A jövő egységes csapásmérő vadászrepülőgépének (Joint Strike Figter, JSF) létrehozásáért három amerikai katonai repülőgép-gyártó vállalat a Boeing, a McDonnell Douglas és a Lockheed Martin kelt versenyre. Mindhárom pályázó feladatul kapta, hogy készítsen egy olyan tanulmánytervezetet, amelyben egy új vadászrepülőgép két változata szerepel.Az egyik egy hagyományos felszállásra képes (Conventional Take-Off and Landing, CTOL), míg a másik egy rövid felszállásra és függőleges leszállásra képes (Short Take-Off and Vertical Landing, STOVL) változat kell, hogy legyen. A sokcélúság, az eltérő követelmények, az olcsó fenntartás és üzemeltetés biztosítása miatt volt szükség több verzióra (1. ábra).

Az Amerikai Légierőnek (USAF, U. S. Air Force) szüksége van egy új, sokfunkciós, alacsony beszerzési és üzemeltetési költségű repülőgéptípusra az F-16 és A-10 típusú repülőgépeinek rendszerből történő kivonásához, az F-22 kiegészítéséhez. A légierő JSF vadászgépének hagyományos leszálló- és felszálló képességre, többcélú bevethetőségre és olcsó üzemeltethetőségre van szüksége.

Az Amerikai Haditengerészetnek (USN, U. S. Navy) egy új, többfunkciós, a háború első napját túlélni képes harci repülőgépre van szüksége a már meglévő F/A-18/E/F típusú repülőgépeinek megerősítésére.

Ennek a típusnak szüksége van a repülőgép-anyahajóra történő leszállás képességére. Ennek a képességnek a megvalósítása okozza a legtöbb különbség a haditengerészeti változat és a többi típus között.

Az Amerikai Tengerész Gyalogság (USMC, U. S. Marine Corps) egy többfunkciós, rövid felszállásra és függőleges leszállásra képes harci repülőgépet akar az AV-8B és F/A-18A/C/D típusú repülőgépeinek lecserélésére.

Az Angol Királyi Légierőnek a tengerészeti Harrierjeinek a kiváltására egy az amerikai tengerészgyalogsági verzióval azonos repülőgépre van szüksége.

Az Amerikai Védelmi Minisztérium (Department of Defense, DoD) 1996 novemberében a három pályázó közül kettő a Boeing és a Lockheed Martin bemutató ajánlatait elfogadta. Ezzel elindult a JSF program bemutató fázisa (Concept Demostration Phase). A két pályázó feladatul kapta, hogy tervezzen, építsen és teszteljen egy a követelményeknek megfelelő bemutató repülőgépet. A McDonnell Douglas pályázati anyagát a hajtóművek okozta költség-, súly- és kiszolgálási igény nagysága miatt elvetették és kizárták a további versenyből. A Boeing új kísérleti repülőgépe az X-32, a Lockheed Martiné az X-35 elnevezést kapta.

A Boeing JSF bemutató repülőgépei

A Boeing kiemelten kezeli az alacsony költségű megvalósíthatóság és üzemeltethetőség követelményének megvalósítását, de ez nem megy a teljesítmény rovására. A tesztrepülőgép manőverező képessége azonos, illetve jobb, mint az F-16, F/A-18, valamint fordulékonysága és hasznos teherbírása jelentősen meghaladja e típusokét. A tervezés folyamán példátlanul sok tesztet és szimulációt végeztek el a fejlesztők. 1996 nyarára, amikor is előterjesztette pályázatát a Boeing, már több mint 11800 órányi JSF-el kapcsolatos tesztet folytatott le. Ennek eredményeként az eredetileg csupaszárny sárkány konfigurációt hagyományos szárny, hátsó vízszintes vezérsík elrendezésre módosították (2. ábra).

Az X-32 vadászrepülőgép nyilazott szárnyakkal, ferde függőleges vezérsíkokkal és törzs alatti levegő-beömlőnyílással rendelkezik. A hajtóművet 2000 áprilisában sikeresen, problémamentesen próbálták ki. A Pratt&Whitney F119-614 hajtómű teljesített minden előzetes elvárást (3. ábra).

A hajtóművet először üresjáratban működtették annak érdekében, hogy végig ellenőrizhessék a rendszereket, majd miután mindent rendben találtak minden teljesítmény-fokozatban megjáratták a hajtóművet a minimálistól a maximális utánégető fokozatig.

A tesztelések folyamán mind a hajtómű, mind a fedélzeti rendszerek az előzetesen elvégzett szimulációs eredményeknek megfelelően működtek. 2000 májusában kezdték meg a kis- és közepes sebességű guruló teszteket, megtéve a következő lépést a repülési tesztek elkezdéséhez, amit 2000 nyarára ígértek a fejlesztők.
A Boeing három változatát készíti el a JSF-nek:

• A hagyományos felszállásra és leszállásra képes változatot (Conventional Take-Off and Landing, CTOL) az Amerikai Légierő számára, ami kb. 11 méter szárny-fesztávolságú és 13,7 méter hosszú többfunkciós vadászrepülőgép.

• A repülőgép-anyahajóra leszállni képes változatot (Carrier-based Version, CV) az Amerikai Haditengerészet számára, ami kb. 11 méter szárnyfesztávú több funkciós vadászrepülőgép (a felhajtható szárnyak felhajtása nélkül).

• A rövid felszállásra és függőleges leszállásra képes változatot (STOVL) az Amerikai Tengerészgyalogság és az Angol Királyi Haditengerészet és nem elképzelhetetlen, hogy az Angol Királyi Légierő számára.

A Boeing tesztsorozatában az X-32A-t jelölték ki a hagyományos fel- és leszállás (CTOL), míg az X-32B-t a rövid felszállás és függőleges leszállás (STOVL) tesztelésére. Az X-32B-nek van egy függőlegesen emelő STOVL rendszerű oldalt szerelt behúzható ikertolóerő fúvócsövekkel felszerelt hajtóműve annak érdekében, hogy javítsa az alacsony sebességű repülést. Erre a repülőgép-anyahajókra történő leszállás miatt van elsősorban szükség.

A haditengerészeti tesztrepülőgépnek a hajtómű szívócsatornájának belépő keresztmetszete változtatható állásszögű, szárnyai és függőleges vezérsíkfelületei nagyobbak az alacsony sebességű anyahajó megközelítésének jobb irányíthatósága érdekében. A haditengerészeti verzió belső szerkezetét megerősítették, hogy a katapult kilövésekkel és az erősen fékezett landolásokkal járó megnövekedett terheléseket elviseljék. A repülőgéptörzs hátsó részére egy fékező horgot szereltek, valamint a futóműveit a nagyobb terhelés miatt megerősítették.

A Lockheed Martin JSF bemutató repülőgépei

A Lockheed Martin egységes csapásmérő vadászrepülőgép koncepciójának a kísérleti modellje az X-35. Az Amerikai Légierő számára a CTOL X-35A-t, az Amerikai Tengerészgyalogság, a Brit Királyi Légierő és a Brit Királyi Haditengerészet számára a STOVL X-35B-t, az Amerikai Haditengerészet számára pedig a CV X-35C-t szánták. (4. ábra).

A beömlőnyílások tervezésénél figyelembe vették a "lopakodó elvet", vagyis úgy tervezték, hogy csökkenjen a radarvisszaverő-keresztmetszet.

1999 decemberében a fejlesztő team rekordidő (három óra) alatt beszerelte az első JSF 119-611 hajtóművet az X-35A-ba. A tesztrepülőgép teljes összeszerelését 2000 márciusában fejezték be, majd sikeresen elvégezték az első repülési-készenléti ellenőrzést a CTOL verzión. 2000 áprilisában a Lockheed Martin hajtómű fejlesztő csapata befejezett minden a hajtómű tesztelésével kapcsolatos fejlesztést és alkalmassági vizsgálatot a JSF 119-611-n.

Az X-35A-t először az amerikai légierő CTOL tesztjeihez veszik igénybe. Az első próbarepülést megelőzően az X-35A-n elvégzik az üzemanyagrendszer, a repülésvezérlő rendszerek ellenőrzését és földi vibrációs- és guruló próbáit. Az X-35A átalakításával egy a repülőgép-anyahajókon is alkalmazható, kisebb tárolási helyigényű változatot építettek az amerikai haditengerészet számára, ez az X-35C megjelölést kapta (5. ábra).

Az átalakítás folyamán a külső kormányszervek és a szárny-mechanizációt szerelték át a repülőgép hordozó alacsony sebességű megközelíthetősége érdekében. 2000 júniusában tesztelték, hogy a kísérleti repülőgép szerkezete megfelel-e a repülés folyamán fellépő erőhatásokkal szembeni követelményeknek. A kísérlet tartalmazta a szárnyak torziós tesztjét is, ami a repülés közbeni orsózáskor a szárnyakon fellépő erők vizsgálatára terjedt ki.

A határterheléses teszt alkalmával kb. 801kN nyomásnak volt kitéve a kísérleti repülőgép, ami a repülés alkalmával fellépő ny=8 terhelési értéket jelent.

Az X-35B (6. ábra) különlegessége, hogy a STOVL repülési üzemmódjához az alap JSF 119-es hajtóműve oldható tengelykapcsolón keresztül egy emelő-ventilátort (turbofan) is működtet, amit a repülőgép vezetőfülke mögé szereltek fel. 2000 januárjának végén a STOVL-os verzió hajtóműrendszere túllépte a célként megjelölt maximális tolóerőt.

Az emelő-ventilátor alatti fúvócsövön zsaluzattal szabályozható a tolóerő iránya a szimmetria síkban a függőlegeshez képest kb. +5° és -15° tartományban (7. ábra).

A fő- (menet-emelő) hajtómű 3D-s (minden irányban elfordítható) szabályozható keresztmetszetű gázsugár sebességfokozóval (GSF) lesz felszerelve, amely a függőleges emelésen kívül a hagyományos repülés során a kormányzásban, "a szupermanőverező képesség" létrehozásában is részt vesz. Függéskor és az átmeneti repülési üzemmódon a repülőgép kormányzása és stabilizálása a hajtómű nagynyomású kompresszorától megcsapolt levegővel táplált szárnyvégeken elhelyezett gázdinamikai kormányfúvókákkal történik. A Lockheed Martin által alkalmazott kardánhajtású emelő ventilátoros STOVL torlósugárhajtómű két főrészét a Rolls-Royce két alvállalata készítette. Az emelő ventilátort a Rolls-Royce Defence North America, és a tolóerőt három irányban vezérelni képes GSF-et (three-bearing-swivel) a Rolls-Royce Defence-Europe fejlesztette.

A Lockheed Martin három szempont alapján választotta a kardánhajtású emelőventilátoros hajtóműrendszert.

Ezek a következők:

• A STOVL-s változat emelő-ventilátora lekapcsolható a Pratt&Whitney F119-ről, ezáltal a megfelelően méretezett hajtómű képes a hagyományos repüléshez szükséges tolóerőt biztosítani.

• A tolóerő/súlyarány növekedjen az emelőventilátor beszerelésével.

• A függéskor kiáramló hajtóműgáz hőmérséklete és nyomása kedvezőbb a földfelszínre, mint a közvetlen emelő rendszerből kiáramló hajtóműgázé.

A két repülőgépgyártó vállalat prototípusa közül az egyiket fogják kiválasztani az egységesített vadászrepülőgép következő fejlesztési fázisára 2001-ben. A nyertes várhatóan kb. 3000 darab JSF-et fog készíteni az elkövetkező években. E két többfunkciós vadászrepülőgép közül az egyik valószínűleg meghatározó szerepet fog játszani a jövő esetleges konfliktusaiban.

Felhasznált irodalom

1. X-32A completes initial taxi tests, Boeing News, May 26, 2000. Vol. 59 NO.21 page 1.

2. http://www.lmtas.com/News/Press/JSF/jsfpr991213.html

3. http://www.lmtas.com/News/Press/JSF/jsfpr000331.html

4. "X-directory" by Guy Norris and Graham Warwick, Flight International January 6-12, 1999

5. Dr. Óvári Gyula A nagyhatalmak hosszútávú katonai repülőgép- fejlesztési programja (2025-ig) és ezek lehetséges hatása a légiharcra, valamint a kis országok fegyverzet- vásárlására, Tanulmány, Budapest, 1998.

6. http://www.boeing.com/defense-space/missiles/ordnance/27mmac.htm

7. Békési Bertold-Szegedi Péter-Szilvássy László-Békési László "History of NASA's X-planes", Second International Conference On Unconventional Flight, Budapest, June 14-16, 2000 (megjelenés alatt).

8. Békési Bertold-Szegedi Péter "History of the Active X-Flyers Programe", 7th Mini conference on Vehicles System Dynamics, Identification and Anomalies, Budapest, November 6-8, 2000 (megjelenés alatt).

9. Szegedi Péter-Békési Bertold "A XXI. század egységes csapásmérő vadászrepülőgépének (JSF) várható megvalósításai", Repüléstudományi Közlemények, Szolnok, 2000/2, (117-124) o.

10. Szegedi Péter-Békési Bertold "Kísérleti repülő - és űrrepülőgépek történeti áttekintése", Szolnoki Tudományos Közlemények IV. A tudomány napja, Szolnok, 2000. nov. 03. (164-171) o.

11. Szegedi Péter-Békési Bertold "A XXI. századi vadász és űrrepülőgépek fejlesztésének jelenlegi helyzete", Bolyai Szemle Fiatal tudósok konferenciája, ZMNE BJKMFK, Budapest, 2000. nov. 02. (69-88) o.