Боинг X-20 Dyna-Soar - Boeing X-20 Dyna-Soar

X-20 Dyna-Soar
NASA Color Dyna Soar.jpg
Впечатление художника от X-20 во время возвращения в атмосферу
Страна происхождения Соединенные Штаты
Характеристики
Вместимость экипажа 1
Производство
Статус Отменено сразу после начала строительства космического корабля
Первый запуск 1 января 1966 г. (предложено)
Последний запуск 1 марта 1968 г. (предложено)

Boeing X-20 Dyna-Сор ( «Dynamic Soarer») была ВВС США программы (USAF) разработать космоплан , которые могут быть использованы для различных военных задач, в том числе воздушной разведки , бомбардировок , спасательные операции , спутниковое обслуживание , и как космический перехватчик для саботажа спутников противника. Программа проходила с 24 октября 1957 года по 10 декабря 1963 года, стоимость US $ млн 660 (5,58 $ млрд в текущих ценах), и была отменена только после того, как строительство космических аппаратов началось.

Другие разрабатываемые в то время космические аппараты, такие как « Меркурий» или « Восток» , представляли собой космические капсулы с баллистическими профилями входа в атмосферу, которые заканчивались приземлением под парашютом. Dyna-Soar больше походил на самолет. Он мог лететь к далеким целям со скоростью межконтинентальной баллистической ракеты , был разработан так, чтобы лететь до Земли, как самолет под управлением пилота, и мог приземляться на аэродроме. Dyna-Soar также может достичь околоземной орбиты, как обычные пилотируемые космические капсулы.

Эти характеристики сделали Dyna-Soar гораздо более продвинутой концепцией, чем другие пилотируемые космические полеты того периода. Исследования космического самолета были реализованы намного позже в других космических аппаратах многоразового использования, таких как космический шаттл 1981–2011 годов и более поздние космические аппараты Boeing X-40 и X-37B .

Задний план

Концепция , лежащая в основе X-20 была разработана в Германии во время Второй мировой войны по Зенгер и Иренного Бредту как часть 1941 Silbervogel предложения. Это была конструкция бомбардировщика с ракетным двигателем, способного атаковать Нью-Йорк с баз в Германии, а затем взлететь и приземлиться где-нибудь в Тихом океане, принадлежащем Японской империи . Идея состоит в том, чтобы использовать крылья транспортного средства для создания подъемной силы и выхода на новую баллистическую траекторию, снова покидая атмосферу и давая транспортному средству время остыть между прыжками. После войны было продемонстрировано, что тепловая нагрузка во время прыжков была намного выше, чем первоначально рассчитывалась, и могла расплавить космический корабль.

После войны многие немецкие ученые были доставлены в США в Управлении стратегических служб «ы операции Скрепка , принося с собой детальное знание проекта Silbervogel. Среди них, Дорнбергер и Крафт Ehricke переехали в Bell Aircraft , где в 1952 году, они предложили , что было по существу вертикальной версии запуска Silbervogel известная как «Бомбардировщик ракеты» или «Bomi».

Все эти исследования предлагали различные транспортные средства с ракетными двигателями, которые могли преодолевать огромные расстояния, планируя, после того, как их ускорили до высокой скорости и высоты с помощью ступени ракеты. Ракетный ускоритель выведет аппарат на суборбитальную , но внеатмосферную траекторию, что приведет к короткому космическому полету с последующим входом в атмосферу . Вместо полного повторного входа в атмосферу и приземления транспортное средство будет использовать подъемную силу своих крыльев для изменения угла планирования вверх, меняя горизонтальную скорость на вертикальную. Таким образом, транспортное средство снова будет «отброшено» обратно в космос. Этот метод пропуска-скольжения будет повторяться до тех пор, пока скорость не станет достаточно низкой, чтобы пилот транспортного средства должен был выбрать место приземления и спланировать транспортное средство на посадку. Такое использование гиперзвуковой атмосферной подъемной силы означало, что аппарат мог значительно увеличить дальность полета по баллистической траектории, используя тот же ракетный ускоритель.

Интерес к Боми был настолько велик, что к 1956 году он превратился в три отдельные программы:

  • RoBo (ракетный бомбардировщик), обновленная версия Bomi.
  • Brass Bell, дальний разведывательный автомобиль.
  • Hywards (система поддержки исследований и разработок гиперзвукового оружия), меньший прототип системы для разработки технологий, необходимых для Робо и Брасс Белл.

Разработка

Boeing макет X-20 Dyna-Soar
Художественное представление о запуске Dyna-Soar с использованием ракеты-носителя Titan с большими плавниками, добавленными к первой ступени Titan.

Через несколько дней после запуска Спутника-1 4 октября 1957 года, 10 или 24 октября, Командование авиационных исследований и разработок ВВС США (ARDC) объединило исследования Hywards, Brass Bell и Robo в проект Dyna-Soar или систему вооружения 464L. , с трехступенчатым сокращенным планом развития. Это предложение объединило существующие предложения по планеру с ускорением в единую машину, предназначенную для выполнения всех задач по бомбометанию и разведке, изученных в предыдущих исследованиях, и должно было выступить в качестве преемника исследовательской программы X-15 .

Три этапа программы Dyna-Soar должны были включать исследовательскую машину ( Dyna-Soar I ), разведывательную машину ( Dyna-Soar II , ранее Brass Bell) и машину, которая добавляла возможности стратегической бомбардировки ( Dyna-Soar III , ранее Робо). Ожидается, что первые глиссадные испытания Dyna-Soar I будут проведены в 1963 году, а в следующем году последуют полеты на двигателях, достигающих 18 Маха . Планируемая роботизированная ракета должна была быть развернута в 1968 году, а полностью готовая система вооружения (Dyna-Soar III) должна была появиться к 1974 году.

В марте 1958 года девять аэрокосмических компаний США подали заявки на контракт Dyna-Soar. Из них поле было сужено до предложений от Bell и Boeing. Несмотря на то, что у Белла было преимущество в виде шести лет проектных исследований, контракт на космоплан был заключен с Боингом в июне 1959 года (к тому времени их первоначальный дизайн заметно изменился и теперь очень напоминал то, что представлял Белл). В конце 1961 года ракетой-носителем был выбран Titan III . Запуск ракеты Dyna-Soar должен был производиться с авиабазы ​​на мысе Канаверал во Флориде.

Описание космического корабля

Впечатление художника от X-20 при заходе на посадку на базе ВВС Эдвардс

Общий дизайн X-20 Dyna-Soar был обрисован в общих чертах в марте 1960 года. Он имел треугольную форму низкорасположенного крыла с крылышками для управления, а не более традиционным оперением. Каркас корабля должен был быть сделан из суперсплава René 41 , как и панели верхней поверхности. Нижняя поверхность должна была быть сделана из листов молибдена, помещенных поверх изолированного René 41, в то время как носовой конус должен был быть сделан из графита с циркониевыми стержнями.

Из-за меняющихся требований было рассмотрено несколько версий Dyna-Soar, имеющих одинаковую базовую форму и компоновку. Спереди сидел пилот-одиночка, сзади располагался отсек для оборудования. Этот отсек содержал оборудование для сбора данных, оружие, разведывательное оборудование или среднюю палубу на четыре человека в случае космического корабля - шаттла X-20X . Martin Marietta Transtage верхняя ступень крепится к заднему концу корабля позволит орбитальные маневры и запуск прерывания возможности перед тем , как выбросили за борт , прежде чем спуск в атмосферу. При падении через атмосферу непрозрачный тепловой экран из тугоплавкого металла защищал окно в передней части корабля. Затем этот тепловой экран будет сброшен после торможения, чтобы пилот мог видеть и безопасно приземлиться.

Рисунок в журнале Space / Aeronautics, сделанный до отмены проекта, изображает корабль, скользящий по поверхности атмосферы, чтобы изменить наклон своей орбиты . Затем он запустит свою ракету, чтобы вернуться на орбиту. Это было бы уникальной способностью для космического корабля, поскольку законы небесной механики означают, что для изменения установленного орбитального наклонения требуются огромные затраты энергии. Предполагалось, что Dyna-Soar сможет использовать эту возможность для сближения со спутниками, даже если цель выполняет маневры уклонения. В таком маневре силы ускорения на пилота были бы серьезными.

В отличие от более позднего Space Shuttle, у Dyna-Soar не было колес на ходовой части трехколесного велосипеда , поскольку резиновые шины могли загореться при входе в атмосферу. Вместо этого Goodyear разработала убирающиеся лыжи с проволочной щеткой, сделанные из того же сплава René 41, что и планер.

История эксплуатации

В апреле 1960 года семь астронавтов были тайно выбраны для программы Dyna-Soar:

Нил Армстронг и Билл Дана покинули программу в середине 1962 года. 19 сентября 1962 года Альберт Крюс был добавлен в программу Dyna-Soar, а имена шести оставшихся астронавтов Dyna-Soar были объявлены общественности.

К концу 1962 года Dyna-Soar получил обозначение X-20, ракета-носитель (для использования в испытаниях на падение Dyna Soar I) успешно сработала, а ВВС США провели церемонию открытия X-20 в Лас-Вегасе. .

Компания Minneapolis-Honeywell Regulator Company (позже Honeywell Corporation ) завершила летные испытания подсистемы инерционного наведения для проекта X-20 на базе ВВС Эглин , Флорида, используя NF-101B Voodoo к августу 1963 года.

Boeing B-52C-40-BO Stratofortress 53-0399 был отнесен к программе десантирования X-20, аналогичной стартовому профилю X-15 . Когда X-20 был отменен, он использовался для других испытаний сбрасывания с воздуха, в том числе для спасательной капсулы B-1A .

Проблемы

Помимо проблем с финансированием, которые часто сопровождают исследовательские усилия, программа Dyna-Soar страдала от двух основных проблем: неуверенности в отношении ракеты-носителя, которая будет использоваться для отправки корабля на орбиту, и отсутствия четкой цели для проекта.

Для вывода на орбиту Dyna-Soar предлагалось много разных ускорителей. Первоначальное предложение ВВС США предложило LOX / JP-4, фтор-аммиак, фтор-гидразин, или RMI (X-15) двигатели, но Боинг, основной подрядчик, выступает за Атлас - Centaur комбинации. В конце концов, в ноябре 1959 года ВВС выдвинули условие о создании Титана , как предлагал несостоявшийся конкурент Мартин, но Титан I не был достаточно мощным, чтобы запустить пятитонный X-20 на орбиту.

Ракеты-носители Titan II и Titan III могли запускать Dyna-Soar на околоземную орбиту, как и Saturn C-1 (позже переименованный в Saturn I ), и все они предлагались с различными комбинациями верхней ступени и ракеты-носителя. В декабре 1961 года был выбран Titan IIIC, но колебания в отношении системы запуска задержали проект и усложнили планирование.

Первоначальное намерение Dyna-Soar, изложенное в предложении по оружейной системе 464L, предусматривало проект, сочетающий авиационные исследования с разработкой систем вооружения. Многие сомневались, должны ли ВВС США иметь пилотируемую космическую программу, когда это было основной сферой деятельности НАСА. В ВВС часто подчеркивали, что, в отличие от программ НАСА, Dyna-Soar допускает контролируемый повторный вход в атмосферу, и именно здесь были приложены основные усилия в программе X-20. С 19 января 1963 года министр обороны , Роберт Макнамара , направил ВВС США провести исследование , чтобы определить , является ли Близнецы или Dyna-Сор был более осуществимый подход к системе оружия космического базирования. В середине марта 1963 года, после получения исследования, секретарь Макнамара «заявил, что ВВС уделяли слишком много внимания управляемому возвращению в атмосферу, когда у них не было никаких реальных целей для орбитального полета». Это было воспринято как изменение предыдущей позиции Секретаря по программе Dyna-Soar. Dyna-Soar также была дорогостоящей программой, которая не могла запускать миссию с экипажем до середины 1960-х годов. Эта высокая стоимость и сомнительная полезность мешали ВВС США оправдать программу. В конце концов, 10 декабря 1963 года программа X-20 Dyna-Soar была отменена.

В день отмены проекта X-20 ВВС США объявили о другой программе - пилотируемой орбитальной лаборатории , дочерней компании Gemini. Эту программу тоже со временем отменили. Другая черная программа, ISINGLASS , которая должна была запускаться с воздуха с бомбардировщика B-52, была оценена, и некоторые двигатели были проделаны, но в конечном итоге также была отменена.

Наследие

Несмотря на отмену X-20, связанные с этим исследования космопланов повлияли на гораздо более крупный космический шаттл . В окончательной конструкции также использовались треугольные крылья для контролируемой посадки. Более поздний и гораздо меньший советский БОР-4 был ближе по философии конструкции к Dyna-Soar, в то время как исследовательские самолеты NASA Martin X-23 PRIME и Martin Marietta X-24A / HL-10 также исследовали аспекты суборбитальных и космических полетов. . ESA предложил Гермес экипажем космического корабля взял дизайн и расширил ее масштабы.

Технические характеристики (в соответствии с проектом)

Ортографическая проекция X-20.

Общие характеристики

  • Экипаж: Один пилот
  • Длина: 35,34 фута (10,77 м)
  • Размах крыла: 20,8 футов (6,3 м)
  • Высота: 8,5 футов (2,6 м)
  • Площадь крыла: 345 кв.м (32,1 м 2 )
  • Пустой вес: 10 395 фунтов (4715 кг)
  • Максимальный взлетный вес: 11,387 фунтов (5,165 кг)
  • Силовая установка: 2 ракетных двигателя AJ10-138 с тягой 8000 фунтов силы (36 кН) каждый

Представление

  • Максимальная скорость: 17 500 миль / ч (28 200 км / ч, 15 200 узлов)
  • Диапазон: 25000 миль (41000 км, 22000 миль)
  • Практический потолок: 530 000 футов (160 000 м)
  • Скорость подъема: 100000 фут / мин (510 м / с)
  • Нагрузка на крыло: 33 фунта / кв. Фут (160 кг / м 2 )

СМИ

  • В эпизоде ​​1 сезона « Сумеречной зоны» 1959 года, озаглавленном « И когда открылось небо », упоминался космический корабль под названием X20, который имел похожий профиль, но мог нести экипаж из трех человек.
  • В 1962 году в пятой книге Дональда А. Воллхейма о Майке Марсе , « Майк Марс летает на Dyna-Soar» , главный герой выполнил аварийно-спасательную операцию на «Dyna-Soar».
  • В рассказе Джона Берримана «Проблема с Telstar» 1963 года был использован Dyna-Soar для перехвата спутников связи для ремонта.
  • В голливудской драме 1969 года Marooned был показан спасательный корабль, смоделированный по образцу Dyna-Soar (названный X-RV для экспериментальной спасательной машины), который спешно использовали для спасения астронавтов на борту искалеченной командирской капсулы Apollo. В Mad Magazine это было высмеяно как XRT, экспериментальное спасательное средство.

Смотрите также

Связанная разработка

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Рекомендации

Заметки

Библиография

  • Кайден, Мартин. Крылья в космос: история и будущее крылатого космического полета. Нью-Йорк: Холт, Райнхарт и Уинстон Inc., 1964.
  • Дорнбергер, Уолтер Р. "Ракетный коммерческий авиалайнер". Dyna-Soar: система гиперзвукового стратегического оружия, Отчет об исследовании № 135 .. Миннеаполис, Миннесота: Миннесотский университет, Технологический институт, 1956.
  • Даффи, Джеймс П. Цель: Америка, план Гитлера атаковать Соединенные Штаты. Санта-Барбара, Калифорния: Praeger, 2004. ISBN  0-275-96684-4 .
  • Dyna-Soar: система гиперзвукового стратегического оружия: отчет с описанием конструкции . База ВВС Эндрюс, Мэриленд: Командование систем ВВС, 1961, стр. 145–189.
  • Гейгер, Кларенс Дж. История X-20A Dyna-Soar. Vol. 1: Серия исторических публикаций AFSC 63-50-I, идентификатор документа ASD-TR-63-50-I. База данных Райт Паттерсон, Огайо: Информационное бюро отдела авиационных систем, 1963.
  • Годвин, Роберт, изд (2003). Dyna-Soar: система гиперзвукового стратегического оружия . Берлингтон, Онтарио, Канада: Apogee Books. ISBN 1-896522-95-5.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  • Houchin, Рой. Гиперзвуковые исследования и разработки в США: взлет и падение Dyna-Soar, 1944–1963. Лондон: Рутледж, 2006. ISBN  0-415-36281-4 .
  • Нойфельд, Майкл Дж. (1995). Ракета и Рейх: Пенемюнде и наступление эры баллистических ракет . Нью-Йорк: Свободная пресса. ISBN 978-0-674-77650-0.
  • Strathy, Чарльтон Г. (1957). Dyna-Soar: Система гиперзвукового стратегического оружия: Система оружия 464L Сокращенный план развития . С. 38–75.
  • Йенн, Билл (1985). Энциклопедия космических аппаратов США . Лондон: Книги Бизона. ISBN 978-5-551-26650-1.

Внешние ссылки