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ボーイングX-20 ダイナソア（「ダイナミック ソアラー」）は、偵察、爆撃、宇宙救助、衛星メンテナンス、敵衛星を妨害する宇宙迎撃機など、さまざまな軍事任務に使用できる宇宙飛行機を開発するための米国空軍（USAF）のプログラムでした。[ 1 ]このプログラムは 1957 年 10 月 24 日から 1963 年 12 月 10 日まで実施され、費用は6 億 6000万米ドル（2024 年ドル換算で69 億 4000万米ドル[ 2 ]）でしたが、宇宙船の建造が始まった直後に中止されました。
当時開発中だったマーキュリーやボストークなどの他の宇宙船は、弾道再突入プロファイルを持つ宇宙カプセルで、パラシュートで着陸する方式だった。ダイナソアは航空機に近いものだった。大陸間弾道ミサイル並みの速度で遠方の目標まで移動でき、パイロットの操縦する航空機のように地球へ滑空するように設計されており、飛行場に着陸することもできた。ダイナソアは、従来の有人宇宙カプセルのように地球周回軌道にも到達できた。[ 3 ]
これらの特徴により、ダイナソアは同時期の他の有人宇宙飛行ミッションよりもはるかに先進的なコンセプトとなった。スペースプレーンの研究は、1981年から2011年まで運用されたスペースシャトル[ 4 ] [ 5 ]や、より最近のボーイングX-40およびX-37B宇宙船など、他の再利用可能な宇宙船でずっと後に実現された。
X-20のコンセプトは、第二次世界大戦中にドイツでオイゲン・ゼンガーとイレーネ・ブレッドによって、 1941年のジルバーフォーゲル計画の一環として開発されました。これは、ドイツの基地からニューヨーク市を攻撃し、その後大日本帝国が占領する太平洋上のどこかに着陸できるロケット推進爆撃機の設計でした。機体の翼を使って揚力を発生させ、新たな弾道軌道に引き上げ、再び大気圏を離脱し、スキップの間に機体を冷却する時間を与えるというアイデアでした。[ 6 ]戦後、スキップ中の加熱負荷は当初の計算よりもはるかに高く、宇宙船を溶かしてしまうことが実証されました。[ 7 ]
戦後、多くのドイツ人科学者が戦略情報局（OSS）のペーパークリップ作戦によって米国に連れて行かれ、ジルバーフォーゲル計画に関する詳細な知識を持ち込んだ。[ 8 ]その中には、ヴァルター・ドルンベルガーとクラフト・エーリッケがベル・エアクラフトに移り、1952年にジルバーフォーゲルの垂直発射版とも言える「爆撃ミサイル」または「BoMi」を提案した。 [ 9 ] [ 10 ]
これらの研究はいずれも、ロケット段によって高速かつ高高度まで加速された後、滑空によって長距離を移動できる様々なロケット推進機を提案した。[ 11 ]ロケットブースターは機体を準軌道ではあるが大気圏外の軌道に乗せ、短時間の宇宙飛行の後、大気圏に再突入させる。完全な再突入と着陸の代わりに、機体は翼からの揚力を利用して滑空角を上向きに方向転換し、水平速度を垂直速度に交換する。このようにして、機体は再び宇宙空間に「跳ね返される」。このスキップ滑空[ 12 ]方式は、速度が十分に低くなり、パイロットが着陸地点を選択して機体を滑空させて着陸させる必要が生じるまで繰り返される。この極超音速大気揚力の利用は、同じロケットブースターを使用して弾道軌道よりも機体の航続距離を大幅に伸ばせることを意味する。[ 11 ]
BoMiへの関心は非常に高く、1956年までに3つの独立したプログラムへと発展した。
1957年10月4日のスプートニク1号打ち上げから数日後の10月10日[ 18 ]または10月24日[ 19 ]に、米空軍航空研究開発司令部（ARDC）は、ハイワーズ、ブラスベル、ロボの研究をダイナソア計画、または兵器システム464Lに統合し、3段階の簡略化された開発計画を策定した。この提案は、既存のブースト・グライド計画を、以前の研究で検討されたすべての爆撃および偵察任務を実行するように設計された単一の機体に統合し、X-15研究計画の後継機となるものであった[ 19 ] 。
Dyna-Soar 計画は、研究機 ( Dyna-Soar I )、偵察機 ( Dyna-Soar II、旧称 Brass Bell)、戦略爆撃能力を追加した機 ( Dyna-Soar III、旧称 Robo) の 3 段階から構成されていた。Dyna-Soar I の最初の滑空試験は 1963 年に実施される予定で、翌年には動力飛行が行われ、マッハ18 に達する予定だった。ロボット滑空ミサイルは 1968 年に配備され、完全な運用可能な兵器システム (Dyna-Soar III) は 1974 年までに完成する予定だった。[ 20 ]
1958 年 3 月、アメリカの航空宇宙企業 9 社が Dyna-Soar 契約に入札した。その中から、ベル社とボーイング社の提案に絞り込まれた。ベル社は 6 年間の設計研究で優位に立っていたが、宇宙飛行機の契約は 1959 年 6 月にボーイング社に授与された (この時点ではボーイング社の当初の設計は大幅に変更され、ベル社が提出したものと非常によく似ていた)。1961 年後半、打ち上げロケットとしてタイタン IIIが選ばれた。 [ 21 ] Dyna-Soar はフロリダ州ケープカナベラル空軍基地から打ち上げられる予定だった。
X-20 ダイナソアの全体的な設計は 1960 年 3 月に概説された。低翼デルタ翼で、従来の尾翼ではなく、制御用のウィングレットを備えていた。機体の骨組みと上面パネルは、ルネ 41超合金で作られることになっていた。下面は、絶縁されたルネ 41 の上にモリブデンシートを配置して作られ、ノーズ コーンはジルコニアロッド付きのグラファイトで作られることになっていた。[ 22 ]
要求事項の変更により、ダイナソアのいくつかのバージョンが検討され、すべて同じ基本的な形状とレイアウトを共有していました。パイロット1名が前方に座り、その後ろに機器ベイが配置されていました。このベイには、データ収集機器、武器、偵察機器、またはX-20Xシャトル宇宙船の場合は4人乗りのミッドデッキが収容されていました。機体後端に取り付けられたマーティン・マリエッタ・トランステージ上段は、軌道マニューバと打ち上げ中止機能を可能にし、大気圏降下前に切り離されます。大気圏を落下している間、耐火金属で作られた不透明な耐熱シールドが機体前方の窓を保護します。この耐熱シールドは、エアロブレーキ後に切り離され、パイロットが視界を確保し、安全に着陸できるようにします。[ 23 ]
プロジェクト中止前に『スペース/エアロノーティクス』誌に掲載された図面には、軌道傾斜角を変更するために大気圏を低空飛行する機体が描かれている。その後、ロケットを噴射して軌道に復帰する。これは宇宙船としては他に類を見ない能力となるはずだった。なぜなら、天体力学の法則によれば、軌道面を変更するには通常、莫大なエネルギーが必要となるからだ。ダイナソアは、目標衛星が回避行動をとった場合でも、この能力を利用して衛星とランデブーできると予測されていた。
後のスペースシャトルとは異なり、ダイナソアは三輪式着陸装置に車輪がなかった。ゴムタイヤは再突入時に発火する恐れがあったためである。代わりにグッドイヤーは、機体と同じルネ41合金製の格納式ワイヤーブラシスキッドを開発した。[ 24 ]
1960年4月、7人の宇宙飛行士がダイナソア計画のために秘密裏に選ばれた。[ 25 ]
ニール・アームストロングとビル・ダナは1962年半ばにプログラムから離脱した。1962年9月19日、アルバート・クルーズがダイナソア計画に追加され、残りの6人のダイナソア宇宙飛行士の名前が一般に発表された。[ 26 ]
1962年末までに、ダイナソアはX-20と命名され、ブースター（ダイナソアIの落下試験で使用される予定）の点火に成功し、アメリカ空軍はラスベガスでX-20の発表式典を開催した。[ 27 ] [ 28 ]
ミネアポリス・ハネウェル・レギュレーター社（後のハネウェル社）は、 1963年8月までにフロリダ州エグリン空軍基地でNF-101Bブードゥーを使用してX-20プロジェクト用の慣性誘導サブシステムの飛行試験を完了した。 [ 29 ]
ボーイング B-52C-40-BO ストラトフォートレス53-0399 [ 30 ]は、 X-15 の発射プロファイルと同様に、X-20 を空中投下するプログラムに割り当てられました。X-20 が中止された後、この機体はB-1A脱出カプセルの試験を含む他の空中投下試験に使用されました。[ 31 ]
研究活動につきものの資金調達の問題に加え、ダイナソア計画は二つの大きな問題を抱えていた。一つは、宇宙船を軌道に乗せるために使用されるブースターに関する不確実性、もう一つは、プロジェクトの明確な目標の欠如である。
ダイナソアを軌道に乗せるために、様々な種類のブースターが提案された。
当初の米空軍の提案では、LOX /JP-4、フッ素アンモニア、フッ素ヒドラジン、またはRMI（X-15）エンジンが提案されていたが、主契約者であるボーイングはアトラスとセントールの組み合わせを好んだ。最終的に、1959年11月、空軍は、失敗した競合相手マーティンが提案したタイタン[ 27 ] : 18を規定したが、タイタンIは5トンのX-20を軌道に乗せるには十分なパワーがなかった。
タイタンIIとタイタンIIIブースターは、ダイナソアを地球軌道に打ち上げることができた。サターンC-1（後にサターンIと改名）も同様で、いずれもさまざまな上段とブースターの組み合わせで提案された。1961年12月、タイタンIIICが選ばれたが[ 27 ]： 19）打ち上げシステムをめぐる迷いがプロジェクトを遅らせ、計画を複雑にした。
兵器システム464L提案書に概説されているダイナソアの当初の構想は、航空研究と兵器システム開発を組み合わせたプロジェクトであった。有人宇宙飛行はNASAの主要領域であるにもかかわらず、米空軍が有人宇宙飛行計画を持つべきかどうかについて、多くの人が疑問を呈した。空軍は、NASAの計画とは異なり、ダイナソアは制御された再突入を可能にするものであり、X-20計画における主要な取り組みはまさにこの点に注がれていると繰り返し強調した。
1963年1月19日、ロバート・マクナマラ国防長官は、宇宙兵器システムとしてジェミニ計画とダイナソア計画のどちらがより実現可能なアプローチであるかを判断するための調査を米空軍に指示した。1963年3月中旬、調査結果を受け取ったマクナマラ長官は、「空軍は軌道飛行の真の目的がないにもかかわらず、制御された再突入に重点を置きすぎていた」と述べた。[ 32 ]これは、ダイナソア計画に関する長官の以前の立場からの転換と見なされた。
ダイナソア計画は費用のかかる計画であり、有人ミッションの実施は早くても1960年代半ばまで見込まれなかった。この高コストと疑わしい実用性のため、アメリカ空軍はこの計画の正当性を説明するのに苦労した。
最終的に、X-20 ダイナソア計画は 1963 年 12 月 10 日に中止されました。[ 4 ] X-20 が中止されたその日、アメリカ空軍はジェミニ計画のスピンオフである有人軌道実験室計画を発表しました。この計画も最終的に中止されました。
別の極秘計画であるISINGLASSは、B-52爆撃機から空中発射される予定で、評価が行われ、エンジンの作業も一部行われたが、最終的には中止された。[ 33 ]
X-20は中止されたものの、宇宙飛行機に関する関連研究は、はるかに大型のスペースシャトルに影響を与えた。最終設計では、制御着陸のためにデルタ翼も使用された。後期の、はるかに小型のソ連のBOR-4は、設計思想においてダイナソアに近かった[ 34 ]。一方、NASAのマーティンX-23 PRIMEとマーティン・マリエッタX-24A / HL-10研究機も、準軌道飛行と宇宙飛行の側面を探求した[ 35 ] 。ESAが提案した有人宇宙船ヘルメスは、表面的にはX-20に似ていたが、X-20から派生したものではなかった。
一般的な特徴
パフォーマンス
関連開発
役割、構成、時代が同等の航空機