Rockwell X-30 был проектом демонстратора передовых технологий для National Aero-Space Plane ( NASP ), частью проекта США по созданию одноступенчатого орбитального (SSTO) космического корабля и пассажирского космического лайнера. [1] Начатый в 1986 году, он был отменен в начале 1990-х годов до завершения прототипа, хотя большая часть опытно-конструкторских работ в области передовых материалов и аэрокосмического дизайна была завершена. В то время как целью будущего NASP был пассажирский лайнер ( Orient Express ), способный совершать двухчасовые перелеты из Вашингтона в Токио , [1] X-30 планировался для экипажа из двух человек и ориентирован на испытания. [ необходима цитата ]
Концепция NASP, как полагают, произошла от проекта «Медный каньон» Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), который проводился с 1982 по 1985 год. В своем послании о положении страны в 1986 году президент Рональд Рейган призвал к созданию «нового Восточного экспресса , который мог бы к концу следующего десятилетия взлетать из аэропорта Даллеса , разгоняться до 25 раз быстрее скорости звука , достигать низкой околоземной орбиты или долетать до Токио в течение двух часов». [1]
Исследования показали максимальную скорость в 8 Махов для самолета на базе ГПВРД , поскольку транспортное средство будет вырабатывать тепло из-за адиабатического сжатия , что потребует значительных затрат энергии. Проект показал, что большую часть этой энергии можно будет извлечь, пропуская водород по обшивке и перенося тепло в камеру сгорания: тогда скорость в 20 Махов казалась возможной. Результатом стала программа, финансируемая NASA и Министерством обороны США (финансирование было примерно поровну разделено между NASA, DARPA, ВВС США , Управлением стратегических оборонных инициатив (SDIO) и ВМС США ). [2]
В апреле 1986 года McDonnell Douglas , Rockwell International и General Dynamics получили контракты (каждый не более чем на 35 млн долларов) на разработку технологии для гиперзвукового воздушно-реактивного летательного аппарата/планера SSTO. [2] Rocketdyne и Pratt & Whitney получили контракты на 175 млн долларов каждая на разработку двигателей/движителей. [2] Подрядчики по плану самолета будут соревноваться, и двое или трое будут исключены через год. [2] План состоял в том, что через 42 месяца (конец 1989 года) будут заключены контракты на создание демонстрационного летательного аппарата. [2]
В 1990 году компании объединились под руководством Rockwell International для разработки самолета, чтобы справиться с техническими и бюджетными препятствиями. [ необходима цитата ] Разработка X-30, как он тогда назывался, началась. [ необходима цитата ]
Несмотря на прогресс в необходимых структурных и двигательных технологиях, NASA пришлось решать существенные проблемы. [ требуется цитата ] Министерство обороны хотело, чтобы он перевозил экипаж из двух человек и небольшую полезную нагрузку. Требования к тому, чтобы быть транспортным средством для людей , с приборами, системами контроля окружающей среды и оборудованием безопасности, сделали X-30 больше, тяжелее и дороже, чем требовалось для демонстратора технологий. Программа X-30 была прекращена из-за сокращения бюджета и технических проблем в 1993 году. [ требуется цитата ]
Более скромная гиперзвуковая программа завершилась созданием беспилотного X-43 «Hyper-X». [ необходима цитата ]
Подробный макет X-30 в масштабе 1/3 (длиной 50 футов) был построен студентами-инженерами в Исследовательской лаборатории полётов Raspet Университета штата Миссисипи в Старквилле, штат Миссисипи . [3] [4] [5] Он выставлен в кампусе Aviation Challenge Космического и ракетного центра США в Хантсвилле, штат Алабама . [6]
Первоначальная концепция предполагала коническую носовую часть, которая впоследствии (после 1987 года?) эволюционировала в форму плоской лопаты. [ необходима цитата ]
Конфигурация X-30 интегрировала двигатель и фюзеляж. Лопатообразный передний фюзеляж генерировал ударную волну для сжатия воздуха перед его поступлением в двигатель. Задняя часть фюзеляжа образовывала интегрированное сопло для расширения выхлопа. Двигатель между ними был гиперзвуковым прямоточным воздушно-реактивным двигателем . В то время, [ когда? ] ни один гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель не был близок к эксплуатации. [ необходима цитата ]
Аэродинамическая конфигурация была примером волнолета . Большая часть подъемной силы создавалась фюзеляжем за счет подъемной силы сжатия . «Крылья» представляли собой небольшие плавники, обеспечивающие балансировку и управление. Такая конфигурация была эффективна для высокоскоростного полета, но затруднила бы взлет, посадку и полет на малой скорости. [ требуется цитата ]
Ожидалось, что температура на планере составит 980 °C (1800 °F) на большей части поверхности, с максимумами более 1650 °C (3000 °F) на передних кромках и частях двигателя. Это потребовало разработки высокотемпературных легких материалов, включая сплавы титана и алюминия, известные как гамма- и альфа- алюминиды титана , усовершенствованные углеродно-углеродные композиты и титаново- металлический матричный композит (TMC) с волокнами карбида кремния . Композиты с титановой матрицей использовались McDonnell Douglas для создания представительной секции фюзеляжа под названием «Task D». Испытательный образец Task D имел высоту четыре фута, ширину восемь футов и длину восемь футов. Углеродно-эпоксидный криогенный водородный бак был интегрирован с секцией фюзеляжа, и вся сборка, включая летучий и горючий водород, была успешно испытана при механических нагрузках и температуре 820 °C (1500 °F) в 1992 году, как раз перед отменой программы. [ необходима ссылка ]
Общая характеристика
Производительность
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
