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블랙 애로우

Black Arrow
다른 용도는 검은색 화살표(동음이의)를 참조하십시오.
블랙 애로우
Black Arrow.jpg
우메라 로켓공원의 검은 화살 모형.
함수캐리어 로켓
제조사
원산지영국
크기
높이13m(43ft)[1]
지름2m(6피트 7인치)[2]
미사1만8,130kg(3만9,970lb)[1]
단계3
역량
페이로드와 LEO[altitude and inclination needed] 연결
고도220km(140mi)
미사135kg(298lb)[2]
페이로드와 LEO[altitude and inclination needed] 연결
고도500km(오후 mi)
미사102kg (190lb)[2]
실행 기록
상태은퇴한
시작 사이트우메라 LA-5B
총출발4
성공2
실패2
제1편1969년[1] 6월 27일
마지막 비행1971년[1] 10월 28일
1단계
전원 공급 기준감마8길
최대 추력256.4 킬로와트(57,600 lbf)
특정충동265초(2.60km/초)
굽는 시간131초
추진제RP-1/HTP
2단계
전원 공급 기준감마2길
최대 추력68.2 킬로와트(15,300 lbf)
특정충동265초(2.60km/초)
굽는 시간116초
추진제RP-1/HTP
3단계 – 왁스윙
전원 공급 기준고체 1개
최대 추력27.3킬로와트(6,100 lbf)
특정충동278초(2.73km/초)
굽는 시간55초
추진제고체
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공식적으로 자본화된 블랙 애로우(BLACK AROW)는 영국의 위성항모 로켓이었다.[3]1960년대 동안 개발되었으며, 1969년부터 1971년 사이에 4번의 발사에 사용되었으며, 모두 호주의 우메라 금지구역에서 발사되었다.그것의 마지막 비행은 영국에 의해 수행된 최초의 성공적인 궤도 발사였으며, 프로스페로 위성을 낮은 지구 궤도에 올려놓았다.[2]

블랙 애로우(Black Arrow)는 1964년에 프로젝트가 승인되면서 블랙 나이트 로켓에 기반한 항모 로켓을 위한 왕립 항공기 설립의 연구에서 유래되었다.[4]처음에는 손더스 로에 의해, 나중에는 웨스트랜드 항공에 의해 합병의 결과로 개발되었다.

블랙 애로우(Black Arrow)는 RP-1 파라핀(케로센)과 과산화수소(과산화수소 85% + 물 15%)의 농축된 형태의 과산화수소 시험으로 연료가 공급된 3단 로켓이었다.[5]그것은 국방부가 블랙 애로우 프로그램을 유지하는 것보다 더 저렴하다고 계산한 American Scout 로켓 사용을 찬성하기 위해 단지 네 번의 발사 후에 폐기되었다.[6]

개발

블랙 애로우사는 더 큰 우주선을 위해 설계된 시스템을 시험하기 위해 낮은 지구 궤도에 317파운드(144 kg)의 탑재체를 배치할 수 있는 로켓을 제안하는 왕립 항공기 설립 제안에서 비롯되었다.[altitude and inclination needed]1964년 가을, 이 프로그램은 보수 항공 장관 줄리안 아메리에 의해 승인되었다.그리고 나서, 10월의 총선에 이어, 차기 노동당 정부는 지출을 줄이기 위해 이 프로젝트를 보류시켰다.[7]또 다른 선거에 이어, 정부는 시험 프로그램을 5개에서 3개로 축소하는 것을 포함한 몇 가지 수정사항으로 프로그램의 계속을 승인했다.처녀 발사는 1968년으로 예정되어 있었다.[8]

블랙 애로우에 사용되는 기술과 시스템은 블랙 나이트 로켓, 즉 블루 스틸 미사일에서 이미 개발되었거나 비행이 증명된 것이 대부분이었다.[4]Black Arrow는 비용을 절감하고 개발 프로세스를 단순화하기 위해 가능한 한 초기 프로그램의 많은 기술을 재사용하도록 설계되었다.[2]블랙 나이트 프로그램의 많은 수석 직원들은 수석 미사일 과학자 로이 돔메트, 최고 디자인 엔지니어 레이 휠러, 그리고 수석 엔지니어 존 언더우드를 포함하여 블랙 애로우로 직접 옮겼다.[9]

초기 개발은 1964년 웨스트랜드 항공기에 합병한 손더스 로에 의해 수행되었다.웨스트랜드는 그 후 블랙 애로우사의 주요 계약자로, 와이트 섬의 이스트 코우즈에서 1단계와 2단계를 조립했고, 이후 1950년대부터 1971년 10월 28일 로켓 발사까지 로켓을 시험했다.[10]브리스톨 시들리는 워릭셔주 안스티의 한 공장에서 1, 2단 엔진을 생산했다.이 엔진들은 위트섬으로 선적되기 전에 공장에서 시험 발사되었고, 그곳에서 로켓에 통합되었고 1단 엔진은 하이 다운에서 다시 발사되었다.[11]브리스톨 에어로젯은 서머셋에서 3단계를, 폭발물 연구 개발 기구는 에식스 월텀 애비에서 고체 추진체를 생산했다.[4]버킹엄셔 주 웨스트콧에 본부를 둔 로켓 추진 기구는 무대의 설계와 통합을 담당했다.[4]

Black Arrow라는 이름은 Rainbow Code로 비공식적으로 알려진 색상과 명사로 구성된 지정을 국군이 수행하는 연구 프로그램에 할당하는 공급부 정책에서 유래했다.[3]

차량

연료 및 산화제 탱크, 엔진 및 페어링 내부의 3단계 위치를 보여주는 컷어웨이 다이어그램.

블랙 애로우 1단계와 2단계는 산화제로 과산화수소 높은 테스트를 사용하여 연소된 RP-1 파라핀(케로센)에 의해 연료가 공급되었다.[5]최적의 혼합비율이 약 7이기 때문에, 현대의 많은 발사 시스템에 비해 더 큰 산화제 탱크가 필요했다.[12]산화제 탱크는 무게중심을 더 높게 이동시키고 로켓을 더 안정되게 만들기 위해 보다 밀도가 높은 추진체를 상부에 올려놓는 관행에 따라 연료 탱크 아래에 위치하여 비행 중이어서 제어하기가 용이했다.[13][4]이러한 배치는 독일과 미국이 개척한 반면, 소련은 산화제 탱크를 연료 탱크 위에 올려놓아 하부 탱크가 먼저 채우기 쉽게 만들었다.[14]

스러스트 벡터링은 처음 두 단계에서 자세 제어를 제공하기 위해 사용되었다.[4]8개의 1단 연소실은 한 축을 따라 좌우로 짐벌링할 수 있는 쌍으로 배치되었다.[4]쌍 중 두 쌍은 다른 두 쌍과 수직으로 배열되었고, 네 쌍을 모두 함께 사용할 때, 그들은 롤링, 피치, 요 컨트롤을 제공했다.[4]2단계에는 2개의 연소실이 있어 두 개의 축을 따라 짐벌링할 수 있어 동일한 수준의 제어력을 제공한다.2단계 컷오프 후 해안 단계에서 로켓은 반응 제어 시스템에 의해 제어되었다.[4]3단계는 자세제어 시스템이 없었고, 대신 스핀 안정화되었다.[2]

첫 단계는 127초 동안 연소된 단일 감마 8 엔진에 의해 구동되었다.[2]감마 8호는 블랙 나이트에 사용된 감마 301 엔진에서 파생된 8개의 챔버 엔진이었다.길이는 6.9m(23ft), 직경은 2m(6ft 7인치)로 프랑스 코랄리와 같은 직경이었다.[2]코랄리는 유로파 로켓의 2단 로켓으로 사용되었고, 블랙 애로우에게 코랄리와 같은 직경을 부여하기로 한 결정은 유로파의 1단으로 사용되던 블루 스트릭과 호환되도록 하기 위해 취해졌다.[2]이것은 블랙 애로우사의 탑재 용량을 증가시킬 수 있었고, 영국도 코랄리에 대한 백업으로 블랙 애로우 1단계를 사용할 수 있게 했을 것이다.[15]이러한 이유로, 1단 직경을 제외하고 원래 규격의 모든 치수는 미터 단위로 주어졌다.[2]

1단계와 2단계는 4개의 시스킨 IB 분리기와 풀리지 모터가 포함된 단계간 구조로 연결돼 1단계가 끊긴 지 7초 만에 분리돼 점화됐다.[4][16]6초 후 2단계에서 인터스테이지가 분리되었다.길이 2.9m(9ft 6인치)에 지름 1.37m(4ft 6인치)로 측정된 2단계는 분리모터 직후 발화한 2챔버 감마2 엔진에[17] 의해 구동돼 123초간 계속 연소됐다.[2]발사 후 3분 후, 2단계 화상 중에 페이로드 페어링이 분리되었다.[2]

런던 과학 박물관에 전시된 R4의 처음 두 단계와 오픈 페이로드 페어링

비행 시작 약 257초 후, 2단계가 끊겼고, 로켓은 어포게이션을 하기 위해 해안 단계로 접어들었다.[2]차단 직후 2단계 자세 제어 시스템이 가압되었다.해안에서 3단계 분리에 대한 올바른 방향은 자세 제어 시스템을 통해 유지되었다.[2]해안 기간이 끝날 무렵, 3단계는 imf 로켓 6개를 사용해 3헤르츠(180rpm)의 속도로 회전했다.[2]5초 후, 3단계가 분리되었고,[4] 10초 이상 더 타오르면서 점화되었다.3단계는 왁스윙 고체 로켓 모터로 55초간 연소했다.[2]

3단계가 소진된 지 1분이 조금 넘었을 때, 탑재물이 방출되었고, 가스 발전기는 우주선을 밀어내고 상단을 분리하는 데 사용되었다.[2]번아웃과 분리 사이의 지연은 잔여 추력으로 인한 상부 단계와 페이로드 사이의 재접촉 위험을 줄이기 위한 것이었다.그럼에도 불구하고, R3 발사에서 우주선이 분리된 후,[2] 상단은 프로스페로 위성과 충돌하여 우주선의 통신 더듬이 중 하나를 손상시켰지만,[18] 우주선은 여전히 임무를 성공적으로 완수할 수 있었다.[18]R3 발사에서 상승은 리프토프에서 우주선 분리까지 710초(11.8분)가 걸렸다.[2]

비록 건설된 적은 없지만, 페이로드 용량을 증가시키기 위한 방법으로 블랙 애로우 몇 가지 파생상품도 제안되었다.[2]한 제안서는 스카이락 프로그램의 8개의 라벤 고체 로켓 모터를 부스터 로켓으로 1단계에 추가했다.[4]또 다른 제안은 전체 로켓을 블루 스트릭 미사일 위에 장착하자는 것이었고,[2] 세 번째 제안은 감마 엔진을 보다 강력한 라크로 교체하는 것이었다.[4]

실행

R0을 제외한 모든 항공편에 사용된 색상표, 롤 각도를 결정하기 위한 첫 번째 단계의 줄무늬, 가시성을 높이기 위한 컬러 페어링.

1969년과 1971년 사이에 4개의 검은 화살들이 발사되었다.처음 두 번의 발사는 시범 비행으로, 전함 3단계와 보일러 플레이트 탑재로 이루어졌다.처녀 비행에서 전기적 결함으로 인해 1단 연소실 한 쌍이 앞뒤로 회전했다.[19]발사대를 치우기 전에는 로켓이 불규칙하게 굴러가고 있었고, 약 1분 후부터는 해체되기 시작했다.1단 엔진이 고장 나서 로켓이 다시 지구로 떨어지기 시작한 후, 사정거리 안전에 의해 파괴되었다.[20]두 번째 발사는 성공적이었다.1970년 9월 2일 첫 올인 발사는 블랙 애로우 3차 발사, 영국의 첫 인공위성 발사 시도였다.2단 산화제 가압장치 누수로 발사가 실패해 조기 차단됐다.3단계가 발사되었지만 로켓은 궤도에 오르지 못했고, 카펜타리아 만 상공에 재진입했다.[21]네 번째 발사는 프로스페로(R2 임무 이전에, 그것은 퍽으로 명명되었다) 위성의 궤도를 성공적으로 돌았고, 영국은 빈곤하게 개발된 항모 로켓을 이용하여 위성을 궤도에 올린 여섯 번째 국가가 되었다.X-3로도 알려진 이 위성은 셰익스피어의 템페스트에서 프로스페로라는 인물의 이름을 따서 프로스페로라고 명명되었다.마법사인 프로스페로가 힘을 포기하는 극중 사건을 지칭하는 말로 이름이 선택됐다.[22]블랙 애로우 프로그램이 취소되기 전에, 위성은 한여름 밤의 꿈의 퍽의 이름을 따서 명명될 예정이었다.[5]

4차례의 발사는 모두 기존에 블랙나이트 로켓 시험장으로 사용됐던 호주 우메라 금지구역의 발사구역 5B에서 이뤄졌다.개발 프로그램 동안 바베이도스, 유이스트, 노폭의 발사 장소도 고려되었다.[2]유이스트와 노퍽의 발사장소는 전자가 너무 멀다는 이유로 거부당했고 후자에서 발사된 로켓은 북해의 석유 굴착장치에 사용되었던 스테이지들을 떨어뜨릴 위험이 있었다.[23]

일련번호 출시일/시간(GMT) 페이로드 결과 언급
R0 1969년 6월 28일 22시 58분[1] 없음 실패 1단계와 2단계 서브오르바이탈 테스트, 추력 벡터링 실패[20]
R1 1970년 3월 4일 21시 15분[1] 없음 성공 1단계 및 2단계 아보르바이탈 테스트
R2 1970년 9월 2일 00:34[1] 오르바[1] 실패 2단계 가압 실패
R3 1971년 10월 28일 04:09[24] 프로스페로[24] 성공 지구 궤도에 성공적으로 도달함
R4 실행되지 않음 런던의[4] 과학 박물관에 보존되어 있다.

취소

과학 박물관에 전시된 블랙 애로우 R4는 스테이지와 페어링이 분리되어 있으며, 프로스페로 위성의 비행 스페어

프레데릭 코필드 통상산업부 장관은 1971년 7월 29일 하원에서 블랙 애로우 사업 취소를 발표했다.R3 로켓은 이미 발사장으로 선적된 상태였고, 2단 로켓은 3일 전에 도착했기 때문에 발사 허가를 받았다.[2]

이 프로그램은 경제적 이유로 취소되었는데, 국방부가 유사한 탑재 용량을 가진 아메리칸 스카우트 로켓을 향후 발사를 위해 사용하는 것이 더 저렴할 것이라고 결정했기 때문이다.[6]블랙 애로우 취소 이전에 NASA는 영국 페이로드의 발사를 무료로 제안했지만, 블랙 애로우 취소 결정으로 이 제안은 철회되었다.[2]

최종 완성될 블랙 애로우(Black Arrow)는 R4로 비행하지 않았으며, 프로스페로 위성의 비행 스페어(Flight spare)와 함께 런던의 과학 박물관에 보존되어 있다.[25]블랙 애로우 로켓의 복제품이 우메라의 로켓 공원에 서 있다.또한 블랙 애로우 R3 1단 유골은 안나 크릭 소 역에서 수습되어 윌리엄 크릭 메모리얼 파크에 전시되었다.[26]날씨와 기물 파손 관련 피해로 인해 1단계는 스카이로라가 주도하여 영국으로 반환되어 아르테act를 보존하였다.[27]2019년 초 스코틀랜드 페니쿠이크에 전시됐으며, 2021년 현재 이 로켓은 2024년까지 판버러 항공과학 트러스트 박물관에 대여 중이다.[28]

블랙 애로우 R3의 첫 번째 단계는 지구로 돌아온 후 윌리엄 크릭에 전시되어 있다.

우메라의 발사 시설은 최종 비행 후 1년 이내에 철거되었고,[4] 프로그램에 참여했던 엔지니어들의 절반은 해고되었다.[20]블랙 애로우 R4에 의해 발사된 X-4 위성은 결국 1974년 3월 9일 캘리포니아 반덴버그 공군기지의 우주 발사 5단지에서 날아온 아메리칸 스카우트 D-1 로켓에 의해 발사되었다.[29]

2020년 현재 영국은 위성 발사 능력을 성공적으로 개발했다가 포기한 유일한 국가다.[30]그러한 능력을 개발한 다른 모든 국가는 자체 우주 프로그램을 통해 또는 프랑스의 경우 아리안 프로그램에 대한 참여를 통해 그것을 유지했다.[30]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d e f g h Wade, Mark. "Black Arrow". Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on 6 December 2007. Retrieved 9 March 2008.
  2. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x Hill, C. N. (2001). "Black Arrow". A Vertical Empire: The History of the UK Rocket and Space Programme, 1950–1971 (2006 ed.). London: Imperial College Press. pp. 155–188. ISBN 1-86094-268-7.
  3. ^ a b Gibson, Chris; Buttler, Tony (2007). British Secret Projects: Hypersonics, Ramjets & Missiles (2007 ed.). England: Midland Publishing. ISBN 978-1-85780-258-0.
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Millard, Douglas (2001). The Black Arrow Rocket: A History of a Satellite Launch Vehicle and its Engines. London: Science Museum. ISBN 1-900747-41-3.
  5. ^ a b c "British Space Race". Timeshift. BBC. BBC Four.
  6. ^ a b Hill, C. N. "Black Arrow Cancellation". Space UK. Archived from the original on 7 June 2009. Retrieved 29 March 2009.{{cite web}}: CS1 maint : 부적합한 URL(링크)
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  9. ^ The One Show. 5 August 2009. 17 minutes in. BBC One.
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  12. ^ Wade, Mark. "H2O2/Kerosene". Encyclopedia Astronautica. Archived from the original on 22 October 2009. Retrieved 29 July 2009.
  13. ^ "Rocket Stability". www.grc.nasa.gov.
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외부 링크