Jetpacks fra femtiårene i forrige århundre kunne ikke skryte av høy ytelse. De kjøretøyene som fortsatt klarte å komme opp i luften hadde for høyt drivstofforbruk, noe som negativt påvirket maksimal flytid. I tillegg hadde de forskjellige designene noen andre problemer. Over tid ble militæret og ingeniørene desillusjonert av slik teknologi, som tidligere ble ansett som lovende og lovende. Dette førte imidlertid ikke til fullstendig stopp av arbeidet. Helt på slutten av femtitallet ble NASA interessert i dette emnet, som håpet å bruke ny teknologi i romprogrammer.
I overskuelig fremtid håpet spesialister på NASA ikke bare å sende en mann ut i verdensrommet, men også å løse flere andre problemer. Spesielt ble muligheten for å jobbe i åpent rom, utenfor skipet, vurdert. For en fullverdig løsning av problemer under slike forhold var det nødvendig med et bestemt apparat ved hjelp av hvilken astronauten fritt kunne bevege seg i ønsket retning, manøvrering osv. Helt i begynnelsen av sekstitallet ba NASA om hjelp fra flyvåpenet, som på dette tidspunktet hadde klart å gjennomføre flere lignende programmer. I tillegg tiltrukket hun flere luftfartsindustribedrifter til å jobbe, som ble invitert til å utvikle sine egne versjoner av et personlig fly til romfartsprogrammet. Blant annet ble et slikt tilbud mottatt av Chance-Vought.
Ifølge tilgjengelige data, selv på stadiet av foreløpig forskning, kom NASA -spesialister til konklusjoner om den optimale formfaktoren for lovende teknologi. Det viste seg at det mest praktiske personlige transportmiddelet ville være en ryggsekk med et sett med laveffekt jetmotorer. Slike enheter ble bestilt av entreprenørfirmaer. Det skal bemerkes at andre varianter av apparatet også ble vurdert, men det var ryggsekken som ble båret på baksiden av astronauten som ble anerkjent som optimal.
Generelt syn på romdrakten Chance-Vought og SMU. Foto av Popular Science magazine
I løpet av de neste årene gjennomførte Chance Vout en serie studier og formet utseendet til et kjøretøy for plass. Prosjektet fikk betegnelsen SMU (Self-Maneuvering Unit). På de senere stadiene av prosjektutviklingen og under testing ble en ny betegnelse brukt. Enheten ble omdøpt til AMU (Astronaut Maneuvering Unit - "Device for maneuvering an astronaut").
Sannsynligvis hadde forfatterne av SMU -prosjektet en ide om utviklingen av Wendell Moore -teamet til Bell Aerosystems, samt visste om andre utviklinger på dette området. Faktum er at Bell jetpakker og romfartøyet som dukket opp litt senere måtte ha de samme motorene, om enn med forskjellige egenskaper. Det ble foreslått å utstyre SMU -produktet med jetmotorer som opererer på hydrogenperoksid og bruker dets katalytiske spaltning.
Prosessen med katalytisk dekomponering av hydrogenperoksid på dette tidspunktet ble aktivt brukt i forskjellige teknikker, inkludert i noen tidlige jetpacks. Essensen i denne ideen består i å levere "drivstoff" til en spesiell katalysator som får stoffet til å brytes ned i vann og oksygen. Den resulterende damp-gassblandingen har tilstrekkelig høy temperatur, og ekspanderer også ved høy hastighet, noe som gjør det mulig å bruke den som energikilde, inkludert i jetmotorer.
Det skal bemerkes at dekomponering av hydrogenperoksid ikke er den mest økonomiske energikilden i forbindelse med jetpacks. Det krever for mye "drivstoff" for å generere nok skyvekraft til å løfte en person opp i luften. I Bells prosjekter tillot således en 20-liters tank piloten å være i luften i ikke mer enn 25-30 sekunder. Dette var imidlertid bare sant for flyreiser på jorden. I tilfelle av åpent rom eller overflaten av månen, på grunn av den lavere (eller fraværende) vekten av astronauten, var det mulig å gi de nødvendige egenskapene til apparatet uten et uakseptabelt høyt forbruk av hydrogenperoksid.
I løpet av SMU -prosjektet måtte flere hovedproblemer løses, hvorav hoveddelen selvfølgelig var typen jetmotor. I tillegg var det nødvendig å bestemme den optimale utformingen av hele enheten, sammensetningen av nødvendig utstyr og en rekke andre funksjoner i prosjektet. Ifølge rapporter førte studiet av disse problemene til slutt til designet av den originale romdrakten, som ble foreslått brukt med SMU / AMU -produktet.
Store designarbeider ble fullført i første halvdel av 1962, kort tid etter produserte Chance-Vought en prototype space jetpack. Høsten samme år ble enheten først vist for pressen. Bilder av det foreslåtte systemet ble publisert for første gang i novemberutgaven av Popular Science. I tillegg ga artikkelen i dette bladet et oppsettdiagram og noen viktige egenskaper.
Et av bildene publisert av Popular Science viste en astronaut i en ny romdrakt med en SMU på ryggen. Den foreslåtte romdrakten hadde en sfærisk hjelm med et senket ansiktsskjerm og en utviklet nedre del, som skulle hvile på astronautens skuldre. Det var også flere kontakter for å koble romdrakten til jetpack -systemene. Romdrakten fra Chance-Vought var merkbart forskjellig fra moderne produkter til dette formålet. Den ble laget så lett som mulig, og var tilsynelatende ikke utstyrt med et sett med beskyttelsestiltak som er nødvendige for å oppfylle gjeldende krav.
Selve ryggsekken var en rektangulær blokk med en konkav frontvegg og et sett med midler for festing på astronautens rygg. Så på toppen av frontveggen var det to karakteristiske "kroker" som ryggsekken hvilte på astronautens skuldre. I den midtre delen var det et midjebelte som et sylindrisk kontrollpanel med flere spaker var plassert på. Flere kabler og fleksible rørledninger ble også levert for å koble ryggsekken til romdrakten.
Behovet for å sikre langsiktig drift utenfor romfartøyet, samt ufullkommenhet av datidens teknologier, påvirket romskipets utforming. På toppen av SMU var en stor oksygensystemenhet med lukket sløyfe. Denne enheten var ment å tilføre pusteblandingen til astronautens hjelm, etterfulgt av å pumpe ut de utpustede gassene og fjerne karbondioksid. I motsetning til slanger for tilførsel av pusteblanding fra et skip eller komprimerte gassflasker, påvirket ikke systemet med karbondioksidabsorberer astronautens manøvrerbarhet og gjorde det mulig å holde seg åpent i lang tid.
SMU uten bakpanel. Foto av Popular Science magazine
Ifølge rapporter, under demonstrasjonen for journalister, var SMU ikke utstyrt med et arbeidslivsstøttesystem. Dette utstyret var ennå ikke klart til bruk og trengte ytterligere kontroller, og derfor ble det erstattet på prototypen med en simulator av samme vekt og dimensjoner. Det var i denne konfigurasjonen at enheten deltok i de første testene. Videre ble arbeidet i denne retningen alvorlig forsinket, og derfor ble en senere prototype, bygget i slutten av 1962, testet uten oksygensystem og bare utstyrt med sin simulator.
Den nedre venstre delen av skroget (i forhold til piloten) ble gitt for plassering av hydrogenperoksydtanken. Til høyre for det var et sett med annet utstyr til forskjellige formål. Øverst i nedre høyre rom var en radiostasjon som ga toveis talekommunikasjon; under den var det installert batterier og en strømforsyningsenhet for utstyret, samt en komprimert nitrogensylinder for drivstofftilførselssystemet og en gassregulator.
På sideflatene på jetpackens øvre overflate ble det levert fire miniatyrmotorer med egne dyser (to på hver side). De samme motorene ble funnet på den nedre overflaten av skroget. I tillegg var to motorer med lignende layout plassert i midten av den nedre overflaten. Totalt var 10 motorer tilgjengelig for frigjøring av jetgasser. Dysene til alle motorene ble rotert og vippet på forskjellige sider og måtte være ansvarlige for å skape skyvekraft rettet i ønsket retning.
Hver motor ble rapportert å være en liten enhet med en platekatalysator for å forårsake drivstoffnedbrytning. Det var en magnetventilstyrt ventil foran katalysatoren. Alle de ti motorene ble foreslått koblet til en bensintank, som igjen var koblet til en komprimert gassflaske.
Prinsippet for motorene var enkelt. Under trykket av komprimert nitrogen skulle hydrogenperoksid komme inn i rørledningene og nå motorene. På kommando av kontrollsystemet måtte magnetventilene i motorene åpne ventilene og gi "drivstoff" tilgang til katalysatorene. Dette ble fulgt av nedbrytningsreaksjonen med frigjøring av damp-gassblandingen gjennom dysen og dannelse av trykk.
Dysene var plassert på en slik måte at det ved synkron eller asymmetrisk innkobling av motorene var mulig å bevege seg i ønsket retning, svinge eller korrigere posisjonen. For eksempel gjorde den samtidige inkluderingen av alle motorer rettet bakover det mulig å gå fremover, og svingen ble utført på grunn av den asymmetriske inkluderingen av motorer på forskjellige sider.
Den første versjonen av SMU mottok et relativt enkelt kontrollpanel laget i et sylindrisk etui og plassert på et belte. På siden, under høyre hånd, var det en kontrollspak for bevegelse fremover eller bakover. En spak for stigning og giringskontroll ble plassert på frontveggen. Ovenfor var en annen spak ansvarlig for rullestyring. I tillegg ble vippebrytere levert for å slå på motoren, radiostasjonen og autopiloten. Ved hjelp av slike kontroller kunne piloten levere hydrogenperoksid til de nødvendige motorene og derved kontrollere bevegelsene.
I tillegg til manuell kontroll, hadde SMU en automatisering designet for å lette astronautens arbeid. Om nødvendig kunne han slå på autopiloten, som ved hjelp av et gyroskop og relativt enkel elektronikk måtte overvåke jetpackens plassering i rommet og justere den om nødvendig. Det ble antatt at et slikt regime ville bli brukt under langvarig arbeid på ett sted, for eksempel ved service av instrumenter på romfartøyets ytre overflate. I dette tilfellet fikk astronauten muligheten til å utføre forskjellige arbeider, og automatisering måtte overvåke bevaringen av ønsket posisjon.
Versjonen av SMU -jetpakken som ble presentert for journalister veide omtrent 72 kg. Når den ble brukt på månen, ble enhetens vekt redusert til 11,5 kg, og når du arbeider i jordens bane, bør vekten være helt fri.
Oppsettet til SMU jetpack under testing. Foto fra rapporten
I følge Popular Science -publikasjonen ble den presenterte SMU -prøven beregnet slik at astronauten kunne fly opptil 304 m på en enkelt tanking av hydrogenperoksid. Motorkraften, ifølge utviklerne, var nok til å flytte store nok laster. For eksempel ble muligheten for å flytte et objekt, for eksempel et romfartøy med en vekt på opptil 50 tonn, erklært. I dette tilfellet måtte astronauten utvikle en hastighet i størrelsesorden en fot per sekund.
Noen måneder før demonstrasjonen av SMU-apparatet for journalister, i midten av 1962, ble en prototype levert til Wright-Patterson Air Force Base (Ohio), der den skulle testes. For å utføre alle nødvendige tester var spesialister fra forsvarsdepartementet involvert i prosjektet, samt spesialutstyr. Så som en testplattform ble et spesielt KC-135 Zero G-fly valgt, som ble brukt til forskning under forhold med kortsiktig vektløshet.
Den første flyvningen med "null tyngdekraft" fant sted 25. juni 62, og i løpet av de påfølgende månedene ble det utført flere titalls tester av driften av jetpakken i null tyngdekraft. I løpet av denne tiden var det mulig å etablere den grunnleggende muligheten for å bruke slike systemer i praksis. I tillegg ble noen egenskaper og grunnleggende flydata bekreftet. Så kraften til motorene var nok til å fly i luftatmosfære og utføre noen enkle manøvrer.
Vellykket testing av SMU -enheten førte ikke til stopp i designarbeidet. I slutten av 1962 begynte utviklingen av en oppdatert versjon av jetpack for astronauter. I den moderniserte versjonen av prosjektet ble det foreslått å endre utformingen av apparatet, samt å gjøre noen andre justeringer av designet. På grunn av alt dette skulle det forbedre egenskapene, først og fremst "drivstoff" -lageret og grunnleggende flydata. Etter at arbeidet med det oppdaterte prosjektet startet, dukket det opp et nytt navn AMU, som snart begynte å bli brukt i forhold til det forrige SMU -produktet, og derfor er en viss forvirring mulig.
I henhold til tilgjengelige data skilte den moderniserte AMU seg ikke mye fra den grunnleggende SMU i utseende. Utsiden av skroget har ikke gjennomgått store endringer, og systemet for å feste apparatet til astronautens rygg har forblitt det samme. Samtidig har utformingen av de interne enhetene endret seg radikalt. Flyvningen på 300 m nivå passet ikke NASA, og derfor ble det foreslått å bruke en ny drivstofftank. AMU jetpack mottok en stor, lang hydrogenperoksydtank som okkuperte hele den sentrale delen av skroget. Volumet til den nye tanken var 660 kubikkmeter. tommer (10,81 L). Annet utstyr ble plassert på sidene av denne tanken.
Blant andre enheter beholder det nye apparatet en tank for komprimert nitrogen i et fortrengningssystem for tilførsel av hydrogenperoksid. I følge prosjektet skulle nitrogen tilføres drivstofftanken ved et trykk på 3500 psi (238 atmosfærer). Imidlertid ble det under testene brukt lavere trykk: ca. 200 psi (13,6 atm). Prototypen til AMU -apparatet var utstyrt med motorer med forskjellige krefter. Så, dysene som var ansvarlige for å bevege seg fremover og bakover, utviklet et trykknivå på 20 pund, brukt til å bevege seg opp og ned - 10 pund.
AMU -enheten kan i fremtiden få et livsstøttesystem, men selv da testen begynte, var slikt utstyr ennå ikke klart. På grunn av dette mottok den erfarne AMU, som forgjengeren, bare en modell av ønsket system med samme dimensjoner og vekt. Etter å ha fullført alle nødvendige designarbeider og tester, kunne oksygensystemet installeres på plass jetpack.
Kort tid etter monteringens slutt, helt i slutten av 1962 eller begynnelsen av 1963, ble AMU sendt til Wright-Patterson-basen for testing. Det spesialutstyrte KC-135 Zero G-flyet ble igjen "bevisområdet" for hans sjekker. Ulike kontroller fortsatte i hvert fall til slutten av våren 1963.
I midten av mai 1963 utarbeidet forfatterne av prosjektet en rapport om testene som ble utført. På dette tidspunktet, som det fremgår av dokumentet, ble det gjennomført mer enn hundre flyvninger på en parabolsk bane, hvor driften av jetpakker i null tyngdekraft ble testet. Under testene, til tross for den korte varigheten av flyvninger med null tyngdekraft, var det mulig å mestre kontrollen over begge kjøretøyene, samt kontrollere evnene deres for å transportere en pilot eller last.
AMU -ryggsekk under testing. Foto fra rapporten
I den siste delen av rapporten ble det hevdet at AMU jetpack i sin nåværende form har tilfredsstillende egenskaper og kan brukes til å løse oppgavene som er tildelt den. Det ble også bemerket at motorkraft på opptil 20 kilo er tilstrekkelig for kontrollert flyging i ønsket retning og for å utføre forskjellige manøvrer. Det valgte arrangementet av dysene til motorene ga, som skrevet i rapporten, utmerket kontroll over apparatet på grunn av plasseringen i lik avstand fra tyngdepunktet til "pilot + ryggsekk" -systemet.
Autopiloten fungerte generelt bra, men trengte forbedringer og ytterligere tester. I noen situasjoner kunne denne enheten ikke svare riktig på en endring i posen til ryggsekken. I tillegg ble det foreslått å "lære" kontrollautomatisering for å ignorere små (opptil 10 °) avvik fra apparatet fra den angitte posisjonen. Denne modusen gjorde det mulig å redusere forbruket av hydrogenperoksid betydelig.
Astronauter som skulle bruke AMU -produktet i fremtiden måtte gjennomgå et spesielt opplæringskurs, der de ikke bare kunne mestre kontrollen, men også kunne lære å "føle" apparatet. Behovet for dette ble bevist av flere testflyvninger under kontroll av en pilot med et utilstrekkelig treningsnivå. I slike tilfeller handlet piloten sakte og var ikke forskjellig i nøyaktigheten av kontrollen.
Generelt satte forfatterne av rapporten stor pris på selve AMU og resultatene av testene. Det ble anbefalt å fortsette arbeidet med prosjektet, å fortsette å forbedre hele strukturen og dens individuelle komponenter, samt å ta hensyn til noen flymoduser. Alle disse tiltakene gjorde det mulig å regne med utseendet til en brukbar jetpack for astronauter, fullt egnet for å løse alle tildelte oppgaver.
NASA og Chance-Vought, samt en rekke relaterte organisasjoner tok hensyn til testernes rapport og fortsatte arbeidet med lovende prosjekter. I midten av tiåret, basert på utviklingen i SMU / AMU -prosjektet, ble det utviklet en ny enhet, som til og med var planlagt testet i verdensrommet.
Ytterligere arbeid innen romjetspakker ble kronet med suksess. På begynnelsen av åttitallet ble de første MMU -ene sendt ut i verdensrommet, som ble brukt som en del av utstyret til romfergen. Dette utstyret ble aktivt brukt i forskjellige oppdrag for å løse forskjellige problemer. Dermed kom ideen om en jetpack, til tross for mange feil, til praktisk bruk. Det var sant at de begynte å bruke det ikke på jorden, men i verdensrommet.
