Проект аэрокосмического самолета Rockwell X-30 NASP (США)

В 1985 году конструктор Пол Чиж был назначен основным научным спецом программки разработки Государственного аэрокосмического самолета NASP (National Aero-Space Plane), который стал самым масштабным (после Space Shuttle) проектом многоразовой аэрокосмической системы. Это вышло благодаря тому, что Чиж являлся управляющим команды проектантов компании McDonnell Douglas, которая выиграла роль в проектах Copper Canyon и NASP. NASP (он же X-30 либо «Orient Express») был должен стать многоразовым одноступенчатым крылатым аппаратом последнего поколения с горизонтальным стартом и посадкой, создаваемым для надёжной и дешевенькой доставки людей и грузов в космос. Разработка началась в 1986 году после исследовательских работ по проекту Copper Canyon (1982-1985), проведённых агентством многообещающих военных разработок DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency). В своём воззвании к цивилизации в 1986 году президент США Рональд Рейган объявил: «...«Orient Express», который будет построен в последующем десятилетии, сумеет взлететь из аэровокзала Даллес и, разогнавшись до скорости в 25 раз выше скорости звука, выйти на орбиту либо совершить полёт в Токио за 2 часа». Программка NASP, финансируемая вместе NASA и министерством обороны, велась при участии компаний McDonnell Douglas и Rockwell International, работавшим над планером и оборудованием гипрезвукового одноступенчатого космоплана. Конторы Rocketdyne и Pratt & Whitney разрабатывали гиперзвуковые прямоточные воздушно-реактивные движки (ГПВРД). Аэродинамическая конфигурация Rockwell X-30 «затачивалась» для хорошей работы прямоточных движков - практически вокруг них компоновался фюзеляж аппарата. Передняя часть фюзеляжа при полёте создавала скачок уплотнения, сжимающий воздух перед воздухопоглотителем. Задняя часть фюзеляжа встраивалась с соплами движков и обеспечивает расширение потока выхлопных газов. Не считая того, аэродинамическая конфигурация должна была давать подъёмную силу за счёт сжатия воздушного потока. Система скачков уплотнения, создаваемых фюзеляжем, обеспечивала огромную часть таковой подъёмной силы. Маленькие крылья Rockwell X-30 служили в главном для улучшения стойкости и управления траекторией полёта. Такая конфигурация, нареченная Compression Lift («подъемная сила от сжатия»), была хороша для гиперзвукового маршевого полета, но неудобна для взлёта и посадки. По расчетам, обшивка большей части конструкции Rockwell X-30 должна была греться в полёте до 980°С , а наибольшая температура носовой части фюзеляжа, фронтальных кромок крыла и частей мотора достигала бы около 1650°С. Потому в конструкции аппарата предполагалось применить сверхлёгкие жаростойкие материалы, сплавы титана и алюминия, такие как альфа- и гамма-алюминиды титана, углерод-углеродные композиты, титановые композиты с железной матрицей и кремнийуглеродными волокнами. McDonnell Douglas даже сделала из титановых композитов с железной матрицей опытнейший эталон секции фюзеляжа 1.2 м в высоту, 2.7 м в ширину и 2.7 м в длину (так называемое изделие Task D) с встроенным в ней композитным криогенным баком для водянистого водорода. В 1992 году секция была протестирована с наполнением бака водянистым водородом, имеющим температуру -253°С при нагреве наружной поверхности обшивки до температуры +820°С и расчётных механических нагрузках. По требованиям министерства обороны США самолет Rockwell X-30 был должен иметь экипаж из 2-ух человек и маленькую доп полезную нагрузку. Работы проявили, что пилотируемый космоплан с надлежащими системами управления и жизнеобеспечения оказался очень огромным, тяжёлым и дорогостоящим - он никак не мог играть роль опытнейшего демонстратора технологий. Проект отличался множеством непроверенных новейших технологий. Спецам решение задачки разработки этих технологий казалось увлекательным, но политиков и финансистов стращали большие объемы предварительных работ при неопределенном конечном итоге, что и предназначило беду программки. В итоге разработка Rockwell X-30 была остановлена, но исследования в области одноступенчатых средств вывода на орбиту с горизонтальным стартом и гиперзвуковых прямоточных движков в Соединенных Штатах не закончились, хотя размах их существенно снизился. Нужно сказать, что проектанты NASP столкнулись с обилием проблем, определяемых тесноватой интеграцией нововведений, из-за чего создатели сначала не могли отработать каждую технологию и сложить все совместно в законченный проект. Скоро стало ясно, что без искусственного «отделения зернышек от плевел» не обойтись. Потому основной целью НИОКР, которыми управлял в том числе и Пол Чиж, стала разработка и проверка новых технологий методом корреляции расчетных способов, предсказуемых решений, стендовых тестов и анализа приобретенных результатов, что было принципиально как для всего проекта в целом, так и для сотворения ГПВРД а именно. Важное место в работах отводилось летному тесту, в каком предполагалось оценить верность расчетных способов, так как на наземных щитах воспроизвести условия полета с гиперзвуковыми (число Маха > 5) скоростями было очень трудно и недешево. Большой опыт роли в разработке скрытых гиперзвуковых летательных аппаратов привел к тому, что имя Пола Чижа на Западе связали с таковой экзотикой, как гипотетичный проект «Aurora». Слухи о секретном гиперзвуковом самолете-разведчике появились сначала 1990-х, и даже в 1995 году журнальчик Popular Science опубликовал отдельные статьи. Очевидно, журналисты прямо спрашивали Пола, что он задумывается о проекте? Он не знал - либо делал вид, что не знал - наверное, но давал осознать, что таковой самолет может реально существовать. «Он мог бы существовать. Для его сотворения не нужна никакая мистика. Я убежден, что по последней группа профессионалов McDonnell-Douglas, в какой я работал посреди 1960-х годов, могла бы его выстроить. Мы сделали две модели гиперзвукового летательного аппарата на авиабазе Райт-Паттерсон и протестировали для измерения давлений, напряжений и рассредотачивания тепла и скорости теплопередачи. Модели продувались во всех АДТ, которые мы смогли отыскать - от низкоскоростных до гиперзвуковых, во всех спектрах прямо до М=6-8», гласил он в одном из интервью. После закрытия программки NASP Пол Чиж оставил карьеру в McDonnell Douglas и занялся своим делом, также начал преподавать аэрокосмическую технику и машиностроение в родном институте Паркса института Сент-Луиса. Технические свойства (X-30 по проекту) Длина: 48,7 м Размах крыла: 22,5 м Полная масса: 136 077 кг Силовая установка: 1 x ГПВРД