WAC 상병

WAC Corporal
WAC 상병 로켓을 장착한 프랭크 말리나 JPL 감독(고체 연료 부스터 제외)

WAC 상병은 미국에서 개발된 최초의 음향 로켓이다.[1]상병 프로그램은 1944년 6월 미국 육군 오드넌스 군단과 캘리포니아 공과대학(ORDCIT이라는 명칭)이 군사용 탄도 미사일 개발을 궁극적인 목표로 제휴하면서 시작됐다.[2]

개발 이력

캘리포니아 공과대학은 1930년대 중반부터 구겐하임 항공연구소(GALCIT)가 자금을 지원한 '자살대'로 비공식적으로 알려진 로켓 마니아 그룹을 육성해 왔다.[3]GALCIT 매니아들 중 일부는 에어로젯이라고 불리는 로켓 모터를 제조하는 사업을 설립했다.[4]

제2차 세계 대전 1년 동안, GALCIT는 항공기의 성능 이륙을 지원하기 위해 고체 및 액체 연료 제트 보조 이륙(JATO) 부스터의 개발을 추구했다.[5]그 그룹은 전쟁 전에 몇 년 동안 로켓 실험을 했기 때문에 그들은 육군에 의해 탄도 로켓 개발을 추진하도록 선택되었다.

육군 모임이 고안한 최초의 로켓은 일병으로도 알려진 XFS10S100-A로 지정되어 육군 제1 사병 계급이 되었다.[6]제2차 ORC차기 육군 사병 계급의 이름을 딴 상병이 된 IT 프로젝트는 원래 XF30L 20,000이라는 프로젝트였다.[7]상병 프로젝트는 직경 30인치(760mm)의 액체 추진제 미사일과 2만 파운드(89kN)의 위력을 상상했다.[7]신호대는 25파운드(11kg)의 계측기를 30km(10만 피트) 이상으로 운반할 수 있는 음향 로켓 요건을 만들었다.[8]이것은 시험 차량에 대한 오드넌스 군단의 로켓 연구개발 사단의 요건과 병합되었다.[8]제트추진연구소(JPL)의 프랭크 조셉 말리나(Frank Joseph Malina)는 이러한 요구에 부응하기 위해 액체연료 음향 로켓의 개발을 제안했고, 따라서 궁극적인 상병 미사일을 향한 실질적인 발전 단계를 제공했다.[9][10]

WAC 상병의 무대를 꾸미는 이론적 작업은 말리나, 허셴첸의 1943년 논문 '장거리 로켓 발사체의 검토 및 예비 분석'에 의해 확립되었다.[11][12]디자인은 시그널 군단의 요구에 부응하기 위해 프랭크 말리나(Frank Malina)와 호머 조 스튜어트(Homer Joe Stewart)가 시작했다.고도 로켓."[13]최종 설계 작업은 특정 분야 전문 인력으로 구성된 팀이 수행했으며 이론적 수단(미국 로켓의 비교적 새로운 방법)에서 성과를 도출하기 위해 상당한 노력을 기울였다.[14]The key persons responsible were M.M. Mills (booster), P.J. Meeks (sounding rocket), W.A. Sandburg and W.B. Barry (launcher and WAC nose), S.J. Goldberg (field tests) and H.J. Stewart (external ballistics) and G, Emmerson (photography).[15]

추진용으로는 해군 비행정용 JATO 시스템으로 개발된 38ALDW-1500 에어로젯 액체연료 엔진이 선택됐다.[16][17]38ALDW-1500은 산화제로 질산을 적색 훈증하고 연료로 퍼퓨릴 알코올을 사용하면서 쌍곡 추진체에 맞게 개조되었다.[18][19]WAC 상병은 Tiny Tim 공대지 공격 로켓에서 파생된 부스터를 사용하여 상병의 세 개의 꼬리 지느러미를 위한 발사탑을 따라 충분한 속도를 얻어 수동적인 안정성을 제공하도록 의도되었다.[20][14]이론적 접근법을 강조했음에도 불구하고 상병의 공기역학, 특히 3개의 지느러미 구성을 실증적으로 증명할 필요가 있다고 판단되어 1945년 7월 축소형 발사기에서 베이비 WAC라는 고체 추진체 1/5 스케일 모델이 시험되었다.[21][22]Baby WAC 4대가 비행했다.[23]

WAC 상병의 디자인은 산화제, 연료, 가압 공기 탱크가 포함된 주요 구조물이 모노코크 설계였고, 육군이 선호하는 4개가 아닌 안정화 지느러미가 3개뿐이라는 점에서 혁신적이었다.[21]WAC 상병은 인구 밀집 지역 근처에 부분적으로 사용될 대기 중 음향 로켓으로 구상되었기 때문에, 그것은 로켓 자체에 대한 낙하산 회수 시스템과 함께, 신호 군단 라디오존드 페이로드를 복구하기 위한 별도의 시스템을 제공받았다.[24][25]

WAC 상병의 생산은 더글라스 항공사가 JPL이 공급하는 중요 부품과 에어로젯이 제공하는 엔진을 탑재했다.[26]

테스트

WAC 상병 시험 프로그램은 1945년 9월 말 화이트 샌즈 증명 운동장에서 더미 상병 시험 프로그램을 시작했으며, 일련의 부스터 시험으로 더미 상병 시험 프로그램이 진행되었다.[27][28]이것은 화이트 샌즈에서 발사된 최초의 미사일이다.그들은 LC-33이 된 곳에서 발사되었는데, 이 곳은 V-2, 바이킹, 헤르메스와 같은 다른 많은 초기 미사일들의 발사장이기도 했다.[29][30]이 첫 발사는 부스터뿐만 아니라 발사기와 사격 통제장치도 테스트했으며 레이더와 카메라 요원들에게 연습도 제공했다.[15]10월에는 추진제 하중이 1/3인 WAC 상병이 두 차례 발사된 데 이어 6차례 완전 연료 비행이 이어졌다.이러한 비행들 중 몇몇은 약 235,000피트(72km)의 고도에 도달했다.[28][31]성능은 683 ~ 704 파운드(310 ~ 319 kg)의 총 중량과 289 ~ 310 파운드(131 ~ 141 kg)의 빈 중량을 포함한 여러 가지 요인 때문에 변화했다.[20]

WAC 상병 첫 번째 시리즈 동안 비행한 임무는 다음과 같다.

  • 2 1945년 9월 26일 부스터 시험
  • 2 1945년 9월 27일 부스터 시험
  • 1 1945년 9월 27일 250파운드(113kg) 하중의 부스터 시험
  • 1 1945년 9월 28일 인체모형 WAC 상병을 사용한 부스터 시험
  • 1945년 10월 11일 235,000피트(72km)까지 WAC 상병 1명
  • 1945년 10월 12일 약 235,000피트까지 WAC 상병 1명
  • 1 WAC 상병은 1945년 10월 16일 조기 코 배출로 인해 9만 피트(27km)까지 상병
  • 1 WAC 상병은 1945년 10월 19일 조기 코방출로 235,000피트까지
  • 1 가압 누출과 함께 발사된 WAC 상병은 1945년 10월 25일에 기록된 성능 없음
  • 1 WAC 상병은 1945년[28] 10월 25일 코방출 장애로 밤에 발사되었다.

9만 피트(27km) 이상에서는 레이더 복귀가 너무 작아 탐지할 수 없었고, 라디오존드 신호도 수신되지 않아 레이더 추적이 어려웠다.[32]이전의 미국의 액체 연료 로켓은 WAC 상병이 정기적으로 달성한 고도의 아주 작은 부분을 초과하지 않았다.[33][34]1945년 11월 9일 WAC 상병 설계를 변경하여 다른 일련의 비행을 위해 개선하기로 결정되었다.[35]재설계된 이 로켓은 처음에는 JPL 명명 체계에 따라 "서장"으로 간주되었지만 곧 WAC 상병 B로 이름이 바뀌었다.[36]"서전트"라는 이름은 후에 JPL에서 미군을 위해 설계된 고체 추진제 미사일에 사용되었다.[37]WAC 상병 B의 디자인은 1946년 3월 프로젝트 코디네이터로 P.J. Meeks와 함께 시작되었으며, 기본적인 형태는 그대로인 반면 세부적으로는 크게 차이가 났다.그것은 길이가 4인치(10cm), 무게는 100파운드(45kg), 추진체는 40파운드(18kg) 적었다.[38]연료가압계통 및 연료밸브 설계가 단순화되었다.[39]이 엔진은 WAC 상병의 50파운드(23kg)보다 12파운드(5.4kg)나 더 빠른 엔진으로 재설계됐다.[38][40]획기적으로 재설계된 로켓 본체는 별개의 다른 재료의 탱크를 사용했다.[41][39]더 크고 가벼운 지느러미가 공급되었는데, 이것은 1946년 12월 6일 첫 번째 WAC 상병 B 비행에서 문제가 있는 것으로 판명되었다.[39][28]

2차 WAC 상병 비행 중 비행은 다음과 같았다.

  • 1 1946년 5월 7일 부스터 시험
  • 1 1946년 5월 20일 노즈콘 분리 및 낙하산 회수 시험의 부스터 시험
  • 2 1946년 5월 23일 노즈콘 분리 및 낙하산 회수 시험의 부스터 시험
  • 2 1946년 5월 24일 노즈콘 분리 및 낙하산 회수 시험의 부스터 시험
  • 2 1946년 5월 26일 노즈콘 분리 및 낙하산 회수 시험의 부스터 시험
  • 1 1946년 5월 29일 노즈콘 분리 및 낙하산 회수 시험의 부스터 시험
  • 1 1946년 12월 2일 노즈콘 분리 및 낙하산 회수 시험의 부스터 시험
  • 1 WAC 상병 B 지느러미로 수정된 12월 3일 WAC 상병 A는 지느러미가 분리되어 27km(9만 피트)에 도달했다.
  • 1 첫 번째 WAC 상병 B는 지느러미 하나를 잃었고, 불안정한 상태가 9만 2천 피트(28km)에 이르렀으며, 1946년 12월 6일 성공적으로 회복되었다.
  • 1 WAC 상병 B는 1946년 12월 12일 약간 파손된 상태로 회복되어 105,000피트(32km)에 도달했다.
  • 1 WAC 상병 B는 1946년 12월 12일 복구된 원격 측정 구역 49km에 도달했다.
  • 1 WAC 상병 B는 낙하산이 엉켜서 1946년 12월 13일에 실패하였다.
  • 1 1947년 2월 17일 하중이 있는 Mark I Mod I 부스터의 시험
  • 1 WAC 상병 B는 1947년 2월 18일 예상보다 느린 속도로 144,000피트(44km)에 도달했다.
  • 1 WAC 상병 B는 1947년 2월 24일 낙하산 73km에 도달했다.
  • 1 WAC 상병 B는 1947년 3월 3일 206,000피트(63km)의 양호한 회복에 도달했다.
  • 1 WAC 상병 B는 1947년 6월 12일 19만 8천 피트 (60 km) 낙하산이 부서졌다.

WAC 상병 프로그램은 매우 성공적인 시험 프로그램이었다.마지막 6개의 WAC 상병 B는 범퍼 프로그램에서 초기 공중조명 및 스테이징 실험에서 V-2 미사일을 포착한 2단계 프로그램으로 사용되었다.[42][43]범퍼의 경우 지느러미를 4개로 늘리고 크기를 늘려 마하 5를 초과하는 안정성을 제공하도록 WAC 상병을 개조했다.[44][45]WAC 상병은 V-2 엔진이 차단되기 직전에 V-2 단계의 통합 가속도계에 의해 엔진 점화 스위치가 시작되도록 수정해야 했다.[46]WAC 상병은 산화제와 연료 탱크 사이에 배치된 두 개의 고체 로켓에 의해 스핀 안정화되었다.[47]범퍼/WAC는 페이로드 용량이 50파운드였으며, 속도 정보뿐만 아니라 노즈콘 온도까지 전송하는 도플러 송신기/수신기를 운반했다.[48]화이트 샌즈에서 온 범퍼 항공편은 6편이었는데, 고체 연료의 인체모형 WAC를 실은 최초의 두 편이었다.[49]6번 비행기는 V-2에서 고장이 났다.[49]범퍼 프로그램의 마지막 두 비행편인 범퍼 7, 8편은 나중에 케이프 커내버럴로 알려지게 될 플로리다주 코코아 비치의 새로운 합동 장거리 증명 그라운드에서 처음 발사된 것이었다.이동 이유는 12만~15만 피트(37~46km)의 마하 7 부근에서 속도를 내기 위해 하강 궤적을 사용하려는 의도였다.이것은 화이트 샌즈의 경계를 넘는 400km를 넘는 저속 비행을 수반할 것이다.[50]

WAC/범퍼 항공편은 다음과 같았다.

  • Bu-1 1948년 5월 15일 더미 WAC 상병
  • Bu-2 1948년 8월 10일 더미 WAC 상병
  • 1948년 9월 30일 부-3
  • Bu-4 1948년 11월 1일
  • 1949년 2월 24일, Bu-5
  • Bu-6 1949년 4월 21일 1단계 실패
  • Bu-8 1950년 7월 24일 케이프 커내버럴 패드 3, 스테이지 분리 오류
  • 1950년 7월 29일 케이프 커내버럴 패드 3에서

마지막으로 비행한 범퍼7의 WAC 상병은 당시 대기 중 발사체가 달성한 최고 속도인 마하 9를 달성했다.[51]

결과 및 레거시

WAC 상병은 V-2가 1946년 4월 일반 전기 작동 헤르메스 프로그램에서 사용할 수 있게 된 훨씬 더 큰 탑재 용량을 제공하면서 설계된 역할에서 직접적인 경쟁에 있음을 발견했다.[52]또한 1947년 말 테스트를 거쳐 1948년 봄 완전작전이 된 상병의 직계 후손인 에어로비와 경쟁하고 있었다.[53][54]또 다른 경쟁자는 나중에 바이킹으로 알려진 넵튠 사운딩 로켓이었다.[55]V-2는 2200파운드(1,000kg)를 128마일(206km)까지 끌어올릴 수 있고, 에어로비는 150파운드(68kg)에서 110km 이상, 바이킹 500파운드(230kg)를 100마일(160km)까지 끌어올릴 수 있다.이 세 가지 모두 상병의 25파운드(11kg)의 탑재량보다 더 나은 성능을 제공했다.달러당 파운드 대 고도에서 상병은 또한 경기에 졌다.WAC 상병 B는 8,000달러(2020년 92,700달러 상당)의 비용이 드는 반면, 캡처된 부품에서 재조립된 V-2는 약 3만 달러(14/lb), 에어로비는 약 18,500달러(123/lb)의 비용이 들었다.[56]

WAC 상병은 로켓 소리를 내는 역할에서 곧 교체되었지만, 그것의 유산은 오래 지속되었다.38ALDW-1500 엔진은 나이키 아약스의 A21AL-2600과 에어로비의 45AL-2600의 직접적인 전신이며, 세계 최초의 특수 제작된 위성발사체 뱅가드의 2단계에 AJ10-37 엔진이 포함된 AJ10 시리즈로 개발되었다.[16][57][58]다른 AJ10 시리즈 멤버로는 다양한 발사체에서 에이블 어퍼 스테이지에 동력을 공급한 AJ10-101과 아폴로 우주선의 AJ10-137 서비스 추진 시스템, 우주왕복선 궤도 기동 시스템 역할을 한 AJ10-190 등이 있다.[59][57][60]WAC 코퍼레이션은 국립 항공 우주 박물관과 화이트 샌즈 미사일 사거리 박물관에 전시되어 있다.

이름

WAC 상병에서 "WAC"라는 약어의 기원은 여러 개의 다른 문구를 의미한다고 주장되어 왔다.일부 화이트 샌즈 역사학자들(케네디, 드보킨, 에클레스)은 이것이 "태도 통제 없이"라는 의미라고 주장했다.[61][62][63]윌리엄 피커링은 '범퍼 8: 50주년 기념 케이프 커내버럴, 단체 구술 역사'에서 이를 '여성군단' 탓으로 돌렸다.[64]

WAC 지정에 대한 가장 초기 공개적인 보도는 일련의 에어웨이크 기사로, 약자의 유래가 되는 「여성 육군 군단」을 지지하는 것으로 보인다.1946년 3월 18일자 에어웨이크에서 'WAC 상병'이라는 재미있는 보안 코드 명칭이 1944년에 시작되었다고 언급하면서 1946년 6월 1일 에어웨이크에서 WAC 상병이 삼각형 100피트짜리 발사탑에서 발사된 후 스스로 즐거운 길을 가는 방법을 설명한 기사가 실렸다.]헤스의 특징은 일부 육군 로켓이 친숙한 계급에 의해 지정된다는 사실에서 비롯되는 '기업'인 'WAC'의 여성 호칭의 이유 중 일부를 암시한다."

사양

전체 치수 WAC 상병 A

  • 지름: 0.30m(1ft)
  • 총 길이: 7.37m(24ft 2인치)

타이니 팀 부스터

  • 적재 중량: 344.4kg(759.2lb)
  • 추진제 중량: 67.4kg(148.7lb)
  • 추력: 220kN(50,000lbf)
  • 지속시간: 0.6초
  • 임펄스: 133,000 N/s (30,000lbf/s)

WAC 상병 유지 장치

  • 공중량: 134.6kg(296.7lb)
  • 적재 중량: 313.3kg(690.7lb)
  • 추력: 6.7kN(1,500lbf)
  • 지속시간: 47초
  • 임펄스: 298,000 N/s (67,000lbf/s)

메모들

  1. ^ "NASA Sounding Rockets, 1958-1968: A Historical Summary, Ch. 2". NASA. 1971.
  2. ^ 브래그 1961 페이지 7.
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참조

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  • DeVorkin, David (1992). Science With A Vengeance How the Military Created the US Space Sciences After World War II. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-387-94137-1.
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  • 고다드, 로버트 H, "로켓", 미국 로켓 협회, 1946년 뉴욕
  • Green, Constance; Lomask, Milon (1970). Vanguard A History. Washington D.C.: National Aeronautics And Space Administration, Government Printing Office. SP-4202.
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외부 링크