatalmas összegekért megvesztegette a döntéshozókat - csak a német belügyminiszter, Franz Josef Strauss több mint 10 millió dolláros (mai áron több mint 23 milliárd forintos) összeget fogadott el azért, hogy az F-104-est hozzák ki a tender győztesének.
A Starfighter összességében egy rendkívül drága, számos pilóta életét követelő kudarcnak bizonyult, azonban maga a könnyű, olcsó, de (egyetlen) nagy teljesítményű hajtóművel szerelt amerikai vadászrepülőgép ideálja megmaradt és az 1970-es évektől számos ország amerikai F-16 „Fighting Falcon” vadászgépekkel váltotta ki F-104-eseit (az utolsó katonai F-104-est Olaszország nyugdíjazta, 2004-ben).
Műszaki adatok:
Név: Lockheed F-104G „Starfighter” (csillagharcos)
Típus: (könnyű) vadászrepülőgép
Fizikai jellemzők:
Hossz: 16,66 m
Fesztáv: 6,63 m
Magasság: 4,11 m
Szerkezeti tömeg: 6.350.kg
Max. felszálló tömeg: 13.166.kg
Motor: gázturbinás sugárhajtómű, 44 kN (utánégetővel 69 kN) tolóerejű (General Electric J79)
Személyzet: 1 fő
Fegyverzet: 1 db 20 mm-es gépágyú (M61, a törzs alsó részében), lehetőség 1800 kg-nyi bomba, nem irányított és irányított rakéta hordozására 5 szárnyak alatti és 2 szárnyvégi függesztési ponton
Teljesítmények:
Végsebesség: 2459 km/h (2 Mach)
Csúcsmagasság: 15.000.m
Emelkedőképesség: 14400 m/perc
Hatótávolság: 676 km (átrepülésnél, üzemanyag póttartályokkal 2623 km)