보잉 X-20 다이나-쏘어

Boeing X-20 Dyna-Soar
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X-20 다이나-쏘르
NASA Color Dyna Soar.jpg
재진입 시 X-20에 대한 아티스트의 인상
원산지미국
사양
승무원 정원1
생산.
상황우주선 건조 직후 취소
첫 출시1966년 1월 1일 (제안)
전회 출시1968년 3월 1일 (제안)

보잉 X-20 다이나-소어(Dynamic Soarer)는 공중 정찰, 폭격, 우주 구조, 위성 정비, 적 [1]위성을 파괴하는 우주 요격기를 포함한 다양한 군사 임무에 사용될 수 있는 우주 비행기를 개발하기 위한 미국 공군의 프로그램이었다.이 프로그램은 1957년 10월 24일부터 1963년 12월 10일까지 진행되었으며, 6억 6천만 달러의 비용이 들었고[2] 우주선 건조가 시작된 직후 취소되었다.

수성이나 보스토크와 같은 당시 개발 중인 다른 우주선은 탄도 재진입 프로필이 있는 우주 캡슐로, 낙하산 아래 착륙으로 끝났다.Dyna-Soar는 항공기에 가까웠다.대륙간탄도미사일(ICBM)의 속도로 먼 목표물까지 이동할 수 있고 조종사가 조종하는 항공기처럼 지구까지 활공할 수 있도록 설계돼 비행장에 착륙할 수 있다.Dyna-Soar는 또한 기존의 유인 우주 [3]캡슐처럼 지구 궤도에 도달할 수 있다.

이러한 특징들은 다이너-쏘어를 그 시대의 다른 인간 우주 비행 임무보다 훨씬 더 발전된 개념으로 만들었다.우주선에 대한 연구는[4][5] 1981-2011년 우주왕복선과 더 최근의 보잉 X-40과 X-37B 우주선과 같은 다른 재사용 가능한 우주선에서 훨씬 후에 실현되었다.

배경

X-20의 기본 개념은 1941년 Silbervogel 제안의 일부로 Eugen Sénger와 Irene Bredt에 의해 2차 세계대전 동안 독일에서 개발되었다.이는 독일 기지에서 뉴욕시를 공격한 뒤 대일본제국이 보유한 태평양 어딘가로 날아갈 수 있는 로켓추진 폭격기 설계였다.이 발상은 차량의 날개를 이용해 양력을 발생시키고 새로운 탄도 궤도로 끌어올려 다시 대기를 빠져나가 차량이 [6]스킵 사이에 열을 식힐 시간을 주는 것입니다.전쟁이 끝난 후, 스킵을 하는 동안의 가열 부하가 처음에 계산한 것보다 훨씬 더 높았고 [7]우주선을 녹였을 것이라는 것이 입증되었다.

전쟁 후, 많은 독일 과학자들이 전략 서비스국의 작전 페이퍼클립에 의해 미국으로 끌려가 실버보겔 [8]프로젝트에 대한 자세한 지식을 가져왔다.그 중 월터 돈버거와 크라프트 에릭케는 벨 항공기로 옮겨 1952년 기본적으로 "폭탄 미사일" 또는 "보미"[9][10]로 알려진 실버보겔의 수직 발사 버전을 제안했다.

이 연구들은 모두 로켓 [11]스테이지에 의해 고속과 고도로 상승한 후 활공함으로써 먼 거리를 이동할 수 있는 다양한 로켓 동력 차량을 제안했다.로켓 부스터는 우주선을 아궤도에 올려놓지만, 대기권 밖의 궤도에 올려놓게 될 것이고, 그 결과 짧은 우주 비행 후 대기권으로 재진입하게 될 것이다.완전한 재진입과 착륙 대신, 차량은 날개로부터의 양력을 이용하여 활공각의 방향을 위쪽으로 바꾸고 수평 속도를 수직 속도와 맞바꾸었다.이런 식으로, 그 우주선은 다시 우주로 "버림"을 받게 될 것이다.이 스킵[12] 글라이드 방법은 속도가 충분히 낮을 때까지 반복되며, 차량의 조종사는 착륙 지점을 선택하고 착륙 지점까지 활공해야 한다.이러한 극초음속 대기 리프트의 사용은 차량이 동일한 로켓 [11]부스터를 사용하여 탄도 궤도에 걸쳐 사거리를 크게 확장할 수 있다는 것을 의미했다.

Bomi에 대한 관심은 1956년에 이르러서는 세 가지 프로그램으로 발전했다.

  • 로보(Rocket Bomber), 보미의 [13][14]최신 버전.
  • 브래스 벨, 장거리 정찰 [15][16]차량입니다.
  • 로보와 브라스벨에 [17]필요한 기술을 개발하기 위한 소형 시제품 시스템인 하이워드(Hywards)

발전

X-20 다이나-쏘어의 보잉 모형
타이탄 1단에 큰 지느러미가 추가되어 타이탄 부스터로 발사된 다이나-쏘어의 아티스트 인상

1957년 10월 4일 스푸트니크 1호가 발사된 지 며칠 뒤인 10월[18] 10일 또는 24일,[19] USAF 항공연구개발사령부(ARDC)는 하이워드, 브라스벨, 로보 연구를 3단계 개발계획의 무기체계 464L로 통합했다.이 제안은 기존의 부스트 글라이드 제안서를 이전 연구에서 검토한 모든 폭격 및 정찰 작업을 수행하도록 설계된 단일 차량에 포함시켰고, X-15 연구 [19]프로그램의 후속으로 작용할 것이다.

다이너소어 프로그램의 3단계는 연구용 차량(다이너소어 I), 정찰용 차량(이전의 브라스 벨), 전략 폭격 능력을 추가한 차량(다이너소어 III, 이전의 로보)이다.1963년에 다이너-쏘르 I에 대한 첫 활공 테스트가 실시되고, 그 다음해 동력 비행이 마하 18에 도달할 것으로 예상되었다.로봇 활공 미사일은 1968년에 실전 배치될 예정이었고,[20] 1974년에는 완전 운용 가능한 무기 시스템(Dyna-Soar III)이 도입될 것으로 예상된다.

1958년 3월, 9개의 미국 항공 우주 회사가 다이나-쏘어 계약을 신청했다.이 중 벨과 보잉의 제안으로 범위가 좁혀졌다.벨이 6년 간의 디자인 연구라는 이점을 가지고 있었음에도 불구하고, 우주 비행기의 계약은 1959년 6월에 보잉에 주어졌다.1961년 말, 타이탄 III가 발사체로 [21]선택되었다.다이나-쏘어는 플로리다의 케이프 커내버럴 공군기지에서 발사될 예정이었다.

우주선 설명

Edwards 공군기지 착륙 접근에 대한 아티스트의 인상

X-20 Dyna-Soar의 전체적인 디자인은 1960년 3월에 윤곽이 잡혔다.그것은 날개가 낮은 델타 모양을 하고 있었고, 좀 더 전통적인 꼬리보다는 조종을 위한 날개가 있었다.이 비행기의 골격은 상부 표면 패널과 마찬가지로 르네 41 슈퍼 합금으로 제작되었습니다.바닥 표면은 절연 르네 41 위에 올려진 몰리브덴 시트로 만들어졌고, 노즈콘은 지르코니아 막대로 [22]흑연으로 만들어졌다.

요구사항의 변경으로 인해 여러 버전의 Dyna-Soar가 검토되었으며, 모두 동일한 기본 모양과 레이아웃을 공유했습니다.한 명의 조종사가 맨 앞에 앉았고 뒤에 장비 베이가 있었다.이 만에는 데이터 수집 장비, 무기, 정찰 장비 또는 X-20X 셔틀 우주선의 경우 4인용 중간 갑판이 들어 있었다.마틴 마리에타 트랜스테이지 상단은 우주선의 후미 끝에 부착되어 있어 대기권으로 하강하기 전에 궤도 기동과 발사 중단 능력을 갖출 수 있다.대기권을 통과할 때 내화 금속으로 만들어진 불투명한 방열판이 우주선 전면의 창문을 보호합니다.이 방열판은 에어로 브레이크 작동 후 버려져 조종사가 보고 안전하게 [23]착륙할 수 있게 된다.

이 프로젝트가 취소되기 전의 Space/Aeronautics 매거진의 그림은 궤도 경사를 바꾸기 위해 대기 표면을 스쳐가는 우주선의 모습을 묘사하고 있다.그리고 나서 그것은 궤도를 재개하기 위해 로켓을 발사할 것이다.이것은 우주선의 독특한 능력이 될 것입니다. 왜냐하면 천체 역학의 법칙은 일단 궤도 기울기를 바꾸기 위해 엄청난 에너지 소비를 필요로 한다는 것을 의미하기 때문입니다.Dyna-Soar는 목표물이 회피 작전을 수행하더라도 위성과 랑데부하는 데 이 능력을 사용할 수 있을 것으로 예상되었다.그러한 [citation needed]기동은 조종사의 가속력이 매우 강할 것이다.

이후 우주왕복선과 달리, 다이나-쏘르는 재진입 중에 고무 타이어에 불이 붙었을 것이기 때문에 세발자전거 언더캐리지에 바퀴가 없었다.대신 Goodyear는 [24]기체와 동일한 르네 41 합금으로 만든 접이식 와이어 브러시 스키드를 개발했습니다.

운용 이력

1960년 4월, 7명의 우주비행사가 다이너-소어 [25]프로그램에 비밀리에 선발되었습니다.

  • 닐 암스트롱(1930년~2012년, NASA) 1960년~1962년
  • 윌리엄 H. "빌" 다나(1930년~2014년, NASA) 1960년-1962
  • 헨리 C. 고든(1925년-196년; 공군) 1960년-1963년
  • 피트 나이트(1929년 ~ 2004년, 공군) 1960년 ~ 1963년
  • 러셀 L. 로저스(1928년-1967년, 공군) 1960년-1963년
  • 밀트 톰슨(1926년~1993년, NASA) 1960년~1963년
  • 제임스 W. 우드 (1924년-1990년, 공군) 1960년-1963년

닐 암스트롱과 빌 다나는 1962년 중반에 프로그램을 떠났다.1962년 9월 19일, 앨버트 크루즈가 다이너-쏘어 프로그램에 추가되었고 남은 6명의 다이너-쏘어 우주비행사들의 이름이 대중에게 [citation needed]발표되었다.

1962년 말까지, Dyna-Soar는 X-20으로 지정되었고, (Dyna Surge I 드롭 테스트에 사용될) 부스터가 성공적으로 발사되었고, USAF는 라스베이거스에서 [26][27]X-20의 제막식을 열었습니다.

Miniapolis-Honeywell Regulator Company(나중에 Honeywell Corporation)는 1963년 [28]8월까지 NF-101B Voodoo를 이용하여 플로리다주 Eglin 공군 기지에서 X-20 프로젝트를 위한 관성 유도 하위 시스템에 대한 비행 시험을 완료했다.

Boeing B-52C-40-BO Stratofortress 53-0399는[29] X-15 발사 프로파일과 유사한 X-20의 공중 투하 프로그램에 할당되었다.X-20이 취소되었을 때, 그것은 B-1A 탈출 [30]캡슐을 포함한 다른 공중 투하 실험에 사용되었다.

문제

연구 노력에 수반되는 자금 문제 외에도, Dyna-Soar 프로그램은 두 가지 주요 문제로 어려움을 겪었습니다: 우주선을 궤도로 보내는 데 사용될 부스터에 대한 불확실성과 프로젝트에 대한 명확한 목표가 없다는 것입니다.

다이나-쏘어를 궤도로 쏘아 올리기 위해 많은 다른 부스터들이 제안되었다.USAF의 최초 제안에서는 LOX/JP-4, 불소-암모니아, 불소-히드라진 또는 RMI(X-15) 엔진을 제안했지만, 주요 계약자인 보잉사는 Atlas-Centaur 조합을 선호했습니다.결국 1959년 11월, 공군은 실패한 경쟁자 마틴의 제안대로 [26]: 18 타이탄 1호를 도입했지만, 타이탄 1호는 5톤짜리 X-20을 궤도에 올릴 만큼 강력하지 않았다.

타이탄 II와 타이탄 III 부스터는 토성 C-1(나중에 토성 I로 개명)처럼 다이나-소어를 지구 궤도로 발사할 수 있으며, 모두 다양한 상단 및 부스터 조합으로 제안되었다.1961년 12월, 타이탄 IIIC가 [26]: 19 선택되었지만, 발사 시스템에 대한 망설임으로 인해 프로젝트가 지연되고 복잡한 계획이 수립되었다.

무기 시스템 464L 제안서에 요약된 다이너-쏘어의 원래 의도는 항공 연구와 무기 시스템 개발을 결합하는 프로젝트를 요구했다.많은 사람들은 USAF가 NASA의 주요 영역이었을 때 승무원 우주 프로그램을 가져야 하는지에 대해 의문을 제기했다.공군은 NASA 프로그램과 달리 다이나-쏘어가 통제된 재진입을 허용했고, 이것이 X-20 프로그램의 주요 노력이 투입된 곳이라고 자주 강조했다.1963년 1월 19일, 로버트 맥나마라 국방장관은 미 공군에 제미니나 다이나-쏘어 중 어느 쪽이 우주 무기 시스템에 더 적합한지 결정하기 위한 연구를 수행하도록 지시했다.1963년 3월 중순, 연구를 받은 후, 맥나마라 장관은 "공군이 궤도 [31]비행에 대한 실질적인 목표가 없을 때 통제된 재진입에 너무 많은 중점을 두고 있었다고 진술했다."이것은 Dyna-Soar 프로그램에 대한 장관의 이전 입장을 뒤집은 것으로 보였다.Dyna-Soar는 또한 빨라야 1960년대 중반까지 승무원 임무를 시작하지 않는 값비싼 프로그램이었다.이 높은 비용과 의문스러운 유틸리티는 미 공군이 이 프로그램을 정당화하는 것을 어렵게 만들었다.결국 1963년 [4]12월 10일 X-20 다이너-쏘어 프로그램은 취소되었다.

X-20이 취소된 날, 미 공군은 제미니의 분사인 유인 궤도 연구소를 발표했다.이 프로그램도 결국 취소되었다.B-52 폭격기에서 공중발사하기로 한 또 다른 블랙 프로그램인 아이싱글래스는 평가를 받고 일부 엔진 작업을 마쳤으나 [32]결국 취소되었다.

레거시

X-20의 취소에도 불구하고, 우주선에 대한 관련 연구는 훨씬 더 큰 우주왕복선에 영향을 미쳤다.최종 디자인은 또한 통제된 착륙을 위해 델타 날개를 사용했다.이후, 훨씬 더 작은 소련의 BOR-4는 다이나-쏘어에 [33]더 가까운 설계 철학을 가지고 있었고, NASA의 마틴 X-23 PRIME과 마틴 마리에타 X-24A/HL-10 연구기 또한 준궤도와 우주 [34]비행의 측면을 탐구했다.ESA는 에르메스 승무원이 탑승한 우주선이 이 설계를 채택하여 규모를 확장할 것을 제안했다.

사양(설계대로)

X-20의 맞춤법 투영도.

일반적인 특징

  • 승무원: 파일럿 1명
  • 길이: 10.77 m (35.34 피트)
  • 날개폭: 20.8피트(6.3m)
  • 높이: 2.6 m
  • 날개 면적: 345평방피트(32.1m2)
  • 빈 중량: 10,395파운드 (4,715kg)
  • 최대 이륙 중량: 11,387파운드 (5,165 kg)
  • 동력장치: 2 × AJ10-138 로켓 엔진, 각각 8,000파운드힘(36kN) 추력

성능

  • 최대속도: 17,500mph (28,200km/h, 15,200kn)
  • 범위: 25,000 mi (41,000 km, 22,000 nmi)
  • 서비스 상한: 530,000피트(160,000m)
  • 상승 속도: 100,000 피트/분 (510 m/s)
  • 날개 하중: 160 kg/m2 (33 lb/sq ft)

미디어

  • 1959년 트와일라잇 존 시즌 1 에피소드 "그리고 하늘이 열렸을 때"는 비슷한 프로파일을 가졌지만 3명의 승무원을 태울 수 있는 X20이라고 불리는 우주선을 언급했다.
  • 1962년, 도날드 A의 다섯 번째 책. 월하임의 마이크 마스 시리즈, 마이크 마스는 다이너-쏘어를 조종한다. 타이틀 캐릭터가 다이너-쏘어에서 긴급 구조 임무를 수행하게 했다.
  • 존 베리먼의 1963년 단편 "The Trouble with Telstar"는 수리를 위해 통신 [35]위성을 가로채는 데 사용되는 다이나-쏘어를 등장시켰다.
  • 1969년 개봉된 할리우드 영화 '마루네드'는 다이나-쏘어(eXperimental Rescue Vehicle의 X-RV)가 불구가 된 아폴로 사령부 캡슐에 실려 우주인들을 구조하기 위해 급히 투입되는 모습을 본뜬 구조선을 그렸다.이것은 매드 매거진에 XRT, 즉 실험적인 구조물이라고 풍자되었다.

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관련 개발

동등한 역할, 구성 및 시대의 항공기

레퍼런스

메모들

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참고 문헌

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외부 링크

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