روكويل إكس-30

📅 آخر تحديث: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٤ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 6 صور
الموسوعة الحرة

كان مشروع روكويل إكس-30 مشروعًا تجريبيًا متطورًا للتكنولوجيا ضمن مشروع الطائرة الفضائية الوطنية ( NASP )، وهو جزء من مشروع أمريكي لإنشاء مركبة فضائية أحادية المرحلة إلى المدار (SSTO) وناقلة ركاب فضائية. [ 1 ] بدأ المشروع عام 1986، ثم أُلغي في أوائل التسعينيات قبل اكتمال النموذج الأولي، على الرغم من إنجاز الكثير من أعمال التطوير في مجال المواد المتقدمة وتصميم الطيران والفضاء. وبينما كان أحد أهداف مشروع NASP المستقبلي هو إنتاج ناقلة ركاب (على غرار قطار الشرق السريع ) قادرة على القيام برحلات مدتها ساعتان من واشنطن إلى طوكيو ، [ 1 ] فقد خُطط لطائرة إكس-30 لطاقم مكون من شخصين، وكان الهدف منها إجراء الاختبارات.

نموذج تصميم قديم معروض في مركز الفضاء والصواريخ الأمريكي في هانتسفيل، ألاباما ؛ لاحظ الأنف المخروطي والذيل الزعنفي الظهري المفرد الذي يميزه عن النموذج الأحدث.
نموذج تصميم أحدث معروض في حرم تحدي الطيران التابع لمركز الفضاء والصواريخ الأمريكي في هانتسفيل، ألاباما؛ لاحظ الأنف المسطح الذي يشبه منقار البط والذيل ذو الزعنفة الظهرية المزدوجة الذي يميزه عن النموذج الأقدم.

تطوير

يُعتقد أن مفهوم برنامج NASP قد استُمدّ من مشروع "وادي النحاس" التابع لوكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة (DARPA)، والذي أُجري بين عامي 1982 و1985. وفي خطابه عن حالة الاتحاد عام 1986 ، دعا الرئيس رونالد ريغان إلى " قطار شرقي جديد قادر، بحلول نهاية العقد التالي، على الإقلاع من مطار دالاس ، والتسارع إلى 25 ضعف سرعة الصوت ، والوصول إلى مدار أرضي منخفض أو الطيران إلى طوكيو في غضون ساعتين". [ 1 ]

أشارت الأبحاث إلى أن السرعة القصوى للطائرات التي تعمل بمحركات سكرامجت تبلغ 8 ماخ ، نظرًا لأن المركبة ستولد حرارة نتيجةً للضغط الأديباتي ، مما سيؤدي إلى استهلاك طاقة كبيرة. أظهر المشروع إمكانية استعادة جزء كبير من هذه الطاقة بتمرير الهيدروجين فوق سطح المحرك ونقل الحرارة إلى غرفة الاحتراق، ما جعل الوصول إلى سرعة 20 ماخ ممكنًا. نتج عن ذلك برنامج ممول من وكالة ناسا ووزارة الدفاع الأمريكية (حيث تم توزيع التمويل بالتساوي تقريبًا بين ناسا، وداربا، والقوات الجوية الأمريكية ، ومكتب مبادرة الدفاع الاستراتيجي ، والبحرية الأمريكية ). [ 2 ]

في أبريل 1986، مُنحت شركات ماكدونيل دوغلاس ، وروكويل إنترناشونال ، وجنرال دايناميكس عقودًا (بقيمة لا تتجاوز 35 مليون دولار لكل منها) لتطوير تقنية مركبة/هيكل طائرة أحادية المرحلة تعمل بمحرك تنفس هوائي فرط صوتي . [ 2 ] كما مُنحت شركتا روكيتداين وبرات آند ويتني عقودًا بقيمة 175 مليون دولار لكل منهما لتطوير المحركات/أنظمة الدفع. [ 2 ] وكان من المقرر أن تتنافس شركات تصنيع هياكل الطائرات، على أن يتم استبعاد اثنتين أو ثلاث منها بعد عام. [ 2 ] وكانت الخطة تقضي بمنح عقود بناء نموذج تجريبي للطيران بعد 42 شهرًا (نهاية عام 1989). [ 2 ]

في عام 1990، اندمجت الشركات تحت إدارة روكويل إنترناشونال لتطوير الطائرة، والتغلب على العقبات التقنية والمالية. وبدأ تطوير الطائرة X-30، كما كانت تُسمى آنذاك.

على الرغم من التقدم المحرز في تقنيات الهيكل والدفع اللازمة، واجهت وكالة ناسا مشاكل جوهرية. فقد أرادت وزارة الدفاع أن تحمل المركبة طاقمًا من شخصين وحمولة صغيرة. إلا أن متطلبات كونها مركبة مأهولة ، مزودة بأجهزة قياس وأنظمة تحكم بيئية ومعدات سلامة، جعلت المركبة X-30 أكبر حجمًا وأثقل وزنًا وأكثر تكلفة مما هو مطلوب لمركبة تجريبية. وقد أُنهي برنامج X-30 في عام 1993 وسط تخفيضات في الميزانية ومخاوف تقنية.

إرث

وقد بلغ برنامج أكثر تواضعاً في مجال السرعة الفائقة ذروته في الطائرة غير المأهولة X-43 "Hyper-X".

قام طلاب الهندسة في مختبر راسبيت لأبحاث الطيران التابع لجامعة ولاية ميسيسيبي في ستاركفيل، ميسيسيبي ، ببناء نموذج مفصل بحجم ثلث الحجم الأصلي (بطول 50 قدمًا) للطائرة X-30 . [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] وهو معروض في حرم تحدي الطيران التابع لمركز الفضاء والصواريخ الأمريكي في هانتسفيل، ألاباما . [ 6 ]

تصميم

تصور فني من عام 1986 لمركبة ناسب أثناء الإقلاع
تصور فني للمركبة الفضائية X-30 في المدار
تصور فني للمركبة X-30 أثناء عودتها إلى الغلاف الجوي
نموذج X-30 في نفق هوائي

كان المفهوم الأصلي هو أنف مخروطي الشكل، ثم تطور هذا المفهوم (بعد عام 1987؟) إلى شكل مجرفة مسطح.

كان تصميم طائرة X-30 يجمع بين المحرك وجسم الطائرة. يولّد الجزء الأمامي من جسم الطائرة، ذو الشكل المجرفي، موجة صدمية لضغط الهواء قبل دخوله إلى المحرك. أما الجزء الخلفي من جسم الطائرة فيشكّل فوهة مدمجة لتوسيع العادم. وكان المحرك بينهما من نوع سكرامجت . في ذلك الوقت، لم يكن أي محرك سكرامجت جاهزًا للعمل.

كان التصميم الانسيابي مثالاً على طائرة ذات انسيابية هوائية . تولّد معظم قوة الرفع بواسطة جسم الطائرة عن طريق قوة الرفع الانضغاطية . أما "الأجنحة" فكانت عبارة عن زعانف صغيرة توفر التوازن والتحكم. كان هذا التصميم فعالاً للطيران بسرعات عالية، ولكنه كان سيجعل الإقلاع والهبوط والطيران بسرعات منخفضة أمراً صعباً.

كان من المتوقع أن تصل درجات الحرارة على هيكل الطائرة إلى 980 درجة مئوية (1800 درجة فهرنهايت) على جزء كبير من سطحه، مع درجات حرارة قصوى تتجاوز 1650 درجة مئوية (3000 درجة فهرنهايت) على الحواف الأمامية وأجزاء من المحرك. وقد استلزم ذلك تطوير مواد خفيفة الوزن تتحمل درجات الحرارة العالية، بما في ذلك سبائك التيتانيوم والألومنيوم المعروفة باسم ألومينيد التيتانيوم غاما وألفا، ومركبات الكربون/الكربون المتقدمة ، ومركب مصفوفة التيتانيوم المعدنية (TMC) مع ألياف كربيد السيليكون . استخدمت شركة ماكدونيل دوغلاس مركبات مصفوفة التيتانيوم لإنشاء قسم نموذجي من جسم الطائرة يُسمى "المهمة د". بلغ ارتفاع نموذج "المهمة د" أربعة أقدام وعرضه وطوله ثمانية أقدام. تم دمج خزان هيدروجين مبرد من الكربون/الإيبوكسي مع قسم جسم الطائرة، وتم اختبار المجموعة بأكملها، بما في ذلك الهيدروجين المتطاير والقابل للاحتراق، بنجاح تحت أحمال ميكانيكية ودرجة حرارة 820 درجة مئوية (1500 درجة فهرنهايت) في عام 1992، قبيل إلغاء البرنامج.      

المواصفات (X-30 كما هو مصمم)

الخصائص العامة

  • الطول: 160  قدمًا  (48.768  مترًا)
  • طول الجناح: 74  قدمًا  (22.5552  مترًا)
  • الوزن الإجمالي: 300,000  رطل (136,077  كجم)
  • محطة توليد الطاقة: محرك نفاث فرطي السرعة واحد

أداء

إرث التصميم والمواد

انظر أيضاً

طائرات ذات دور وتكوين وعصر مماثل

مراجع

  1. 1 2 3 تشانغ، كينيث (20 أكتوبر 2014). "قبل 25 عامًا، تخيلت ناسا قطارها الخاص "أورينت إكسبريس"" . صحيفة نيويورك تايمز . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 أكتوبر 2014. "
  2. 1 2 3 4 5 "صحيفة حقائق البرنامج الوطني للطائرات الفضائية" . TOTSE . مؤرشفة من الأصل في 2 أبريل 2016. تم الاطلاع عليها في 2 نوفمبر 2023 .
  3. ↑ أندرسن، دروسيلا؛ بيكر، سو؛ ساندي، ماري (4 نوفمبر 1991). "جامعة ولاية ميسيسيبي تفوز بمسابقة تصميم نموذج طائرة فضائية" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 5 ديسمبر 2007. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2023 .
  4. ↑ "التاريخ: NASP X-30" . مختبر راسبيت لأبحاث الطيران. مؤرشف من الأصل في 17 مارس 2005. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2023 .
  5. ↑ أندرسن، دروسيلا (10 يونيو 1992). "الكشف عن النموذج الأولي للطائرة الفضائية الوطنية X-30" . ناسا. مؤرشف من الأصل في 3 سبتمبر 2009. تم الاطلاع عليه في 2 نوفمبر 2023 .
  6. ↑ يظهر على خرائط جوجل عند الإحداثيات 34.709610، -86.642011 ( https://www.google.com/maps/place/34%C2%B042'41.0%22N+86%C2%B039'15.0%22W/@34.7095563,-86.6420974,61m/data=!3m1!1e3!4m4!3m3!8m2!3d34.711389!4d-86.654167?hl=en&entry=ttu&g_ep=EgoyMDI0MTAwOC4wIKXMDSoASAFQAw%3D%3D )
  • جينكينز، دينيس ر.؛ لانديس، توني؛ ميلر، جاي (يونيو 2003). المركبات التجريبية الأمريكية: جرد - من X-1 إلى X-50، إصدار الذكرى المئوية للطيران (ملف PDF) . دراسات في تاريخ الفضاء. المجلد  31. واشنطن العاصمة: مكتب العلاقات الخارجية التابع لوكالة ناسا. LCCN 2003051364. مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) في 25 أبريل 2020. 
  • شويكارت، لاري (1998). هاليون، ريتشارد ب. (محرر). ثورة فرط الصوت: دراسات حالة في تاريخ تكنولوجيا فرط الصوت . المجلد  الثالث: السعي وراء الطائرة النفاثة المدارية: البرنامج الوطني للطائرات الفضائية (1983-1995). قاعدة بولينغ الجوية، واشنطن العاصمة: برنامج تاريخ ومتاحف القوات الجوية. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 2 يوليو 2015.