El Boeing X-20 Dyna-Soar ("Dynamic Soarer") fue un programa de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos (USAF) para desarrollar un avión espacial que pudiera usarse para una variedad de misiones militares, incluyendo reconocimiento aéreo , bombardeo , rescate espacial, mantenimiento de satélites . y como interceptor espacial para sabotear satélites enemigos. [1] El programa se desarrolló del 24 de octubre de 1957 al 10 de diciembre de 1963, costó 660 millones de dólares (6,57 mil millones de dólares en dólares corrientes [2] ) y fue cancelado justo después de que comenzara la construcción de la nave espacial.
Otras naves espaciales en desarrollo en aquel momento, como Mercury o Vostok , eran cápsulas espaciales con perfiles de reentrada balística que terminaban en un aterrizaje bajo un paracaídas. Dyna-Soar se parecía más a un avión. Podía viajar a objetivos distantes a la velocidad de un misil balístico intercontinental , estaba diseñado para planear hacia la Tierra como un avión bajo el control de un piloto y podía aterrizar en un aeródromo. Dyna-Soar también podría alcanzar la órbita terrestre, como las cápsulas espaciales tripuladas convencionales. [3]
Estas características hicieron de Dyna-Soar un concepto mucho más avanzado que otras misiones de vuelos espaciales tripulados de la época. La investigación sobre un avión espacial se realizó mucho más tarde en otras naves espaciales reutilizables, como el transbordador espacial de 1981-2011 [4] [5] y las más recientes naves espaciales Boeing X-40 y X-37B .
El concepto subyacente al X-20 fue desarrollado en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial por Eugen Sänger e Irene Bredt como parte de la propuesta Silbervogel de 1941. Este era un diseño para un bombardero propulsado por cohetes capaz de atacar la ciudad de Nueva York desde bases en Alemania y luego volar para aterrizar en algún lugar del Océano Pacífico en poder del Imperio de Japón . La idea sería utilizar las alas del vehículo para generar sustentación y elevarse hacia una nueva trayectoria balística, saliendo de la atmósfera nuevamente y dándole tiempo al vehículo para que se enfríe entre los saltos. [6] Después de la guerra, se demostró que la carga de calentamiento durante los saltos era mucho mayor de lo calculado inicialmente y habría derretido la nave espacial. [7]
Después de la guerra, muchos científicos alemanes fueron llevados a los Estados Unidos por la Operación Paperclip de la Oficina de Servicios Estratégicos , trayendo consigo conocimientos detallados del proyecto Silbervogel. [8] Entre ellos, Walter Dornberger y Krafft Ehricke se trasladaron a Bell Aircraft , donde, en 1952, propusieron lo que era esencialmente una versión de lanzamiento vertical de Silbervogel conocida como el "Misil Bombardero" o "BoMi". [9] [10]
Todos estos estudios propusieron varios vehículos propulsados por cohetes que podrían viajar grandes distancias deslizándose después de ser impulsados a gran velocidad y altitud por una etapa de cohete. [11] El cohete propulsor colocaría el vehículo en una trayectoria suborbital , pero exoatmosférica, lo que resultaría en un breve vuelo espacial seguido de un reingreso a la atmósfera . En lugar de un reingreso y aterrizaje completo, el vehículo usaría la sustentación de sus alas para redirigir su ángulo de planeo hacia arriba, intercambiando velocidad horizontal por velocidad vertical. De esta manera, el vehículo volvería a "rebotar" al espacio. Este método de salto-deslizamiento [12] se repetiría hasta que la velocidad fuera lo suficientemente baja como para que el piloto del vehículo tuviera que elegir un lugar de aterrizaje y deslizar el vehículo hasta un aterrizaje. Este uso de elevación atmosférica hipersónica significó que el vehículo podría ampliar enormemente su alcance a lo largo de una trayectoria balística utilizando el mismo cohete propulsor. [11]
Había suficiente interés en BoMi que en 1956 se había convertido en tres programas separados:
Days after the launch of Sputnik 1 on 4 October 1957, on either October 10[18] or October 24,[19] the USAF Air Research and Development Command (ARDC) consolidated Hywards, Brass Bell, and Robo studies into the Dyna-Soar project, or Weapons System 464L, with a three-step abbreviated development plan. The proposal drew together the existing boost-glide proposals into a single vehicle designed to carry out all the bombing and reconnaissance tasks examined by the earlier studies, and would act as successor to the X-15 research program.[19]
The three stages of the Dyna-Soar program were to be a research vehicle (Dyna-Soar I), a reconnaissance vehicle (Dyna-Soar II, previously Brass Bell), and a vehicle that added strategic bombing capability (Dyna-Soar III, previously Robo). The first glide tests for Dyna-Soar I were expected to be carried out in 1963, followed by powered flights, reaching Mach 18, the following year. A robotic glide missile was to be deployed in 1968, with the fully operational weapons system (Dyna-Soar III) expected by 1974.[20]
In March 1958, nine U.S. aerospace companies tendered for the Dyna-Soar contract. Of these, the field was narrowed to proposals from Bell and Boeing. Even though Bell had the advantage of six years' worth of design studies, the contract for the spaceplane was awarded to Boeing in June 1959 (by which time their original design had changed markedly and now closely resembled what Bell had submitted). In late 1961, the Titan III was chosen as the launch vehicle.[21] The Dyna-Soar was to be launched from Cape Canaveral Air Force Station, Florida.
The overall design of the X-20 Dyna-Soar was outlined in March 1960. It had a low-wing delta shape, with winglets for control rather than a more conventional tail. The framework of the craft was to be made from the René 41 super alloy, as were the upper surface panels. The bottom surface was to be made from molybdenum sheets placed over insulated René 41, while the nose-cone was to be made from graphite with zirconia rods.[22]
Debido a los requisitos cambiantes, se consideraron varias versiones del Dyna-Soar, todas compartiendo la misma forma y diseño básicos. Un solo piloto se sentaba al frente, con un compartimento para equipos situado detrás. Esta bahía contenía equipos de recopilación de datos, armas, equipos de reconocimiento o, en el caso del vehículo espacial transbordador X-20X, una cubierta central para cuatro personas . Una etapa superior Martin Marietta Transstage unida al extremo trasero de la nave permitiría maniobras orbitales y una capacidad de aborto del lanzamiento antes de ser desechada antes del descenso a la atmósfera. Al caer a través de la atmósfera, un escudo térmico opaco hecho de un metal refractario protegería la ventana en la parte delantera de la nave. Este escudo térmico luego se desecharía después del aerofrenado para que el piloto pudiera ver y aterrizar de manera segura. [23]
Un dibujo publicado en la revista Space/Aeronautics antes de la cancelación del proyecto muestra a la nave rozando la atmósfera en busca de un cambio de inclinación orbital . Luego dispararía su cohete para reanudar la órbita. Esta sería una capacidad única para una nave espacial, ya que las leyes de la mecánica celeste normalmente implican que un cambio de plano requiere un enorme gasto de energía. Se proyectó que el Dyna-Soar podría utilizar esta capacidad para encontrarse con satélites incluso si el objetivo realizaba maniobras evasivas.
A diferencia del último transbordador espacial, el Dyna-Soar no tenía ruedas en su tren de aterrizaje triciclo , ya que los neumáticos de goma se habrían incendiado durante el reingreso. En su lugar, Goodyear desarrolló patines retráctiles con cepillos de alambre hechos de la misma aleación René 41 que la estructura del avión. [24]
En abril de 1960, siete astronautas fueron elegidos en secreto para el programa Dyna-Soar: [25]
Neil Armstrong y Bill Dana abandonaron el programa a mediados de 1962. El 19 de septiembre de 1962, Albert Crews se agregó al programa Dyna-Soar y se anunciaron al público los nombres de los seis astronautas restantes de Dyna-Soar. [26]
A finales de 1962, el Dyna-Soar había sido designado X-20, el propulsor (que se utilizaría en las pruebas de caída del Dyna Soar I) se disparó con éxito y la USAF había celebrado una ceremonia de inauguración del X-20 en Las Vegas. . [27] [28]
La Minneapolis-Honeywell Regulator Company (más tarde Honeywell Corporation ) completó pruebas de vuelo en un subsistema de guía inercial para el proyecto X-20 en la Base de la Fuerza Aérea de Eglin , Florida, utilizando un NF-101B Voodoo en agosto de 1963. [29]
El Boeing B-52C-40-BO Stratofortress 53-0399 [30] fue asignado al programa para lanzar desde el aire el X-20, similar al perfil de lanzamiento del X-15 . Cuando se canceló el X-20, se utilizó para otras pruebas de lanzamiento desde el aire, incluida la de la cápsula de escape B-1A . [31]
Además de los problemas de financiación que suelen acompañar a los esfuerzos de investigación, el programa Dyna-Soar sufrió dos problemas importantes: la incertidumbre sobre el propulsor que se utilizará para poner la nave en órbita y la falta de un objetivo claro para el proyecto.
Se propusieron muchos propulsores diferentes para poner en órbita el Dyna-Soar.
La propuesta original de la USAF sugería motores LOX /JP-4, flúor-amoníaco, flúor-hidrazina o RMI (X-15), pero Boeing, el contratista principal, favorecía una combinación Atlas - Centaur . Finalmente, en noviembre de 1959, la Fuerza Aérea estipuló un Titán , [27] : 18 como sugirió el fallido competidor Martin, pero el Titán I no era lo suficientemente potente como para poner en órbita el X-20 de cinco toneladas.
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Los propulsores Titan II y Titan III podían lanzar Dyna-Soar a la órbita terrestre, al igual que el Saturn C-1 (más tarde rebautizado como Saturn I ), y todos se propusieron con varias combinaciones de etapa superior y propulsores. En diciembre de 1961 se eligió el Titan IIIC, [27] : 19 ), pero las vacilaciones sobre el sistema de lanzamiento retrasaron el proyecto y complicaron la planificación.
La intención original de Dyna-Soar, descrita en la propuesta del Sistema de Armas 464L, requería un proyecto que combinara la investigación aeronáutica con el desarrollo de sistemas de armas. Muchos se preguntaron si la USAF debería tener un programa espacial tripulado, cuando ese era el dominio principal de la NASA. La Fuerza Aérea enfatizó con frecuencia que, a diferencia de los programas de la NASA, Dyna-Soar permitía el reingreso controlado, y aquí fue donde se centró el esfuerzo principal en el programa X-20.
El 19 de enero de 1963, el Secretario de Defensa , Robert McNamara , ordenó a la Fuerza Aérea de EE. UU. que llevara a cabo un estudio para determinar si Gemini o Dyna-Soar era el enfoque más factible para un sistema de armas espacial. A mediados de marzo de 1963, tras recibir el estudio, el Secretario McNamara "declaró que la Fuerza Aérea había estado poniendo demasiado énfasis en el reingreso controlado cuando no tenía ningún objetivo real para el vuelo orbital". [32] Esto fue visto como una reversión de la posición anterior del Secretario sobre el programa Dyna-Soar.
Dyna-Soar también era un programa costoso que no lanzaría una misión tripulada hasta mediados de la década de 1960 como muy pronto. Este alto costo y utilidad cuestionable dificultaron que la Fuerza Aérea de los EE. UU. justificara el programa.
Finalmente, el programa X-20 Dyna-Soar fue cancelado el 10 de diciembre de 1963. [4] El día en que se canceló el X-20, la Fuerza Aérea de EE. UU. anunció otro programa, el Laboratorio Orbital Tripulado , un derivado de Gemini. . Este programa también fue finalmente cancelado.
Se evaluó otro programa negro, ISINGLASS , que iba a ser lanzado desde el aire desde un bombardero B-52 y se realizaron algunos trabajos en el motor, pero finalmente también se canceló. [33]
A pesar de la cancelación del X-20, la investigación afiliada sobre aviones espaciales influyó en el transbordador espacial , mucho más grande . El diseño final también utilizó alas delta para aterrizajes controlados. El BOR-4 soviético posterior, mucho más pequeño, tenía una filosofía de diseño más cercana al Dyna-Soar, [34] mientras que los aviones de investigación Martin X-23 PRIME y Martin Marietta X-24A / HL-10 de la NASA también exploraron aspectos de la tecnología suborbital. y vuelos espaciales. [35] La nave espacial tripulada Hermes propuesta por la ESA era superficialmente similar pero no derivada del X-20.
Características generales
Actuación
Desarrollo relacionado
Aeronaves de función, configuración y época comparables.
