АҚШ-тың X-30 гиперүнді ұшағы: Ұлттық аэроғарыш бағдарламасының тарихы
Rockwell X-30
🚀1986-93 ж. жасалған NASA & DOD жобасы: Rockwell X-30 гиперүнді ұшағы туралы. Ұшқышсыз орбитаға шығу, жол тасымалдау мақсатымен жасалған, бірақ аяқталған жоқ.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
1986–1993 жылдары АҚШ NASA & DOD гипердыбыстық жобасы.
US NASA & DOD hypersonic project in 1986–1993
Rockwell X-30 – Ұлттық аэроғарыш ұшағы (NASP) бағдарламасы бойынша озық технологиялық демонстрациялық жоба, АҚШ-тың бір сатылы орбитаға шығатын (SSTO) ғарыш кемесі мен жолаушыларға арналған ғарыш лайнерін құруға бағытталған жобаның бір бөлігі. 1986 жылы басталып, 1990 жылдардың басында прототипі аяқталмай тұрып тоқтатылды, бірақ озық материалдар және аэроғарыштық дизайн саласында көптеген дамыту жұмыстары жүргізілді. NASP-тың болашақ мақсаты – Вашингтоннан Токиоға екі сағатта ұша алатын жолаушылар лайнері (Ориент Экспресі) болуы еді.
The Rockwell X 30 was an advanced technology demonstrator project for the National Aero Space Plane (NASP), part of a United States project to create a single stage to orbit (SSTO) spacecraft and passenger spaceliner. Started in 1986, it was cancelled in the early 1990s before a prototype was completed, although much development work in advanced materials and aerospace design was completed. While a goal of a future NASP was a passenger liner (the Orient Express) capable of two hour flights from Washington to Tokyo,
1986 жылдың сәуір айында McDonnell Douglas, Rockwell International және General Dynamics компаниялары гипердыбыстық, ауамен тыныстайтын SSTO ұшағы/корпусы үшін технологияны әзірлеу бойынша келісімшарттарға (әрқайсысы 35 миллион доллардан аспайды) қол қойды. Қазіргі таңдағыда ол АҚШ-тың Хантсвилл қаласындағы (Алабама штаты) Ғарыш және ракета орталығының «Авиациялық шақыру» кампусында қойылған.
In April 1986, McDonnell Douglas, Rockwell International, and General Dynamics were awarded contracts (each no more than $35 M) to develop technology for a hypersonic air breathing SSTO vehicle/airframe. It is on display at the Aviation Challenge campus of the U. S. Space & Rocket Center in Huntsville, Alabama.
Дизайн
Бастапқы концепция конустық мұрын болды, ол (1987 жылдан кейін бе?) жалпақ қапшық пішініне эволюциялады. X 30 конфигурациясы қозғалтқыш пен фюзеляжды біріктірді. Қапшық пішіндес алдыңғы фюзеляж қозғалтқышқа енгенге дейін ауаны қысыммен жинау үшін шок толқыны жасады. Артқы фюзеляж шығарылатын газдарды кеңейту үшін біріктірілген сопло құрады. Ортадағы қозғалтқыш – скрамджет болды. Ол кезде ешбір скрамджет қозғалтқышы пайдалануға дайын емес еді. Аэродинамикалық конфигурация толқынды жүйеге жататын мысал еді. Көтеру күшінің көп бөлігі фюзеляждың қысымдық көтеруі арқылы туды. «Қанаттар» – басқаруды қамтамасыз ететін шағын қанатшалар болды. Бұл конфигурация жоғары жылдамдықты ұшу үшін тиімді болды, бірақ ұшып көтерілу, қону және төмен жылдамдықты ұшуды қиындатар еді. Ұшақ корпусының температурасы бетінің көп бөлігінде жоғары болады деп күтілді, ал алдыңғы жиектерінде және қозғалтқыштың бөліктерінде максималды температура жоғарырақ болатын. Бұл үшін титан мен алюминийдің гамма және альфа титан алюминиді деп аталатын қорытпалары, озық көміртек/көміртек композиттері және кремний карбиді талшықтары бар титан металл матрицалық композиттері (TMC) сияқты жоғары температураға төзімді жеңіл материалдарды әзірлеу қажет болды. McDonnell Douglas компаниясы титан матрицалық композиттерін «Task D» деп аталатын фюзеляждың үлгілік бөлігін жасау үшін пайдаланды. Task D сынақ үлгісінің биіктігі 4 фут, ені 8 фут, ұзындығы 8 фут болатын. Фюзеляж бөліміне көміртек/эпоксид криогенді сутек резервуары енгізілді және барлық құрастырма, оның ішінде ұшқыш және жанғыш сутек, 1992 жылы бағдарлама тоқтатылуға тиіс болғанға дейін механикалық жүктемелермен және 820°C (1500°F) температурада сәтті сынақтан өтті.
The original concept was for a conical nose, this evolved (after 1987?) to a flat shovel shape. The X 30 configuration integrated engine and fuselage. The shovel shaped forward fuselage generated a shock wave to compress air before it entered the engine. The aft fuselage formed an integrated nozzle to expand the exhaust. The engine between was a scramjet. At the time, no scramjet engine was close to operational. The aerodynamic configuration was an example of a waverider. Most of the lift was generated by the fuselage by compression lift. The "wings" were small fins providing trim and control. This configuration was efficient for high speed flight, but would have made takeoff, landing and slow speed flight difficult. Temperatures on the airframe were expected to be over a large part of the surface, with maxima of more than on the leading edges and portions of the engine. This required the development of high temperature lightweight materials, including alloys of titanium and aluminum known as gamma and alpha titanium aluminide, advanced carbon/carbon composites, and titanium metal matrix composite (TMC) with silicon carbide fibers. Titanium matrix composites were used by McDonnell Douglas to create a representative fuselage section called "Task D". The Task D test article was four feet high by eight feet wide by eight feet long. A carbon/epoxy cryogenic hydrogen tank was integrated with the fuselage section and the whole assembly, including volatile and combustible hydrogen, was successfully tested with mechanical loads and a temperature of 820 °C (1,500 °F) in 1992, just before program cancellation.