AERONAUTIKA

Dr Vladica Božić

Raketni avioni

Uz pomoć katapulta-praćke

Raketni avioni su letelice koja za pogon koristi raketni motor ali, za razliku od klasičnih raketa, imaju i uzgonske površine (krila) za let kroz atmosferu. Zbog toga su poznati i pod nazivom raketoplani. Raketni avioni mogu postići mnogo veće brzine od mlaznih aviona sličnih dimenzija ali, najčešće, raketni motor ima kratko vreme rada (najviše nekoliko minuta), posle čega lete jedrenjem u vazduhu. Pošto za rad motora ne koriste kiseonik iz atmosfere, pogodni su za letove na velikim visinama gde se ne mogu koristiti mlazni motori.

Prema nameni, raketni motori se mogu podeliti na letelice koje lete samo u atmosferi (raketni vazduhoplovi) i one koje se koriste za letove u kosmos, pri čemu deo leta provedu u atmosferi (orbitalni raketoplani). Prvi su uglavnom korišćeni za letne eksperimente i kao lovci za presretanje drugih aviona, dok su drugi korišćeni za prenos tereta i kosmonauta do određene tačke u Zemljinoj orbiti. Za razliku od klasičnih svemirskih letelica koje se na Zemlju spuštaju padobranom, raketoplani se na Zemlju vraćaju jedreći i sleću na pistu kao jedrilica. Zbog ove osobine, raketoplani se mogu više puta koristiti za ponovne letove u svemir pa se očekivalo da budu jeftinija zamena klasičnih raketa za ove namene. Najpoznatiji primeri raketoplana bili su američki Spejs Šatl (Space Shuttle) i sovjetski (kasnije ruski) program Buran.
Razvoj ovih letelica postao je moguć kada su napravljeni pouzdani raketni motori sa čvrstim i tečnim pogonskim materijama, što se desilo dvadesetih godina 20. veka. Krajem dvadesetih godina prošlog veka, Fric fon Opel (Fritz von Opel, 1899-1971) je za svoju kompaniju “Opel” organizovao brojne reklamne predstave na kojima su prikazivana razna vozila na raketni pogon (automobili, motorcikli, bicikli). U tim aktivnostima su mu pomagali proizvođač pirotehnike Fridrih Zander (Friedrich Sander, 1885-1938) i pionir raketne tehnike Maks Valier (Max Valier, 1895-1930). U martu 1928. godine, njih trojica su posetili planinu Vaserkupe (Wasserkuppe), koja je tada bila centar nemačkog vazduhoplovnog jedriličarstva, da bi ispitali mogućnost postavljanja raketa na letelice. Tamo im je jedan od pionira nemačkog vazduhoplovstva, Aleksander Lipiš (Alexander Lippisch, 1894-1976) prikazao svoje revolucionarne konstrukcije jedrilica. Neke od njih su zbog svoje konstrukcije bez repa (sa kanard uzgonskom površinom) omogućavale ugradnju raketnog motora i Lipišim je odmah pokazao kako bi modeli njegovih jedrilica mogli leteti sa malim raketama ugrađenim u njima.

Tvrdo sletanje posle 1,5 km

U junu 1928. godine, Opel, Sander i Valier su se vratili i kupili jednu od njegovih jedrilica sa kanard konfiguracijom na koju su postavili dve rakete sa punjenjem od crnog baruta, koje su se mogle aktivirati električnim putem pomoću prekidača u kabini. Osmišljen je i sistem protivteže koji je postavljen ispod poda kabine, koji će automatski podešavati težište letelice kad gorivo u raketi bude izgorelo. Rakete je trebalo aktivirati jednu za drugom, kako bi obezbedile kontinuirani potisak što je duže moguće, a svaka je imala vreme gorenja od oko 30 sekundi. Ovo je bio prvi avion na raketni pogon s ljudskom posadom i dobio je naziv „Ente” (nemački: patka) ili „RRG Ente”, jer je Lipiš bio i na čelu nemačke letačkog kluba “Rhön-Rossitten-Gesellschaft” (RRG). Fric Stamer (Fritz Stamer), koji je dugo bio probni pilot na Lipišovim konstrukcijam, bio je prvi koji je poleteo ovom letelicom, 11. juna 1928. godine. Posle jednog neuspelog starta raketa, u drugom pokušaju avion je uspešno poleteo i, za 60 sekundi, prešao oko 1.500 m, kružeći oko sletne staze Vaserkupe.
U drugom letu pilot je trebalo da aktivira obe rakete istovremeno da bi se povećao potisak - ali je jedna od raketa eksplodirala probušivši rupe u oba krila što je dovelo do naglog spuštanja letelice. Stamer je ipak uspeo da bezbedno prizemlji letelicu sa visine od oko 20 m i - odmah je napusti, pre nego što je cela izgorela.
Ovo nije obeshrabrilo fon Opela pa je odmah naručio izradu specijalnog raketnog aviona koji je projektovao i izradio poznati nemački konstruktor jedrilica Julius Hatri (Julius Hatry) pod nazivom „Opel RAK. 1” (poznat i kao Opel-Hatry RAK.1, Opel-Sander RAK.1 ili Opel RAK. 3). Opel RAK 1 je konstruisan kao klasična jedrilica, sa krilom ispod kojeg je bila postavljena kabina za smještaj pilota iza koje se nalazilo šesnaest raketa na čvrsto gorivo smeštenih u težište letelice, koje su trebalo da budu aktivirane u parovima. Svaki motor je mogao da ostvari potisak od oko 230 njutna u trajanju od 24 sekunde. Rep sa horizontalnim stabilizatorom je bio postavljen na nosačima iza krila i visoko u odnosu na izduvne gasove iz raketa. Početkom septembra 1929. godine, izvršeni su prvi letovi da bi 30. septembra 1929. godine avion kojim je pilotirao lično Opel uspešno poleteo ispred velike grupe ljudi na aerodromu Rebstock, kraj Frankfurta na Majni. Opel je izveo let let dužine oko 1,5 km koji je trajao preko 75 sekundi, ali je pri povratku imao tvrdo sletanje što je izazvalo nepopravljivu štetu na letelici.

Ptica grmuša do eksplozije

Iako su korišćene rakete bile nepouzdane, ispitivanja su prošla dovoljno dobro da Opel planira izradu i drugog raketnog aviona, a produžio je saradnju i sa Lipišom koji je započeo projektovanje letelice u obliku letećeg krila za dalja ispitivanja sa raketnim motorom po nazivom „Lippisch-von Opel Rocket Storchs” (Raket naroda). Zbog ekonomske krize koja je počela, fon Opel je izgubio interes i projekti su obustavljeni pre nego što su letelice napravljene.
Ideju o korišćenju raketnih motora za pogon aviona Opel je pokušao u proleće 1928. godine da realizuje i sa Antonius Rabom (Antonius Raab), starijim partnerom u fabrici aviona “Raab-Katzenstein-Flugzeug” iz Kasela(Kassel). Pošto je 29. aprila iste godine sklopljen ugovor između kompanije “Opel” i njegove fabrike o primeni raketnog pogona na vazduhoplove, Rab je sa svojim partnerom, inženjerom Kurtom Katzenštajnom (Kurt Katzenstein), planirao da na njihov najlakši avion „Raab-Katzenstein R.K. 9 Grasmucke” (ptica grmuša) koji je bio dvokrilni dvosed, dugačak  6,85 m i raspona 8,96 m montira Zanderove rakete sa čvrstim gorivom koje su korišćene u Opelovim raketnim vozilima. Repna jedinica je premeštena napred a neki delovi i pomoćna oprema uklonjeni kako bi se što više olakšao avion i dobila mogućnost da se postave dve baterije Zanderovih raketa neodređenog potiska i broja sa svake strane.
Nova letelica pod nazivom „Raab-Katzenstein RK.22 Ente” imala je kanard konfiguraciju sa trupom cevaste čelične konstrukcije pokrivenim platnom koji je dodatno ojačan zavarenim čeličnim cevima, a u kabini je ugrađeno električno paljenje raketa. Pošto je početkom 1929. godine napravio letelicu, Rab je izveo nekoliko probnih letova sa trocilindričnim klipnim motorom “anzani” kako bi utvrdio njene karakteristike. Posle toga su, umesto motora “anzani” na avion ugrađene Zanderove rakete a između pilota i njih postavljena je čelična ploča sa azbestnom zaštitom.
Jedini let sa raketama desio se verovatno u martu 1929. godine, kada je posle paljenja raketni motor eksplodirao a to je dovelo do uništenja letelice pri čemu pilot Rab nije bio povređen. Dalja saradnja između Raba i Opela je prekinuta a time i probe, a letelica je odneta u hangar gde je uništena verovatno 1931. godine.

Ništa od preleta preko Lamanša

U Nemačkoj je 1928. godine i drugi pionir vazduhoplovsta Gotlob Espenlaub (Gottlob Espenlaub, 1900-1972) počeo da izrađuje letelicu na raketni pogon, u čemu su mu pomogli konstruktori i proizvođači raketa Volkhardt, Valier i Zander. U leto 1929. godine je sa jedrilicom „EspenlaubRAK-3”,koja je imala dve rakete pričvršćene za krila, počeo pripremu letova na aerodromu Lohauzen, pored Dizeldorfa. Espenlaub je 22. oktobra 1929. godine izveo prvi uspešni let, kada je odvojio jedrilicu od aviona koji ju je tegljenjem podigao na visinu od oko 20 m i upalio prvu raketu. Letelica je naglo poletela u vazduh uz veliku buku, ali se rep zapalio iako je imao azbestnu zaštitu pa je Espenlaub morao da sleti (bez oštećenja), a drugu raketu nije ni zapalio.
U cilju daljih ispitivanja, Espenlaub je poboljšao dizajn letelice tako što je iskoristio jednosednu jedrilicu bez repa sopstvene konstrukcije„Espenlaub E-15” na čijem krilu je ugradio dve Zanderove rakete na čvrsto gorivo, svaki potiska po 3.000 njutna kao buster motore i deset Zanderovih raketa sa potiskom od po 200 njutna kao marš motore. Tako je nastao „Espenlaub E-15 RAK”. Sa njom je poleteo 28. aprila 1930. godine, tako što je pri katapultiranju upalio jedan buster motor dostigavši brzinu od 90 km/h, što je podiglo letelicu na visinu od 30 m, posle čega je aktivirao i jedan marš motor da bi ostao u vazduhu. Posle toga je upalio i drugi buster motor, ali je raketa ekplodirala i skoro izbacila Espenlauba iz sedišta. Letelica se obrušila na zemlju, a on je pao sa visine od 10 m i povredio se.
U to vreme je Gebrider Miler, u svoj fabrici pored Darmštata, zajedno sa fon Opelom, pokušao da konstruiše raketni avion koji je trebalo da pogoni motor na tečno raketno gorivo. U junu 1929. godine, u avion je ugrađen motor na tečno raketno gorivo koji je konstruisao Zander. Iako su statičke probe sa motorom bile uspešne, avion nikada nije poleteo, tako da se nije otvarila želja fon Opela da sa tim avionom preleti kanal Lamanš, 1930. godine.

Pravo u okean!

Pioniri avijacije u drugim zemljama realizovali su dve letelice na raketni pogon. U SAD je pilot Vilijam Svan (William Swan) konstruisao raketnu letelicu „Steel Pier Rocket Plane” da bi promovisao sebe i zabavni park “Steel Pier” (Čelični mol), u Atlantik Sitiju. Za to je као uzor iskoristio jedrilicu-klizač za osnovnu obuku letača “Cegling” (Zoegling), koju je u Nemačkoj konstruisao Lipiš 1926. godine kao visokokrilni monoplan sa otvorenim trupom rešetkaste konstrukcije koja je poletala pomoću katapulta-praćke. Svan je modifikovao njenu konstrukciju tako što je ispod sedišta prikačio 10 raketnih motora na čvrsto gorivo (crni barut) svaki potiska 230 njutna. Zbog toga je rep sa stabilizatorima morao da pomeri naviše da bi ga zaštitio od izduvnih gasova raketa što je zahtevalo da i zatege (čelične sajle) budu produžene u pravoj liniji iza krilnog nosača. Sanke za sletanje je zamenio stajni trapom tipa tricikl.
U Atlantik Sitiju je 4. juna 1931, pred 2.000 ljudi, pošto je zemaljska posada uspela da podigne letelicu u vazduh, Svan upalio samo jednu od 10 montiranih raketa što ju je podiglona visinu od 30 m i omogućilo da preleti rastojanje od oko 300 m posle čega je normalno sletela. Sutradan je Svan na letelicu prikačio 12 raketa (po 6 u dva niza) koje je sve upalio istovremeno i uspeo da samostalno podigne jedrilicu na visinu od 60 m i ostane u vazduhu 8 minuta, uprkos tome što je duvao jak vetar.
Svan se posle toga okrenuo konstruisanju kombinacije balona i raketnog aviona u želji da „preleti Atlantik brzinom većom od 800 km na sat”. Pred oko 5.000 ljudi u Aurori, u državi Ilinois, 18. jula 1932. godine je jedrilicu pričvšćenu na balonsa toplim vazduhom podigaona visinu od nekoliko stotina metara, a zatim se u njoj odvojio od balona posle čega je aktivirao raketu. Iako je posle odvajanja balon u vazduhu zamalo udario u njegovu jedrilicu, Svan je posle četiri minuta bezbedno sleteo. Na kraju je, aprila 1933, iznad Boka Čika u Teksasu, pri letu sa padobranom sa visine od 2.000 m, dok je na sebi imao prikačenu raketu koja se nije aktivirala, odleteo iznad okeana i zauvek nestao. Ni njegovo telo ni padobran nisu nikad pronađeni.

Let kao skok

Sredinom 1931, u Italiji, Pjero Magni (Piero Magni) je na zahtev dr Etore Katanea (Ettore Cattaneo) projektovao letelicu na raketni pogon pod nazivom „Cattaneo Magni RR”(koja je ličila na Opel RAK. 1). Izrađena je u firmi „Piero Magni Aviazione” u Taliedu, pored Milana. Letelica je bila konzolni monoplan, sa zašiljenom trupom kružnog preseka prekrivenim drvetom i dvema gredama pričvršćenim direktno na krilo. Na krajevima svake od dve grede bio je pričvršćen horizontalni stabilizator sa kormilom za promenu visine, a u njihovom produžetku su ugrađeni vertikalni stabilizatori sa kormilom pravca, čime je dobijena jednostavna, kompaktna i vrlo čvrsta repna konstrukcija. Na zadnjoj strani letelice je postavljena kutija u koju je moglo da stane šest cilindričnih raketa. U kućištu postavljenom ispred pilota, nalazio se niz prekidača uzetih sa prenosive lampe, kojima su rakete paljene pojedinačno.
Kataneo je 25. juna 1931, izveo nekoliko poletanja bez raketa, vučom pomoću elastičnog užeta koji su dve grupe od po pet ljudi vukle na svakom kraju drvene šine. Posle toga je montirana jedna raketa koja je upaljena posle poletanja vučom, ali je letelica pri tome napravila samo kratak skok što je pokazalo da sagorevanje jedne rakete nije bilo dovoljno da je podigne.
Za sledeću probu postavljene su dve rakete koje su, posle poletanja letelice vučom, upaljene na visini od 2-3 m i svojim potiskom uspele da omoguće da letelica ostane u vazduhu 34 sekunde i preleti oko 800 m talasastom putanjom, pri čemu se više puta približavala tlu a zatim uspevala da podigne na 3-4 m visine. Rakete su gorele uz blago šištanje i oblak beličastog dima koji se prolazeći ispod repa video do 3 m iza letelice.
U nedelju 28. juna letelica je predstavljena u programu pre takmičenja koji je organizovao Aero klub iz Milana. Na letelicu su postavljene tri rakete. Pri prvom poletanju, koje je izvršeno sa loše organizovanom vučom zbog nedovoljnog boja ljudi, letelica je već padala na Zemlju ali je pilot uspeo da upali prvu raketu. Ona je potpuno izgorela a da nije uspela da podigne letelicu, zbog čega ni preostale dva rakete nisu bile upaljene. Kasnije je izvršen novi let sa dve rakete, koje su istovremeno upaljene nakon uspešnog poletanja pri čemu je letelica talasastom putanjom preletela oko trista metara. Dalja letačka ispitivanja letelice RR nastavljena su do kraja godine uz probleme izazvane uglavnom zbog nepouzdanog rada raketnih motora, da bi na kraju projekat bio napušten a letelica odložena u hangar i potom uništena.

Dr Vladica Božić

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"