맥도널 더글러스 DC-X

McDonnell Douglas DC-X
맥도날드 더글라스 DC-10과 혼동하지 말 것.
「DC-X」및 「DC-Y」로 리다이렉트 합니다.그 외의 용도는, DCX(동음이의) 및 DCY(동음이의)를 참조해 주세요.
DC-X
DC-XA.jpg
McDonnell Douglas DC-XA 재사용 가능 발사체(RLV) 컨셉
기능.SSTO 차량 프로토타입
제조원맥도넬 더글러스(캘리포니아 헌팅턴 비치)
원산지미국
프로젝트 비용6000만달러(1991년)
크기
높이12미터(39피트)
직경4.1미터(13피트)
덩어리18,900 kg (41,700파운드)
스테이지1
기동 이력
상황은퇴한
사이트 시작화이트 샌즈 미사일 사거리
기동 총수12
성공8
장애1
부분 장애3
첫 비행1993년 8월 18일
마지막 비행1996년 7월 31일
제1단계
직경4.1미터(13피트)
빈 질량9,100 kg (20,100파운드)
총질량18,900 kg (41,700파운드)
전원 공급자 RL-10A-5액체로켓엔진 4기
가스 산소/가스 수소 추진기 4대
최대 추력메인 로켓, 60kN(13,000lbf)
스러스터, 2.0kN(440lbf)
추진제액체 산소 및 액체 수소
[Wikidata에서 편집]

Delta Clipper 또는 Delta Clipper Experimental의 줄임말인 DC-X는 1991년부터 1993년까지 미국 국방부의 전략방위구상기구(SDIO)와 협력하여 McDnell Douglas가 제작한 재사용 가능한 1단 대 궤도 발사체의 미가공 프로토타입이었다.1994년부터 1995년까지, [1]실험은 미국 민간 우주 기관인 NASA의 자금 지원을 통해 계속되었다.1996년, DC-X 기술은 완전히 NASA에 이전되었고, NASA는 DC-XA를 만들기 위해 성능 향상을 위해 디자인을 업그레이드했습니다.

배경

작가 제리 푸어넬에 따르면, "DC-X는 내 거실에서 고안되었고 그레이엄 장군, 맥스 헌터, 그리고 내가 국가 우주 위원회 의장인 댄 퀘일에게 팔렸습니다."그러나 맥스 헌터에 따르면,[2] 그는 은퇴하기 전 몇 년 동안 이 컨셉의 가치를 록히드 마틴에게 확신시키기 위해 열심히 노력했다고 한다.헌터는 1985년에 "The Opportunity"라는 제목의 논문을 썼는데, 이는 저렴한 "기존" 상업용 부품과 사용 가능한 [3]기술로 만들어진 1단계-궤도 우주선의 개념을 상세히 기술한 것이었지만, 록히드 마틴은 그러한 프로그램에 자금을 댈 만큼 충분히 관심이 없었다.

1989년 2월 15일, Fournelle,[4] Graham 및 Hunter는 부사장 Dan Quayle과 미팅을 가질 수 있었습니다.그들은 우주 기반의 무기 시스템은 우주왕복선보다 훨씬 더 신뢰할 수 있는 우주선에 의해 정비되어야 하며, 발사 비용도 저렴하고 회전 시간도 [citation needed]훨씬 더 길다는 것을 지적함으로써 이 아이디어를 SDIO에 성공적으로 "판매"했다.

설계의 불확실성을 고려할 때, 기본 계획은 완전히 재사용 가능한 빠른 선회 우주선에 대한 경험을 쌓기 위해 의도적으로 간단한 시험 비행체를 제작하고 "조금 날아서 조금 부러뜨리는" 것이었다.차량에 대한 경험이 축적됨에 따라, 먼저 준궤도 및 궤도 테스트를 위해 더 큰 프로토타입을 제작할 것입니다.마지막으로 이러한 프로토타입에서 상업적으로 허용되는 차량이 개발될 것입니다.일반적인 항공기 용어대로, 그들은 소형 프로토타입을 DC-X라고 부르고, X는 "실험적"을 의미하는 미 공군의 명칭이 되어야 한다고 제안했다.그 뒤에 "DC-Y"가 뒤따를 것이며, Y는 사전 생산 시험 항공기 및 프로토타입(예: YF-16)에 대한 USAF 명칭이다.마지막으로, 실가동 버전은 「DC-1」[citation needed]이라고 불립니다."델타 클리퍼"라는 이름은 더글라스 DC-1에서 시작하는 [citation needed]더글라스 DC 시리즈와 연결하기 위해 "DC"라는 약자를 따서 선택되었습니다.

이 자동차는 VTOL 리프터 궤도를 도는 단일 단계를 우주 [5]여행의 미래로 본 맥도넬 더글라스 엔지니어 필립 보노의 디자인에서 영감을 받았습니다.Delta Clipper는 1967년 Bono의 SASTO 차량과 매우 유사했다.보노는 DC-X의 첫 시험비행을 [6]3개월도 채 못되어 사망했어요

SDIO 요건

SDIO는 최대 3,000파운드(1361kg)의 페이로드를 고도 457km까지 끌어올려 정확한 연착륙을 위해 발사 장소로 돌아가 3~7일 이내에 다른 임무를 수행할 수 있는 SRR(suborbital, recoveryable locket)을 원했다.[7]: 4

사양

DC-X 사양:[8]

  • 높이 12m, 베이스 직경 4.1m, 원추형
  • 빈 질량: 9100 kg.연료 주입 질량:풀하중 추진제: 18,900 kg
  • 추진제 : 액체산소 및 액체수소
  • 추진:RL10A5 로켓 엔진 4개, 각각 6,100kgf 추력을 생성합니다.각 엔진은 30%에서 100%까지 스로틀이 가능합니다.각 짐벌은 +/-8도입니다.
  • 반응 제어:440파운드 스러스트 산소 가스, 수소 가스 스러스터
  • 유도, 항법 및 항전 제어:고급 32비트, 4.5mips 컴퓨터, 링 레이저 자이로를 갖춘 F-15 내비게이션 시스템.F/A-18 가속도계 및 레이트 자이로 패키지.위성 P(Y) 코드 수신기. Positioning Satellite P(Y) 코드 수신기).디지털 데이터 원격 측정 시스템.레이더 고도계
  • 유압 시스템:차량의 5개의 공기역학 플랩과 8개의 엔진 짐벌 액추에이터(엔진당 2개)를 구동하는 표준 유압 항공기형 시스템.
  • 건축 자재:에어로셸 및 베이스 히트 실드: 특수 실리콘 기반 열 보호 코팅이 적용된 흑연 에폭시 복합체, 메인 추진제 탱크: 2219 합금 알루미늄, 메인 구조 지지대: 알루미늄, 랜딩 기어: 강철 및 티타늄

설계.

1/[9]3 크기의 프로토타입으로 제작된 DC-X는 궤도 고도나 속도를 달성하도록 설계된 것이 아니라 수직 이착륙 개념을 보여주기 위해 설계되었습니다.수직 이착륙 개념은 1950년대 공상과학영화(로켓십 X-M, 데스티네이션 문 등)에서는 유행했지만 실제 우주선 디자인에서는 볼 수 없었다.그것은 일반 로켓처럼 수직으로 이륙하지만, 코를 위로 한 상태에서 수직으로 착륙할 수도 있다.이 설계는 하강 제어를 위해 자세 제어 스러스터와 역추진 로켓을 사용하여 기체가 먼저 대기권 진입을 시작할 수 있도록 했지만, 그 다음 회전하여 기단의 착륙 지주에 착륙할 수 있도록 했다.착륙한 곳에서 연료를 재급유하고 정확히 같은 위치에서 다시 이륙할 수 있습니다. 이 특성은 전례 없는 회전을 가능하게 했습니다.

이론상으로는 베이스 우선 재진입 프로파일을 준비하는 것이 더 쉬울 것이다.엔진 배기가스에서 살아남기 위해서는 이미 일정 수준의 열 보호 장치가 필요하므로, 더 많은 보호 장치를 추가하는 것은 충분히 쉽습니다.더 중요한 것은 기체의 밑부분이 코 면적보다 훨씬 넓기 때문에 열부하가 넓은 면적에 분산되어 피크 온도가 낮아진다는 점이다.마지막으로, 이 프로파일은 우주선이 [citation needed]착륙을 위해 "뒤집기"를 할 필요가 없다.

하지만 군사적 역할은 이것을 불가능하게 만들었다.어떤 우주선이든 원하는 안전 요건 중 하나는 "한 바퀴를 도는 것" 즉, 단일 궤도를 돌고 착륙을 위해 돌아오는 능력이다.전형적인 지구 저궤도는 약 90분에서 120분이 걸리기 때문에, 지구는 그 시간 동안 약 20도에서 30도 정도 동쪽으로 회전할 것이다; 또는 미국 남부에서 발사될 경우, 약 1,500마일 (2,400km)의 거리이다.만약 우주선이 동쪽으로 발사된다면, 이것은 문제가 되지 않지만, 군사 우주선에 필요한 극궤도의 경우, 궤도가 완성되면, 우주선은 발사 장소의 서쪽 지점 위로 비행한다.발사장에 착륙하기 위해서는 넓은 평탄한 표면으로는 배치하기 어려운 상당한 교차 조종성을 갖춰야 한다.따라서 Delta Clipper 설계는 필요한 교차 범위 기능을 제공하기 위해 동체에 평평한 면과 큰 제어 플랩을 가진 노즈 우선 재진입을 사용했습니다.이러한 재진입 프로파일을 제어하는 실험은 시도된 적이 없으며 [citation needed]프로젝트의 주요 초점이었다.

DC-X 프로젝트의 또 다른 초점은 유지 보수와 지상 지원을 최소화하는 것이었습니다.이를 위해, 이 비행기는 고도로 자동화되었고 관제 센터에 3명만 있으면 되었다(비행 운용에 2명, 지상 지원에 [citation needed]1명).

비행 시험

Delta Clipper Advanced(델타 클리퍼 어드밴스)
첫 비행
첫 번째 착륙.노란색 배기는 스로틀 설정이 낮기 때문에 낮은 온도에서 연소되고 그 결과 일반적으로 "더러움"이 발생합니다.
주요 기사:맥도널 더글러스 DC-X 출시 목록

DC-X의 건설은 1991년 맥도넬 더글러스의 헌팅턴 비치 [10]시설에서 시작되었다.에어로셸은 Scaleed Composite에 의해 제작되었지만, 대부분의 우주선은 엔진과 비행 제어 시스템을 포함한 상용 기성 부품으로 제작되었습니다.

DC-X는 1993년 [4]8월 18일 59초 동안 처음으로 비행했다. 로켓이 [11]지구에 수직으로 착륙한 것은 이번이 처음이라고 주장했다.9월 11일과 9월 30일 두 번의 비행을 더 했는데, 이때 SDIO 프로그램 축소의 부작용으로 자금이 바닥났다. 게다가 이 프로그램은 반대자들에 [12]의해 억지스러운 것으로 여겨졌다.아폴로 우주 비행사 피트 콘래드는 일부 [13]비행기의 지상 관제탑에 있었다.이 실험들은 뉴멕시코의 화이트 샌즈 미사일 사거리에서 실시되었다.

그러나 [1]NASA와 Advanced Research Projects Agency(ARPA)에 의해 추가 자금이 제공되었고, 시험 프로그램은 1994년 6월 20일 136초 비행으로 재개되었다.1994년 6월 27일, 다음 비행은 가벼운 기내 폭발을 겪었지만, 그 비행기는 성공적으로 중단과 자동 착륙을 수행했다.이 손상이 해결된 후 시험이 재개되었고 1995년 5월 16일, 6월 12일, 7월 7일에 3회의 비행이 추가로 수행되었다.마지막 비행에서 경착륙으로 에어로셸이 깨졌다.이 시점까지 이 프로그램에 대한 자금 지원은 이미 삭감되었고,[14] 필요한 수리를 위한 자금도 없었습니다.DC-X의 고도 기록은 1995년 7월 7일 DC-XA로 업그레이드되기 전 마지막 비행에서 수립된 2,500m였다.[14]

DC-XA

NASA는 1995년 DC-X의 마지막 비행 이후 이 프로그램에 참여하기로 합의했다.DC-X 시연기의 원래 개념과는 달리, NASA는 새로운 기술을 테스트하기 위해 일련의 주요 업그레이드를 적용했다.특히 산소 탱크는 러시아의 경량 알루미늄-리튬 합금 탱크(합금 2219에 상당하는 합금 1460)로 대체되었고, 수소 탱크는 흑연-에폭시 복합 [15]설계로 대체되었습니다.제어 시스템도 마찬가지로 개선되었습니다.개량된 이 항공기는 DC-XA로 불리며 클리퍼 어드밴스드/클리퍼 그레이엄으로 이름이 바뀌었고 [4]1996년에 비행을 재개했다.

DC-XA 시험 비행체의 첫 비행은 1996년 5월 18일에 이루어졌으며, 의도적인 "느린 착륙"으로 인해 에어로셸이 과열되었을 때 가벼운 화재가 발생했다.파손은 신속히 복구되었고, 6월 7일과 8일에 두 번 더 비행했는데,[4] 이는 26시간 동안 비행한 것이다.두 번째 비행에서는 3,140m(10,300ft)의 고도 및 지속 시간 기록과 142초의 비행 시간을 설정했다.1996년 7월 31일의 다음 비행이 마지막 비행으로 판명되었다.테스트 중에 LOX 탱크 중 하나에 [citation needed]금이 갔다.유압 배선이 끊어져 착륙 버팀목이 늘어나지 못하자 DC-XA가 넘어졌고 탱크가 누출됐다.일반적으로 이러한 추락으로 인한 구조적 손상은 차질일 뿐이지만 누출 탱크의 LOX가 [16]DC-XA를 심하게 태운 화재를 일으켜 수리가 비현실적이었다.[14]

사고 후 보고서에서, NASA 브랜드 위원회는 이번 사고의 원인을 거듭되는 자금 지원과 지속적인 전면 취소 위협 하에 운영해 온 불타는 현장 승무원 탓으로 돌렸다.이들 대부분은 SDIO 프로그램 출신이었지만 NASA가 이 프로그램에 미치는 "냉동" 영향과 NASA가 테스트 [citation needed]요법의 일환으로 요구한 많은 서류작업에 대해 매우 비판적이었다.

NASA는 SDIO의 [citation needed]지도 아래 매우 공공연한 성공에 "부끄러움"을 느낀 후 이 프로젝트를 마지못해 떠맡았다.NASA는 자체 개발한 록히드 마틴 X-33/Venture Star 프로젝트와의 경쟁으로 인해 계속적인 성공을 거두었습니다.Pete Conrad는 새로운 DC-X의 가격을 5천만 달러로 책정했는데, 이는 NASA의 기준에 따르면 싼 가격이지만, NASA는 예산 [14]제약으로 인해 우주선을 재건하지 않기로 결정했다.대신, NASA는 DC-X에 대한 일부 비판, 특히 많은 NASA 엔지니어들이 DC-X의 수직 착륙보다 선호했던 VentureStar의 비행기 착륙에 대한 일부 비판에 답한 개발에 초점을 맞췄다.불과 몇 년 후, Venturestar 프로젝트, 특히 복합 LH2 탱크의 반복적인 실패는 프로그램 [17]취소로 이어졌다.

프로그램 비용

오리지널 DC-X는 21개월 만에 6000만달러의 [18]비용으로 제작되었습니다.이는 현재로 [19]치면 1억700만달러에 해당한다.

미래.

DC-X에 종사하는 엔지니어 몇 명이 Blue Origin에 고용되었으며, 그들의 New Shepard 차량은 DC-X [20]디자인에 영감을 받았습니다.DC-X는 Armadillo Aerospace,[4] Masten Space Systems,[4] 그리고 TGV Rockets의 우주선 [citation needed]디자인에 영감을 주었습니다.

일부 NASA 엔지니어들은 DC-X가 화성 [21]탐사선에 해결책을 제공할 수 있다고 언급했다.만약 지구 중력 유정에서 SSTO로 작동하는 DC형 우주선이 개발된다면, 비록 최소 4-6명의 승무원만 있어도, 그것의 변형은 화성과 달 임무 모두에 매우 적합한 것으로 판명될 것이다.이러한 변종의 기본 작동은 이착륙에서 먼저 착륙, 이착륙까지 "역전"되어야 한다.하지만, 만약 이것이 지구에서 실현될 수 있다면, 화성과 달에서 발견되는 더 약한 중력은 특히 후자의 [citation needed]목적지에서 훨씬 더 큰 적재 능력을 만들어 낼 것이다.

일부 사람들은 DC-X가 사용한 액체 수소와 액체 산소에 필요한 비교적 광범위한 지상 지원이 필요하지 않은 산화제/연료 조합을 사용하고 착륙 [citation needed]중 및 착륙 후에 안정성을 높이기 위해 다섯 번째 다리를 추가하는 것을 제안했다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b "Delta Clipper Test Program Off To Flying Start". McDonnell Douglas via NASA. 20 June 1994. Retrieved 21 December 2020.
  2. ^ 1995년 5월 16일 White Sands, Max Hunter의 Dave Klingler와의 대화 내용
  3. ^ SDIO SSTO 프로그램의 흥망성쇠, X-Rocket에서 Delta Clipper로" Andrew J. Butrica, NASA
  4. ^ a b c d e f Lerner, Preston (August 2010). "Black Day at White Sands". Air & Space Magazine. Smithsonian Institution. Retrieved 20 December 2020.
  5. ^ Hernandez, Greg (1993-05-27). "Philip Bono, Reusable Rocket Booster's Designer, Dies at 72". Los Angeles Times. Retrieved 2020-09-28.
  6. ^ "The Descriptive Finding Guide for the Philip Bono Personal Papers" (PDF).
  7. ^ 환경평가(용) 1단 로켓 기술 DC-X 테스트 프로그램 1992년 6월 147페이지
  8. ^ "DCX". astronautix.com. Archived from the original on December 28, 2012. Retrieved January 4, 2013.
  9. ^ Chris ‘Xenon Hanson. "About the DC-X". Archived from the original on 2002-10-23.
  10. ^ McLaughlin, Hailey Rose (29 October 2019). "DC-X: The NASA Rocket That Inspired SpaceX and Blue Origin". Discover. Kalmbach Publishing. Retrieved 21 December 2020.
  11. ^ "Rocket has good test flight". Tampa Bay Times. Tampa. 20 August 1993. Retrieved 21 December 2020.
  12. ^ Burdick, Alan (7 November 1993). "Pie In The Sky?". The New York Times. New York. p. 6-46. Retrieved 21 December 2020.
  13. ^ Klerkx, Greg: Lost in Space: 우주: 나사의 몰락과 새로운 우주 시대의 꿈, 104페이지.Secker & Warburg, 2004년
  14. ^ a b c d "The Delta Clipper Experimental: Flight Testing Archive". NASA; McDonnell Douglas. 6 January 1998.
  15. ^ "Will The Delta Clipper Scuttle The Shuttle?". Bloomberg. 8 July 1996. Retrieved 21 December 2020.
  16. ^ Norris, Guy (6 August 1996). "Clipper flight ends in disaster". FlightGlobal. Retrieved 20 December 2020.
  17. ^ "VentureStar by Lockheed Martin in Orbit - Computer Graphic". May 1996. Archived from the original on 1999-01-28.
  18. ^ Jason Moore & Ashraf Shaikh (Dec 2003). "Delta Clipper – A Path to the Future" (PDF). University of Texas, Austin. Retrieved January 4, 2013.
  19. ^ 1634–1699:McCusker, J.J.(1997년).얼마나 리얼 머니에 그렇죠?역사적 가격 지수를 사용하여 경제 미국의 안의 돈 가치에 관한 Deflator로:.부칙 et Corrigenda(PDF).미국 골동품 협회입니다.1700–1799:McCusker, J.J.(1992년).얼마나 리얼 머니에 그렇죠?역사적 가격 지수 이용 돈은 가치관의 경제 미국(PDF)의 Deflator로.미국 골동품 협회입니다.1800–present:연방 준비 은행이 미니애 폴리스의."소비자 물가 지수(추정)1800–".4월 16일 2022년 Retrieved.
  20. ^ "A Secretive Aerospace Company Sheds a Bit of Light on Its Rocket Program". 2007-01-09. Retrieved 2018-09-23.
  21. ^ "Autonomous Precision Landing of Space Rockets". 2016. Retrieved 2020-01-01.

외부 링크

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