حزام بيل الصاروخي

أظهرت الاختبارات الأولية أن جسم الإنسان منصة غير مستقرة للغاية. وكشفت الاختبارات عن أفضل ترتيب لفوهات المحركات النفاثة بالنسبة لمركز ثقل كل من الطيار والحقيبة، مما أتاح التحكم في الاتجاه. شارك ويندل مور وأعضاء آخرون من فريقه في رحلات الاختبار. كانت هذه الرحلات الأولى بمثابة قفزات نوعية، لكنها أثبتت صحة الفكرة وأقنعت الجيش بتمويل تطويرها. مُنحت شركة بيل عقدًا لتطوير واختبار وعرض نموذج عملي لمركبة إطلاق الصواريخ الصغيرة.

تم اختيار محرك صاروخي بقوة دفع تبلغ 280 رطلاً (1.25 كيلو نيوتن أو 127 كيلوغرام قوة ). بلغ وزن الجهاز مع وقوده 125 رطلاً (57 كيلوغراماً) . صُمم الجهاز بإطار من الألياف الزجاجية مُصمم ليناسب جسم المُشغل، ومثبت بأحزمة، كما تم ربط أسطوانات الوقود والنيتروجين بالإطار. ثُبِّت المحرك باستخدام آلية مفصلية يتم التحكم بها بواسطة أذرع أسفل الكتفين، بينما تم التحكم في قوة الدفع من خلال منظم متصل بمقبض خانق على الذراع الأيمن للجهاز. يتحكم المقبض الموجود على الذراع الأيسر في ميل فوهات (المروحيات النفاثة). بدأت اختبارات الجهاز في أواخر عام 1960، وأُجريت في حظيرة طائرات كبيرة مزودة بحبل أمان. أكمل ويندل مور أول 20 عملية إقلاع باستخدام حبل الأمان، مع إدخال تحسينات تدريجية. 

في 17 فبراير 1961، انحرفت الطائرة فجأةً، ووصلت إلى نهاية حبل الأمان، الذي انقطع بدوره، مما أدى إلى سقوط مور من ارتفاع 2.5 متر تقريبًا، وكسر ركبته ، وجعله غير قادر على الطيران مجددًا. تولى المهندس هارولد غراهام قيادة الطائرة التجريبية ، واستؤنفت الاختبارات في 1 مارس. ثم أجرى 36 اختبارًا إضافيًا باستخدام حبل الأمان، مما مكّنهم من تحقيق تحكم مستقر في الطائرة.

في 20 أبريل 1961 (بعد أسبوع من رحلة يوري غاغارين )، أُجريت أول رحلة تجريبية حرة لحزمة صاروخية في موقع خالٍ بالقرب من مطار شلالات نياجرا . وصل هارولد غراهام إلى ارتفاع حوالي 1.2 متر ، ثم طار بسلاسة للأمام بسرعة تقارب 10  كيلومترات في الساعة لمسافة أقل من 35 مترًا، ثم هبط. استغرقت الرحلة 13 ثانية.

في رحلات لاحقة، تعلّم غراهام كيفية التحكم في الصاروخ وأداء مناورات أكثر تعقيدًا، كالطيران في دائرة والدوران حول نفسه. حلّق فوق الجداول والسيارات، وتلال بارتفاع عشرة أمتار، وبين الأشجار. من أبريل إلى مايو 1961، أجرى غراهام 28 رحلة إضافية. عمل ويندل مور على ضمان موثوقية الصاروخ وثقة غراهام في قيادته استعدادًا لعرض الصاروخ للجمهور. خلال الاختبارات، تم تحقيق أقصى مدة ومسافة: مدة 21 ثانية، مدى 120 مترًا، ارتفاع 10 أمتار، سرعة 55  كيلومترًا في الساعة.

في الثامن من يونيو عام ١٩٦٢، عُرضت الطائرة علنًا لأول مرة أمام مئات الضباط في قاعدة فورت يوستيس العسكرية. وتلت ذلك عروضٌ عامة أخرى، من بينها التحليق الشهير في ساحة البنتاغون . في ذلك اليوم، حلّق هارولد غراهام أمام ٣٠٠٠ من أفراد الإدارة العسكرية، الذين تابعوا العرض بحماس.

في 11 أكتوبر 1961 (أو 12 أكتوبر وفقًا لبيانات أخرى)، عُرضت الطائرة شخصيًا على الرئيس جون إف. كينيدي خلال مناورات تجريبية في قاعدة فورت براغ العسكرية. انطلق غراهام من سفينة إنزال برمائية ، وحلّق فوق شريط مائي، وهبط أمام الرئيس.

سافر هارولد غراهام وفريق دعمه إلى العديد من المدن في الولايات المتحدة الأمريكية، وزاروا كندا والمكسيك والأرجنتين وألمانيا وفرنسا، بالإضافة إلى دول أخرى. وفي كل مرة، نجحوا في عرض حزمة الصواريخ أمام الجمهور. إلا أن الجيش شعر بخيبة أمل. فقد كانت أقصى مدة طيران لحزمة الصواريخ 21 ثانية فقط، بمدى لا يتجاوز 120 مترًا. كما تطلب الأمر وجود عدد كبير من أفراد الجيش لمرافقة حزمة الصواريخ. وخلال الطيران، استُهلك 19 لترًا من بيروكسيد الهيدروجين . ورأى الجيش أن "حزام صواريخ بيل" أقرب إلى لعبة استعراضية منه إلى وسيلة نقل فعالة. أنفق الجيش 150 ألف دولار على عقد شركة بيل إيروسستمز، وأنفقت بيل بدورها 50 ألف دولار إضافية. ورفض الجيش أي إنفاق إضافي على برنامج SRLD، فتم إلغاء العقد.

تعتمد جميع حقائب الصواريخ الموجودة على تصميم حقيبة "حزام صاروخ بيل"، التي طورها ويندل مور في الفترة من 1960 إلى 1969.

تتكون حقيبة مور من جزأين رئيسيين:

• مشدّ صلب من البلاستيك الزجاجي (8)، يُربط بالطيار (10). يحتوي المشدّ على إطار معدني أنبوبي في الخلف، مثبت عليه ثلاث أسطوانات غاز : اثنتان مملوءتان ببيروكسيد الهيدروجين السائل (6)، وواحدة مملوءة بالنيتروجين المضغوط (7). عندما يكون الطيار على الأرض، يوزّع المشدّ وزن الحقيبة على ظهره.
• محرك الصاروخ، القادر على الحركة على مفصل كروي (9) في الجزء العلوي من الهيكل. يتكون محرك الصاروخ من مولد غاز (1) وأنبوبين (2) متصلين به اتصالاً وثيقاً، وينتهيان بفوهات نفاثة ذات رؤوس قابلة للتحكم (3). يتصل المحرك اتصالاً وثيقاً برافعتين يمرران تحت يدي الطيار. باستخدام هاتين الرافعتين، يميل الطيار المحرك للأمام أو للخلف أو إلى الجانبين. على الرافعة اليمنى يوجد صمام التحكم في الدفع (5)، المتصل عبر كابل بصمام منظم (4) لتزويد المحرك بالوقود. على الرافعة اليسرى يوجد مقبض التوجيه، الذي يحرك رؤوس الفوهات النفاثة، مما يسمح للطيار بالتحكم في انحرافه.

التصميم بأكمله بسيط وموثوق؛ باستثناء صمام التنظيم والفوهات القابلة للتوجيه، لا يحتوي محرك الصاروخ على أجزاء متحركة.

• يوضح الشكل المحرك وأسطوانات بيروكسيد الهيدروجين وأسطوانة النيتروجين المضغوط (الضغط حوالي 40 ضغط جوي أو 4 ميجا باسكال).
• يقوم الطيار بتدوير مقبض التحكم في قوة دفع المحرك، مما يؤدي إلى فتح صمام المنظم (3).
• يقوم النيتروجين المضغوط (1) بإزاحة بيروكسيد الهيدروجين السائل (2)، والذي يتم نقله عبر الأنابيب إلى مولد الغاز (4).
• وهناك يتصل بالمحفز ( صفائح فضية رقيقة مغطاة بطبقة من نترات الساماريوم ) ويتحلل.
• يدخل المزيج الساخن عالي الضغط الناتج من البخار وغاز الأكسجين إلى أنبوبين، يخرجان من مولد الغاز.
• تُغطى هذه الأنابيب بطبقة عازلة لتقليل فقدان الحرارة.
• ثم تدخل الغازات الساخنة إلى فوهات النفث ( فوهات دي لافال )، حيث يتم تضييقها أولاً، ثم يُسمح لها بالتمدد، مما يؤدي إلى تسريعها إلى سرعة تفوق سرعة الصوت وخلق قوة دفع تفاعلية.

تحتوي الطائرة على ذراعين متصلين بإحكام بوحدة المحرك. عند الضغط على هذين الذراعين، يقوم الطيار بدفع فوهات الوقود للخلف، فتنطلق الطائرة للأمام. وبالمثل، يؤدي رفع هذا الذراع إلى تحريك الطائرة للخلف. كما يمكن إمالة وحدة المحرك إلى الجانبين (بفضل المفصل الكروي) للطيران الجانبي.

التحكم باستخدام الرافعة غير دقيق إلى حد ما؛ وللتحكم الدقيق، يستخدم الطيار مقبضًا على الرافعة اليسرى. يتحكم هذا المقبض في رؤوس فوهات الدفع النفاث. هذه الرؤوس (المحركات النفاثة) متقابلة بنابض، ويمكن إمالتها للأمام أو للخلف بمساعدة قوى الدفع المرنة. يقوم الطيار بإمالة المقبض للأمام أو للخلف، فيميل كلا رأسي الفوهتين في الوقت نفسه للطيران بشكل مستقيم . إذا أراد الطيار الانعطاف، فإنه يدير المقبض لإمالة الفوهتين في اتجاهين متعاكسين، أحدهما للأمام والآخر للخلف، مما يؤدي إلى دوران الطيار والطائرة حول محورها. من خلال الجمع بين حركات مختلفة لمقابض الرافعة، يستطيع الطيار الطيران بأي اتجاه، حتى جانبيًا، أو الانعطاف، أو الدوران في مكانه، وما إلى ذلك.

يستطيع الطيار التحكم في طيران حزمة الصواريخ بطرق مختلفة، وذلك بتغيير مركز ثقل جسمه. على سبيل المثال، إذا ثنينا الساقين ورفعناهما نحو البطن، سيتحرك مركز الثقل للأمام، وستميل الحزمة، وبالتالي ستطير للأمام أيضًا. يُعتبر هذا النوع من التحكم بالحزمة باستخدام الجسم غير صحيح، وهو سمة مميزة للمبتدئين. يؤكد الطيار الأكثر خبرة، بيل سويتر، أنه أثناء الطيران، من الضروري ضم الساقين معًا بشكل مستقيم، والتحكم في الطيران باستخدام أذرع ومقابض الحزمة. هذه هي الطريقة الوحيدة لتعلم قيادة الحزمة بكفاءة، وتنفيذ مناورات جوية معقدة بثقة.

يوجد مقبض التحكم في قوة المحرك على الذراع الأيمن. في وضع الإغلاق، يُغلق صمام منظم الوقود تمامًا، مانعًا وصول الوقود إلى المحرك. بتدوير المقبض عكس اتجاه عقارب الساعة، يزيد الطيار من قوة دفع المحرك. أثناء صيانة خزان الوقود المضغوط بالنيتروجين، يُثبّت المقبض في وضع الإغلاق بواسطة مسمار أمان. يوجد مؤقت الطيار على نفس المقبض. نظرًا لأن خزان الوقود يكفي لمدة 21 ثانية فقط من الطيران، فمن الضروري معرفة متى سينفد الوقود، حتى يتمكن الطيار من الهبوط بأمان قبل نفاد خزاناته.

قبل الإقلاع، يُضبط المؤقت على 21 ثانية. عندما يُدير الطيار مقبض الإقلاع، يبدأ المؤقت بالعد التنازلي، ويُرسل إشارات ثانية بثانية إلى جهاز تنبيه في خوذة الطيار. بعد 15 ثانية، تُصبح الإشارة متواصلة، مُعلنةً للطيار أن وقت الهبوط قد حان.

يرتدي قائد المركبة بدلة واقية مصنوعة من مادة مقاومة للحرارة، نظرًا لارتفاع درجة حرارة فوهة العادم وأنابيب المحرك. كما يرتدي خوذة واقية مزودة بواقيات للأذن وجهاز تنبيه لانخفاض مستوى الوقود. يُصدر عادم غرفة دفع الصاروخ، الذي يفوق سرعة الصوت، صوتًا عاليًا جدًا (130 ديسيبل ) حادًا وصاخبًا، يختلف تمامًا عن هدير محرك الطائرة النفاث.

عادم المحرك النفاث شفاف وغير مرئي عادةً في الهواء. لكن في الطقس البارد، يتكثف بخار الماء، الذي يشكل جزءًا كبيرًا من خليط البخار والغاز، بعد خروجه من الفوهة مباشرةً، مُحيطًا الطيار بسحابة من الضباب (لهذا السبب، أُجريت أولى رحلات حزام بيل الصاروخي المربوطة في حظيرة طائرات). كما يصبح عادم المحرك النفاث مرئيًا إذا لم يتحلل الوقود تمامًا في مولد الغاز، وهو ما قد يحدث في حال تلوث العامل الحفاز أو بيروكسيد الهيدروجين.