Vážení čtenáři, náš seriál se chýlí ke konci. V jeho průběhu jsme se podívali „na zoubek“ všem skafandrům, které byly použity pro lety do vesmíru. Přesto ale zbylo pár zajímavých kusů, které by stály za prozkoumání. Poslední dva díly proto budou takovým malým „speciálem“, ve kterém se objeví několik polozapomenutých obleků, z nichž pouze jediný se dostal za hranici vesmíru a ostatní buďto setrvaly v náručí atmosféry, nebo vůbec nebyly použity.
Pro mnohé fanoušky kosmonautiky jsou s počátky pilotovaného dobývání vesmíru spojeny především projekty 3KA (Vostok) a Mercury. Skafandry, použité při těchto misích, byly popsány v prvních dílech tohoto seriálu a po právu jim patří výjimečné postavení v historii kosmonautiky. Tak trochu ve stínu však stojí další program, zvaný „X-15“, který začal dříve než dva výše zmiňované. Program, který dosud fascinuje odborníky i fanoušky a jehož data jsou dodnes zdrojem cenných informací o oblasti hypersonických rychlostí. Během trvání programu X-15 se jeden jeho účastník stal astronautem podle uznávaných mezinárodních měřítek a osm mužů překročilo hranici vesmíru, uznávanou letectvem USA. Třem účastníkům byla v roce 2005 zpětně přiznána čestná astronautická křidélka. X-15 také pokořil veškeré rychlostní letecké rekordy, když v poháněném letu překonal hranici 7000 km/h. Žádný pilotovaný motorový letoun se zatím tomuto výkonu ani nepřiblížil…

X-15: MC-2 a A/P22S-2

Koncept hypersonického letounu, použitelného pro výzkumné účely, se objevil v rámci tehdejší NACA (předchůdce NASA) v první polovině padesátých let minulého století. Jeho autorem byl údajně Walter Dornberger, bývalý šéf projektu V-2 a nadřízený a spolupracovník Wernhera von Brauna. V roce 1955 byl přiklepnut kontrakt na výrobu draku letounu firmě North American Aviation a o rok později dostala zakázku na pohonný systém letounu firma Reaction Motors. Koncepce X-15 počítala s vynesením letounu v závěsu pod křídlem mateřského NB-52A a posléze NB-52B (pro účely vynášení X-15 byly přestavěny běžné B-52 přidáním pylonu pod křídlem a příslušnou úpravou systémů).

X-15 měl být odhozen ve výškách okolo 13-14 km a při rychlosti zhruba 800 km/h. Po několikasekundovém pádu měly být zažehnuty dva raketové motory XLR11 (u pozdější přestavby byly nahrazeny jediným silnějším motorem XLR99) a letoun měl nasadit na plánovaný letový profil. Po vyhoření zásob paliva, k němuž docházelo přibližně po 80-120 sekundách, se letoun změnil v hypersonický kluzák. Všechny lety se odehrávaly v blízkosti základny Edwards v Kalifornii, kde na ohromných plochách tamních vyschlých jezer byl dostatek míst pro eventuální nouzové přistání. Pokud šlo všechno podle plánu, X-15 končil svůj let odhozením spodní části vertikálního stabilizátoru a přistáním na krátké ližiny hlavního podvozku a kolečko předního podvozku. Typicky trval let X-15 od odhozu do přistání pouze necelých deset minut, přičemž rekordní letový čas si v roce 1962 připsal časem 12 minut a 20 sekund jistý Neil Alden Armstrong…

V březnu 1959 vykonal X-15 první let, tehdy ještě připojen po celou dobu k pylonu mateřského letounu. V červnu pak pilot Scott Crossfield poprvé X-15 odpoutal od NB-52A a klouzavým letem dovedl svůj stroj na přistání. 17. září 1959 pak přišel první motorický let, během kterého X-15 překonal dvojnásobek rychlosti zvuku. Nejrychlejší let vykonal William Knight 3. října 1967 na exempláři X-15 A-2 s trupovým číslem 56-6671. Absolutní rychlost letu tehdy činila 7523 km/h, což je 6,7-násobek rychlosti zvuku. Při tomto letu byl výrazně poničen ablativní nátěr, když byly některé části letounu zahřáty téměř na 700°C. Naproti tomu do největší výšky se stroj X-15 s trupovým číslem 56-6672 vyšplhal 22. srpna 1963. Joe Walker se ten den mohl podívat na svět z výšky 107,96 km.

Od počátku existence projektu bylo jasné, že piloti X-15 budou potřebovat nějaký typ ochranného obleku. Nebyl nutný pouze kvůli riziku dekomprese. Velmi důležitým faktorem byl i systém tlakování kabiny, který kvůli termálním poměrům a také pro snížení rizika požáru využíval čistý dusík. Znamenalo to, že piloti budou muset být po celou dobu letu chráněni a nebude možné jakýmkoli způsobem narušit hermetičnost přilby.

Zpočátku se vedly diskuze, zda využít částečně přetlakový, nebo plně přetlakový oblek. Nakonec, mimo jiné i díky argumentaci zalétávacího pilota Scotta Crosfielda, byla zvolena plně přetlaková varianta. Toto řešení bylo přijato s rozpaky, neboť zkušenosti s plně přetlakovými skafandry byly v USA (a vlastně celosvětově) víceméně mizivé.

V roce 1955 dostala kontrakt na vývoj skafandru, jenž měl být mimo jiné použit právě i v X-15, dvojice čtenářům již známých firem – David Clark Co. a ILC. Prototypy skafandrů, jež vzešly z tohoto vývoje, byly označeny jako XMC-2-DC a XMC-2-ILC. 8. dubna 1956 pak byla zakázka přiklepnuta firmě David Clark. Výsledkem snažení firmy byl oblek s označením MC-2.

Poprvé byl v rámci programu X-15 vyzkoušen už při prvním letu v podvěsu v březnu 1959. Scott Crossfield tehdy na omezenou dobu odhermetoval kabinu stroje, aby mohl vyzkoušet funkci MC-2 v natlakovaném stavu. „Mé pohyby byly lehce omezené a malinko nemotorné,“ prohlásil poté. Nicméně ani natlakovaný oblek nijak nebránil v manipulaci s veškerými ovládacími prvky X-15 a jeho systémů. MC-2 dostal zelenou a následující lety až do března 1961 prováděli piloti X-15 výlučně v tomto obleku.

MC-2 a jeho koncepce byly poplatné době vzniku a relativně malým zkušenostem s plně přetlakovými obleky obecně. Zdaleka se neblížil ideálnímu skafandru, jaký by si piloti představovali. Přesto svůj účel plnil poměrně spolehlivě. Spodní vrstvou bylo vlněné prádlo, následované vrstvou s ventilačním systémem. Na ni pak nasedala tlaková vrstva. Zajímavá byla její konstrukce – tlakovou vrstvu totiž tvořily dva kusy. Prvním byly kalhoty s integrovanými „Anti-G“ vaky, druhým pak torzo. Jejich spoj vlastně ani žádným spojem nebyl, horní část kalhot a spodní část torza obsahovaly gumové manžety, které se zarolovaly do sebe (byly předepsány tři sklady) a tím vytvořily víceméně nepropustný spoj. Původním materiálem pro výrobu tlakové vrstvy měly být gumové pláty, ovšem po provedených testech konstruktéři zvolili chloroprenem potažený nylon, který i při narušení celistvosti vykazoval nižší úniky vnitřní atmosféry. Jako vrstva, zabraňující bobtnání skafandru, byl využit nám již známý „link net“. Svrchní vrstvu tvořil nylon potažený hliníkem, do této vrstvy byly integrovány i padákové popruhy. Rukavice byly také integrovány, a po prvních pokusech se ustálil tvar prstů na „poloskrčeném“, který i po natlakování umožňoval držet ovládací prvky letounu bez výrazné námahy. V jistém smyslu nejexotičtějším prvkem skafandru byly vysoké šněrovací boty, zhotovené z klokaní kůže. Právě klokaní kůže totiž dokázala zajistit rozumnou míru pohodlí při současné odolnosti.

Poměrně dlouhé diskuze se vedly ohledně typu helmy. Zatímco výrobce X-15, firma North American, zastávala názor, že nejvhodnějším typem bude helma s tzv. „face seal“, neboli obličejovou membránou (byla použita například u záchranných skafandrů pro raketoplány), zástupci USAF Aero Medical Laboratory, která dohlížela na vývoj obleku, pro změnu trvali na helmě s celkovou ventilací, která měla být oddělena od zbytku skafandru přepážkou kolem krku. Nakonec zvítězil právě tento koncept, helma tvořila jeden společně ventilovaný celek a od zbytku těla její prostředí oddělovala gumová přepážka se dvěma jednocestnými ventily. Zatímco prostředí kolem hlavy bylo logicky promýváno kyslíkem, ventilace zbytku těla byla zajištěna dusíkem. Tlak v helmě byl udržován na úrovni okolního prostředí, v okamžiku kdy okolní tlak klesnul pod hranici 241 hPa, systém udržoval tlak v helmě na této úrovni. Vydechovaný vzduch byl ventily v krční přepážce směřován k torzu skafandru a posléze ven. Ve skafandru samotném byl tlak dusíku udržován na přibližně stejné úrovni.

Skafandry byly vyráběny na míru, proto každý z osmi pilotů, jež proháněli X-15 v letech 1959-1961, dostal svůj vlastní. Jeden z nich oblékal i Neil Armstrong… Oproti původním předpokladům, které v rámci programu X-15 počítaly s hmotností skafandru až 50 kg, byl MC-2 doslova „muší váhou“ – jeho hmotnost (včetně helmy, regulátoru a lahve nouzové zásoby kyslíku) nepřesahovala 17 kg. Nicméně skafandry MC-2 se netěšily příliš velké oblibě. Pilotům připadaly nemotorné, omezovaly pohyb, velmi pracné a zdlouhavé bylo i jejich oblékání s rolovanými spoji mezi kalhotami a torzem. Nedostatky trpěla také kyslíková instalace, bylo proto příhodné, že konstruktéři David Clark už v období prvních letů X-15 pracovali na vývoji vylepšené verze, jež dostala malinko krkolomný název A/P22S-2.

A/P22S-2 měl být univerzálním oblekem pro všechny piloty USAF, kteří se vydávali do stratosféry. Oblek měl vyřešit většinu nešvarů, jež postihovaly skafandry MC-2: vylepšit komfort při oblékání, zlepšit mobilitu a pohodlí nositelů, zlepšit výhled z helmy a mimo jiné umožnit variabilitu úprav pro různé typy letounů. První let v novém obleku provedl 21. března 1961 pilot Joe Walker. Neměl ovšem mnoho štěstí, protože vinou poruchy v elektrickém systému musel být shoz X-15 z mateřského letounu zrušen. O devět dní později, 30. března, už vše fungovalo podle plánu a Joe Walker překonal poprvé s X-15 výšku 100 000 stop (30,5 km). Walker během letu prožil přibližně 2 minuty ve stavu mikrogravitace a po 10 minutách a 16 sekundách po shozu přistál na vyschlém jezeře Rogers Dry Lake. Po přistání zhodnotil nový skafandr jako uživatelsky nepoměrně příjemnější, než MC-2. Už jen tři další lety ze třinácti byly v roce 1961 provedeny se starými skafandry MC-2 a od roku 1962 byl A/P22S-2 výlučnou součástí šatníku pilotů legendárního černého raketoplánu.

Co stálo za tak významnou změnou k lepšímu? Jednou z nejdůležitějších změn prošla tlaková vrstva. U MC-2 ji tvořily dvě části, jejichž oblékání bylo, jak je zmíněno řečeno výše, velmi pracné a zdlouhavé. Nový oblek měl tlakovou vrstvu tvořenou jediným kusem, vyrobeným tentokrát z neoprenem potaženého nylonu. Vstupní otvor měl tvar „U“ a bylo možno jej rozepnout zipem, vedoucím směrem šikmo dolů z levé části hrudníku pod paží na záda, kde probíhal horizontálně, aby se na druhé straně opět zvedal pod paži a na pravou část hrudníku.

Vrstva proti bobtnání už nebyla tvořena výlučně z link netu. Protože se předpokládala masová výroba, link net jako drahá a nákladná komodita zůstal pouze v oblasti ramen a hrudníku, zbytek vrstvy byl tvořen z jemné nylonové textilie. Tato vrstva sdílela vstupní zip s tlakovou obálkou. Zcela dospod pak už piloti nenavlékali vlněné prádlo ani ventilační systém zvlášť – obojí bylo integrováno do jediné vrstvy z oxfordského nylonu. Vnější převlečník pak byl vyroben z nylonu, potaženého stříbřitým polyuretanem. Na rozdíl od MC-2, kde oblékání trvalo až 30 minut, výše uvedené změny umožnily obléci A/P22S-2 za 5-10 minut.

Další velkou změnou byla helma. Konstruktéři definitivně prosadili použití „face seal“, tedy obličejové přepážky, jež těsně přiléhala k obvodu tváře pilota a vytvářela tak před jeho obličejem prostředí oddělené od zbytku hlavy. Výhodou byl menší objem prostoru, kam musel být vháněn kyslík a hlavně zlepšení výhledu. Zorné pole se použitím face seal zvětšilo laterálně o 40°.

Obrovskou úlevou pro piloty bylo také použití odnímatelných rukavic, připevněných k rukávům pomocí zipu. Velmi to usnadňovalo práci v kokpitu během přípravy na shoz a také to znamenalo, že v případě propíchnutí rukavice nebylo nutné vyměňovat celý skafandr.

A/P22S-2 byly v červenci 1961 přijaty do inventáře USAF a byly posléze využívány například i v programu špionážních letounů U-2. Jako takové byly dodávány v osmi standardních velikostech, ovšem pro program X-15 byly vyráběny na míru jednotlivým pilotům. Celkově bylo vyrobeno přibližně 500 kusů obleku, z toho přibližně 20 zamířilo do programu X-15.

Právě oblek A/P22S-2 měl na sobě oblečen Joe Walker, když v pátek 19. července 1963 dosáhl se svým X-15 výšky 106 km a kvalifikoval se tak pro získání astronautických křidélek. Zajímavostí na tomto letu ve spojení s kosmonautikou je také fakt, že v letovém plánu měl Walker mimo jiné experiment s vlečeným balónem. Stejný experiment měla na programu i mise Mercury-Atlas 7, kterou v květnu toho roku vykonal Scott Carpenter. Stejně jako u Carpenterovy mise, ani u Walkerova letu se experiment nepodařil. O měsíc později pak Walker ustavil rekord v dosažené výšce, když dostoupal na úroveň 107,96 km.

Abychom zůstali ještě chvíli věrni zaměření našeho portálu, nemůžeme nezmínit projekt „Blue Scout“, který NASA načrtla na počátku šedesátých let. Zjednodušeně řečeno mělo jít o použití X-15 jako platformy pro odpalování raket se satelity o hmotnosti až 70 kg na orbitální dráhu. Raketoplán měl dostat hydraulický výklopný závěsník, z něhož měla v okamžiku vypnutí motoru X-15 odstartovat upravená raketa RM-89 Blue Scout. Program Blue Scout byl nakonec po vyhotovení několika předběžných studií zrušen a X-15 se věnoval čistě výzkumnému programu.

Celkově byly vyrobeny tři exempláře tohoto výjimečného stroje. Jeden byl ztracen 15. listopadu 1967, když Mike Adams nechtěně nechal stroj spadnout do hypersonické ploché vývrtky, na kterou už nedokázal najít recept. Trosky stroje dopadly nedaleko městečka Johannesburg, Mike Adams bohužel zahynul. Při tomto letu dosáhl výšky 81 km a posmrtně mu byly uděleny astronautická křidélka USAF (letectvo USA uznává jako hranici vesmíru výšku 50 mil, tedy 80 km).

Program X-15 skončil v říjnu 1968 misí s pořadovým číslem 199. V plánu byl ještě jeden, dvoustý let, ale provázely jej neustálé odklady kvůli poruchám a nepříznivému počasí. Když byl 20. prosince 1968 mateřský letoun NB-52B s X-15 pod křídlem připraven pojíždět ze stojánky k vzletové dráze, základna Edwards se během několika minut ocitla uprostřed sněhové bouře. Na radiokanále spojení se v ten okamžik ozval Paul Bickle, šéf kontingentu NASA na Edwards. Se slovy: „Někdo se nám tím asi snaží něco říct. Je čas program ukončit,“ udělal za programem X-15 definitivní tečku. Ještě ten den byl stroj North American X-15 s výrobním číslem 1 sejmut ze svého pylonu pod křídlem mateřského letounu a o půl roku později se stal exponátem muzea Smithsonian Institute ve Washingtonu.

North American X-15 byl strojem, který v mnohém předběhl svoji dobu. Přinesl svým tvůrcům mnohé poznatky o aerodynamice vysokých rychlostí, tepelném transferu a chování nových materiálů. Stál u zrodu řízení „fly-by-wire“ a simulační techniky a technologie, použité při výcviku a plánování letů, byly naprostým vrcholem tehdejšího umu konstruktérů, vědců a techniků.

V neposlední řadě však program X-15 znamenal také pokrok v oblasti přetlakových oděvů. Skafandry MC-2 a A/P22S-2 svým uživatelům přinášely bezpečí pro případ dekomprese při zachování rozumné míry pohodlí a práceschopnosti. Fotografie pilotů ve stříbřitých oblecích vedle černé elegantní siluety X-15 tak mohly vstoupit do povědomí všech fanoušků letectví a kosmonautiky a nepřestávají fascinovat ani téměř padesát let po posledním přistání tohoto nádherného stroje…

(článek má pokračování)

Zdroje obrázků:

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:X-15_contrail_after_launch.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:X-15_in_flight.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:X-15_Mounted_to_B-52_Mothership_Pylon_in_Flight_-_GPN-2000-000141.jpg
http://www.simplethingcalledlife.com/wp-content/uploads/2015/02/history-of-spacesuits-3-997×1024.jpg
http://www.simplethingcalledlife.com/wp-content/uploads/2015/02/history-of-spacesuits-4-839×1024.jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Joe_Engle_X-15_pilot.jpg
http://xplanes.free.fr/x15/pilotes/x15_engle_01.jpg (kredit: NASA)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:X-15_pilots_clown_around_(5135053980).jpg
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:X-15A2_NB-52B_3.jpg