Rockwell X-30 был передовой технологии Демонстрационный проект для Национального Аэро-космический самолет (NASP), часть проекта Соединенных Штатов создать одноступенчатый-на-орбите (SSTO) космических аппаратов и пассажирских spaceliner. [1] Начатый в 1986 году, он был отменен в начале 1990-х годов до того, как был завершен прототип, хотя были завершены многие опытно-конструкторские работы в области перспективных материалов и аэрокосмического дизайна. В то время как цель будущего NASP была пассажирский лайнер (далее «Восточный экспресс») , способный двухчасовой рейсов из Вашингтона в Токио , [1] Х-30 был запланирован для экипажа из двух и ориентирована на тестирование.
X-30 NASP | |
---|---|
Художественная концепция выхода Х-30 на орбиту | |
Роль | Одноступенчатый орбитальный космический самолет (SSTO) |
Производитель | Rockwell International |
Статус | Отменено в 1993 г. |
Основной пользователь | НАСА |
Разработка
Считается, что концепция NASP была взята из проекта «Медный каньон» Агентства перспективных оборонных исследований (DARPA) с 1982 по 1985 год. В своем послании о положении страны в 1986 году президент Рональд Рейган призвал к «новому Востоку». Express, который к концу следующего десятилетия сможет взлететь из аэропорта Даллеса , разогнаться до 25-кратной скорости звука , достигнув низкой околоземной орбиты или улетев в Токио в течение двух часов ».
Исследования показали, что максимальная скорость для самолета на основе ГПВП составляет 8 Маха , поскольку в результате адиабатического сжатия самолет будет выделять тепло , что потребует значительных затрат энергии. Проект показал, что большая часть этой энергии может быть восстановлена путем пропускания водорода через кожу и передачи тепла в камеру сгорания: тогда казалось возможным 20 Махов. Результатом стала программа, финансируемая НАСА и Министерством обороны США (финансирование было примерно поровну разделено между НАСА, DARPA, ВВС США , Управлением стратегической оборонной инициативы (SDIO) и ВМС США ). [2]
В апреле 1986 года McDonnell Douglas , Rockwell International и General Dynamics получили контракты (не более 35 миллионов долларов каждый) на разработку технологии для гиперзвукового летательного аппарата / планера SSTO с воздушным дыханием . [2] Rocketdyne и Pratt & Whitney получили контракты на 175 миллионов долларов на разработку двигателей / силовой установки. [2] Подрядчики планеров будут соревноваться, и двое или трое будут ликвидированы через год. [2] Планировалось, что через 42 месяца (конец 1989 г.) будут заключены контракты на постройку летного демонстрационного летательного аппарата. [2]
В 1990 году компании объединились под руководством Rockwell International для разработки этого корабля, чтобы справиться с техническими и бюджетными препятствиями. [ необходима цитата ] Началась разработка X-30, как он тогда назывался.
Несмотря на прогресс в необходимых конструктивных и двигательных технологиях, НАСА все еще предстояло решить серьезные проблемы. [ необходима цитата ] Министерство обороны хотело, чтобы на нем была экипаж из двух человек и даже небольшая полезная нагрузка. Требования к автомобилю, рассчитанному на человека , с приборами, системами экологического контроля и оборудованием безопасности, сделали X-30 больше, тяжелее и дороже, чем требуется для демонстратора технологий. Программа X-30 была прекращена в условиях сокращения бюджета и технические проблемы в 1993 году [ править ]
Наследие
Кульминацией более скромной гиперзвуковой программы стал беспилотный X-43 «Hyper-X».
Детальный макет X-30 в масштабе одной трети (50 футов в длину) был построен студентами-инженерами в лаборатории Raspet Flight Research Lab Университета штата Миссисипи в Старквилле, штат Миссисипи . [3] [4] [5] Он выставлен в кампусе Aviation Challenge Космического и ракетного центра США в Хантсвилле, штат Алабама .
Дизайн
Первоначальная концепция была для конической носовой части, которая эволюционировала (после 1987?) В форму плоской лопаты.
В конфигурации X-30 интегрированы двигатель и фюзеляж. Лопаткообразный носовой фюзеляж создавал ударную волну для сжатия воздуха, прежде чем он попадал в двигатель. В кормовой части фюзеляжа имелось интегрированное сопло для расширения выхлопных газов. Двигатель между ними был ГПВП . В то время [ когда? ] однако ни один ГПВРД не был близок к завершению эксплуатации.
Аэродинамическая конфигурация была примером гидроцикла . Большая часть подъемной силы создавалась фюзеляжем за счет подъемной силы сжатия . «Крылья» представляли собой небольшие плавники, обеспечивающие балансировку и управляемость. Эта конфигурация была эффективна для высокоскоростного полета, но затрудняла взлет, посадку и полет на малой скорости.
Ожидалось, что температура планера составит 980 ° C (1800 ° F) на большей части поверхности с максимальным значением более 1650 ° C (3000 ° F) на передних кромках и частях двигателя. Это потребовало разработки высокотемпературных легких материалов, включая сплавы титана и алюминия, известные как гамма- и альфа- алюминид титана , усовершенствованные углеродно-углеродные композиты и композит с металлической матрицей титана (TMC) с волокнами карбида кремния . Композиты с титановой матрицей были использованы McDonnell Douglas для создания репрезентативной секции фюзеляжа под названием «Задача D». Изделие для испытаний в Задаче D было четыре фута в высоту, восемь футов в ширину и восемь футов в длину. / Эпоксидный углерод бак криогенного водорода был интегрирован с секцией фюзеляжа и всей сборкой, включая энергозависимый и горючий водород, был успешно испытан с механическими нагрузками и температура 820 ° C (1500 ° F) в 1992 году, как раз перед отменой программы.
Технические характеристики (Х-30 в исходном состоянии)
[ необходима цитата ]
Общие характеристики
- Длина: 160 футов 0 дюймов (48,768 м)
- Размах: 74 футов 0 дюймов (22,5552 м)
- Полная масса: 136077 кг (300000 фунтов)
- Силовая установка: 1 × ГПВРД
Представление
- Топливо: воздух / слякоть LH2
Наследие дизайна и материалов
Смотрите также
- Скрэмджет
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
- NASA X-43 (по сути, уменьшенная модель)
- Туполев Ту-2000
- HOTOL - британский космический самолет 1980-х годов.
Рекомендации
- ^ a b Чанг, Кеннет (20 октября 2014 г.). «25 лет назад НАСА представило собственный« Восточный экспресс » » . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 октября 2014 года .
- ^ a b c d e Информационный бюллетень Национальной программы создания аэрокосмических самолетов Архивировано 2 апреля 2016 г. на Wayback Machine (URL-адрес нуждается в архивировании)
- ^ Штат Миссисипи побеждает в конкурсе макетов аэрокосмического самолета
- ^ NASP X-30 архивации 2005-03-17 в Wayback Machine
- ^ Х-30 Национальный Aero-Space Plane Mockup Выкатывает
- Американские автомобили X
- История ВВС НАСП (pdf)
Внешние ссылки
- Видео "Аэрокосмический самолет: гибкий доступ в космос" (НАСА) 4 мин.