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 再突入時のX-20の想像図 | |
| 原産国 | アメリカ合衆国 |
|---|---|
| 仕様 | |
| 乗員定員 | 1 |
| 生産 | |
| 状態 | 宇宙船の建造開始直後に中止 |
| 初打ち上げ | 1966年1月1日（提案） |
| 最後の打ち上げ | 1968年3月1日（提案） |
ボーイングX-20ダイナソア（「ダイナミックソアラー」）は、アメリカ空軍（USAF）の宇宙飛行機開発計画であり、空中偵察、爆撃、宇宙救助、衛星整備、敵の衛星を破壊するための宇宙迎撃機など、さまざまな軍事任務に使用できる宇宙飛行機の開発を目指していた。[1]この計画は1957年10月24日から1963年12月10日まで実行され、 6億6000万ドル（現在の価値で65億7000万ドル[2]）の費用がかかり、宇宙飛行機の建造開始直後に中止された。
当時開発中だった他の宇宙船、例えばマーキュリーやボストークは、弾道再突入プロファイルを持ち、パラシュートで着陸する宇宙カプセルだった。ダイナソアは航空機に近かった。大陸間弾道ミサイルの速度で遠方の目標まで移動でき、パイロットの操縦で航空機のように地球まで滑空するように設計されており、飛行場に着陸できた。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、ダイナソアは当時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りました。スペースプレーンの研究は、1981年から2011年までのスペースシャトル[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ました。
背景
X-20の基礎となるコンセプトは、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年のシルバーフォーゲル提案の一環として開発された。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保持する太平洋のどこかに着陸できるロケット推進爆撃機の設計だった。アイデアは、機体の翼を使って揚力を発生させ、新しい弾道軌道に引き上げ、再び大気圏を抜けてスキップの間に機体を冷却する時間を与えるというものだった。[6]戦後、スキップ中の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た。[7]
戦後、多くのドイツ人科学者が戦略諜報局のペーパークリップ作戦によって米国に派遣され、シルバーフォーゲル計画の詳細な知識を持ち込んだ。[8]彼らのうち、ウォルター・ドルンベルガーとクラフト・エーリケはベル・エアクラフト社に移り、1952年に「ボンバーミサイル」または「BoMi」として知られる、シルバーフォーゲルの垂直発射バージョンを提案した。[9] [10]
これらの研究はすべて、ロケット段階によって高速かつ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さまざまなロケット推進車両を提案した。[11]ロケットブースターは、車両を準軌道だが大気圏外の軌道に乗せ、短時間の宇宙飛行の後に大気圏に再突入する。完全な再突入と着陸の代わりに、車両は翼からの揚力を利用して滑空角度を上向きにリダイレクトし、水平速度を垂直速度と交換する。このようにして、車両は再び宇宙に「跳ね返って」戻る。このスキップグライド[12]方式は、速度が十分に低くなり、車両のパイロットが着陸地点を選択して車両を滑空させて着陸する必要があるまで繰り返される。この極超音速大気の揚力の使用は、車両が同じロケットブースターを使用して弾道軌道上でその範囲を大幅に拡張できることを意味した。[11]
BoMi には大きな関心が寄せられ、1956 年までに 3 つの別々のプログラムに発展しました。
- RoBo（ロケットボンバー）、BoMiのアップデートバージョン。[13] [14]
- 長距離偵察車両「ブラスベル」[15] [16]
- Hywards（極超音速兵器研究開発支援システム）、ロボとブラスベルに必要な技術を開発するための小型プロトタイプシステム。[17]
発達
1957年10月4日のスプートニク1号の打ち上げから数日後の10月10日[18]か10月24日[19]に、米空軍航空研究開発司令部（ARDC）は、ハイワード、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段階の短縮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提案を1つの乗り物にまとめたもので、以前の研究で検討されたすべての爆撃と偵察のタスクを実行するように設計されており、X-15研究プログラムの後継となるものであった。[19]
ダイナソア計画は3段階に分かれており、研究用機体（ダイナソアI）、偵察機体（ダイナソアII、旧称ブラスベル）、戦略爆撃能力を追加した機体（ダイナソアIII 、旧称ロボ）の3段階に分かれていた。ダイナソアIの最初の滑空試験は1963年に実施され、翌年にはマッハ18に達する動力飛行が行われる予定だった。ロボット滑空ミサイルは1968年に配備され、1974年までに完全に運用可能な兵器システム（ダイナソアIII）が完成する予定だった。[20]
1958年3月、米国の航空宇宙企業9社がダイナソアの契約に応札した。このうち、ベル社とボーイング社の提案に絞られた。ベル社は6年間の設計研究という有利な立場にあったが、スペースプレーンの契約は1959年6月にボーイング社に与えられた（その時点で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似通っていた）。1961年後半、タイタンIIIが打ち上げロケットとして選ばれた。[21]ダイナソア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ことになっていた。
宇宙船の説明
X-20 ダイナソアの全体的な設計は 1960 年 3 月に概説されました。低翼デルタ形状で、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ました。機体のフレームはルネ 41超合金で作られ、上面パネルも同様でした。底面は絶縁ルネ 41 の上にモリブデンシートを置き、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ました。[22]
要件の変化により、ダイナソアのいくつかのバージョンが検討されたが、すべて同じ基本的な形状とレイアウトを共有していた。パイロット1人が前部に座り、機器ベイが後ろにあった。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含まれていた。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 ステージ上段は、軌道操作と打ち上げ中止機能を可能にし、その後大気圏に降下する前に切り離される。大気圏を落下している間、耐火金属で作られた不透明な熱シールドが機体前部の窓を保護する。この熱シールドはエアロブレーキ後に切り離され、パイロットは視界を確保し、安全に着陸することができる。[23]
プロジェクト中止前のSpace/Aeronautics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かすめる宇宙船が描かれている。その後、ロケットを噴射して軌道に戻る。これは宇宙船にとってユニークな能力である。天体力学の法則により、通常、平面の変更には膨大なエネルギーの消費が必要となるためである。ダイナソアは、ターゲットが回避行動をとった場合でも、この機能を使用して衛星とランデブーできるように計画されていた。
後のスペースシャトルとは異なり、ダイナソアは三輪式の着陸装置に車輪が付いていなかった。これは、ゴム製のタイヤでは再突入時に火災が発生する恐れがあったためである。その代わりにグッドイヤーは、機体と同じルネ41合金で作られた格納式のワイヤーブラシスキッドを開発した。[24]
運用履歴
1960年4月、ダイナソア計画のために7人の宇宙飛行士が秘密裏に選ばれた。[25]
- ニール・アームストロング（1930–2012; NASA）1960–1962
- ウィリアム H. "ビル" ダナ(1930–2014; NASA) 1960–1962
- ヘンリー・C・ゴードン（1925–1996; 空軍）1960–1963
- ピート・ナイト（1929–2004; 空軍）1960–1963
- ラッセル・L・ロジャース（1928年～1967年、空軍）1960年～1963年
- ミルト・トンプソン(1926–1993; NASA) 1960–1963
- ジェームズ・W・ウッド（1924–1990; 空軍）1960–1963
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加わり、残りの6人のダイナソア宇宙飛行士の名前が公表された。[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の落下試験に使用）は成功裏に発射され、米空軍はラスベガスでX-20の除幕式を開催した。[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の打ち上げプロファイルに似たX-20の空中投下プログラムに割り当てられました。X-20がキャンセルされた後、 B-1A脱出カプセルの空中投下テストを含む他の空中投下テストに使用されました。[31]
問題点
研究活動にしばしば伴う資金の問題に加え、ダイナソア計画は、宇宙船を軌道に乗せるために使用するブースターに関する不確実性と、プロジェクトの明確な目標の欠如という2つの大きな問題を抱えていた。
ダイナソアを軌道に乗せるために、さまざまなブースターが提案されました。
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ましたが、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支持しました。最終的に、1959年11月に空軍は、競争に敗れたマーティンが提案したタイタン[27] ：18を 規定しましたが、タイタンIは5トンのX-20を軌道に乗せるのに十分な出力がありませんでした。
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タイタンIIとタイタンIIIのブースターは、サターンC-1（後にサターンIに改名）と同様に、ダイナソアを地球周回軌道に打ち上げることが可能であり、いずれも上段ロケットとブースターの様々な組み合わせで提案された。1961年12月にタイタンIIICが選ばれたが[27] : 19 )、打ち上げシステムをめぐる迷いによりプロジェクトは遅れ、計画は複雑化した。
兵器システム 464L 提案で概説されたダイナソアの当初の意図は、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した。有人宇宙計画は NASA の主要領域であるのに、米国空軍がそれを実施すべきかどうか疑問視する声が多くありました。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が可能であり、これが X-20 計画の主な取り組みの焦点であると頻繁に強調しました。
1963年1月19日、ロバート・マクナマラ国防長官は、ジェミニ計画とダイナソア計画のどちらが宇宙配備兵器システムとして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アメリカ空軍に指示した。1963年3月中旬、調査を受けたマクナマラ長官は「空軍は軌道飛行に実際の目的がないのに、制御された再突入に重点を置きすぎていると述べた」[32] 。これは、ダイナソア計画に対する長官の以前の立場を覆すものと見なされた。
ダイナソアは、早くても 1960 年代半ばまで有人ミッションを開始できない高額なプログラムでもありました。この高額な費用と実用性の疑問から、米国空軍はこのプログラムを正当化することが困難でした。
結局、X-20ダイナソア計画は1963年12月10日に中止された。[4] X-20が中止された日に、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という別の計画を発表した。この計画も結局中止された。
もう一つのブラックプログラムであるアイシングラスはB-52爆撃機から空中発射される予定だったが、評価されエンジンの作業も行われたが、最終的にはキャンセルされた。[33]
遺産
X-20はキャンセルされたが、関連するスペースプレーンの研究は、はるかに大型のスペースシャトルに影響を与えた。最終的な設計では、制御着陸のためにデルタ翼も使用された。後の、はるかに小型のソビエトBOR-4は、設計思想においてダイナソアに近いものであったが、[34] NASAのマーティンX-23プライムとマーティンマリエッタX-24A / HL-10研究機も、弾道飛行と宇宙飛行の側面を研究した。[35] ESAが提案したハーメス有人宇宙船は、表面的にはX-20に似ているが、そこから派生したものではない。
仕様（設計通り）
一般的な特徴
- 乗員:パイロット1名
- 長さ: 35.34 フィート (10.77 メートル)
- 翼幅: 20.8 フィート (6.3 メートル)
- 高さ: 8.5 フィート (2.6 メートル)
- 翼面積: 345平方フィート (32.1 m 2 )
- 自重: 10,395 ポンド (4,715 kg)
- 最大離陸重量: 11,387 ポンド (5,165 kg)
- 動力装置: AJ10-138 ロケットエンジン2基、各8,000 lbf (36 kN)の推力
パフォーマンス
- 最高速度: 17,500 mph (28,200 km/h、15,200 kn)
- 航続距離: 25,000 マイル (41,000 km、22,000 海里)
- 実用上昇限度: 530,000 フィート (160,000 メートル)
- 上昇率: 100,000 フィート/分 (510 m/秒)
- 翼面荷重: 33 ポンド/平方フィート (160 kg/m 2 )
メディア
- 1959年の『トワイライトゾーン』シーズン1のエピソード「そして空が開かれたとき」では、似たような外見だが3人の乗組員を乗せることができるX20と呼ばれる宇宙船について言及されていました。
- 1962 年、ドナルド A. ウォルハイムの『マイク・マーズ』シリーズの第 5 作『マイク・マーズはダイナソアを飛ばす』では、タイトルの登場人物がダイナソアで緊急救助任務に就きます。
- ジョン・ベリーマンの1963年の短編小説「テルスターのトラブル」では、ダイナソアが通信衛星を傍受して修理する様子が描かれている。[36]
- 1969 年のハリウッド映画ドラマ「Marooned」では、ダイナソアをモデルにした救助艇 (実験用救助艇の略称 X-RV) が、故障したアポロ司令カプセルに乗った宇宙飛行士を救助するために急いで出動する場面が描かれました。これは『マッド マガジン』でXRT (実験用救助艇) として風刺されました。
参照
- ボーイング X-37 – 再利用可能なロボット宇宙飛行機
- ドリームチェイサー
- サターン・シャトル – サターンVロケットを使用してスペースシャトルの軌道船を打ち上げる構想
- エルメス
- ハイパーソア – 極超音速兵器を開発する米国のプログラム
関連開発
類似した役割、構成、時代の航空機
- ASSET – DynaSoar の超合金ヒートシールドを検証するために設計された小型再突入試験機。
- BOR-4
- BOR-5
- ミコヤン・グレヴィッチ MiG-105
- ノースアメリカンX-15
- シルバーフォーゲル
参考文献
注記
- ^ Goebel, Greg. 「X-15、ダイナソーア、リフティングボディ - [1.2] USAFとダイナソーア」VectorSite.net。ベクターはGreg Goebelによる。2015年1月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年1月16日閲覧。
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文献
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- ガイガー、クラレンス J. X-20A ダイナソアの歴史。第 1 巻: AFSC 歴史出版物シリーズ 63-50-I、文書 ID ASD-TR-63-50-I。オハイオ州ライト パターソン空軍基地: 航空システム部門情報オフィス、1963 年。
- ゴッドウィン、ロバート編 (2003)。『ダイナソア：極超音速戦略兵器システム』。バーリントン、オンタリオ州、カナダ：アポジーブックス。ISBN 1-896522-95-5。
- ロイ・ハウチン著『米国の極超音速研究開発：ダイナソアの興亡、1944～1963年』ロンドン：ラウトレッジ、2006年。ISBN 0-415-36281-4。
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- イェン、ビル (1985)。『米国宇宙船百科事典』ロンドン: バイソンブックス。ISBN 978-5-551-26650-1。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ボーイング X-20 ダイナソアに関連するメディアがあります。
- エンサイクロペディア・アストロノーティカのダイナソア
- 宇宙船を説明する 1960 年代の米国空軍公式映画。
- 宇宙百科事典の Tsien Space Plane 1949
- チエン スペース プレーン 1978
- ダイナソアグライダーとタイタン3ロケットの遷音速空力特性（さまざまなフィン配置）（PDF形式）NASAレポート – 1963年4月
- アメリカのX-Vehicles: An Inventory X-1 to X-50、SP-2000-4531 – 2003年6月、NASAオンラインPDFモノグラフ
- LIFE 1963 年 2 月 22 日号、X-20 とそれを操縦するパイロットの訓練に関する記事。