Jetpack pada lima puluhan abad yang lalu tidak dapat membanggakan prestasi tinggi. Kenderaan tersebut yang masih dapat masuk ke udara memiliki penggunaan bahan bakar yang terlalu tinggi, yang mempengaruhi jangka waktu maksimum penerbangan. Di samping itu, reka bentuk yang berbeza mempunyai beberapa masalah lain. Lama kelamaan, tentera dan jurutera menjadi kecewa dengan teknologi seperti itu, yang sebelumnya dianggap menjanjikan dan menjanjikan. Walau bagaimanapun, ini tidak menyebabkan berhenti kerja sepenuhnya. Pada akhir tahun lima puluhan, NASA tertarik dengan topik ini, yang berharap dapat menerapkan teknologi baru dalam program ruang angkasa.
Pada masa yang akan datang, pakar NASA berharap tidak hanya menghantar seorang lelaki ke angkasa, tetapi juga untuk menyelesaikan beberapa masalah lain. Khususnya, kemungkinan bekerja di tempat terbuka, di luar kapal, dipertimbangkan. Untuk penyelesaian masalah sepenuhnya dalam keadaan seperti itu, alat tertentu diperlukan dengan bantuan yang mana angkasawan dapat bergerak bebas ke arah yang diinginkan, manuver, dll. Pada awal tahun enam puluhan, NASA meminta bantuan dari Angkatan Udara, yang pada masa ini telah berjaya melakukan beberapa program serupa. Di samping itu, dia menarik beberapa perusahaan industri penerbangan untuk bekerja, yang diundang untuk mengembangkan versi pesawat peribadi mereka sendiri untuk program ruang angkasa. Antara lain, tawaran seperti itu diterima oleh Chance-Vought.
Menurut data yang ada, bahkan pada tahap penelitian awal, pakar NASA membuat kesimpulan mengenai faktor bentuk optimum teknologi yang menjanjikan. Ternyata alat pengangkutan peribadi yang paling mudah adalah ransel dengan satu set mesin jet berkuasa rendah. Peranti sedemikian dipesan oleh syarikat kontraktor. Harus diingat bahawa varian lain dari alat juga dipertimbangkan, namun, itu adalah ransel yang dipakai di belakang angkasawan yang diakui optimal.
Pandangan umum mengenai ruang angkasa Chance-Vought dan SMU. Foto oleh majalah Popular Science
Selama beberapa tahun akan datang, Chance Vout melakukan serangkaian kajian dan membentuk penampilan kenderaan untuk ruang. Projek ini mendapat sebutan SMU (Self-Maneuvering Unit). Pada peringkat pengembangan projek dan semasa pengujian, sebutan baru digunakan. Peranti itu diganti namanya menjadi AMU (Astronaut Maneuvering Unit - "Device for manuver a astronaut").
Mungkin pengarang projek SMU mempunyai idea mengenai perkembangan pasukan Wendell Moore Bell Aerosystems, dan juga mengetahui perkembangan lain di kawasan ini. Faktanya adalah bahawa jet jet dan kapal angkasa yang muncul sedikit kemudian harus memiliki mesin yang sama, walaupun dengan ciri yang berbeza. Dianjurkan untuk melengkapkan produk SMU dengan mesin jet yang beroperasi pada hidrogen peroksida dan menggunakan penguraian pemangkinnya.
Proses penguraian katalitik hidrogen peroksida pada masa ini secara aktif digunakan dalam pelbagai teknik, termasuk dalam beberapa jetpack awal. Inti idea ini terdiri daripada membekalkan "bahan bakar" kepada pemangkin khas yang menyebabkan bahan tersebut terurai menjadi air dan oksigen. Campuran wap-gas yang dihasilkan mempunyai suhu yang cukup tinggi, dan juga mengembang pada kecepatan tinggi, yang memungkinkan untuk menggunakannya sebagai sumber tenaga, termasuk dalam mesin jet.
Perlu diingatkan bahawa penguraian hidrogen peroksida bukanlah sumber tenaga yang paling ekonomik dalam konteks jetpack. Ia memerlukan "bahan bakar" terlalu banyak untuk menghasilkan daya tarikan yang cukup untuk mengangkat seseorang ke udara. Oleh itu, dalam projek Bell, tangki 20 liter membolehkan juruterbang tetap di udara selama tidak lebih dari 25-30 saat. Walau bagaimanapun, ini hanya berlaku untuk penerbangan di Bumi. Sekiranya terdapat ruang terbuka atau permukaan Bulan, kerana berat angkasawan yang lebih rendah (atau tidak ada), adalah mungkin untuk memberikan ciri-ciri alat yang diperlukan tanpa penggunaan hidrogen peroksida yang sangat tinggi.
Semasa projek SMU, beberapa masalah utama harus diselesaikan, yang utama, tentu saja, adalah jenis mesin jet. Di samping itu, perlu untuk menentukan susun atur optimum keseluruhan peranti, komposisi peralatan yang diperlukan dan sebilangan ciri lain dari projek tersebut. Menurut laporan, kajian mengenai isu-isu ini akhirnya menghasilkan reka bentuk baju ruang asal, yang dicadangkan untuk digunakan dengan produk SMU / AMU.
Kerja reka bentuk utama diselesaikan pada separuh pertama 1962, tidak lama selepas itu, Chance-Vought menghasilkan jetpack ruang prototaip. Pada musim gugur tahun yang sama, alat ini pertama kali ditunjukkan kepada akhbar. Imej sistem yang dicadangkan diterbitkan untuk pertama kalinya dalam edisi November Popular Science. Selain itu, artikel di majalah ini memberikan gambarajah susun atur dan beberapa ciri utama.
Salah satu gambar yang diterbitkan oleh Popular Science menunjukkan seorang angkasawan memakai ruang angkasa baru dengan SMU di punggungnya. Spacesuit yang dicadangkan mempunyai topi keledar sfera dengan pelindung muka yang lebih rendah dan bahagian bawah yang dikembangkan, yang seharusnya terletak di bahu angkasawan. Terdapat juga beberapa penyambung untuk menghubungkan ruang angkasa ke sistem jetpack. Ruang angkasa dari Chance-Vought jelas berbeza dengan produk moden untuk tujuan ini. Itu dibuat sekecil mungkin dan, nampaknya, tidak dilengkapi dengan satu set langkah perlindungan yang diperlukan untuk memenuhi keperluan saat ini.
Ransel itu sendiri adalah blok segi empat dengan dinding depan cekung dan satu set alat untuk mengikat di belakang angkasawan. Jadi, di atas dinding depan terdapat dua "cangkuk" khas dengan beg sandang itu terletak di bahu angkasawan. Di bahagian tengah terdapat tali pinggang di mana panel kawalan silinder dengan beberapa tuas terletak. Beberapa kabel dan saluran paip fleksibel juga disediakan untuk menghubungkan ransel ke ruang angkasa.
Keperluan untuk memastikan operasi jangka panjang di luar kapal angkasa, serta ketidaksempurnaan teknologi pada masa itu, mempengaruhi susunan kapal angkasa. Di bahagian atas SMU terdapat unit sistem oksigen gelung tertutup yang besar. Alat ini bertujuan untuk memasangkan campuran pernafasan ke helmet angkasawan, diikuti dengan mengepam gas yang dihembuskan dan mengeluarkan karbon dioksida. Tidak seperti selang untuk membekalkan campuran pernafasan dari kapal atau silinder gas termampat, sistem dengan penyerap karbon dioksida tidak mengganggu kelancaran angkasawan dan memungkinkan untuk tinggal di tempat terbuka untuk waktu yang lama.
SMU tanpa panel belakang. Foto oleh majalah Popular Science
Menurut laporan, semasa demonstrasi kepada wartawan, SMU tidak dilengkapi dengan sistem sokongan kehidupan kerja. Peralatan ini belum siap untuk beroperasi dan memerlukan pemeriksaan tambahan, sebab itulah ia diganti pada prototaip dengan simulator dengan berat dan dimensi yang sama. Dalam konfigurasi ini, peranti mengambil bahagian dalam ujian pertama. Lebih-lebih lagi, kerja ke arah ini ditangguhkan dengan serius, itulah sebabnya bahkan prototaip kemudian, yang dibina pada akhir tahun 1962, diuji tanpa sistem oksigen dan hanya dilengkapi dengan simulatornya.
Bahagian kiri bawah lambung (relatif terhadap juruterbang) diberikan untuk penempatan tangki hidrogen peroksida. Di sebelah kanannya terdapat satu set peralatan lain untuk pelbagai tujuan. Di bahagian atas petak kanan bawah terdapat stesen radio yang menyediakan komunikasi suara dua arah; di bawahnya dipasang bateri dan unit bekalan kuasa untuk peralatan, serta silinder nitrogen termampat untuk sistem bekalan bahan bakar dan pengatur gas.
Pada permukaan sisi permukaan atas jetpack, empat mesin miniatur dengan muncung mereka sendiri (dua di setiap sisi) disediakan. Enjin yang sama ditemui di permukaan bawah kapal. Di samping itu, dua enjin susun atur serupa terletak di tengah permukaan bawah. Secara keseluruhan, 10 enjin tersedia untuk melepaskan gas jet. Muncung semua mesin dipusingkan dan dimiringkan pada sisi yang berbeza dan harus bertanggungjawab untuk membuat tujahan ke arah yang diinginkan.
Setiap mesin dilaporkan menjadi blok kecil dengan penukar pemangkin plat untuk mendorong penguraian bahan bakar. Terdapat injap terkawal solenoid di hadapan pemangkin. Semua sepuluh mesin dicadangkan untuk disambungkan ke tangki bahan bakar, yang pada gilirannya dihubungkan ke silinder gas termampat.
Prinsip enjinnya mudah. Di bawah tekanan nitrogen termampat, hidrogen peroksida seharusnya memasuki saluran pipa dan mencapai mesin. Atas perintah sistem kawalan, solenoid mesin harus membuka injap dan memberikan "bahan bakar" akses kepada pemangkin. Ini diikuti oleh tindak balas penguraian dengan pembebasan campuran wap-gas melalui muncung dan pembentukan tujahan.
Muncung diposisikan sedemikian rupa sehingga, dengan menghidupkan mesin segerak atau tidak simetri, mungkin untuk bergerak ke arah yang diinginkan, memutar atau membetulkan kedudukannya. Sebagai contoh, penyertaan serentak semua mesin yang diarahkan ke belakang memungkinkan untuk bergerak maju, dan giliran dilakukan kerana kemasukan mesin yang tidak simetri pada sisi yang berlainan.
Versi pertama SMU menerima panel kawalan yang agak sederhana yang dibuat dalam sarung silinder dan terletak di tali pinggang. Di sebelah, di bawah tangan kanan, ada tuas kawalan untuk pergerakan ke depan atau ke belakang. Tuas untuk kawalan pitch dan yaw diletakkan di dinding depan. Di atas terdapat tuas lain yang bertanggungjawab untuk kawalan gulungan. Selain itu, suis togol disediakan untuk menghidupkan mesin, stesen radio dan autopilot. Dengan bantuan kawalan seperti itu, juruterbang dapat membekalkan hidrogen peroksida ke enjin yang diperlukan dan dengan itu dapat mengawal pergerakannya.
Selain kawalan manual, SMU mempunyai automasi yang dirancang untuk memudahkan kerja angkasawan. Sekiranya perlu, dia dapat menghidupkan autopilot, yang, dengan menggunakan giroskop dan elektronik yang relatif sederhana, harus memantau posisi jetpack di ruang angkasa, menyesuaikannya jika perlu. Diasumsikan bahawa rezim semacam itu akan diterapkan selama kerja jangka panjang di satu tempat, misalnya, ketika melakukan servis instrumen di permukaan luar kapal angkasa. Dalam kes ini, angkasawan diberi kesempatan untuk melakukan berbagai pekerjaan, dan automasi harus memantau pemeliharaan posisi yang diinginkan.
Versi jetpack SMU yang disampaikan kepada wartawan beratnya sekitar 160 paun (sekitar 72 kg). Ketika digunakan di bulan, berat alat dikurangkan menjadi 25 pound (11,5 kg), dan ketika beroperasi di orbit Bumi, beratnya harus benar-benar bebas.
Susun atur jetpack SMU semasa ujian. Foto dari laporan
Menurut penerbitan Ilmu Popular, sampel SMU yang dikemukakan dikira untuk membolehkan angkasawan terbang sejauh 1.000 kaki (304 m) dengan pengisian bahan bakar hidrogen peroksida tunggal. Dorongan enjin, menurut para pemaju, cukup untuk menggerakkan muatan yang cukup besar. Sebagai contoh, kemungkinan memindahkan objek, misalnya kapal angkasa, dengan berat hingga 50 ton dinyatakan. Dalam hal ini, angkasawan harus mengembangkan kecepatan urutan satu kaki per detik.
Beberapa bulan sebelum demonstrasi alat SMU kepada wartawan, pada pertengahan tahun 1962, sebuah prototaip dihantar ke Pangkalan Tentera Udara Wright-Patterson (Ohio), di mana ia akan diuji. Untuk menjalankan semua ujian yang diperlukan, pakar dari Kementerian Pertahanan terlibat dalam projek ini, serta peralatan khas. Oleh itu, sebagai platform ujian, sebuah pesawat khas Zero G KC-135 dipilih, yang digunakan untuk penyelidikan dalam keadaan jangka pendek tanpa bobot.
Penerbangan pertama dengan "graviti sifar" berlangsung pada 25 Jun 62, dan selama beberapa bulan berikutnya beberapa lusin ujian operasi jetpack dalam graviti sifar dilakukan. Selama ini, adalah mungkin untuk menentukan kemungkinan mendasar penggunaan sistem tersebut dalam praktik. Di samping itu, beberapa ciri dan data penerbangan asas telah disahkan. Oleh itu, daya tarikan enjin cukup untuk terbang di atmosfer udara dan melakukan beberapa manuver sederhana.
Pengujian peranti SMU yang berjaya tidak menyebabkan penghentian kerja reka bentuk. Pada akhir tahun 1962, pengembangan bermula pada versi jetpack yang diperbaharui untuk angkasawan. Dalam versi proyek yang dimodernisasi, diusulkan untuk mengubah tata letak alat, dan juga membuat beberapa penyesuaian lain pada reka bentuk. Oleh kerana semua ini, seharusnya meningkatkan ciri, terutamanya stok "bahan bakar" dan data penerbangan asas. Setelah permulaan kerja pada projek yang dikemas kini, nama baru AMU muncul, yang segera mulai diterapkan dalam kaitannya dengan produk SMU sebelumnya, yang mungkin menimbulkan kekeliruan.
Menurut data yang ada, AMU yang dimodenkan tidak jauh berbeza dengan penampilan asas SMU. Bahagian luar lambung tidak mengalami perubahan besar, dan sistem untuk melekatkan radas ke punggung angkasawan tetap sama. Pada masa yang sama, susun atur unit dalaman telah berubah secara radikal. Jarak penerbangan pada ketinggian 300 m tidak sesuai dengan NASA, itulah sebabnya ia dicadangkan untuk menggunakan tangki bahan bakar baru. Jetpack AMU menerima tangki hidrogen peroksida panjang yang besar yang memenuhi seluruh bahagian tengah badan kapal. Isi tangki baru ialah 660 meter padu. inci (10.81 L). Peralatan lain diletakkan di sisi tangki ini.
Di antara unit lain, alat baru menyimpan tangki untuk nitrogen termampat dari sistem perpindahan untuk membekalkan hidrogen peroksida. Menurut proyek itu, nitrogen harus dibekalkan ke tangki bahan bakar pada tekanan 3500 psi (238 atmosfer). Walau bagaimanapun, semasa ujian, tekanan yang lebih rendah digunakan: kira-kira 200 psi (13.6 atm). Prototaip alat AMU dilengkapi dengan enjin pelbagai kekuatan. Oleh itu, muncung yang bertanggungjawab untuk bergerak maju dan mundur mengembangkan tahap tujahan 20 paun, digunakan untuk bergerak naik dan turun - 10 paun.
Peranti AMU di masa depan dapat menerima sistem sokongan seumur hidup, tetapi bahkan ketika pengujian dimulakan, peralatan seperti itu belum siap. Oleh kerana itu, AMU yang berpengalaman, seperti pendahulunya, hanya menerima model sistem yang diperlukan dengan dimensi dan berat yang sama. Setelah menyelesaikan semua kerja dan ujian reka bentuk yang diperlukan, sistem oksigen dapat dipasang pada jetpack ruang angkasa.
Tidak lama selepas akhir perhimpunan, pada akhir tahun 1962 atau awal tahun 1963, AMU dihantar ke pangkalan Wright-Patterson untuk diuji. Pesawat KC-135 Zero G yang dilengkapi khas sekali lagi menjadi "landasan pembuktian" untuk pemeriksaannya. Pelbagai pemeriksaan berterusan sekurang-kurangnya sehingga akhir musim bunga tahun 1963.
Pada pertengahan Mei 1963, penulis projek menyiapkan laporan mengenai ujian yang dijalankan. Pada saat ini, seperti yang dinyatakan dalam dokumen, lebih dari seratus penerbangan pada lintasan parabola dilakukan, di mana pengoperasian jetpack dalam graviti sifar diuji. Semasa ujian, walaupun dalam jangka waktu penerbangan yang singkat dengan graviti sifar, adalah mungkin untuk menguasai kawalan kedua-dua kenderaan, dan juga memeriksa kemampuan mereka untuk mengangkut juruterbang atau kargo.
Beg galas AMU semasa ujian. Foto dari laporan
Pada bahagian akhir laporan, diperdebatkan bahawa jetpack AMU dalam bentuknya sekarang mempunyai ciri-ciri yang memuaskan dan dapat digunakan untuk menyelesaikan tugas-tugas yang diberikan kepadanya. Juga diperhatikan bahawa daya dorong mesin hingga 20 pound cukup untuk penerbangan terkawal ke arah yang diinginkan dan untuk melakukan berbagai manuver. Susunan muncung mesin yang dipilih yang disediakan, seperti yang tertulis dalam laporan, kawalan yang sangat baik terhadap peralatan kerana penempatan pada jarak yang sama dari pusat gravitasi sistem "pilot + ransel".
Autopilot pada umumnya berfungsi dengan baik, tetapi memerlukan penambahbaikan dan ujian tambahan. Dalam beberapa keadaan, peranti ini tidak dapat bertindak balas dengan betul terhadap perubahan posisi ransel. Sebagai tambahan, diusulkan untuk "mengajar" automasi kawalan untuk mengabaikan penyimpangan kecil (hingga 10 °) alat dari posisi yang ditentukan. Mod ini memungkinkan untuk mengurangkan penggunaan hidrogen peroksida dengan ketara.
Angkasawan yang akan menggunakan produk AMU di masa depan harus menjalani kursus latihan khusus, di mana mereka bukan hanya dapat menguasai kendali, tetapi juga belajar "merasakan" alat tersebut. Keperluan untuk ini dibuktikan oleh beberapa penerbangan ujian di bawah kawalan juruterbang dengan tahap latihan yang tidak mencukupi. Dalam kes seperti itu, juruterbang bertindak perlahan dan tidak berbeza dalam ketepatan kawalan.
Secara amnya, penulis laporan tersebut sangat menghargai AMU itu sendiri dan hasil ujiannya. Dianjurkan untuk terus mengerjakan proyek, untuk terus memperbaiki keseluruhan struktur dan komponennya, serta memperhatikan beberapa mod penerbangan. Semua langkah ini memungkinkan untuk bergantung pada penampilan jetpack yang dapat digunakan untuk angkasawan, sangat sesuai untuk menyelesaikan semua tugas yang diberikan.
NASA dan Chance-Vought, serta sejumlah organisasi yang berkaitan dengan mempertimbangkan laporan penguji dan terus bekerja pada proyek yang menjanjikan. Menjelang pertengahan dekad, berdasarkan perkembangan dalam proyek SMU / AMU, sebuah perangkat baru dikembangkan, yang bahkan dirancang untuk diuji di luar angkasa.
Kerja lebih lanjut di bidang jetpack angkasa dinobatkan dengan kejayaan. Pada awal tahun lapan puluhan, MMU pertama dikirim ke angkasa, yang digunakan sebagai sebahagian dari peralatan kapal angkasa Space Shuttle. Peralatan ini digunakan secara aktif dalam pelbagai misi untuk menyelesaikan pelbagai masalah. Oleh itu, idea jetpack, walaupun terdapat banyak kegagalan, menjadi praktikal. Benar, mereka mula menggunakannya bukan di Bumi, tetapi di angkasa.
