Határtalan fantázia

Tulajdonképpen az egész a ko­reai háború után, az ötvenes évek derekán kezdődött el igazán. Az Egyesült Államok Hadseregénél ekkor merült fel az igény, hogy a katonákat egyszerüen kezelhető, egyszemélyes repülő alkalmatosságokkal lássák el. Így könnyen le tudnák küzdeni a terepakadályokat, sokkal egyszerübb lenne például egy folyóátkelés, de egy ilyen eszköz felderítési feladatokra is kitünő lehetne. Nem meglepő módon a lebegő lövész elképzelése nem csak az amerikaiaknak jutott eszükbe, a második világháború során már a németek is kísérleteztek hasonló célú eszközökkel. Az osztrák Paul Bäumgartl 1941-ben egy olyan egyszerü autogirót alkotott meg, amelyet egy ember a hátára tudott venni. Az eszköz saját meghajtás nélkül katonai célokra nagyon korlátozottan lehetett csak alkalmas, ezért a következő évben elkészítette a motorizált változatát is, a Bäumgartl Heliofly III-57-est. A pilóta hátára csatolt függőleges tengely végén egy különleges koaxiális rotor helyezkedett el, ugyanis mindkét tengelyen csak egy-egy lapát volt! Hogy az eszköz kiegyensúlyozását és egyben meghajtását megoldja, a másik lapát helyére egy-egy nagyon apró, 8 lóerős Argus As 8-as motort szereltek, amely a rotorral együtt forgott. A kormányzást a pilóta válla fölött előrenyúló botkormánnyal oldották meg. Mivel a kicsi motorok nem álltak kellő számban rendelkezésre, ezért a következő változaton már az alsó rotort az egyetlen nagyobb, 16 lóerős motor egyensúlyozta ki, amely áttételezéssel hajtotta meg a felsőt, amelyet viszont egy egyszerü ellensúllyal egyensúlyoztak ki. Igaz, ez a szerkezet egyszerü csúszótalpaival és ülésével már kinőtte a hátizsák-helikopter fogalmát, akárcsak a másik német konstrukció, a Nagler-Rolz NR 54-es. Ezen csak egyetlen, viszont normális kétlapátos rotor gondoskodott a felhajtóerőről. A forgatónyomaték kiegyensúlyozását ezen nem koaxiális elrendezéssel, hanem másféle különleges meghajtással oldották meg: a rotorlapátokra egy-egy apró, 8 lóerős motort szereltek fel, amelyek a lapátra szerelt húzó légcsavarocskát forgattak. Viszont sem ennek, sem a Bäumgartl-konstrukciók sikeres repüléséről nem maradtak fenn dokumentumok - az biztos, hogy a hadizsákmány NR 54-essel nem mertek felszállni az amerikai berepülőpilóták.

Nem úgy az amerikai Horace Pentecost hátizsák-helikopterével. Bäumgartl konstrukciójához hasonlóan ez is koaxiális elrendezésü volt, de itt már a jelenleg is elterjedt módon egy tengelyen két-két lapátot helyeztek el, amelyeket egy 20 lóerős motor hajtott meg. Az eszköz a földön egy csővázas szerkezettel támaszkodott a pilóta vállára, míg a levegőben vászonhevederek adták át a rotorokon ébredő felhajtóerőt a madárembernek. A bal vállnál helyezkedett el a gázkar, míg a jobb kéz elé nyúlt a lapátok beállítási szögét vezérlő kar. Az 1946-ban megkezdett tesztelések során kiderült, hogy egyrészt rendkívül érzékenyek a kormányok, valamint a pilótának nem volt mihez viszonyítani a horizontot, a vizuális referencia nélkül nagyobb magasságban nagyon nehéz volt irányítani a gépet, miközben az erős vibráció és folyamatos mozgás miatt az egyensúlyérzékére sem hagyatkozhatott. Mindehhez jött még a "futómü" alulméretezettsége - a mintegy 40 kg-os szerkezettel a vállán nagyon könnyen eleshetett a pilóta, ami nem a hosszú élet titka, amikor percenként 440-nel pörögnek a feje felett a közel négyméteres farotorok. Ennek megfelelően Pentecost áttervezte a gépet igazi futómüvel és üléssel, de a Hoppi-Copter nevü szerkezetben a katonák a negyvenes években még nem látták az ejtőernyős-fegyvernem új eszközét, így végül hadimegrendelések nélkül maradt. Semmi baj, elkészítette a gép civil változatát sportcélokra, és éppen megkezdték volna a sorozatgyártást, amikor Pentecost korábbi felesége megszerezte a cég részvényeinek többségét, és volt férjét a vállalatból kirúgva vetett véget az eszköz történetének.

Miközben a forgószárnyas-feltaláló a családi fészek melegét elhanyagoló zsenik sorsára jutott, egy másik amerikai egészen másként gondolkodott a személyi repülőeszközökről. Charles H. Zimmerman, a NACA mérnöke addigra már bebizonyította, hogy képes a hagyományostól merőben eltérő konstrukciókat kialakítani. Az ő tervei nyomán készültek el a Vought V-173-as és az F5U nagy tel­je­sít­ményü diszkoszszárnyú repülőgépek. Nagyjából ugyanekkor, a világháború második felében kezdett el azon a stabilitási problémán gondolkozni, hogy egy ember képes-e megállni egy felfelé mutató erővektoron, mintha a cipőjét alulról nyomná valami. Arra jutott, hogy ha egy vízszintes lapon állva, amit merőlegesen nyom felfelé egy megfelelő nagyságú erő, előredől az ember, akkor a lap előredőlésével az egész rendszer úgy kerül ismét egyensúlyba, hogy közben előrefelé halad. A megálláshoz csak hátra kellene dőlnie, és a rendszer lelassít. A súlypontáthelyezéses vagy ahogy elkeresztelte, a kinesztetikus kormányzás kipróbálására mindenféle szedett-vedett alkatrészekből bütykölt otthon egy eszközt - két keresztrudat, amely két oldalára 125 centis emelő légcsavarokat szerelt 60 lóerős motorokra, és ezen állva próbált egyensúlyozni, haladni. Amikor éppen müködött is a szerkezet, akkor sikerült, de ez volt a ritkább - guberált alkatrészekkel nem lehet a világot meghódítani. Szerencsére végül 1951-ben bent a NACA laboratóriumában barkácsoltak egy másik eszközt - a légcsavarokat és motorokat gumicsövön odavezetett, lefelé fújó sürített levegővel pótolták. És láss csodát, ötévnyi erőlködés után az elképzelés tökéletesen müködött. Először a Haditengerészeti Kutatóintézet harapott rá az elképzelésre, és rendelt a Hiller Helicopters cégtől (akiknek Zimmerman korábban kölcsönadta kipróbálásra a barkácsolt próbapadját) egy repülő dobogót, majd még ugyanabban az évben, 1953-ban a hadsereg is hasonló gépekre jelentett be igényt a Hillernél és a De Lackner Helicoptersnél. Feltételezték, hogy a személyi helikopterekben nagyobb jövő van, mint az akkor rendelkezésre álló nagy és nehéz dugattyúmotoros csapatszállító helikopterekben. Egyszerü akadályok leküzdésében, felderítő és tüzérségi helyesbítő feladatokra, kutató-mentő és futárcélokra, vagy éppen mozgó mesterlövészfészekként is gondoltak az ilyen, az egyszerü baka által is könnyen kezelhető eszközökre.

A két cég merőben másként oldotta meg a feladatot. A De Lackner DH-4 Aerocycle-t (kb. "légi motorbicikli") a társaság még a katonai megrendelés előtt, saját kockázatára fejlesztette ki. Az eszköz úgy nézett ki, mint egy farok nélküli fejre állított minihelikopter. Egy egyszerü dobogón állt a pilóta, egy rögzített, biciklikormányszerü fogantyút markolva tudta előre-hátra, jobbra-balra dőlve irányítani a szerkezetet. A dobogó alsó részén volt egy 20 lóerős motorcsónakmotor, amely szíjjal hajtotta a pilóta alatt elhelyezett két koaxiális rotort. Futómüként eleinte egy nagyméretü központi légzsák szolgált, amelyet négy kisebb, hosszú rudak végére szerelt légtartály egészített ki, majd a tesztelések során ezt hagyományos "helikopteres" csúszótalpra cserélték. A hadsereg kérésére egy nagyobb méretü gépet készítettek el, amelyen a merev rotorok átmérője már 4,6 méter volt, és immáron egy 43 lóerős motor hajtotta. Az eleinte YHO-2, majd HZ-1 katonai típusjelzéssel rendszeresített 12 példány egyikével sikerült egyszer 43 percet is repülni, és elérték a 120 km/h-s sebességet is, miközben a szerkezet meglepően stabilnak bizonyult a levegőben. De végül is az, hogy a cég ígéretének megfelelően valóban sikerülhetett-e egy teljesen képzetlen katonát húsz perc alatt megtanítani az eszköz kezelésére, lényegtelenné vált, ugyanis a berepülés során több esetben is balesethez vezettek a levegőben összecsapó rotorok - és azért ismerjük be, nem túl bizalomgerjesztő két hatalmas húsdaráló fölött állva végrehajtani egy kényszerleszállást.

Hillerék megoldása határozottan bizalomgerjesztőbben nézett ki. Itt a két sokkal kisebb, másfél méteres átmérőjü, koaxiális rotort egy üvegszálas kompozit gyürüben helyezték el. Ennek ívelt belépőéle fölött a gyorsan beszívott levegő még további felhajtóerőt termelt, méghozzá nem is keveset, a számítások szerint mintegy 40 százalékkal növelte meg a tolóerőt az azonos átmérőjü, de szabadon forgó rotorokhoz viszonyítva. Az 1954 szeptemberében elkészült Hiller Model 1031-esen a pilóta a gyürü fölé szerelt talapzaton állt. Ez az eszköz is meglepően stabilnak és könnyen kezelhetőnek bizonyult, viszont két 40 lóerős motorjával a rövid rotorlapátok miatt nem volt képes párnahatás (ebben az esetben mintegy 1,5 méter) fölé emelkedni, és a csúcssebessége is megrekedt 26 km/h-nál. Ezért a hadsereg megrendelésére 1957-ben elkészített Model 1031-A-1-esre még egy motort szereltek, és a lapátok átmérőjét 2,13 méterre növelték, amellyel könnyedén röppent magasabbra, viszont olyan nehéz lett, hogy a kinesztetikus kormányzás önmagában már kevés volt. Ezért a rotorok alá később négy áramlásterelő lemezt szereltek, amelyeket egy giroszkópos rendszer vezérelt. Így a VZ-1 Pawnee katonai típusjelü gép annyira stabillá vált, hogy egy bemutatón a vele repülő mesterlövész könnyedén küzdötte le a célokat a levegőből. Viszont a legkisebb szélben is összevissza oszcillált haladó mozgás közben. A katonák rendeltek még három példányt a módosított VZ-1E-ből, szintén három motorral, még nagyobb rotorokkal és sokkal hosszabb szoknyával. Nem meglepő módon ez még nehezebb lett, így már szó sem lehetett a testsúlyáthelyezésről, az ezúttal már széken helyet foglaló pilóta botkormánnyal mozgatta a kiömlőnyílásban elhelyezett áramlásterelő lemezeket. Ezzel még gyorsabban lehetett haladni - szélcsendben. A haladás közbeni stabilitási problémákat ugyanis ezúttal sem sikerült megoldani.

Ugyanakkor a hadsereg még ennél is kisebb repülőszerkezetekben is gondolkodott, amelyek alkalmasak például folyón és aknamezőn való átkelésre vagy éppen partraszállásra is. Az amerikai hadsereg szállításkutatási parancsnoksága ezért 1960-ban szerződést kötött a Bell Aerosystems­szel "kisméretü rakétás emelőberendezés", vagyis egy hátizsákrakéta létrehozására, amelyen Bellék akkor már évek óta dolgoztak. Az eszköz lelke egy ezüstkatalizátor volt, amelyre hidrogén-peroxidot engedve azt oxigénné és 740 ºC-os, túlhevített gőzzé bontotta. A gyakorlatban az eszköz három, hátra vehető tartályból állt, kettő tartalmazta a hajtóanyagot, míg a harmadik a nagynyomású nitrogént, amely az üzemanyagtartályból a hidrogén-peroxidot kiszorította, rá a katalizátorra. A gőzt két csövön a pilóta könyöke mellett elhelyezett fúvókákhoz vezették, amelyek maximum 1,4 kN (145 kg) tolóerőt adhattak le. Ennek nagyságát a bal karhoz, az irányát pedig a jobbhoz előrenyúló markolattal szabályozta a hátizsák gazdája - az előre-hátra haladáshoz pedig a megfelelő irányba dőlt a testével. A szerkezet meglehetősen egyszerü, viszont a hátra vehető üzemanyag mennyisége erősen korlátozta a használhatóságát, ugyanis mindössze 20 másodpercnyi repülésre volt elegendő. Az 1961-ben végrehajtott berepülési program során 55 km/h-s sebességet és 120 méteres távolságot sikerült elérni a rakétával, amelyet valóban egyszerüen lehetett vezetni, de bonyolult volt a kiszolgálása, és drága az üzemanyaga. Mindez a nevetségesen alacsony hatótávolsággal kombinálva a program törléséhez vezetett. Igaz, a hatvanas évek végén néhány repülés erejéig a hidrogén-peroxidos rakétarendszert egy aprócska Williams WR-19-es gázturbinával helyettesítették, de ez sem jutott túl a kísérleti státuson.

Viszont az ötvenes évek végén ezt még senki sem látta. A stratégák szeme előtt a repülő dobogókkal és hátizsákrakétákkal függőleges átkarolást végrehajtó katonák képe lebegett. Viszont az egyszemélyes repülőeszközökkel közlekedő harcosok támogatására szükségesnek gondolták a második világháborúban jól bevált dzsip három dimenzióban közlekedő utódját. A repülő teherautó megalkotására 1957-ben írta ki a pályázatot a szállításkutatási parancsnokság. A cél egy 450 kg hasznos terhet cipelő jármü volt, amely maximum 115 km/h sebességgel képes repülni egy-négy méter "magasságban", több órán át. Az eszközre nemcsak szállító- és futárgépként gondoltak, de felderítő, sőt rászerelt fegyverzettel harci feladatokra is alkalmasnak vélték. Végül három vállalattal kötöttek szerződést prototípusok megalkotására. Az Aerophysics Development Corporation (melyet a projekt során megvett a Curtiss-Wright) VZ-7AP katonai jelzésü konstrukciója nem mindennapi megjelenésü szerkezet volt. Az egyszerü dobozszerü törzs elején szabadon, mindenféle burkolat nélkül ült a pilóta, míg hátulra építették a 425 lóerős Turbomeca Ar­touste IIB tengelyteljesítményt leadó gázturbinát. A törzsből kinyúló konzolokon, az eszköz négy "sarkán" egy-egy kétágú rotort építettek be vízszintesen elhelyezve. A 610 kg üres tömegü szerkezet orrkerekes, nem behúzható futómüvön nyugodott a földön. A pilóta helikopterszerü kormányokkal vezérelte a gépet, vagyis a kollektívvel szabályozta az emelkedés-süllyedést, a bedöntéseket pedig a rotorok differenciált beállítási szög változtatásával. A függőleges tengely körüli kormányzást eleinte a gázturbina kiömlője mögé helyezett kormánylapokkal próbálták megoldani, de amikor ez hatástalannak bizonyult, a hátsó rotorok alá szereltek kormánylapokat.

Az 1959 áprilisában megkezdett tesztelés során számos átalakítást kellett végrehajtani a két prototípuson a matatómozgás csuklóinak rögzítésétől a kormányrendszer átalakításán át a rotorok forgásirányának megfordításáig. Ezek nyomán egy meglepően könnyen irányítható, stabilitási problémáktól mentes repülőeszközt sikerült létrehozni. A berepülések során 60 méteres csúcsmagasságot és 90 km/h-s maximális sebességet sikerült elérni, bár ezek az utazórepülés során inkább csak 8 métert és 40 km/h-t tudtak tartani - elég messze az elvárt követelményektől.

Ha Curtiss-Wright-gép furcsán nézett ki egy korabeli reptéren, akkor a Chrysler VZ-6CH egészen elképesztő lehetett. A lekerekített téglatest formájú testből nem álltak ki szárnyak, rotorok. A felhajtóerőről két, 2,6 méteres háromágú fa légcsavar gondoskodott, amelyet a szerkezet két végén, körben burkolva, vízszintesen szereltek be. A két légcsavar között, balra eltolva foglalt helyet a pilóta, míg mellé szerelték be a hathengeres Lycoming GSO-480-as dugattyús motort. A légcsavarok alatt alul hosszirányú, állítható terelőlemezek gondoskodtak a bedöntésről (elöl-hátul ugyanarra kitérítve) és az elfordulásról (ellentétes irányban kitérítve), míg a bólintást úgy érték el, hogy a megfelelő légcsavart a felette elhelyezett terelőlemezek becsukásával leárnyékolták. A kikötött repülések során már sejteni lehetett, hogy az 1090 kg üres tömegü szerkezethez kevés lesz a 360 lóerő, de ez csak a kisebbik probléma volt. A gépen nem oldották meg jól az átmenetet lebegésből előrehaladásra, így a legelső szabad repülése során az egyik prototípus felborulva összetört, és a hadsereg jobbnak látta a projektet törölni.

A harmadik pályázó, a Piasecki konstrukciójának alapelrendezése hasonlított a Chryslerére, azonban a hasonlóság itt véget is ért az autóipari óriás, illetve korának nagynevü helikoptergyártójának gépe között, különösen, ami a használhatóságukat illeti. Itt is a téglatest formájú szerkezet elejébe-végébe építették be a két, 2,3 méteres burkolt rotort, melyek között kapott helyet a két ülés (a jobb oldali a pilótáé), illetve a két Lycoming O-360-as bokszermotor. A bedöntésre és elfordulásra itt is a rotorok alatti áramlásterelőket használták, míg a bólintásra eltérő teljesítményt adtak a két rotorra. A VZ-8P típusjelü gép 1958 októberében repült először, majd a két 180 lóerős motort egyetlen 425 lóerős Turbomeca Artouste IIB gázturbinára cserélték (amellyel 1959. áprilisban repült először), majd ezt is egy még könnyebb, de erősebb erőforrással cserélték le, egy 550 lóerős AiResearch 331-6-osra. A gép könnyedén hozta az elvárt paramétereket, a 80 km/h-s utazó- és a 120 km/h-s maximális sebességet, 40 kilométeres hatótávolsággal, miközben a bokrok közé szánt masina csúcsmagassága elérte a 900 métert. Az AirGeep ("légid zsip") nevü géppel könnyedén lehetett házak között szlalomozni, fák alatt lebegni, miközben a rotorok nagy sebességü leáramlása meglepően különbözött a helikopterekétől, így homok és víz fölött repülve is kitünően látott a pilótája. A gépet kölcsönadták a haditengerészetnek, akik a kerekes futómüvet ideiglenesen nagyméretü úszótalpakra cserélték, így vizsgálták meg az alkalmazhatóságát kutató-mentő, tengeralattjáró-vadász és utánpótlás-szállító feladatokra. A SeaGeep névre átkeresztelt masinával könnyedén, első kísérletre le tudtak szállni a hajókra, és a leáramlásról készített filmfelvételeknek később nagy hasznát vették a VTOL gépek kialakításánál.

Nagyjából ugyanekkor a Piasecki elkészített egy erősen továbbfejlesztett példányt is, a VZ-8P(B)-t. Ezt már két darab, egyenként 530 lóerős Turbomeca Artouste IIC hajtómüvel szerelték fel, a farokkerekes futómüvet orrkerekesre cserélték, miközben gondoskodtak a főfutók hidrosztatikus meghajtásáról, így a gépet sokkal kisebb fogyasztással földi jármüként is alkalmazhatóvá tették - majdnem 60 km/h-s sebességgel. Mivel a nagy felületi terhelésü rotorokkal nem lehetett autorotálni, ezért dupla nullás katapultüléseket szereltek fel a pilótának és a megfigyelőnek, miközben még három utasnak alakítottak ki helyet a megnövelt teljesítményü gépen. A sebesség növelése érdekében a törzs hátsó része enyhe szöget zárt be az elsővel, így már 140 km/h-t is el tudták érni a levegőben. A 2320 kg maximális felszálló tömegü gép 1962 februárjában repült először, és számos teszten szerepelt sikeresen. Akárcsak az elődje, ez is meglepően stabilnak bizonyult, így kitünően alkalmas lett volna fegyverek hordozására. A kísérletek során szereltek is fel hátrasiklás nélküli lövegeket, de ezekkel végül nem hajtottak végre éleslövészetet. De igazából a VZ-8P sikerének már pusztán elméleti jelentősége volt. A hadsereg még az ötvenes évek legutolsó napjaiban úgy döntött, hogy sem a repülő dobogóknak, sem a légi dzsipeknek nincs helye a hadszíntéren. Ez utóbbiaknál a kisméretü rotor mindenképpen alacsonyabb propulziós hatásfokkal járt, mint egy helikopteré, és nem voltak megelégedve a hatótávolságával és sebességével sem. De a legfontosabb érv ellenük az volt, hogy nem elég strapabírók, nem bírnák ki a hadszíntéri ridegtartást. A személyi repülőeszközökről sem voltak jobb véleménnyel, ehhez még hozzájárult, hogy a katonákat nagy tömegben kellett volna kiképezni azok kezelésére, és az eszközök logisztikája is komoly erőfeszítést igényelt volna. A doktrína megváltozásában döntő szerepe volt egy új forgószárnyasnak, ugyanis ekkor már dolgoztak a gázturbinás UH-1-esen, amellyel nagy tömegben sokkal egyszerübben tudták megoldani a légi csapatszállítást, nagyobb távolságra - és az egész rendszert tekintve ráadásul olcsóbban is.