Geçen yüzyılın ellili jetpack'leri yüksek performansla övünemezdi. Hala havaya girmeyi başaran araçların yakıt tüketimi çok yüksekti ve bu da mümkün olan maksimum uçuş süresini olumsuz etkiledi. Ayrıca, farklı tasarımların başka sorunları da vardı. Zamanla, ordu ve mühendisler, daha önce umut verici ve umut verici olarak kabul edilen bu tür teknolojiden hayal kırıklığına uğradı. Ancak bu, işin tamamen durmasına yol açmadı. Ellili yılların sonunda NASA, uzay programlarında yeni teknolojiyi uygulamayı umduğu bu konuyla ilgilenmeye başladı.
Öngörülebilir gelecekte, NASA uzmanları yalnızca bir adamı uzaya göndermeyi değil, aynı zamanda diğer birkaç sorunu da çözmeyi umuyordu. Özellikle gemi dışında açık alanda çalışabilme olasılığı düşünüldü. Bu gibi durumlarda tam teşekküllü bir problem çözümü için, astronotun istenen yönde, manevrada vb. serbestçe hareket edebileceği belirli bir aparat gerekliydi. Altmışlı yılların başında NASA, bu zamana kadar birkaç benzer program yürütmeyi başaran hava kuvvetlerinden yardım istedi. Buna ek olarak, uzay programı için kişisel bir uçağın kendi versiyonlarını geliştirmeye davet edilen birkaç havacılık endüstrisi işletmesini çalışmaya çekti. Diğerleri arasında, böyle bir teklif Chance-Vought tarafından alındı.
Mevcut verilere göre, ön araştırma aşamasında bile, NASA uzmanları gelecek vaat eden teknolojinin optimal form faktörü ile ilgili sonuçlara vardı. En uygun kişisel ulaşım aracının, bir dizi düşük güçlü jet motoruna sahip bir sırt çantası olacağı ortaya çıktı. Bu tür cihazlar müteahhit şirketler tarafından sipariş edildi. Cihazın diğer varyantlarının da dikkate alındığına dikkat edilmelidir, ancak optimal olarak kabul edilen astronotun arkasına giyilen sırt çantasıydı.
Chance-Vought uzay giysisi ve SMU'nun genel görünümü. Popular Science dergisinin fotoğrafı
Önümüzdeki birkaç yıl içinde, Chance Vout bir dizi çalışma yürüttü ve uzay için bir aracın görünümünü şekillendirdi. Proje, SMU (Kendi Kendine Manevra Birimi) adını aldı. Proje geliştirmenin sonraki aşamalarında ve test sırasında yeni bir atama kullanıldı. Cihazın adı AMU (Astronot Manevra Birimi - "Bir astronot manevrası için cihaz") olarak değiştirildi.
Muhtemelen SMU projesinin yazarları, Bell Aerosystems'in Wendell Moore ekibinin gelişmeleri hakkında bir fikre sahipti ve bu alandaki diğer gelişmeler hakkında bilgi sahibiydi. Gerçek şu ki, Bell jetpack'leri ve biraz sonra ortaya çıkan uzay aracı, farklı özelliklere sahip olsa da aynı motorlara sahip olmalıydı. SMU ürününün hidrojen peroksit üzerinde çalışan ve katalitik ayrışmasını kullanan jet motorlarıyla donatılması önerildi.
Bu zamana kadar hidrojen peroksitin katalitik ayrışma süreci, bazı erken jetpack'ler de dahil olmak üzere çeşitli tekniklerde aktif olarak kullanıldı. Bu fikrin özü, maddenin su ve oksijene ayrışmasına neden olan özel bir katalizöre "yakıt" sağlamaktan ibarettir. Ortaya çıkan buhar-gaz karışımı yeterince yüksek bir sıcaklığa sahiptir ve ayrıca jet motorları da dahil olmak üzere bir enerji kaynağı olarak kullanılmasını mümkün kılan yüksek bir hızda genişler.
Jetpackler bağlamında hidrojen peroksitin ayrışmasının en ekonomik enerji kaynağı olmadığı belirtilmelidir. Bir insanı havaya kaldırmak için yeterli itişi oluşturmak için çok fazla "yakıt" gerekir. Böylece, Bell'in projelerinde 20 litrelik bir tank, pilotun havada 25-30 saniyeden fazla kalmamasına izin verdi. Ancak, bu yalnızca Dünya'daki uçuşlar için geçerliydi. Açık alan veya Ay yüzeyi durumunda, astronotun daha düşük (veya hiç olmaması) ağırlığı nedeniyle, kabul edilemez derecede yüksek bir hidrojen peroksit tüketimi olmadan aparatın gerekli özelliklerini sağlamak mümkün oldu.
SMU projesi sırasında, başlıcaları elbette jet motoru tipi olan birkaç ana sorunun çözülmesi gerekiyordu. Ek olarak, tüm cihazın optimal yerleşimini, gerekli ekipmanın bileşimini ve projenin bir takım diğer özelliklerini belirlemek gerekiyordu. Raporlara göre, bu konuların incelenmesi sonunda SMU / AMU ürünü ile kullanılması önerilen orijinal uzay giysisinin tasarımına yol açtı.
Büyük tasarım çalışmaları 1962'nin ilk yarısında tamamlandı, kısa bir süre sonra Chance-Vought bir prototip uzay jetpack üretti. Aynı yılın sonbaharında, cihaz ilk olarak basına gösterildi. Önerilen sistemin görüntüleri ilk kez Popular Science dergisinin Kasım sayısında yayınlandı. Ek olarak, bu dergideki makale bir yerleşim şeması ve bazı temel özellikler sağladı.
Popular Science tarafından yayınlanan fotoğraflardan biri, sırtında SMU bulunan yeni bir uzay giysisi içinde bir astronot gösterdi. Önerilen uzay giysisi, alçaltılmış bir yüz siperine ve astronotun omuzlarına dayanması gereken gelişmiş bir alt kısma sahip küresel bir kaska sahipti. Ayrıca uzay giysisini jetpack sistemlerine bağlamak için birkaç konektör vardı. Chance-Vought'un uzay giysisi, bu amaç için modern ürünlerden belirgin şekilde farklıydı. Mümkün olduğu kadar hafif yapılmış ve görünüşe göre mevcut gereksinimleri karşılamak için gerekli olan bir dizi koruyucu önlemle donatılmamıştır.
Sırt çantasının kendisi, içbükey bir ön duvara ve astronotun sırtına tutturmak için bir dizi araca sahip dikdörtgen bir bloktu. Böylece, ön duvarın üstünde, sırt çantasının astronotun omuzlarına dayandığı iki karakteristik "kanca" vardı. Orta kısımda, üzerinde birkaç kollu silindirik bir kontrol panelinin bulunduğu bir bel kemeri vardı. Sırt çantasını uzay giysisine bağlamak için çeşitli kablolar ve esnek boru hatları da sağlandı.
Uzay aracının dışında uzun süreli operasyon sağlama ihtiyacı ve o zamanın teknolojilerinin kusurlu olması uzay aracının düzenini etkiledi. SMU'nun tepesinde büyük bir kapalı döngü oksijen sistemi ünitesi vardı. Bu cihaz, solunum karışımını astronotun kaskına beslemek, ardından solunan gazları dışarı pompalamak ve karbondioksiti çıkarmak için tasarlandı. Bir gemiden veya sıkıştırılmış gaz tüplerinden solunum karışımı sağlamak için kullanılan hortumlardan farklı olarak, karbondioksit emicilere sahip sistem, astronotun manevra kabiliyetini bozmadı ve uzun süre açık alanda kalmasını mümkün kıldı.
Arka panelsiz SMU. Popular Science dergisinin fotoğrafı
Raporlara göre, gazetecilere yapılan gösteri sırasında SMU'da bir çalışma yaşam destek sistemi yoktu. Bu ekipman henüz kullanıma hazır değildi ve ek kontrollere ihtiyaç duyuyordu, bu nedenle prototipte aynı ağırlık ve boyutlarda bir simülatörle değiştirildi. Bu konfigürasyonda, cihaz ilk testlerde yer aldı. Dahası, bu yöndeki çalışmalar ciddi şekilde ertelendi, bu nedenle 1962'nin sonunda inşa edilen daha sonraki bir prototip bile oksijen sistemi olmadan test edildi ve sadece simülatörü ile donatıldı.
Gövdenin sol alt kısmı (pilota göre) hidrojen peroksit tankının yerleştirilmesi için verildi. Sağında, çeşitli amaçlar için bir dizi başka ekipman vardı. Sağ alt bölmenin üstünde, iki yönlü sesli iletişim sağlayan bir radyo istasyonu vardı; altına piller ve ekipman için bir güç kaynağı ünitesinin yanı sıra yakıt besleme sistemi için sıkıştırılmış bir nitrojen silindiri ve bir gaz regülatörü takıldı..
Jetpack'in üst yüzeyinin yan yüzlerinde, kendi memelerine sahip (her iki tarafta iki tane) dört minyatür motor sağlandı. Aynı motorlar gövdenin alt yüzeyinde de bulundu. Ek olarak, alt yüzeyin ortasına benzer bir düzende iki motor yerleştirildi. Toplamda, jet gazlarının salınması için 10 motor mevcuttu. Tüm motorların nozülleri farklı yönlerde döndürüldü ve eğildi ve istenen yöne yönlendirilmiş itme yaratmaktan sorumlu olması gerekiyordu.
Her motorun, yakıtın bozunmasını sağlamak için bir plakalı katalitik konvertöre sahip küçük bir birim olduğu bildirildi. Katalizörün önünde solenoid kontrollü bir valf vardı. On motorun tümünün, sırayla sıkıştırılmış bir gaz silindirine bağlı olan bir yakıt deposuna bağlanması önerildi.
Motorların prensibi basitti. Sıkıştırılmış nitrojen basıncı altında, hidrojen peroksitin boru hatlarına girmesi ve motorlara ulaşması gerekiyordu. Kontrol sisteminin komutasında, motorların solenoidlerinin valfleri açması ve katalizörlere "yakıt" erişimi sağlaması gerekiyordu. Bunu, buhar-gaz karışımının memeden salınması ve itme oluşumu ile ayrışma reaksiyonu izledi.
Nozullar, motorların senkron veya asimetrik olarak çalıştırılmasıyla istenen yönde hareket etmek, dönüş yapmak veya konumlarını düzeltmek mümkün olacak şekilde yerleştirildi. Örneğin, geriye doğru yönlendirilen tüm motorların aynı anda dahil edilmesi, ileriye doğru hareket etmeyi mümkün kıldı ve motorların farklı taraflara asimetrik olarak dahil edilmesi nedeniyle dönüş gerçekleştirildi.
SMU'nun ilk versiyonu, silindirik bir kasada yapılmış ve bir bel kemerine yerleştirilmiş nispeten basit bir kontrol paneli aldı. Yan tarafta, sağ elin altında ileri veya geri hareket için bir kontrol kolu vardı. Ön duvara eğim ve sapma kontrolü için bir kol yerleştirildi. Yukarıda, yuvarlanma kontrolünden sorumlu başka bir kol vardı. Ayrıca motoru, radyo istasyonunu ve otomatik pilotu açmak için geçiş anahtarları sağlandı. Bu tür kontrollerin yardımıyla pilot, gerekli motorlara hidrojen peroksit tedarik edebilir ve böylece hareketlerini kontrol edebilir.
Manuel kontrole ek olarak, SMU, astronotun işini kolaylaştırmak için tasarlanmış bir otomasyona sahipti. Gerekirse, bir jiroskop ve nispeten basit elektronikler kullanarak, jetpack'in uzaydaki konumunu izlemesi ve gerekirse ayarlaması gereken otomatik pilotu açabilir. Böyle bir rejimin, örneğin uzay aracının dış yüzeyindeki aletlere servis yaparken, tek bir yerde uzun süreli çalışma sırasında uygulanacağı varsayılmıştır. Bu durumda, astronota çeşitli işler yapma fırsatı verildi ve otomasyonun istenen pozisyonun korunmasını izlemesi gerekiyordu.
Gazetecilere sunulan SMU jetpack versiyonu yaklaşık 160 pound (yaklaşık 72 kg) ağırlığındaydı. Ayda kullanıldığında, cihazın ağırlığı 25 pound'a (11,5 kg) düşürüldü ve Dünya yörüngesinde çalışırken ağırlık tamamen serbest olmalıdır.
Test sırasında SMU jetpack'in düzeni. Rapordan fotoğraf
Popular Science yayınına göre, sunulan SMU örneği, astronotun tek bir hidrojen peroksit yakıt ikmali ile 1000 fit (304 m) yüksekliğe uçmasına izin verecek şekilde hesaplandı. Geliştiricilere göre motor itişi, yeterince büyük yükleri taşımak için yeterliydi. Örneğin, 50 tona kadar bir nesneyi, örneğin bir uzay aracını hareket ettirme olasılığı ilan edildi. Bu durumda, astronotun saniyede bir fitlik bir hız geliştirmesi gerekiyordu.
SMU aygıtının gazetecilere gösterilmesinden birkaç ay önce, 1962'nin ortalarında, test edileceği Wright-Patterson Hava Kuvvetleri Üssü'ne (Ohio) bir prototip teslim edildi. Gerekli tüm testleri yapmak için, projeye özel ekipmanların yanı sıra Savunma Bakanlığı'ndan uzmanlar da katıldı. Bu nedenle, bir test platformu olarak, kısa süreli ağırlıksızlık koşullarında araştırma için kullanılan özel bir KC-135 Zero G uçağı seçildi.
"Sıfır yerçekimi" ile ilk uçuş 25 Haziran 62'de gerçekleşti ve takip eden aylarda jetpack'in sıfır yerçekiminde çalışmasının birkaç düzine testi yapıldı. Bu süre zarfında, bu tür sistemlerin pratikte kullanılmasının temel olasılığını oluşturmak mümkün oldu. Ayrıca bazı özellikler ve temel uçuş verileri doğrulandı. Bu nedenle, motorların itişi, hava atmosferinde uçmak ve bazı basit manevralar yapmak için yeterliydi.
SMU cihazının başarılı bir şekilde test edilmesi, tasarım çalışmasının durmasına yol açmadı. 1962'nin sonunda, astronotlar için jetpack'in güncellenmiş bir versiyonunun geliştirilmesi başladı. Projenin modernize edilmiş versiyonunda, aparatın düzeninin değiştirilmesi ve tasarımda başka ayarlamalar yapılması önerildi. Tüm bunlardan dolayı, başta “yakıt” stoğu ve temel uçuş verileri olmak üzere özellikleri iyileştirmesi gerekiyordu. Güncellenen proje üzerinde çalışmaya başladıktan sonra, kısa süre sonra önceki SMU ürünüyle ilgili olarak uygulanmaya başlayan yeni bir AMU adı ortaya çıktı, bu yüzden biraz kafa karışıklığı mümkün.
Mevcut verilere göre, modernize edilmiş AMU, görünüşte temel SMU'dan çok farklı değildi. Gövdenin dışı büyük değişiklikler geçirmedi ve aparatı astronotun sırtına takma sistemi aynı kaldı. Aynı zamanda, iç birimlerin düzeni de kökten değişti. 300 m seviyesindeki uçuş menzili NASA'ya uymadı, bu yüzden yeni bir yakıt deposu kullanılması önerildi. AMU jetpack, gövdenin tüm orta kısmını kaplayan büyük, uzun bir hidrojen peroksit tankı aldı. Yeni tankın hacmi 660 metreküptü. inç (10,81 L). Diğer ekipmanlar bu tankın yanlarına yerleştirildi.
Diğer birimlerin yanı sıra, yeni aparat, hidrojen peroksit sağlamak için bir yer değiştirme sisteminin sıkıştırılmış azotu için bir tank tutar. Projeye göre, yakıt deposuna 3500 psi (238 atmosfer) basınçta nitrojen sağlanacaktı. Ancak testler sırasında daha düşük basınçlar kullanıldı: yaklaşık 200 psi (13.6 atm). AMU aparatının prototipi, çeşitli güçlere sahip motorlarla donatıldı. Böylece, ileri ve geri hareket etmekten sorumlu nozullar, yukarı ve aşağı hareket etmek için kullanılan 20 pound'luk bir itme seviyesi geliştirdi - 10 pound.
AMU cihazı gelecekte bir yaşam destek sistemi alabilir, ancak testler başladığında bile bu tür ekipman henüz hazır değildi. Bu nedenle, deneyimli AMU, selefi gibi, aynı boyut ve ağırlığa sahip istenen sistemin yalnızca bir modelini aldı. Gerekli tüm tasarım çalışmaları ve testler tamamlandıktan sonra oksijen sistemi uzay jet paketi üzerine kurulabilir.
Montajın bitiminden kısa bir süre sonra, 1962'nin sonunda veya 1963'ün başlarında, AMU test için Wright-Patterson üssüne gönderildi. Özel donanımlı KC-135 Zero G uçağı yine onun kontrolleri için "deneme alanı" oldu ve en azından 1963 baharının sonuna kadar çeşitli kontroller devam etti.
Mayıs 1963'ün ortalarında, projenin yazarları yapılan testler hakkında bir rapor hazırladı. Bu zamana kadar, belgede belirtildiği gibi, jetpack'lerin sıfır yerçekiminde çalışmasının test edildiği parabolik bir yörüngede yüzden fazla uçuş gerçekleştirildi. Testler sırasında, sıfır yerçekimi ile kısa uçuş süresine rağmen, her iki aracın kontrolünde ustalaşmak ve bir pilot veya kargo taşıma yeteneklerini kontrol etmek mümkün oldu.
Test sırasında AMU sırt çantası. Rapordan fotoğraf
Raporun son bölümünde, mevcut haliyle AMU jetpack'in tatmin edici özelliklere sahip olduğu ve kendisine verilen görevleri çözmek için kullanılabileceği tartışıldı. Ayrıca, istenilen yönde kontrollü uçuş ve çeşitli manevralar gerçekleştirmek için 20 pound'a kadar motor itiş gücünün yeterli olduğu da kaydedildi. Raporda yazıldığı gibi, motorların memelerinin seçilen düzenlemesi, "pilot + sırt çantası" sisteminin ağırlık merkezinden eşit mesafede yerleştirilmesi nedeniyle aparat üzerinde mükemmel kontrol sağladı.
Otopilot genel olarak iyi performans gösterdi, ancak iyileştirmeler ve ek testler gerekiyordu. Bazı durumlarda, bu cihaz sırt çantasının pozisyonundaki bir değişikliğe doğru şekilde yanıt veremiyordu. Ek olarak, cihazın belirtilen konumdan küçük (10 ° 'ye kadar) sapmalarını göz ardı etmek için kontrol otomasyonunun "öğretilmesi" önerildi. Bu mod, hidrojen peroksit tüketimini önemli ölçüde azaltmayı mümkün kıldı.
Gelecekte AMU ürününü kullanacak olan astronotlar, sadece kontrolde ustalaşamayacakları, aynı zamanda aparatı "hissetmeyi" öğrenebilecekleri özel bir eğitim kursundan geçmek zorunda kaldılar. Bunun gerekliliği, yetersiz eğitim seviyesine sahip bir pilotun kontrolünde yapılan birkaç test uçuşu ile kanıtlanmıştır. Bu gibi durumlarda, pilot yavaş hareket etti ve kontrol doğruluğu açısından farklılık göstermedi.
Genel olarak, raporun yazarları AMU'nun kendisini ve testlerinin sonuçlarını çok takdir etti. Proje üzerinde çalışmaya devam edilmesi, tüm yapıyı ve bireysel bileşenlerini geliştirmeye devam etmesi ve bazı uçuş modlarına dikkat etmesi önerildi. Tüm bu önlemler, atanan tüm görevleri çözmek için tamamen uygun, astronotlar için uygulanabilir bir jet paketinin görünümüne güvenmeyi mümkün kıldı.
NASA ve Chance-Vought'un yanı sıra bir dizi ilgili kuruluş, testçilerin raporunu dikkate aldı ve gelecek vaat eden projeler üzerinde çalışmaya devam etti. On yılın ortalarında, SMU / AMU projesindeki gelişmelere dayanarak, uzayda test edilmesi bile planlanan yeni bir cihaz geliştirildi.
Uzay jetpack'leri alanındaki daha fazla çalışma başarı ile taçlandırıldı. Seksenlerin başında, Uzay Mekiği uzay aracının ekipmanının bir parçası olarak kullanılan ilk MMU'lar uzaya gönderildi. Bu ekipman, çeşitli görevleri çözmek için çeşitli görevlerde aktif olarak kullanıldı. Böylece, birçok başarısızlığa rağmen bir jetpack fikri pratik kullanıma girdi. Doğru, onu Dünya'da değil uzayda kullanmaya başladılar.
