A szárazföldi sebességrekordok történetében 1997. október 15. mérföldkő: a brit ThrustSSC a nevadai Black Rock sivatagban 1227 km/órás (Mach 1,020) oda-vissza átlaggal elsőként lépte át a hangsebességet, Andy Green vadászpilótával a pilótafülkében. Azóta eltelt közel három évtized, de a bravúrt senki nem ismételte meg. Mi kellett ehhez a teljesítményhez, és mi tartja vissza a kihívókat azóta is?
A rekord megszületése: kísérletektől a szuperszonikus futásig
A történet gyökerei a Black Rock sivatagig nyúlnak vissza, ahol Richard Noble már 1983-ban elhozta a szárazföldi csúcsot a Thrust2-vel (1001,667 km/óra). 1992-ben Noble Ron Ayers aerodinamikussal olyan autó megalkotásába kezdett, amely a levegőben megszokott jelenségeket (sokk-hullámok, áramlásleválás) a talaj közelségében, kavicsfelverődés és pályahullámok mellett is képes kezelni. A koncepció két sugárhajtóművet, hosszú, karcsú törzset és a tömegközéppontban elhelyezett pilótafülkét írt elő. A szoftveres áramlástani szimulációkat rakétasínes, méretarányos kísérletek követték a walesi Pendine Sands tesztterületen, hogy a számításokat valós adatokkal ellenőrizzék.
1996-ban a ThrustSSC először saját erejéből futott kifutópályán, majd jött a köves jordániai sivatag, ahol a rövid pálya, a kézi kőszedés és a viharok miatt csak részleges eredmények születtek, viszont felszínre kerültek a futómű- és kormánymű-problémák is. A módosítások után a csapat visszatért Black Rockra, ahol 1997. október 15-én sikerült az oda-vissza mérés előírásai szerint, hivatalosan a hangsebesség fölé gyorsítani. A ThrustSSC és a Thrust2 ma a coventryi közlekedési múzeum ikonikus darabjai.
Miért áll a rekord 1997 óta?
A földön a hangsebesség átlépése nem csak teljesítménykérdés. A kétirányú, időkorláton belüli méréshez hosszú, sima, kemény felület kell, ahol a gyorsítás és a lassítás is biztonságos. A Black Rockhoz hasonló 30 mérföldes, ideális pályák ritkák, az előkészítés és a logisztika pedig óriási ráfordítást igényel. Emellett a szuperszonikus porfelhő és a sokkhullámok talajjal való kölcsönhatása olyan aerodinamikai ismereteket kíván, amelyeket az 1997-es csapat részben útközben tanult meg, a mai kihívóknak pedig már eleve kezelniük kellene.
Bloodhound kontra Thrust: különböző célok, különböző mérnöki megoldások
A legkomolyabb kihívó a Bloodhound-projekt volt, amely nem egyszerűen a rekordnövelést, hanem a 1000 mph (1609 km/óra) elérését tűzte ki célul. A két autó filozófiája, architektúrája és költségszerkezete markánsan eltér:
- Meghajtás és elrendezés
A ThrustSSC két Rolls-Royce Spey 202 utánégetős turbóventilátort használt, a pilótafülke az ikermotorok között, hátul pedig kormányzott kerekekkel. A Bloodhound nyílformájú törzsében elöl az EJ200 sugárhajtómű (Eurofighter Typhoon), felette pedig egy Nammo hibrid rakéta kapott helyet; a rakéta oxidálószerét egy 800 lóerős Jaguar motor hajtotta szivattyú szolgálja ki. A Bloodhound elsőkerék-kormányzást alkalmaz. - Cél, idő és költség
A ThrustSSC-t szűk költségvetésből, öt év alatt, kis, jórészt önkéntes csapat építette fel, és „defenzív” mérnöki döntésekkel, ortodox technológiákkal vitte át a hangot. A Bloodhound több mint egy évtizedet és mintegy 60 millió fontot emésztett fel, mert a 1000 mph cél agresszívebb tervezést, kockázatosabb fejlesztéseket és nagyobb szervezetet igényelt. - Pálya és fékezés
A Thrust idején a 30 mérföldes Black Rock bőséges gyorsítási-lassítási szakaszt adott. A Bloodhound dél-afrikai Hakskeen Pan területén csak kb. 12 mérföld áll rendelkezésre, ezért a gyorsítás és az átlagolási szakasz után intenzívebb, magasabb biztonsági szintű légfékezés és fékrendszer szükséges. - Kerekek, anyagok, szimuláció
A Thrust acél hegesztett térvázzal, jól variálható, költséghatékony megoldásokkal készült, és a tesztelés számos, repülésből átvett eljárásra támaszkodott. A Bloodhound kompozitokat és könnyűfémeket alkalmaz, a tervezés gerincét korszerű CFD adja. A „sivatagi kerekek” 10 000-es percenkénti fordulat felett, a peremen több tízezer g terhelés mellett is üzembiztosak, amihez ipari partnerek (Lockheed Martin UK, Rolls-Royce, Castle Precision) együttműködése kellett.
Mit tanított a ThrustSSC a szuperszonikus földi áramlásról?
Ayers visszaemlékezése szerint a Thrust futásai közben derült ki, hogy a hanghatár átlépésekor keletkező sokkhullámok a talajfelszínhez verődve, a felvert porral együtt több tonnányi többlet-légellenállást okoznak. Ezek a tapasztalatok tették lehetővé, hogy a Bloodhound tervezésében a CFD-vel már eleve úgy alakítsák a testformát, hogy a sokkhullámok ne rontsák a tapadást és a stabilitást.
Miért maradt a ThrustSSC az egyetlen szuperszonikus szárazföldi jármű?
A válasz több tényező együttállása: ritka és drága pálya-infrastruktúra, hatalmas mérnöki és biztonsági kockázat, nehezen finanszírozható költségszint, valamint az a tény, hogy a szuperszonikus futás talajközeli aerodinamikája máig tele van „ismeretlenekkel”. Miközben a Bloodhound oktatási missziója több százezer fiatalt ért el, a rekord megdöntése továbbra is extrém logisztikai és mérnöki kihívás maradt.
A ThrustSSC 1997-es 1227 km/órás átlaga változatlanul a hivatalos csúcs, a jármű és elődje, a Thrust2 pedig a coventryi közlekedési múzeumban látható. A történet egyben emlékeztető arra is, hogy a mérnöki bátorság és a józan kompromisszumok ritka keveréke kellett ahhoz, hogy a hangot a földön is áttörjék. És hogy ezt megismételni még ma sem könnyű feladat.
Kép forrása: https://www.imeche.org/