군사 검토

Chance-Vought SMU / AMU 우주 제트 팩 프로젝트

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지난 세기의 50 대 제트 팩은 고성능을 자랑 할 수 없었습니다. 아직도 공중에 올라 타는 데 성공한 장치는 너무 높은 연료 소비를 가지고 있었기 때문에 비행의 최대 지속 시간에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 또한, 다른 디자인에 몇 가지 다른 문제가있었습니다. 시간이 지남에 따라 군대와 엔지니어들은 이전에 유망하고 유망한 것으로 간주되었던이 기술에 환멸을 느꼈다. 그러나 이것이 작업을 완전히 중단하지는 못했습니다. 50 년대 말에 NASA 조직은이 주제에 관심을 갖게되었고 우주 프로그램에 새로운 기술을 사용하기를 희망했습니다.


가까운 장래에 NASA 전문가들은 우주로 사람을 보낼뿐만 아니라 다른 여러 가지 문제도 해결할 것으로 예상했습니다. 특히 그들은 우주선 외부의 우주에서 일할 가능성을 고려했다. 이러한 조건에서 작업을 완벽하게 해결하려면 우주 비행사가 올바른 방향으로 자유롭게 움직일 수있는 특정 장치가 필요했습니다. XNUMX 년대 초반 NASA는 공군의 지원을 요청했으며,이 때까지 여러 유사한 프로그램을 수행 할 수있었습니다. 또한 여러 기업을 고용했습니다. 비행 우주 프로그램을 위해 자체 버전의 개인 항공기를 개발하도록 제안 된 산업. 무엇보다도 이러한 제안은 Chance-Vought에 의해 접수되었습니다.

이용 가능한 자료에 따르면, 예비 연구 단계에서도 NASA 전문가들은 유망 기술의 최적 형태에 관해 결론을 내렸다. 가장 편리한 개별 운송 수단은 저전력 제트 엔진이 장착 된 배낭입니다. 이 장치는 계약 회사를 주문한 것입니다. 이 장치의 다른 변형도 고려되었지만 우주 비행사의 등받이 위에 올려 놓은 배낭은 최적이라고 인정되었습니다.

Chance-Vought SMU / AMU 우주 제트 팩 프로젝트
Chance-Vought 및 SMU 장치에서 우주복의 일반적인 모습. 인기 과학 사진


향후 몇 년 동안, Chance-Vout은 일련의 연구를 수행하고 우주를위한 차량을 형성했습니다. 프로젝트는 SMU (Self-Maneuvering Unit - "자기 기동 장치") 호칭을 받았다. 프로젝트 개발의 후반 단계와 테스트 중에 새로운 지정이 적용되었습니다. 장치는 AMU (우주 비행사 조종 장치 - "우주 비행사 기동 장치")로 이름을 변경했습니다.

아마도 SMU 프로젝트의 저자는 Bell Aerosystems의 Wendell Moore 팀의 발전을 알고 있었고이 분야의 다른 개발에 대해서도 알고있었습니다. 사실 벨 회사의 제트 팩과 조금 후에 등장한 우주선은 다른 특성을 지녔지 만 동일한 엔진을 가져야했습니다. SMU 제품은 과산화수소에서 작동하고 촉매 분해를 사용하는 제트 엔진이 장착되도록 제안되었습니다.

이 시간에 의한 과산화수소의 촉매 분해 과정은 초기 제트 팩을 포함한 다양한 기술에서 활발하게 사용되었습니다. 이 아이디어의 본질은 물질을 물과 산소로 분해시키는 특수 촉매에 "연료"를 공급하는 것입니다. 생성 된 가스 - 증기 혼합물은 충분히 높은 온도를 가지며 또한 고속으로 팽창하므로 제트 엔진을 포함한 에너지 원으로 사용할 수 있습니다.

과산화수소의 분해는 반응성 배낭과 관련하여 가장 경제적 인 에너지 원이 아니라는 점에 유의해야합니다. 사람을 공중으로 들어 올리기에 충분한 추력의 형성을 위해서는 너무 많은 "연료"가 필요합니다. 따라서 Bell의 프로젝트에서 20-liter 탱크는 조종사가 25-30 이상을 대기 상태로 유지할 수있게 해줍니다. 그러나 이는 지구에서 비행하는 경우에만 유효합니다. 우주 공간이나 달 표면의 경우, 우주 비행사의 무게가 더 적기 때문에 (또는 부재 한 경우), 허용 할 수 없을만큼 높은 과산화수소 소비없이 장치의 요구되는 특성을 제공 할 수있었습니다.

프로젝트 진행 과정에서 SMU는 몇 가지 주요 쟁점을 해결해야했으며 그 주요 원인은 물론 제트 엔진 유형이었습니다. 또한 전체 장치의 최적 레이아웃, 필요한 장비의 구성 및 프로젝트의 다른 많은 기능을 결정하는 것이 필요했습니다. 보고서에 따르면, 이러한 문제에 대한 연구는 결국 SMU / AMU 제품과 함께 사용하도록 제안 된 최초의 우주복 설계를 이끌어 냈습니다.

1962의 상반기에 주요 설계 작업이 완료되었으며, 그 직후 Chance-Vought는 프로토 타입 우주 제트 팩을 제작했습니다. 같은 해 가을, 처음에는 장비가 언론에 공개되었습니다. 대중 과학 11 월 호에서 제안 된 시스템의 이미지가 처음 게시되었습니다. 또한이 저널의 기사는 레이아웃과 몇 가지 기본 특징을 설명했습니다.

Popular Science가 발표 한 사진 중 하나에서 우주 비행사가 새로운 우주복에 묘사되었습니다. 우주 비행사는 SMU 장비를 사용했습니다. 제안 된 우주복에는 얼굴 방패가 낮고 발자국이 잘 발달 된 구형 헬멧이있어 우주 비행사의 어깨에 얹혀 있어야했다. jetpack 시스템과 우주복을 연결하기위한 몇 가지 커넥터가있었습니다. Chance-Vought의 소송은이 목적을 위해 현대 제품과 크게 달랐습니다. 가능한 한 가볍게 수행되었으며 현재 요구 사항을 충족시키는 데 필요한 일련의 보호 장비가 장착되어 있지 않은 것 같습니다.

배낭 자체는 오목한 전면 벽과 우주 비행사의 등에 등을 장착 할 수있는 도구 세트가있는 직사각형 블록이었습니다. 그래서, 정면 벽의 꼭대기에는 가방이 우주 비행사의 어깨에 얹혀있는 두 개의 독특한 후크가있었습니다. 중간 부분에는 몇 개의 레버가있는 원통형 컨트롤 패널이있는 무릎 벨트가있었습니다. 배낭과 우주복을 연결하기 위해 여러 케이블과 유연한 파이프 라인도 제공되었습니다.

우주선 밖에서의 장기간의 작업과 시간 기술의 불완전 성을 보장해야하는 필요성 때문에 장치의 레이아웃에 영향을주었습니다. SMU 제품의 상단에는 폐회로 산소 시스템의 큰 블록이있었습니다. 이 장치는 호흡 혼합물을 우주 비행사의 헬멧에 공급 한 다음 호기 가스를 펌핑하고 이산화탄소를 제거하도록 설계되었습니다. 우주선이나 압축 가스 실린더에서 호흡 혼합물을 공급하기위한 호스와는 달리, 이산화탄소 흡수 장치가있는 시스템은 우주 비행사의 기동성을 손상시키지 않고 장시간 열린 공간에서 사용할 수 있습니다.


후면 패널이없는 SMU. 인기 과학 사진


보도에 따르면 기자들에게 시위를하는 동안 SMU는 일하는 삶의 지원 시스템을 갖추고 있지 않았다. 이 장비는 아직 작동 할 준비가되지 않았기 때문에 추가 검사가 필요했기 때문에 프로토 타입에 비슷한 무게와 크기의 시뮬레이터로 대체되었습니다. 이 구성에서 장치가 첫 번째 테스트에 참여했습니다. 더욱이이 방향으로의 작업은 심각하게 지연 되었기 때문에 1962 끝에서 제작 된 이후의 프로토 타입조차도 산소 시스템없이 테스트되었고 시뮬레이터 만 장착되었습니다.

과산화수소 탱크의 배치를 위해 시체의 왼쪽 아래 부분 (조종사 기준)이 제공되었습니다. 그 오른쪽에는 다양한 목적을위한 일련의 다른 장비가있었습니다. 오른쪽 아래 구획의 상단에는 장비의 양방향 음성 통신, 배터리 및 전원 공급 장치가 설치된 라디오 스테이션과 연료 공급 시스템의 압축 질소 용 실린더 및 가스 조절기가 설치되었습니다.

제트 팩의 윗면 측면에는 자체 노즐이 달린 4 개의 소형 엔진이 제공되었습니다 (각면에 2 개). 동일한 엔진이 케이스의 바닥면에 있습니다. 또한 유사한 레이아웃의 엔진 두 개가 바닥면 중앙에 위치했습니다. 전체적으로 10 엔진은 반응성 가스를 방출 할 수있었습니다. 모든 엔진의 노즐은 다른쪽으로 기울어 져 기울어졌으며 올바른 방향으로 향한 추력을 만들어야했습니다.

이용 가능한 정보에 따르면 각 엔진은 연료의 분해를 유발하는 판촉 촉매가 달린 작은 블록이었다. 촉매가 나오기 전에 솔레노이드에 의해 제어되는 밸브가있었습니다. 10 개의 모든 엔진은 연료 탱크와 연결되도록 제안되었으며, 연료 탱크는 압축 가스 용 실린더에 연결되었습니다.

엔진의 작동 원리는 간단했습니다. 압축 질소의 압력 하에서, 과산화수소는 파이프 라인으로 들어가서 엔진에 도달하기로되어있었습니다. 제어 시스템의 명령에 따라 엔진 솔레노이드는 밸브를 열어서 촉매에 대한 "연료"의 접근을 보장해야합니다. 다음은 노즐을 통한 가스 - 증기 혼합물의 방출과 추력의 형성에 의한 분해 반응이었다.

노즐은 엔진의 동기식 또는 비대칭 형 전환에 의해 올바른 방향으로 움직이거나, 회전하거나, 위치를 조정할 수있는 방식으로 배열되었습니다. 예를 들어, 모든 엔진을 동시에 후진 방향으로 움직이면 앞으로 나아갈 수 있었고, 다른 쪽 엔진의 비대칭적인 스위치 ON으로 인해 회전이 이루어졌습니다.

장치 SMU의 첫 번째 버전은 원통형 케이스로 만들어져 허리 벨트에 위치한 비교적 간단한 제어 패널을 받았다. 측면에는 오른손 아래에는 전진 또는 후진을 제어하기위한 레버가있었습니다. 전면 벽에 레버를 배치하여 피치와 요를 제어합니다. 그 위에는 롤 컨트롤을 담당하는 다른 레버가있었습니다. 또한 엔진, 라디오 방송국 및 자동 조종 장치를 켜기 위해 토글 스위치가 제공되었습니다. 이러한 제어 장치의 도움으로 조종사는 과산화수소를 올바른 엔진에 전달할 수 있으며, 이로 인해 그의 움직임을 제어 할 수 있습니다.

수동 제어 외에도 SMU에는 우주 비행사의 작업을 용이하게하는 자동 장치가 있습니다. 필요하다면 그는 자이로 스코프와 비교적 간단한 전자 장치의 도움으로 우주에서 제트 팩의 위치를 ​​모니터링하고 필요할 경우이를 수정해야만하는 자동 조종 장치를 켤 수있었습니다. 예를 들어, 우주선의 외면에 악기를 수리 할 때와 같이 한 정국에서 장거리 작업을하는 동안 그러한 체제가 적용될 것으로 추정되었다. 이 경우, 우주 비행사는 다양한 작업을 수행 할 수있는 기회를 얻었으며 자동 작업자는 원하는 위치를 유지해야했습니다.

SMU 제트 팩의 기자들에게 160 파운드 (약 72 kg)의 무게가 나왔다. 달에 사용될 때, 장치의 무게는 25 파운드 (11,5 kg)로 감소되었으며 지구 궤도에서 작동 할 때 무게는 완전히 없어야합니다.


테스트 중 SMU jetpack의 모델. 보고서의 사진


대중 과학의 발표에 따르면, SMU 장치의 제시된 샘플은 계산에 따라, 우주 비행사가 1 개의 연료 보급 장소에서 과산화수소로 1000 피트 (304 피트)까지 날아 가게 허용했습니다. 견인 엔진, 개발자에 따르면, 상당히 큰화물을 이동할 정도로. 예를 들어 50 t까지 무게가 나가는 우주선과 같은 물체를 움직일 수있는 가능성이 제기되었고, 동시에 우주 비행사는 초당 1 피트의 속도를 발전시켜야했습니다.

SMU 장치가 언론인들에게 보여지기 몇 달 전에, 1962의 중간에서 프로토 타입은 오하이오 주 Wright-Patterson 공군에 가져 가서 테스트를 받았다. 필요한 모든 테스트를 수행하기 위해 국방부의 전문가들이 특수 장비뿐만 아니라 프로젝트에 참여했습니다. 예를 들어, 단기 무중력 상태에서 연구에 사용 된 특수 항공기 KC-135 Zero G가 테스트 플랫폼으로 선택되었습니다.

"무중력 (zero gravity)"을 가진 첫 번째 비행은 6 월 25에서 62를 통과했으며, 다음 달 동안 중량없는 조건에서 jetpack의 성능에 대한 수십 가지 테스트가 수행되었습니다. 이 기간 동안 실제로 이러한 시스템을 사용하는 근본적인 가능성을 입증하는 것이 가능했습니다. 또한 일부 특성 및 기본 비행 데이터가 확인되었습니다. 그래서, 엔진 추력은 공기 대기에서 비행하고 몇 가지 간단한 기동을 수행하기에 충분했습니다.

SMU의 성공적인 테스트로 인해 설계 작업이 중단되지 않았습니다. 1962이 끝날 무렵, 우주 비행사 제트 팩의 업데이트 된 버전 개발이 시작되었습니다. 현대화 된 버전의 프로젝트에서는 장치의 레이아웃을 변경하고 디자인을 조정하는 것이 제안되었습니다. 이 모든 것 때문에, 우선 "연료"와 기본 비행 데이터의 성능을 향상 시키기로되어있었습니다. 업데이트 된 프로젝트에 대한 작업이 시작된 직후, 이전 SMU 제품과 관련하여 곧 적용될 새로운 이름 인 AMU가 등장했기 때문에 혼란이 가능했습니다.

보고서에 따르면 업그레이드 된 AMU는 외면적으로 기본 SMU와 거의 다르지 않았습니다. 선체의 외장은 큰 변화를 겪지 않았으며, 우주 비행사의 등에 장치를 고정시키는 시스템은 동일하게 유지되었습니다. 동시에 내부 집계의 레이아웃이 크게 변경되었습니다. 300 m 레벨의 비행 범위는 NASA에 적합하지 않았기 때문에 새로운 연료 탱크를 사용할 것을 제안했습니다. AMU 제트 팩은 선체 중심부 전체를 차지하는 큰 길이의 과산화 수소 용 대형 탱크를 받았다. 새 탱크의 부피는 660 큐브였습니다. 인치 (10,81 L). 이 탱크의 측면에는 다른 장비가 있습니다.

다른 장치들 중에서도 과산화수소 가압 시스템의 압축 질소 탱크가 보존되었습니다. 프로젝트에 따르면, 질소는 3500 psi (238 대기) 수준의 압력 하에서 연료 탱크에 공급되어야합니다. 그러나 시험 중에 사용 된 압력은 더 낮았습니다 : 200 psi (13,6 atm) 정도. AMU의 원형에는 다른 힘의 엔진이 장착되어있었습니다. 그래서 앞뒤로 움직이는 노즐은 20 파운드의 수준에서 추진력을 개발했습니다. 10 파운드로 위아래로 움직이는 데 사용됩니다.

앞으로 AMU는 생명 유지 시스템을받을 수 있었지만 테스트가 시작될 때까지도 그러한 장비는 아직 준비되지 않았습니다. 이 때문에 경험이 풍부한 AMU는 이전 모델과 마찬가지로 비슷한 크기와 무게를 가진 원하는 시스템의 레이아웃 만 받았습니다. 필요한 모든 설계 작업과 테스트를 완료 한 후 산소 시스템을 우주 제트 팩에 설치할 수 있습니다.

어셈블리가 끝난 직후, 1962의 맨 끝이나 1963의 시작 부분에서 AMU가 Wright-Patterson 기지로 보내져 테스트되었습니다. 특별히 장착 된 KC-135 Zero G 항공기는 검사를위한 "시험장"이되었으며, 적어도 1963 스프링이 끝날 때까지 다양한 점검이 계속되었습니다.

5 월 중순 1963에서 프로젝트 작성자는 테스트 보고서를 준비했습니다. 이 시간까지, 문서에서 진술 된대로, 포물선 궤도에 따라서 백개의 비행은 무중력 상태 하에서 제트 팩의 가동이 검사되는 동안에 실행되었다. 시험 중, 중력이없는 비행 시간이 짧았음에도 불구하고 파일럿과화물 수송 능력을 검증 할뿐만 아니라 두 장치의 제어를 마스터 할 수있었습니다.


테스트하는 동안 AMU 가방. 보고서의 사진


보고서의 마지막 부분에서 AMU의 제트 팩은 현재의 형태로 만족스러운 특성을 지니고 있으며 할당 된 작업을 해결하는 데 사용될 수 있다고 명시되어 있습니다. 20 파운드까지 추력 엔진이 올바른 방향으로 조종되는 비행에 충분하고 다양한 기동을 수행하는 것으로 나타났습니다. 보고서에 기록 된대로 엔진의 노즐 위치를 선택하면 파일럿 - 우회 시스템을 무게 중심에서 동일한 거리에 배치하여 장비를 탁월하게 제어 할 수 있습니다.

자동 조종 장치는 전체적으로 잘 발휘되었지만 개선과 추가 테스트가 필요했습니다. 어떤 상황에서는이 장치가 배낭의 위치 변화에 제대로 응답하지 못했습니다. 또한 지정된 위치에서 장치의 작은 (최대 10 °) 편차를 무시하도록 제어 자동화를 "가르치는"것이 제안되었습니다. 이 모드를 사용하면 과산화수소의 소비를 크게 줄일 수 있습니다.

미래에 AMU 제품을 사용해야하는 우주 비행사는 특별한 훈련 과정을 거쳐야하며,이 과정에서 컨트롤을 마스터 할 수있을뿐만 아니라 장치를 "느끼는"법을 배우게됩니다. 이것에 대한 필요성은 훈련 수준이 불충분 한 조종사를 통제하는 여러 시험 비행으로 입증되었습니다. 이러한 경우 조종사는 천천히 행동했으며 통제의 정확성에는 차이가 없었다.

일반적으로 보고서 작성자는 AMU 장치 자체와 테스트 결과를 높이 평가했습니다. 프로젝트 작업을 계속하고 전체 구조와 개별 구성 요소를 지속적으로 개선하고 일부 비행 모드에주의를 기울이는 것이 좋습니다. 이러한 모든 조치로 우주 비행사를위한 실행 가능한 제트 팩의 모습을 의지 할 수 있었으며 할당 된 모든 작업을 해결하는 데 충분했습니다.

NASA와 Chance-Vought는 많은 관련 기관뿐만 아니라 테스터 보고서와 유망한 프로젝트에 대한 지속적인 연구를 고려했습니다. SMU / AMU 설계를 기반으로 한 10 년 중반까지 새로운 장치가 개발되었으며,이 장치는 열린 공간에서도 테스트 할 계획이었습니다.

우주 제트 팩의 분야에서 더 많은 연구가 성공으로 결정 지었다. 80 년대 초, 우주 왕복선 우주선의 장비에 사용 된 최초의 MMU 우주선이 우주로 보내졌습니다. 이 장비는 다양한 작업을 해결하는 데있어 다양한 임무에서 적극적으로 사용되었습니다. 따라서 많은 실패에도 불구하고 제트 팩의 아이디어는 실제 적용에 도달했습니다. 사실, 그들은 지구에서가 아니라 우주에서 그것을 사용하기 시작했습니다.


자료에 따르면,
http://theverge.com/
http://dtic.mil/
http://flyingcarsandfoodpills.com/
제트 팩은 우주 비행사를 인간의 우주선으로 탈바꿈시킵니다. 대중 과학. 1962, No.11
Letho S. The Great American Jet Pack : 궁극의 개별 리프트 장치를위한 탐구. 시카고 리뷰, 2013

SMU / AMU 시험 보고서 :
http://dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/403729.pdf
저자 :
1 논평
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  1. Razvedka_Boem
    Razvedka_Boem 27 11 월 2015 20 : 16 새로운
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    제트 팩은 우주 정거장과 달 기지를 적극적으로 사용하기 시작하면 "두 번째 바람"을받습니다. 궤도와 달에는 다양한 식물을 생산하고 고순도의 금속, 합금 및 독특한 의약품을받을 수있는 곳을 제조 할 수 있습니다. 이 모든 것에는 막대한 투자가 필요하지만 군사적 필요에 소비되는 것 이상은 아닙니다. 또한, 공간을 적극적으로 사용하면 기술 개발에 새로운 발걸음을 내딛고 사람들을 모아 삶의 목적을 달성 할 수 있습니다.