Ремень Bell Rocket

Астрогеолог Джин Шумейкер носит пояс Bell Rocket Belt во время тренировки космонавтов.

Bell Rocket Belt — это маломощное ракетное двигательное устройство, которое позволяет человеку безопасно путешествовать или прыгать на небольшие расстояния. Это разновидность ракетного ранца .

Обзор

Компания Bell Aerosystems начала разработку ракетного ранца, который она назвала «Bell Rocket Belt» или «человек-ракета» для армии США в середине 1950-х годов. Он был продемонстрирован в 1961 году, но 5 галлонов перекиси водорода , необходимые для 21 секунды полета, не впечатлили армию. После того, как в 1964 году была подана заявка на патент США № 3 243 144 и выдана в 1966 году, разработка была отменена.

Эта концепция была возрождена в 1990-х годах, и эти ранцы могут обеспечить мощную и управляемую тягу. Движущая сила этого ракетного пояса работает на перегретом водяном паре. Газовый баллон содержит газообразный азот , а два баллона содержат высококонцентрированную перекись водорода. Азот прижимает перекись водорода к катализатору, который разлагает перекись водорода на смесь перегретого пара и кислорода с температурой около 740 °С. По двум изолированным изогнутым трубкам он вел к двум соплам, откуда он вырывался, обеспечивая движение. Пилот может векторизировать тягу, изменяя направление сопел с помощью ручного управления. Чтобы защититься от полученных ожогов, пилоту пришлось надеть изолирующую одежду.

Bell Rocket Belt был успешным и популярным, но его потенциальное использование в армии было ограничено из-за ограниченного запаса топлива. В результате армия обратила свое внимание на разработку ракет, и проект Rocket Belt был прекращен.

Ремень One Bell Rocket Belt выставлен в Смитсоновского института , пристройке Национального музея авиации и космонавтики Центре Стивена Ф. Удвар-Хейзи , расположенном недалеко от аэропорта Даллеса . Другой проживает в Буффало Государственном университете Нью-Йорка на факультете промышленной и системной инженерии . Его использовали в презентациях в Диснейленде , а также на церемониях открытия летних Олимпийских игр 1984 года и 1996 года . Его также видели в кино и на телевидении. Этот тип ракетного пояса использовался в фильме о Джеймсе Бонде 1965 года «Шаровая молния» . Он также появился в телесериале «Затерянные в космосе» , а также в субботнем утреннем детском телешоу CBS « Ковчег II» 1976 года .

История

Венделл Ф. Мур начал работать над ракетным ранцем еще в 1953 году (возможно, узнав о работе Томаса Мура), работая инженером в компании Bell Aerosystems . Эксперименты начались в середине 1950-х годов. Разработка двигателя не представляла трудностей — применение перекиси водорода было хорошо освоено ракетчиками . Основной проблемой было достижение стабильного и устойчивого полета; для этого пришлось разработать надежную и удобную систему управления.

В 1959 году армия США заключила контракт с Aerojet General на проведение технико-экономического обоснования ракетного пояса и заключила контракт с Bell Aerosystems на разработку малого ракетного подъемного устройства (SRLD). Была подготовлена ​​экспериментальная установка, работавшая на сжатом азоте. Его стальная трубчатая рама позволяла прикрепить к буровой установке тестер. На раме устанавливались два шарнирных сопла. Азот под давлением 35 атмосфер (3,5 МПа) подавался к форсункам по гибким шлангам. Инженер-оператор на земле регулировал подачу азота через кран. Дополнительно испытатель регулировал тягу с помощью рычагов под плечами. Испытатель наклонял сопла вперед и назад, пытаясь добиться устойчивого висения на ограниченной высоте. Снизу был прикреплен страховочный трос, чтобы установка и тестер не могли взлететь слишком высоко.

Тестирование

Первые испытания показали, что человеческое тело представляет собой очень нестабильную платформу. Испытания выявили наилучшее расположение реактивных сопел относительно центра тяжести как пилота, так и ранца, что позволяло контролировать направление. Венделл Мур и другие члены его группы участвовали в испытательных полетах. Эти первые полеты были всего лишь резким скачком, но они доказали концепцию и убедили военных профинансировать разработку. Компания Bell получила контракт на разработку, летные испытания и демонстрацию практической СРЛД.

Был выбран ракетный двигатель с тягой 280 фунтов-сил (1,25 кН или 127 кгс ). Рюкзак с топливом весил 125 фунтов (57 кг). Рюкзак имел каркас из стекловолокна , профилированный по размеру тела оператора, закрепленный ремнями, к каркасу крепились баллоны с топливом и азотом. Крепление двигателя осуществлялось с помощью шарнирного узла, управление которым осуществлялось рычагами под плечами, а управление тягой осуществлялось посредством узла регулятора, соединенного с рукояткой газа на правом рычаге устройства. Ручка на левом рычаге регулировала наклон сопел (реактиваторов). Испытания ранца начались в конце 1960 года и проводились в большом ангаре со страховочным тросом. Венделл Мур выполнил первые 20 взлетов на привязи, внося при этом постепенные улучшения.

17 февраля 1961 года рюкзак резко отклонился, достигнув конца страховочного троса, который затем оборвался, в результате чего Мур упал примерно на 2,5 метра, сломав коленную чашечку и сделав его непригодным для дальнейших полетов. Инженер Гарольд Грэм занял пост летчика-испытателя , и испытания возобновились 1 марта. Затем он провел еще 36 тестов на привязи, которые позволили им добиться стабильного контроля над стаей.

Bell Rocket Belt во время демонстрационного полета на армейской базе Президио в Сан-Франциско, Калифорния.

20 апреля 1961 года (через неделю после Юрия Гагарина полета ) на освободившемся месте возле аэропорта Ниагара-Фолс был совершен первый свободный полет ракетного ранца. Гарольд Грэм достиг высоты примерно 4 футов (1,2 метра), а затем плавно полетел вперед со скоростью примерно 10 км/ч на расстояние 108 футов (менее 35 метров), а затем приземлился. Полет длился 13 секунд.

В последующих полетах Грэм научился управлять ранцем и выполнять более сложные маневры: полет по кругу и поворот на месте. Он летал над ручьями и машинами, десятиметровыми холмами и между деревьями. С апреля по май 1961 года Грэм совершил еще 28 полетов. Венделл Мур работал над тем, чтобы добиться надежности ранца и уверенного пилотирования Грэма при подготовке к представлению ракетного ранца публике. В ходе тестирования были достигнуты максимумы продолжительности и дистанции: продолжительность 21 секунда; дальность 120 м; высота 10 м; скорость 55 км/ч.

Демонстрации

8 июня 1962 года рюкзак был впервые публично продемонстрирован перед несколькими сотнями офицеров на военной базе Форт-Юстис . Затем последовали другие публичные демонстрации, в том числе знаменитый полет во дворе Пентагона . В тот день Гарольд Грэм вылетел перед 3000 членами военного ведомства, которые с энтузиазмом наблюдали за происходящим.

11 октября 1961 года (по другим данным, 12 октября) рюкзак был продемонстрирован лично президенту Джону Кеннеди в ходе экспериментальных маневров на военной базе Форт-Брэгг. Грэм взлетел с амфибии LST , пролетел над полосой воды и приземлился перед президентом.

Гарольд Грэм и его команда поддержки объездили многие города США. Они посетили Канаду, Мексику, Аргентину, Германию и Францию, а также другие страны. Каждый раз они успешно демонстрировали ракетный ранец в действии перед публикой. Однако армия была разочарована. Максимальная продолжительность полета ракетного ранца составляла 21 секунду при дальности всего 120 м. Для сопровождения ракетного ранца требовался большой контингент военнослужащих. Во время полета было израсходовано 5 галлонов США (19 литров) перекиси водорода . По мнению военных, «Bell Rocket Belt» был скорее эффектной игрушкой, чем эффективным транспортным средством. Армия потратила 150 000 долларов на контракт с Bell Aerosystems. Белл потратил еще 50 000 долларов. Армия отказалась от дальнейших расходов на программу SRLD, и контракт был расторгнут.

Дизайн

Ракета могла переносить человека через препятствия высотой 9 м и развивать скорость от 11 до 16 км/ч. Однако время его полета было ограничено 20 секундами. Более позднее усовершенствование, сделанное в 1995–2000 годах, не смогло улучшить время полета более чем до 30 секунд.

Помимо чрезвычайно ограниченного рабочего времени, этот ракетный пояс не позволял осуществить управляемую посадку в случае отказа привода, поскольку он работал на высотах, слишком низких для парашюта функционирования . Это представляет существенный риск для безопасности и отличает ракетный пояс от самолетов и вертолетов , которые могут безопасно приземляться без двигателя посредством планирования или авторотации .

Принцип действия

Патент США 3243144 , 1966 г., ракетный ранец Bell Rocket Belt.

Все существующие ракетные ранцы основаны на конструкции ранца Bell Rocket Belt, разработанной в 1960–1969 годах Венделлом Муром.

Пакет Мура состоит из двух основных частей:

• Жесткий корсет из стеклопластика (8), пристегнутый к пилоту (10). Корсет имеет сзади трубчатый металлический каркас, на котором закреплены три газовых баллона : два с жидкой перекисью водорода (6) и один со сжатым азотом (7). Когда пилот находится на земле, корсет распределяет вес рюкзака на спину пилота.
• Ракетный двигатель, способный передвигаться на шаровом шарнире (9) в верхней части корсета. Ракетный двигатель состоит из газогенератора (1) и двух жестко связанных с ним труб (2), заканчивающихся реактивными соплами с управляемыми наконечниками (3). Двигатель жестко соединен с двумя рычагами, которые проходят под руками пилота. С помощью этих рычагов пилот наклоняет двигатель вперед или назад и в стороны. На правом рычаге расположен дроссель управления тягой (5), соединенный тросом с клапаном-регулятором (4) для подачи топлива в двигатель. На левом рычаге находится рулевая рукоятка, которая перемещает кончики реактивных сопел, позволяя пилоту управлять рысканьем.

Принцип работы ракетного двигателя

Вся конструкция проста и надежна; За исключением клапана-регулятора и управляемых сопел, ракетный двигатель не имеет движущихся частей.

• На рисунке изображен двигатель, баллоны с перекисью водорода и баллон со сжатым азотом (давление около 40 атм или 4 МПа).
• Пилот поворачивает рукоятку управления тягой двигателя, открывая клапан регулятора (3).
• Сжатый азот (1) вытесняет жидкую перекись водорода (2), которая подается по трубопроводу в газогенератор (4).
• Там он контактирует с катализатором (тонкими серебряными пластинками, покрытыми слоем самария нитрата ) и разлагается.
• Образующаяся горячая смесь пара и кислорода под высоким давлением поступает в две трубы, выходящие из газогенератора.
• Эти трубы покрыты слоем изоляции для уменьшения теплопотерь.
• Затем горячие газы поступают в реактивные сопла ( форсунки Де Лаваля ), где они сначала сужаются, а затем расширяются, тем самым разгоняя их до сверхзвуковой скорости и создавая реактивную тягу.

Пилотирование

Пакет имеет два рычага, жестко связанных с двигательной установкой. Нажимая на эти рычаги, пилот отклоняет сопла назад, и пакет летит вперед. Соответственно, поднятие этого рычага заставляет рюкзак двигаться назад. Можно наклонить двигательную установку в стороны (за счет шарового шарнира) для полета вбок.

Управление с помощью рычага несколько грубое; для более точного управления пилот использует рукоятку на левом рычаге. Эта ручка управляет кончиками форсунок. Наконечники (джетаваторы) подпружинены и могут с помощью гибких тяг наклоняться вперед или назад. Пилот наклоняет рукоятку вперед или назад и одновременно наклоняет оба сопла, чтобы лететь прямо . Если пилоту необходимо повернуть, он поворачивает ручку, чтобы наклонить сопла в противоположные стороны, одно вперед, другое назад, поворачивая пилота и пакет вокруг своей оси. Комбинируя различные движения рукояток рычага, пилот может лететь в любую сторону, даже вбок, разворачиваться, вращаться на месте и т. д.

Пилот может управлять полетом своего ракетного ранца по-другому, меняя центр тяжести своего тела. Например, если согнуть ноги и поднять их к животу, центр тяжести сместится вперед, а рюкзак наклонится и тоже полетит вперед. Такое управление стаей с помощью тела считается неправильным и свойственно новичкам. Самый опытный пилот Билл Суитор утверждает, что во время полета необходимо держать ноги вместе и прямо, а управлять полетом с помощью рычагов и ручек ранца. Только так можно научиться грамотно управлять ранцем и уверенно выполнять сложные воздушные маневры.

Рукоятка газа находится на правом рычаге. В закрытом положении он полностью перекрывает клапан топливного регулятора, предотвращая попадание топлива в двигатель. Поворачивая рукоятку против часовой стрелки, пилот увеличивает тягу двигателя. При обслуживании баллона сжатым азотом рукоятка в целях безопасности удерживается в закрытом положении срезным штифтом . Таймер пилота находится на той же ручке. Поскольку топлива в рюкзаке хватает только на 21 секунду полета, очень важно знать, когда в рюкзаке закончится топливо, чтобы пилот мог безопасно приземлиться до того, как его баки опустеют.

Перед полетом таймер устанавливается на 21 секунду. Когда пилот поворачивает ручку для взлета, таймер начинает отсчет и посекундно подает сигналы на зуммер в шлеме пилота. Через 15 секунд сигнал становится непрерывным, сообщая пилоту, что пора приземляться.

полетов Bell

Пилот ранца носит защитный комбинезон из термостойкого материала, поскольку выхлопная струя и патрубки двигателя очень горячие. Он также носит защитный шлем с защитой органов слуха и зуммером таймера предупреждения о низком уровне топлива. Сверхзвуковая выхлопная струя двигательной камеры ракеты издает оглушительно громкий (130 децибел ) пронзительный визгливый звук, сильно отличающийся от рева реактивного двигателя самолета.

Выхлоп струи прозрачен и обычно не виден в воздухе. Но в холодную погоду водяной пар, составляющий большую часть парогазовой смеси, конденсируется вскоре после выхода из сопла, окутывая пилота облаком тумана (по этой причине начались первые привязные полеты Bell Rocket Лента выносилась в ангар). Реактивный выхлоп также виден, если топливо не полностью разложилось в газогенераторе, что может произойти при загрязнении катализатора или перекиси водорода.

Реактивный пояс RB2000

основали компанию В 1992 году Брэд Баркер (бывший продавец страховых услуг), Джо Райт (бизнесмен из Хьюстона) и Ларри Стэнли ( инженер и владелец нефтяной скважины ) после приглашения профессионального изобретателя Дуга Малевицкого с целью разработки новой версии ракетного ранца. К 1994 году у них был рабочий прототип, который они назвали «RB 2000 Rocket Belt». В «RB 2000» по существу переработана конструкция Венделла Мура с использованием легких сплавов ( титан , алюминий ) и композитных материалов . Он отличался увеличенным запасом топлива и повышенной мощностью, а максимальная продолжительность полета была увеличена до 30 секунд. 12 июня 1995 года им управлял Билл Суитор.

Вскоре после этого партнерство распалось: Стэнли обвинил Баркера в мошенничестве, а Баркер увез RB-2000 в неизвестное место. Год спустя Стэнли успешно подал в суд на Баркера, которому было приказано вернуть RB-2000 Стэнли и выплатить 10 миллионов долларов в качестве компенсации за ущерб. Когда Баркер отказался доставить его, Стэнли похитил его и держал в плену в ящике, из которого Баркеру удалось сбежать через восемь дней. Стэнли был арестован в 2002 году за похищение и отбыл восемь лет лишения свободы. Райт был убит в своем доме в 1998 году, и преступление остается нераскрытым. Ракетный пояс так и не был найден. Эта история изложена в книге « Капер ракетного пояса: правдивая история об изобретениях, одержимости и убийствах». Полом Брауном и воплощен в фильме 2008 года « Красивая птица» .

Технические характеристики ракетного ранца
	Ремень Bell Rocket	Ракетный пояс РБ 2000
Продолжительность	21 с	30 с
Толкать	136 кгс (1,33 кН) (расчетное 127 кгс или 1,25 кН)	145 кгс (1,42 кН)
Максимальное расстояние	примерно 250 метров или 820 футов
Максимальная высота	18 м (~ 59 футов)	30 м (~ 98 футов)
Максимальная скорость	55 км/ч или 34 мили в час	96 км/ч или 60 миль/ч
Снаряженная масса	57 кг или 125 фунтов	60 кг или 132 фунта
Запас топлива	19 литров или 5 галлонов	23 литра или 6 галлонов

Книги

В 1993 году Дервин М. Бойшаузен опубликовал книгу под названием «Воздушный путешественник: свидание с судьбой», «История ракетного пояса и планы строительства». Это была первая когда-либо опубликованная книга, в которой очень подробно описывалась история этого устройства и способы его создания.

В 2000 году Дервин М. Бойсхаузен опубликовал еще одну книгу под названием «Удивительный ракетный пояс», в которой можно найти историю и дополнительные планы конструкции устройства ракетного пояса.

В 2009 году Уильям П. Суитор опубликовал книгу под названием «Руководство для пилота Rocketbelt: Руководство летчика-испытателя Bell». В этой книге г-н Суитор очень подробно описывает ракетный пояс, включая обслуживание, заправку и даже пошаговые уроки пилотирования. Это первая книга об устройстве ракетного пояса, опубликованная человеком, который действительно летал на нем на протяжении многих лет.

Технические характеристики

Схема ракетного пояса Белла.

Общие характеристики

• Экипаж: 1
• Длина: 3 фута (0,91 м)
• Полная масса: 125 фунтов (57 кг) (без экипажа)

Производительность

• Максимальная скорость: 52 узла (60 миль в час, 97 км/ч), 860 футов.
• Выносливость: 20–30 секунд.

См. также

• Bell Pogo — двухместная летающая платформа на базе Bell Rocket Belt.
• Реактивный ранец - включает в себя летный пояс Bell Jet, реактивный пояс RB2000, жилет Moore Jet и пояс для прыжков Thiokol.
• Красивая птица
• Ракетчик

Внешние ссылки

• Информационный сайт №1 №1 информационный сайт о ракетах и ​​реактивных поясах
• TAM Rocket Belt — веб-сайт компании, производящей Rocket Belt.
• The Rocketman — сайт компании, выполняющей сегодня полеты Rocketbelt.
• Джетвест Томаса Мура (1950-е)
• Фотография и переписка Bell Rocket Belt из цифровых коллекций Музея авиации