El Rockwell X-30 fue un proyecto de demostración de tecnología avanzada para el National Aero-Space Plane (NASP), parte de un proyecto de Estados Unidos para crear una nave espacial de una sola etapa a órbita (SSTO) y un transbordador espacial de pasajeros. [1] Iniciado en 1986, se canceló a principios de la década de 1990 antes de que se completara un prototipo, aunque se completó mucho trabajo de desarrollo en materiales avanzados y diseño aeroespacial. Mientras que un objetivo de un futuro NASP era un crucero de pasajeros (el 'Orient Express') capaz de vuelos de dos horas desde Washington a Tokio , [1] el X-30 fue planeado para una tripulación de dos y orientado a pruebas.
NASP X-30 | |
---|---|
Concepto del artista del X-30 entrando en órbita | |
Papel | Avión espacial de una sola etapa a órbita (SSTO) |
Fabricante | Rockwell Internacional |
Estado | Cancelado en 1993 |
Usuario principal | NASA |
Desarrollo
Se cree que el concepto NASP se derivó del proyecto "Barranca del Cobre" de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA), de 1982 a 1985. En su Discurso sobre el Estado de la Unión de 1986 , el presidente Ronald Reagan pidió "un nuevo Oriente Expreso que podría, para fines de la próxima década, despegar del aeropuerto de Dulles , acelerar hasta 25 veces la velocidad del sonido , alcanzar una órbita terrestre baja o volar a Tokio en dos horas ".
La investigación sugirió una velocidad máxima de Mach 8 para aviones basados en scramjet , ya que el vehículo generaría calor debido a la compresión adiabática , lo que gastaría una energía considerable. El proyecto mostró que gran parte de esta energía podría recuperarse pasando hidrógeno sobre la piel y llevando el calor a la cámara de combustión: Mach 20 parecía entonces posible. El resultado fue un programa financiado por la NASA y el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (la financiación se dividió aproximadamente a partes iguales entre la NASA, DARPA, la Fuerza Aérea de los EE. UU. , La Oficina de Iniciativa de Defensa Estratégica (SDIO) y la Marina de los EE . UU .). [2]
En abril de 1986, McDonnell Douglas , Rockwell International y General Dynamics obtuvieron contratos (cada uno de no más de $ 35 M) para desarrollar tecnología para un vehículo / fuselaje SSTO hipersónico que respira aire . [2] Rocketdyne y Pratt & Whitney recibieron contratos de $ 175 millones para desarrollar motores / propulsión. [2] Los contratistas de fuselajes competirían y dos o tres serían eliminados después de un año. [2] El plan era que 42 meses después (finales de 1989), se adjudicarían los contratos para construir el vehículo de demostración de vuelo. [2]
En 1990, las empresas se unieron bajo la dirección de Rockwell International para desarrollar el oficio, para hacer frente a los obstáculos técnicos y presupuestarios. [ cita requerida ] Comenzó el desarrollo del X-30, como fue designado en ese momento.
A pesar de los avances en la tecnología estructural y de propulsión necesaria, la NASA aún tenía problemas sustanciales que resolver. [ cita requerida ] El Departamento de Defensa quería que llevara una tripulación de dos e incluso una pequeña carga útil. Las demandas de ser un vehículo calificado para humanos , con instrumentación, sistemas de control ambiental y equipo de seguridad, hicieron que el X-30 sea más grande, más pesado y más caro de lo que se requiere para un demostrador de tecnología. El programa X-30 se terminó en medio de recortes presupuestarios y preocupaciones técnicas en 1993. [ cita requerida ]
Legado
Un programa hipersónico más modesto culminó en el X-43 sin tripulación "Hyper-X".
Los estudiantes de ingeniería del Laboratorio de Investigación de Vuelo Raspet de la Universidad Estatal de Mississippi en Starkville, Mississippi construyeron una maqueta detallada a escala de un tercio (50 pies de largo) del X-30 . [3] [4] [5] Está en exhibición en el campus de Aviation Challenge del Centro Espacial y de Cohetes de EE. UU. En Huntsville, Alabama .
Diseño
El concepto original era una nariz cónica, que evolucionó (¿después de 1987?) A una forma de pala plana.
La configuración del X-30 integra el motor y el fuselaje. El fuselaje delantero en forma de pala generó una onda de choque para comprimir el aire antes de que ingresara al motor. El fuselaje de popa formó una boquilla integrada para expandir el escape. El motor intermedio era un scramjet . En ese momento, [ ¿cuándo? ] sin embargo, ningún motor scramjet estaba cerca de funcionar.
La configuración aerodinámica fue un ejemplo de waverider . La mayor parte de la sustentación fue generada por el fuselaje por sustentación por compresión . Las "alas" eran pequeñas aletas que proporcionaban ajuste y control. Esta configuración era eficiente para vuelos de alta velocidad, pero habría dificultado el despegue, el aterrizaje y el vuelo a baja velocidad.
Se esperaba que las temperaturas en la estructura del avión fueran de 980 ° C (1800 ° F) en una gran parte de la superficie, con un máximo de más de 1650 ° C (3000 ° F) en los bordes de ataque y partes del motor. Esto requirió el desarrollo de materiales livianos de alta temperatura, incluidas las aleaciones de titanio y aluminio conocidas como aluminuro de titanio gamma y alfa , compuestos avanzados de carbono / carbono y compuestos de matriz de metal de titanio (TMC) con fibras de carburo de silicio . McDonnell Douglas utilizó compuestos de matriz de titanio para crear una sección de fuselaje representativa llamada "Tarea D". El artículo de prueba de la Tarea D tenía cuatro pies de alto por dos de ancho por dos de largo. Se integró un tanque de hidrógeno criogénico de carbono / epoxi con la sección del fuselaje y todo el conjunto, incluido el hidrógeno volátil y combustible, se probó con éxito con cargas mecánicas y una temperatura de 820 ° C (1500 ° F) en 1992, justo antes de la cancelación del programa.
Especificaciones (X-30 según diseño)
[ cita requerida ]
Características generales
- Longitud: 48,768 m (160 pies 0 pulg)
- Envergadura: 74 pies 0 pulgadas (22,5552 m)
- Peso bruto: 300.000 lb (136.077 kg)
- Planta motriz: 1 × scramjet
Actuación
- Propelentes: aire / aguanieve LH2
Legado de diseño y materiales
Ver también
- Scramjet
Aeronaves de función, configuración y época comparables
- NASA X-43 (esencialmente un modelo reducido)
- Tupolev Tu-2000
- HOTOL - Diseño de avión espacial británico de la década de 1980
Referencias
- ↑ a b Chang, Kenneth (20 de octubre de 2014). "Hace 25 años, la NASA imaginó su propio 'Orient Express ' " . New York Times . Consultado el 21 de octubre de 2014 .
- ^ a b c d e Hoja informativa del Programa Nacional de Aviones Aeroespaciales Archivado el 02 de abril de 2016 en Wayback Machine (la URL debe archivarse)
- ^ El estado de Mississippi gana el concurso de maquetas de avión aeroespacial
- ^ NASP X-30 Archivado el 17 de marzo de 2005 en la Wayback Machine.
- ^ Lanzamiento de la maqueta del avión aeroespacial nacional X-30
- Vehículos X estadounidenses
- Historia de la Fuerza Aérea de la NASP (pdf)
enlaces externos
- Video Avión aeroespacial: Acceso flexible al espacio (NASA) 4 min