Проект реактивного ранца Bell Rocket Belt
В начале пятидесятых годов команда инженеров под руководством Томаса Мура разработала и построила свой вариант реактивного ранца под названием Jetvest. Эта система прошла предварительные испытания и стала первым представителем техники своего класса, которому удалось подняться в воздух. Тем не менее, потенциальный заказчик не пожелал финансировать продолжение работ. Из-за этого энтузиасты были вынуждены продолжить разработку «Джетвеста» в инициативном порядке и не достигли никаких заметных успехов. В 1953 году появилось новое предложение о строительстве реактивного ранца. На этот раз инициативу проявили специалисты компании Bell Aerosystems.
Начало проекта
Инициатором работ на фирме «Белл» был Уэнделл Ф. Мур, однофамилец Томаса Мура. По-видимому, он располагал некоторыми данными о первом проекте и так же решил поучаствовать в развитии перспективного направления. Мур сформировал общий облик своего реактивного ранца, но до определенного времени проект не выходил из стадии предварительных обсуждений. Как раз в это время Пентагон отказал Т. Муру в продолжении финансирования его разработки, из-за чего перспективы иных подобных проектов были сомнительными. Как следствие, никто не хотел поддерживать У. Мура в его работах.
Общий вид готового аппарата Bell Rocket Belt. Фото Airandspace.si.edu
До конца пятидесятых годов У. Мур завершил анализ имеющихся сведений о работе своего однофамильца и определил минусы его проекта. Кроме того, имеющиеся наработки позволили сформировать оптимальный облик перспективного реактивного ранца. Изначально Мур предлагал использовать двигатель на пероксиде водорода. Подобные системы, при всей своей простоте, могли обеспечить требуемую тягу, а также не отличались большой сложностью конструкции. При этом требовалось создать простую, надежную и удобную в эксплуатации систему управления. К примеру, существовавший в то время пульт Т. Мура с тремя маховиками не обеспечивал должного удобства работы пилота и затруднял управление полетом, поскольку имел не самую удобную конструкцию.
Обдумывание проекта и предварительные конструкторские работы шли в инициативном порядке до самого конца пятидесятых годов. Кроме того, к 1958 году специалисты во главе с У. Муром смогли построить упрощенный экспериментальный реактивный ранец, который мог продемонстрировать правильность выбранных идей и принятых решений. При помощи упрощенного аппарата планировалось опробовать имеющиеся идеи, а также подтвердить или опровергнуть их жизнеспособность.
Первые эксперименты
Экспериментальный прототип должен был лишь продемонстрировать принципиальную возможность решения возлагаемых задач, из-за чего его конструкция серьезно отличалась от изначально предлагавшейся для полноценного реактивного ранца. На раме простой конструкции смонтировали систему шлангов и пару сопел. Кроме того, к раме крепилась система привязных ремней. Для маневрирования предусматривались два качающихся сопла, расположенные на одной балке, связанной с рычагами управления. Собственных баков для топлива или иных подобных агрегатов прототип не имел и должен был получать сжатый газ от стороннего оборудования.
Аппарат, вид со стороны места пилота. Фото Airandspace.si.edu
Шланги экспериментального аппарата присоединялись к внешнему источнику сжатого газа. В качестве средства создания реактивной тяги предлагался азот, который при помощи компрессора подавался с давлением 35 атмосфер. Подачей газа и регулировкой тяги такого «двигателя» занимался испытатель, находящийся на земле.
Первые испытания прототипа ранца конструкции У. Мура выглядели следующим образом. Один из испытателей надевал аппарат, кроме того, его привязывали к испытательному стенду страховочными тросами, которые не позволяли подняться на значительную высоту или потерять стабильное положение в воздухе. Второй испытатель управлял клапаном подачи сжатого газа. При достижении нужной тяги первый испытатель вместе с аппаратом поднимался в воздух, после чего его задачей было удержание всей системы в стабильном положении.
В распоряжении пилота были два рычага, связанные с соплами аппарата. Путем их перемещения пилот наклонял сопла и тем самым менял направление векторов тяги. За счет синхронного отклонения сопел вперед или назад пилот мог менять направление поступательного полета. Для более сложных маневров следовало наклонять балку и сопла иными способами. Подобную систему управления предлагалось использовать и на полноценном реактивном ранце. В теории она позволяла получить достаточно высокую маневренность.
Пилотами экспериментального аппарата были разные инженеры фирмы Bell, в том числе и сам Уэнделл Мур. Первые испытательные полеты были похожи на прыжки с использованием реактивной тяги. Испытатели далеко не сразу научились удерживать аппарат в стабильном положении, из-за чего начинались неконтролируемые маневры по крену и высоте. Поэтому приходилось уменьшать давление сжатого газа и спускать пилота на землю во избежание нештатных ситуаций, травм и повреждения аппаратуры.
Несмотря на некоторые неудачи, экспериментальный прототип позволил решить несколько важнейших задач. Специалистам удалось подтвердить возможности использованной системы управления. Кроме того, была выбрана оптимальная конфигурация сопел. Наконец, по результатам этих испытаний выбрали самую удобную конструкцию трубопроводов и двигателей, при которых вектор тяги проходил через центр тяжести системы «пилот+аппарат» и обеспечивал максимально стабильное ее поведение. Основная нагрузка в виде баллонов для топлива и пилота располагалась между двумя соплами.
Отсутствие ограничений в количестве сжатого газа, подаваемого компрессором, позволило определить потенциальные возможности аппарата. На завершающей стадии испытаний пилотам удавалось подниматься на высоту до 5 м и оставаться в воздухе до 3 минут. При этом они полностью контролировали полет и не сталкивались с какими-либо серьезными проблемами. Таким образом, после нескольких доработок экспериментальный прототип полностью выполнил возлагавшиеся на него задачи.
Испытания экспериментального прототипа, а также его демонстрация специалистам других ведомств положительно сказались на дальнейшей судьбе проекта. В 1959 году специалистам фирмы Bell удалось убедить потенциального заказчика в лице военного ведомства в перспективах новой разработки. Результатом этого стал контракт на проведение технико-экономической оценки подобной техники, а также разработку и строительство реактивного ранца-прототипа.
Полноценный образец
Программа разработки реактивного ранца получила официальное обозначение SRLD (Small Rocket Lift Device – «Малое ракетное подъемное устройство»). Фирма-разработчик использовала собственное обозначение – Bell Rocket Belt («Ракетный пояс Bell»). Стоит отметить, внутреннее фирменное обозначение проекта не в полной мере соответствовало конструкции устройства. Внешне «Малое ракетное подъемное устройство» больше походило на ранец с массой необычных и даже странных агрегатов. Из-за массы сложных агрегатов аппарат совсем не был похож на пояс.
Рисунок из патента
Получив заказ оборонного ведомства, Мур и его коллеги продолжили работу над проектом и в результате создали его окончательную версию, по которой в итоге было построено несколько реактивных аппаратов. Готовые «Ракетные пояса» заметно отличались от изделий предварительного проекта. В ходе проектирования специалисты учли результаты испытаний экспериментального изделия, что оказало заметное влияние на конструкцию готового ранца.
Основным элементом устройства SRLD/Bell Rocket Belt стала металлическая рама, закрепляемая на спине пилота. Для удобства использования раму оснастили жестким стеклопластиковым корсетом, прилегавшим к спине пилота. Также на раме крепились ремни привязной системы. Конструкция рамы, корсета и привязной системы была сделана с таким расчетом, чтобы равномерно перераспределять вес реактивного ранца на спину при нахождении на земле или для переноса веса пилота на конструкцию в полете. Ввиду наличия заказа военных инженеры компании «Белл» учитывали удобство будущих пользователей перспективной техники.
На основной раме вертикально закреплялись три металлических баллона. Центральный предназначался для сжатого газа, боковые – для перекиси водорода. Для экономии веса и упрощения конструкции было решено отказаться от каких-либо насосов и использовать вытеснительную подачу топлива в двигатель. Над баллонами устанавливался трубопровод в виде перевернутой буквы V с газогенератором в центре, выполнявший функции двигателя на перекиси водорода. Центральной частью двигатель шарнирно соединялся с рамой. На концах труб располагались сопла. За счет изгиба опорных труб сопла реактивных двигателей находились на уровне локтей пилота. Кроме того, они были сдвинуты вперед и располагались на плоскости центра тяжести системы «пилот+аппарат». Для уменьшения потерь тепла трубы предлагалось оснастить термоизоляцией.
В ходе работы сжатый азот из центрального баллона под давлением 40 атмосфер должен был вытеснять из боковых баков жидкий пероксид водорода. Тот, в свою очередь, по шлангам поступал в газогенератор. Внутри последнего имелся катализатор, выполненный в виде серебряных пластинок с покрытием из нитрата самария. Под действием катализатора перекись водорода разлагалась, образовывая парогазовую смесь, температура которой достигала 740° C. Далее смесь проходила по изогнутым боковым трубам и вырывалась через сопла Лаваля, образуя реактивную тягу.
Органы управления «Ракетного пояса» были выполнены в виде двух рычагов, жестко связанных с качающимся двигателем. На концах этих рычагов имелись небольшие пульты. Последние оснащались ручками, кнопками и другим оборудованием. В частности, проект предусматривал использование таймера. По расчетам, запаса перекиси водорода хватало лишь на 21 с полета. По этой причине аппарат оснастили таймером, который должен был предупреждать пилота о выработке топлива. При включении двигателя таймер начинал обратный отсчет и подавал сигнал через каждую секунду. Через 15 с после включения двигателя сигнал подавался непрерывно, что означало необходимость скорейшей посадки. Сигнал подавался специальным зуммером, смонтированным в шлеме пилота.
Управление тягой осуществлялось при помощи поворотной ручки на правом пульте. Поворот этой ручки приводил в действие механизмы сопел, в результате чего изменялась тяга. Управление по курсу и маневрирование предлагалось осуществлять путем наклона V-образного трубопровода двигателя. В таком случае вектор тяги реактивных газов менял свое направление и смещал аппарат в нужную сторону. Таким образом, для движения вперед следовало нажать на рычаги, для полета назад – поднять их. Движение вбок планировалось осуществлять, наклоняя двигатель в нужную сторону. Кроме того, имелись приводы более тонкого управления соплами, соединенные с рычагом левого пульта.
Астроном Юджин Шумейкер "примеряет" реактивный ранец. Фото Wikimedia Commons
Предполагалось, что пилот системы Bell Rocket Belt будет летать в положении стоя. Тем не менее, путем изменения позы можно было влиять на параметры полета. К примеру, немного подняв ноги вперед, можно было обеспечить дополнительное смещение вектора тяги и увеличить скорость полета. Однако авторы проекта посчитали, что управление должно осуществляться только при помощи штатных средств аппарата. Более того, новых пилотов учили управлять исключительно рычагами, сохраняя нейтральное положение тела.
Некоторые особенности конструкции нового ракетного ранца заставили инженеров принять специальные меры, направленные на обеспечение безопасности пилота. Так, пилот должен был использовать комбинезон из термостойкого материала, специальный шлем и очки. Комбинезон должен был защищать пилота от горячих реактивных газов, очки предохраняли глаза от пыли, поднимаемой реактивными струями, а шлем оснащался средствами защиты органов слуха. Ввиду большого шума, производимого двигателем, такие меры предосторожности не были лишними.
Общий вес конструкции с полным запасом топлива на уровне 19 л (5 галлонов) достигал 57 кг. Реактивный двигатель на перекиси водорода давал тягу около 1250 Н (127 кгс). Такие характеристики позволяли «Ракетному поясу» поднимать в воздух себя и пилота. Кроме того, оставался небольшой запас тяги для транспортировки небольшого груза. По понятным причинам, в ходе испытаний аппарат перевозил только пилота.
Испытания
Первый образец полноценного аппарата SRLD/Bell Rocket Belt был собран во второй половине 1960 года. Вскоре начались его испытания. Для большей безопасности первые тестовые полеты производились на специальном стенде, оснащенном привязными тросами. Кроме того, стенд располагался в ангаре, что защищало пилота от ветра и других неблагоприятных факторов. Для определения параметров аппарата использовались некоторые измерительные приборы, смонтированные на стенде.
Первым пилотом-испытателем «Ракетного пояса» стал сам У. Мур. В течение нескольких недель он совершил два десятка кратковременных полетов, постепенно увеличивая высоту подъема и осваивая управление аппаратом в полете. Успешные полеты продолжались до середины февраля 1961 года. Авторы проекта радовались успехам и строили планы на ближайшее будущее.
Пилот Уильям П. "Билл" Сьютор на открытии Олимпиады в Лос-Анджелесе. Фото Rocketbelts.americanrocketman.com
17 февраля произошла первая авария. Во время очередного подъема Мур потерял управление, в результате чего аппарат поднялся на максимально возможную высоту, оборвал страховочный трос и рухнул на землю. Упав с высоты около 2,5 м, инженер сломал коленную чашечку и более не мог участвовать в испытаниях в роли пилота.
Ремонт поврежденного «Ракетного пояса» и выяснение причин аварии заняли несколько дней. Полеты возобновились только 1 марта. На этот раз пилотом-испытателем стал Гарольд Грэм, так же участвовавший в разработке проекта. За следующие полтора месяца Грэм выполнил 36 полетов, научился управлять аппаратом, а также продолжил выполнение программы испытаний.
20 апреля 1961 года Г. Грэм выполнил первый свободный полет. Площадкой для этого этапа испытаний стал аэропорт Ниагара Фоллс. Запустив двигатель, пилот поднялся на высоту около 4 футов (1,2 м), затем плавно перешел в горизонтальный полет и преодолел расстояние 108 футов (35 м) со скоростью порядка 10 км/ч. После этого он произвел мягкую посадку. Первый свободный полет аппарата Rocket Belt продолжался всего 13 секунд. При этом в баках осталось некоторое количество топлива.
С апреля по май 61-го Г. Грэм выполнил 28 свободных полетов, в ходе которых совершенствовал технику пилотирования и выяснял возможности аппарата. Проводились полеты над ровной поверхностью, над автомобилями и деревьями. На этом этапе испытаний были установлены максимальные характеристики аппарата в имеющейся конфигурации. Bell Rocket Belt мог подниматься на высоту до 10 м, развивать скорость до 55 км/ч и преодолевать расстояния до 120 м. Максимальная продолжительность полета достигала 21 с.
За пределами полигона
Завершение конструкторских работ и проведение предварительных испытаний позволили показать новую разработку заказчику. Первая публичная демонстрация изделия Rocket Belt состоялась 8 июня 1961 года на базе Fort Eustis. Гарольд Грэм продемонстрировал полет перспективного аппарата нескольким сотням военнослужащих, чем серьезно удивил всех присутствующих.
В дальнейшем перспективный реактивный ранец неоднократно демонстрировался специалистам, представителям власти и широкой публике. Так, вскоре после «премьеры» на военной базе состоялся показ во дворе Пентагона. Сотрудники министерства обороны по достоинству оценили новую разработку, которая еще несколько лет назад считалась почти невозможной.
В октябре того же года Грэм принял участие в показательных маневрах на базе Форт Брэгг, на которых присутствовал президент Джон Кеннеди. Пилот стартовал с десантной амфибии, находившейся на удалении от берега, перелетел через воду и успешно приземлился на берегу, рядом с президентом и его делегацией.
Позже команда инженеров и Г. Грэм посетили несколько стран, где выполнялись демонстрационные полеты перспективного летательного аппарата. Новая разработка каждый раз привлекала внимание специалистов и общественности.
Шон Коннери на съемках фильма "Шаровая молния". Фото Jamesbond.wikia.com
В середине шестидесятых годов специалистам компании Bell Aerosystems довелось впервые участвовать в киносъемках. В 1965 году на экраны вышел очередной фильм о Джеймсе Бонде, где в арсенал знаменитого шпиона включили «Ракетный пояс». В начале киноленты «Шаровая молния» главный герой уходит от погони при помощи реактивного ранца конструкции У. Мура и его коллег. Примечательно, что весь полет Бонда продолжается около 20-21 секунд – по-видимому, авторы фильма решили сделать эту сцену максимально реалистичной.
В дальнейшем разработка фирмы Bell неоднократно использовалась в других сферах развлекательного характера. К примеру, ее использовали в церемониях открытия Олимпийских игр в Лос-Анджелесе (1984 г.) и Атланте (1996). Также аппарат несколько раз участвовал в шоу парков «Диснейленд». Кроме того, «Ракетный пояс» неоднократно использовался при съемке новых фильмов, в основном фантастического жанра.
Итоги проекта
Демонстрации 1961 года произвели большое впечатление на военных. Тем не менее, они не смогли убедить Пентагон в необходимости продолжения работ. Программа SRLD обошлась военному ведомству в 150 тыс. долларов, однако ее результаты оставляли желать лучшего. Несмотря на все усилия разработчиков, аппарат Bell Rocket Belt отличался слишком высоким расходом топлива и «съедал» все 5 галлонов топлива всего за 21 секунду. За это время можно было пролететь не более 120 м.
Новый ракетный ранец получался слишком сложным и дорогим в эксплуатации, но не давал войскам явных преимуществ. Действительно, при помощи этой техники бойцы могли преодолевать различные преграды, однако массовая ее эксплуатация была связана с большим количеством разнообразных проблем. В итоге военные решили прекратить финансирование и закрыть программу SRLD за отсутствием реальных перспектив в существующей ситуации и при имеющемся уровне технологий.
Полет Джеймса Бонда. Кадры из фильма "Шаровая молния"
Несмотря на отказ военного ведомства, компания Bell Aerosystems в течение некоторого времени продолжала попытки доработать свой реактивный ранец и создать модернизированный вариант с повышенными характеристиками. Дополнительные работы продолжались несколько лет и стоили фирме около 50 тыс. долларов. Ввиду отсутствия заметного прогресса со временем проект был закрыт. На этот раз к нему охладело и руководство компании.
В 1964 году Уэнделл Мур и Джон Хьюберт подали заявку на получение патента, вскоре получив документ за номером US3243144 A. В патенте описываются несколько вариантов реактивного ранца, в том числе и использовавшийся в испытаниях. Кроме того, в этом документе присутствует описание различных агрегатов комплекса, в частности шлема с сигнальным зуммером.
В течение первой половины шестидесятых годов специалисты фирмы «Белл» собрали несколько образцов перспективной техники, имеющих некоторые небольшие отличия. Все они в настоящее время являются музейными экспонатами и доступны для осмотра всеми желающими.
В 1970 году вся документация по проекту Rocket Belt, более не нужная компании Bell, была продана фирме Williams Research Co. Она продолжила развивать интересный проект и даже достигла некоторых успехов. Первой разработкой этой организации считается проект NT-1 – фактически, копия оригинального «Ракетного пояса» с минимальными доработками. По некоторым данным, именно этот аппарат использовался в церемониях открытия двух олимпиад и других праздничных мероприятиях.
Путем некоторых доработок новой команде инженеров удалось заметно повысить характеристики исходного реактивного ранца. В частности, поздние варианты аппарата могли находиться в воздухе до 30 секунд. Тем не менее, даже такой значительный прирост характеристик не мог открыть аппарату дорогу к практическому применению. «Ракетный пояс» фирмы «Белл» и дальнейшие разработки на его базе пока не дошли до массового серийного производства и полноценной практической эксплуатации, из-за чего остаются интересным, но неоднозначным образцом современной техники.
По материалам сайтов:
http://rocketbelts.americanrocketman.com/
http://unmuseum.org/
http://thunderman.net/
http://airandspace.si.edu/
http://tecaeromex.com/
Патент US3243144 A:
http://www.google.com/patents/US3243144
Начало проекта
Инициатором работ на фирме «Белл» был Уэнделл Ф. Мур, однофамилец Томаса Мура. По-видимому, он располагал некоторыми данными о первом проекте и так же решил поучаствовать в развитии перспективного направления. Мур сформировал общий облик своего реактивного ранца, но до определенного времени проект не выходил из стадии предварительных обсуждений. Как раз в это время Пентагон отказал Т. Муру в продолжении финансирования его разработки, из-за чего перспективы иных подобных проектов были сомнительными. Как следствие, никто не хотел поддерживать У. Мура в его работах.
Общий вид готового аппарата Bell Rocket Belt. Фото Airandspace.si.edu
До конца пятидесятых годов У. Мур завершил анализ имеющихся сведений о работе своего однофамильца и определил минусы его проекта. Кроме того, имеющиеся наработки позволили сформировать оптимальный облик перспективного реактивного ранца. Изначально Мур предлагал использовать двигатель на пероксиде водорода. Подобные системы, при всей своей простоте, могли обеспечить требуемую тягу, а также не отличались большой сложностью конструкции. При этом требовалось создать простую, надежную и удобную в эксплуатации систему управления. К примеру, существовавший в то время пульт Т. Мура с тремя маховиками не обеспечивал должного удобства работы пилота и затруднял управление полетом, поскольку имел не самую удобную конструкцию.
Обдумывание проекта и предварительные конструкторские работы шли в инициативном порядке до самого конца пятидесятых годов. Кроме того, к 1958 году специалисты во главе с У. Муром смогли построить упрощенный экспериментальный реактивный ранец, который мог продемонстрировать правильность выбранных идей и принятых решений. При помощи упрощенного аппарата планировалось опробовать имеющиеся идеи, а также подтвердить или опровергнуть их жизнеспособность.
Первые эксперименты
Экспериментальный прототип должен был лишь продемонстрировать принципиальную возможность решения возлагаемых задач, из-за чего его конструкция серьезно отличалась от изначально предлагавшейся для полноценного реактивного ранца. На раме простой конструкции смонтировали систему шлангов и пару сопел. Кроме того, к раме крепилась система привязных ремней. Для маневрирования предусматривались два качающихся сопла, расположенные на одной балке, связанной с рычагами управления. Собственных баков для топлива или иных подобных агрегатов прототип не имел и должен был получать сжатый газ от стороннего оборудования.
Аппарат, вид со стороны места пилота. Фото Airandspace.si.edu
Шланги экспериментального аппарата присоединялись к внешнему источнику сжатого газа. В качестве средства создания реактивной тяги предлагался азот, который при помощи компрессора подавался с давлением 35 атмосфер. Подачей газа и регулировкой тяги такого «двигателя» занимался испытатель, находящийся на земле.
Первые испытания прототипа ранца конструкции У. Мура выглядели следующим образом. Один из испытателей надевал аппарат, кроме того, его привязывали к испытательному стенду страховочными тросами, которые не позволяли подняться на значительную высоту или потерять стабильное положение в воздухе. Второй испытатель управлял клапаном подачи сжатого газа. При достижении нужной тяги первый испытатель вместе с аппаратом поднимался в воздух, после чего его задачей было удержание всей системы в стабильном положении.
В распоряжении пилота были два рычага, связанные с соплами аппарата. Путем их перемещения пилот наклонял сопла и тем самым менял направление векторов тяги. За счет синхронного отклонения сопел вперед или назад пилот мог менять направление поступательного полета. Для более сложных маневров следовало наклонять балку и сопла иными способами. Подобную систему управления предлагалось использовать и на полноценном реактивном ранце. В теории она позволяла получить достаточно высокую маневренность.
Пилотами экспериментального аппарата были разные инженеры фирмы Bell, в том числе и сам Уэнделл Мур. Первые испытательные полеты были похожи на прыжки с использованием реактивной тяги. Испытатели далеко не сразу научились удерживать аппарат в стабильном положении, из-за чего начинались неконтролируемые маневры по крену и высоте. Поэтому приходилось уменьшать давление сжатого газа и спускать пилота на землю во избежание нештатных ситуаций, травм и повреждения аппаратуры.
Несмотря на некоторые неудачи, экспериментальный прототип позволил решить несколько важнейших задач. Специалистам удалось подтвердить возможности использованной системы управления. Кроме того, была выбрана оптимальная конфигурация сопел. Наконец, по результатам этих испытаний выбрали самую удобную конструкцию трубопроводов и двигателей, при которых вектор тяги проходил через центр тяжести системы «пилот+аппарат» и обеспечивал максимально стабильное ее поведение. Основная нагрузка в виде баллонов для топлива и пилота располагалась между двумя соплами.
Отсутствие ограничений в количестве сжатого газа, подаваемого компрессором, позволило определить потенциальные возможности аппарата. На завершающей стадии испытаний пилотам удавалось подниматься на высоту до 5 м и оставаться в воздухе до 3 минут. При этом они полностью контролировали полет и не сталкивались с какими-либо серьезными проблемами. Таким образом, после нескольких доработок экспериментальный прототип полностью выполнил возлагавшиеся на него задачи.
Испытания экспериментального прототипа, а также его демонстрация специалистам других ведомств положительно сказались на дальнейшей судьбе проекта. В 1959 году специалистам фирмы Bell удалось убедить потенциального заказчика в лице военного ведомства в перспективах новой разработки. Результатом этого стал контракт на проведение технико-экономической оценки подобной техники, а также разработку и строительство реактивного ранца-прототипа.
Полноценный образец
Программа разработки реактивного ранца получила официальное обозначение SRLD (Small Rocket Lift Device – «Малое ракетное подъемное устройство»). Фирма-разработчик использовала собственное обозначение – Bell Rocket Belt («Ракетный пояс Bell»). Стоит отметить, внутреннее фирменное обозначение проекта не в полной мере соответствовало конструкции устройства. Внешне «Малое ракетное подъемное устройство» больше походило на ранец с массой необычных и даже странных агрегатов. Из-за массы сложных агрегатов аппарат совсем не был похож на пояс.
Рисунок из патента
Получив заказ оборонного ведомства, Мур и его коллеги продолжили работу над проектом и в результате создали его окончательную версию, по которой в итоге было построено несколько реактивных аппаратов. Готовые «Ракетные пояса» заметно отличались от изделий предварительного проекта. В ходе проектирования специалисты учли результаты испытаний экспериментального изделия, что оказало заметное влияние на конструкцию готового ранца.
Основным элементом устройства SRLD/Bell Rocket Belt стала металлическая рама, закрепляемая на спине пилота. Для удобства использования раму оснастили жестким стеклопластиковым корсетом, прилегавшим к спине пилота. Также на раме крепились ремни привязной системы. Конструкция рамы, корсета и привязной системы была сделана с таким расчетом, чтобы равномерно перераспределять вес реактивного ранца на спину при нахождении на земле или для переноса веса пилота на конструкцию в полете. Ввиду наличия заказа военных инженеры компании «Белл» учитывали удобство будущих пользователей перспективной техники.
На основной раме вертикально закреплялись три металлических баллона. Центральный предназначался для сжатого газа, боковые – для перекиси водорода. Для экономии веса и упрощения конструкции было решено отказаться от каких-либо насосов и использовать вытеснительную подачу топлива в двигатель. Над баллонами устанавливался трубопровод в виде перевернутой буквы V с газогенератором в центре, выполнявший функции двигателя на перекиси водорода. Центральной частью двигатель шарнирно соединялся с рамой. На концах труб располагались сопла. За счет изгиба опорных труб сопла реактивных двигателей находились на уровне локтей пилота. Кроме того, они были сдвинуты вперед и располагались на плоскости центра тяжести системы «пилот+аппарат». Для уменьшения потерь тепла трубы предлагалось оснастить термоизоляцией.
В ходе работы сжатый азот из центрального баллона под давлением 40 атмосфер должен был вытеснять из боковых баков жидкий пероксид водорода. Тот, в свою очередь, по шлангам поступал в газогенератор. Внутри последнего имелся катализатор, выполненный в виде серебряных пластинок с покрытием из нитрата самария. Под действием катализатора перекись водорода разлагалась, образовывая парогазовую смесь, температура которой достигала 740° C. Далее смесь проходила по изогнутым боковым трубам и вырывалась через сопла Лаваля, образуя реактивную тягу.
Органы управления «Ракетного пояса» были выполнены в виде двух рычагов, жестко связанных с качающимся двигателем. На концах этих рычагов имелись небольшие пульты. Последние оснащались ручками, кнопками и другим оборудованием. В частности, проект предусматривал использование таймера. По расчетам, запаса перекиси водорода хватало лишь на 21 с полета. По этой причине аппарат оснастили таймером, который должен был предупреждать пилота о выработке топлива. При включении двигателя таймер начинал обратный отсчет и подавал сигнал через каждую секунду. Через 15 с после включения двигателя сигнал подавался непрерывно, что означало необходимость скорейшей посадки. Сигнал подавался специальным зуммером, смонтированным в шлеме пилота.
Управление тягой осуществлялось при помощи поворотной ручки на правом пульте. Поворот этой ручки приводил в действие механизмы сопел, в результате чего изменялась тяга. Управление по курсу и маневрирование предлагалось осуществлять путем наклона V-образного трубопровода двигателя. В таком случае вектор тяги реактивных газов менял свое направление и смещал аппарат в нужную сторону. Таким образом, для движения вперед следовало нажать на рычаги, для полета назад – поднять их. Движение вбок планировалось осуществлять, наклоняя двигатель в нужную сторону. Кроме того, имелись приводы более тонкого управления соплами, соединенные с рычагом левого пульта.
Астроном Юджин Шумейкер "примеряет" реактивный ранец. Фото Wikimedia Commons
Предполагалось, что пилот системы Bell Rocket Belt будет летать в положении стоя. Тем не менее, путем изменения позы можно было влиять на параметры полета. К примеру, немного подняв ноги вперед, можно было обеспечить дополнительное смещение вектора тяги и увеличить скорость полета. Однако авторы проекта посчитали, что управление должно осуществляться только при помощи штатных средств аппарата. Более того, новых пилотов учили управлять исключительно рычагами, сохраняя нейтральное положение тела.
Некоторые особенности конструкции нового ракетного ранца заставили инженеров принять специальные меры, направленные на обеспечение безопасности пилота. Так, пилот должен был использовать комбинезон из термостойкого материала, специальный шлем и очки. Комбинезон должен был защищать пилота от горячих реактивных газов, очки предохраняли глаза от пыли, поднимаемой реактивными струями, а шлем оснащался средствами защиты органов слуха. Ввиду большого шума, производимого двигателем, такие меры предосторожности не были лишними.
Общий вес конструкции с полным запасом топлива на уровне 19 л (5 галлонов) достигал 57 кг. Реактивный двигатель на перекиси водорода давал тягу около 1250 Н (127 кгс). Такие характеристики позволяли «Ракетному поясу» поднимать в воздух себя и пилота. Кроме того, оставался небольшой запас тяги для транспортировки небольшого груза. По понятным причинам, в ходе испытаний аппарат перевозил только пилота.
Испытания
Первый образец полноценного аппарата SRLD/Bell Rocket Belt был собран во второй половине 1960 года. Вскоре начались его испытания. Для большей безопасности первые тестовые полеты производились на специальном стенде, оснащенном привязными тросами. Кроме того, стенд располагался в ангаре, что защищало пилота от ветра и других неблагоприятных факторов. Для определения параметров аппарата использовались некоторые измерительные приборы, смонтированные на стенде.
Первым пилотом-испытателем «Ракетного пояса» стал сам У. Мур. В течение нескольких недель он совершил два десятка кратковременных полетов, постепенно увеличивая высоту подъема и осваивая управление аппаратом в полете. Успешные полеты продолжались до середины февраля 1961 года. Авторы проекта радовались успехам и строили планы на ближайшее будущее.
Пилот Уильям П. "Билл" Сьютор на открытии Олимпиады в Лос-Анджелесе. Фото Rocketbelts.americanrocketman.com
17 февраля произошла первая авария. Во время очередного подъема Мур потерял управление, в результате чего аппарат поднялся на максимально возможную высоту, оборвал страховочный трос и рухнул на землю. Упав с высоты около 2,5 м, инженер сломал коленную чашечку и более не мог участвовать в испытаниях в роли пилота.
Ремонт поврежденного «Ракетного пояса» и выяснение причин аварии заняли несколько дней. Полеты возобновились только 1 марта. На этот раз пилотом-испытателем стал Гарольд Грэм, так же участвовавший в разработке проекта. За следующие полтора месяца Грэм выполнил 36 полетов, научился управлять аппаратом, а также продолжил выполнение программы испытаний.
20 апреля 1961 года Г. Грэм выполнил первый свободный полет. Площадкой для этого этапа испытаний стал аэропорт Ниагара Фоллс. Запустив двигатель, пилот поднялся на высоту около 4 футов (1,2 м), затем плавно перешел в горизонтальный полет и преодолел расстояние 108 футов (35 м) со скоростью порядка 10 км/ч. После этого он произвел мягкую посадку. Первый свободный полет аппарата Rocket Belt продолжался всего 13 секунд. При этом в баках осталось некоторое количество топлива.
С апреля по май 61-го Г. Грэм выполнил 28 свободных полетов, в ходе которых совершенствовал технику пилотирования и выяснял возможности аппарата. Проводились полеты над ровной поверхностью, над автомобилями и деревьями. На этом этапе испытаний были установлены максимальные характеристики аппарата в имеющейся конфигурации. Bell Rocket Belt мог подниматься на высоту до 10 м, развивать скорость до 55 км/ч и преодолевать расстояния до 120 м. Максимальная продолжительность полета достигала 21 с.
За пределами полигона
Завершение конструкторских работ и проведение предварительных испытаний позволили показать новую разработку заказчику. Первая публичная демонстрация изделия Rocket Belt состоялась 8 июня 1961 года на базе Fort Eustis. Гарольд Грэм продемонстрировал полет перспективного аппарата нескольким сотням военнослужащих, чем серьезно удивил всех присутствующих.
В дальнейшем перспективный реактивный ранец неоднократно демонстрировался специалистам, представителям власти и широкой публике. Так, вскоре после «премьеры» на военной базе состоялся показ во дворе Пентагона. Сотрудники министерства обороны по достоинству оценили новую разработку, которая еще несколько лет назад считалась почти невозможной.
В октябре того же года Грэм принял участие в показательных маневрах на базе Форт Брэгг, на которых присутствовал президент Джон Кеннеди. Пилот стартовал с десантной амфибии, находившейся на удалении от берега, перелетел через воду и успешно приземлился на берегу, рядом с президентом и его делегацией.
Позже команда инженеров и Г. Грэм посетили несколько стран, где выполнялись демонстрационные полеты перспективного летательного аппарата. Новая разработка каждый раз привлекала внимание специалистов и общественности.
Шон Коннери на съемках фильма "Шаровая молния". Фото Jamesbond.wikia.com
В середине шестидесятых годов специалистам компании Bell Aerosystems довелось впервые участвовать в киносъемках. В 1965 году на экраны вышел очередной фильм о Джеймсе Бонде, где в арсенал знаменитого шпиона включили «Ракетный пояс». В начале киноленты «Шаровая молния» главный герой уходит от погони при помощи реактивного ранца конструкции У. Мура и его коллег. Примечательно, что весь полет Бонда продолжается около 20-21 секунд – по-видимому, авторы фильма решили сделать эту сцену максимально реалистичной.
В дальнейшем разработка фирмы Bell неоднократно использовалась в других сферах развлекательного характера. К примеру, ее использовали в церемониях открытия Олимпийских игр в Лос-Анджелесе (1984 г.) и Атланте (1996). Также аппарат несколько раз участвовал в шоу парков «Диснейленд». Кроме того, «Ракетный пояс» неоднократно использовался при съемке новых фильмов, в основном фантастического жанра.
Итоги проекта
Демонстрации 1961 года произвели большое впечатление на военных. Тем не менее, они не смогли убедить Пентагон в необходимости продолжения работ. Программа SRLD обошлась военному ведомству в 150 тыс. долларов, однако ее результаты оставляли желать лучшего. Несмотря на все усилия разработчиков, аппарат Bell Rocket Belt отличался слишком высоким расходом топлива и «съедал» все 5 галлонов топлива всего за 21 секунду. За это время можно было пролететь не более 120 м.
Новый ракетный ранец получался слишком сложным и дорогим в эксплуатации, но не давал войскам явных преимуществ. Действительно, при помощи этой техники бойцы могли преодолевать различные преграды, однако массовая ее эксплуатация была связана с большим количеством разнообразных проблем. В итоге военные решили прекратить финансирование и закрыть программу SRLD за отсутствием реальных перспектив в существующей ситуации и при имеющемся уровне технологий.
Полет Джеймса Бонда. Кадры из фильма "Шаровая молния"
Несмотря на отказ военного ведомства, компания Bell Aerosystems в течение некоторого времени продолжала попытки доработать свой реактивный ранец и создать модернизированный вариант с повышенными характеристиками. Дополнительные работы продолжались несколько лет и стоили фирме около 50 тыс. долларов. Ввиду отсутствия заметного прогресса со временем проект был закрыт. На этот раз к нему охладело и руководство компании.
В 1964 году Уэнделл Мур и Джон Хьюберт подали заявку на получение патента, вскоре получив документ за номером US3243144 A. В патенте описываются несколько вариантов реактивного ранца, в том числе и использовавшийся в испытаниях. Кроме того, в этом документе присутствует описание различных агрегатов комплекса, в частности шлема с сигнальным зуммером.
В течение первой половины шестидесятых годов специалисты фирмы «Белл» собрали несколько образцов перспективной техники, имеющих некоторые небольшие отличия. Все они в настоящее время являются музейными экспонатами и доступны для осмотра всеми желающими.
В 1970 году вся документация по проекту Rocket Belt, более не нужная компании Bell, была продана фирме Williams Research Co. Она продолжила развивать интересный проект и даже достигла некоторых успехов. Первой разработкой этой организации считается проект NT-1 – фактически, копия оригинального «Ракетного пояса» с минимальными доработками. По некоторым данным, именно этот аппарат использовался в церемониях открытия двух олимпиад и других праздничных мероприятиях.
Путем некоторых доработок новой команде инженеров удалось заметно повысить характеристики исходного реактивного ранца. В частности, поздние варианты аппарата могли находиться в воздухе до 30 секунд. Тем не менее, даже такой значительный прирост характеристик не мог открыть аппарату дорогу к практическому применению. «Ракетный пояс» фирмы «Белл» и дальнейшие разработки на его базе пока не дошли до массового серийного производства и полноценной практической эксплуатации, из-за чего остаются интересным, но неоднозначным образцом современной техники.
По материалам сайтов:
http://rocketbelts.americanrocketman.com/
http://unmuseum.org/
http://thunderman.net/
http://airandspace.si.edu/
http://tecaeromex.com/
Патент US3243144 A:
http://www.google.com/patents/US3243144
Информация