Na początku lat pięćdziesiątych zespół inżynierów kierowany przez Thomasa Moore'a zaprojektował i zbudował własną wersję plecaka odrzutowego o nazwie Jetvest. System ten przeszedł wstępne testy i stał się pierwszym przedstawicielem techniki w swojej klasie, któremu udało się wystartować. Potencjalny klient nie chciał jednak finansować kontynuacji prac. Z tego powodu pasjonaci zostali zmuszeni do dalszego rozwijania Jetvestu z własnej inicjatywy i nie osiągnęli żadnego zauważalnego sukcesu. W 1953 pojawiła się nowa propozycja budowy plecaka odrzutowego. Tym razem inicjatywę podjęli specjaliści Bell Aerosystems.
Rozpoczęcie projektu
Inicjatorem prac w Bell był Wendell F. Moore, imiennik Thomasa Moore'a. Najwyraźniej miał pewne informacje o pierwszym projekcie, a także postanowił wziąć udział w rozwoju obiecującego kierunku. Moore ukształtował ogólny wygląd swojego plecaka odrzutowego, ale do pewnego czasu projekt nie opuścił etapu wstępnych dyskusji. Właśnie w tym czasie Pentagon odmówił T. Moore'owi dalszego finansowania jego rozwoju, co stawiało pod znakiem zapytania perspektywy innych podobnych projektów. W rezultacie nikt nie chciał wspierać W. Moore'a w jego pracy.
Widok ogólny gotowego aparatu Bell Rocket Belt. Zdjęcia Airandspace.si.edu
Do końca lat pięćdziesiątych W. Moore dokonał analizy dostępnych informacji o pracy swojego imiennika i zidentyfikował wady swojego projektu. Ponadto istniejące rozwiązania umożliwiły stworzenie optymalnego wyglądu obiecującego plecaka odrzutowego. Moore pierwotnie zasugerował użycie silnika z nadtlenkiem wodoru. Takie systemy, pomimo całej swojej prostoty, mogły zapewnić wymagany ciąg, a także nie różniły się złożonością konstrukcji. Jednocześnie wymagane było stworzenie prostego, niezawodnego i łatwego w obsłudze systemu sterowania. Na przykład panel sterowania T. Moore z trzema kołami zamachowymi, który istniał w tym czasie, nie zapewniał niezbędnego komfortu pilotowi i utrudniał sterowanie lotem, ponieważ nie miał najwygodniejszej konstrukcji.
Rozpatrzenie projektu i wstępne prace projektowe przebiegały z inicjatywy własnej do samego końca lat pięćdziesiątych. Ponadto do 1958 roku eksperci pod wodzą W. Moore'a byli w stanie zbudować uproszczony eksperymentalny plecak odrzutowy, który mógł wykazać słuszność wybranych pomysłów i decyzji. Za pomocą uproszczonego aparatu planowano przetestować istniejące pomysły, a także potwierdzić lub obalić ich wykonalność.
Pierwsze eksperymenty
Eksperymentalny prototyp miał jedynie zademonstrować fundamentalną możliwość rozwiązania przydzielonych zadań, dlatego jego konstrukcja znacznie różniła się od pierwotnie proponowanej dla pełnoprawnego plecaka odrzutowego. Na ramie o prostej konstrukcji zamontowano system węży i parę dysz. Dodatkowo do ramy został przymocowany system uprzęży. Do manewrowania przewidziano dwie wahliwe dysze, umieszczone na jednej belce związanej z dźwigniami sterującymi. Prototyp nie posiadał własnych zbiorników paliwa ani innych podobnych jednostek i musiał otrzymywać sprężony gaz z urządzeń firm trzecich.
Urządzenie, widok z boku fotela pilota. Zdjęcia Airandspace.si.edu
Węże aparatury doświadczalnej podłączono do zewnętrznego źródła sprężonego gazu. Zaproponowano azot jako środek do tworzenia ciągu odrzutowego, który był zasilany sprężarką pod ciśnieniem 35 atmosfer. Zasilanie gazem i regulacja ciągu takiego „silnika” zostały wykonane przez testera na ziemi.
Pierwsze testy prototypowego plecaka zaprojektowanego przez W. Moore'a były następujące. Jeden z testerów założył aparat, dodatkowo był przywiązany do stołu probierczego linkami zabezpieczającymi, co nie pozwalało wznieść się na znaczną wysokość ani stracić stabilnej pozycji w powietrzu. Drugi tester obsługiwał zawór zasilania sprężonym gazem. Po osiągnięciu pożądanego ciągu pierwszy tester wraz z aparatem wzbił się w powietrze, po czym jego zadaniem było utrzymanie całego układu w stabilnej pozycji.
Do dyspozycji pilota były dwie dźwignie związane z dyszami aparatu. Przesuwając je, pilot przechylał dysze i tym samym zmieniał kierunek wektorów ciągu. Dzięki synchronicznemu wychyleniu dysz do przodu lub do tyłu pilot mógł zmienić kierunek lotu do przodu. W przypadku bardziej skomplikowanych manewrów konieczne było pochylenie belki i dysz w inny sposób. Zaproponowano zastosowanie podobnego systemu sterowania na pełnoprawnym plecaku odrzutowym. W teorii umożliwiło to uzyskanie dość dużej zwrotności.
Pilotami aparatury eksperymentalnej byli różni inżynierowie Bella, w tym sam Wendell Moore. Pierwsze loty testowe były podobne do skoków odrzutowych. Testerzy nie od razu nauczyli się trzymać aparat w stabilnej pozycji, dlatego rozpoczęły się niekontrolowane manewry w przechyle i wysokości. W związku z tym konieczne było zmniejszenie ciśnienia sprężonego gazu i opuszczenie pilota na ziemię, aby uniknąć sytuacji awaryjnych, obrażeń i uszkodzenia sprzętu.
Pomimo pewnych niepowodzeń eksperymentalny prototyp umożliwił rozwiązanie kilku krytycznych problemów. Specjalistom udało się potwierdzić możliwości zastosowanego systemu sterowania. Dodatkowo dobrano optymalną konfigurację dysz. Ostatecznie na podstawie wyników tych testów wybrano najdogodniejszą konstrukcję rurociągów i silników, w której wektor ciągu przechodził przez środek ciężkości układu „pilot + pojazd” i zapewniał jego maksymalnie stabilne zachowanie. Główny ładunek w postaci butli paliwowych i pilotowych znajdował się pomiędzy dwoma dyszami.
Brak ograniczeń co do ilości sprężonego gazu dostarczanego przez sprężarkę umożliwił określenie potencjalnych możliwości aparatu. W końcowej fazie testów pilotom udało się wznieść na wysokość 5 m i utrzymać się w powietrzu do 3 minut. Jednocześnie całkowicie kontrolowali lot i nie napotykali na żadne poważne problemy. Tym samym po kilku modyfikacjach eksperymentalny prototyp w pełni zrealizował przydzielone mu zadania.
Testy prototypu eksperymentalnego, a także jego demonstracja specjalistom z innych działów, wpłynęły pozytywnie na dalsze losy projektu. W 1959 roku specjalistom Bella udało się przekonać potencjalnego klienta w osobie resortu wojskowego o perspektywach nowego rozwoju. Zaowocowało to kontraktem na studium wykonalności takiego sprzętu oraz opracowaniem i budową prototypowego plecaka odrzutowego.
Kompletna próbka
Program rozwoju plecaka odrzutowego otrzymał oficjalne oznaczenie SRLD (Small Rocket Lift Device). Firma deweloperska użyła własnego oznaczenia - Bell Rocket Belt ("Pas rakietowy Bell"). Należy zauważyć, że wewnętrzne firmowe oznaczenie projektu nie w pełni odpowiadało projektowi urządzenia. Zewnętrznie „Small Rocket Lifter” wyglądał bardziej jak plecak z masą niezwykłych, a nawet dziwnych jednostek. Ze względu na masę skomplikowanych zespołów aparat wcale nie wyglądał jak pasek.
Czerpiąc z patentu
Po otrzymaniu zamówienia z departamentu obrony Moore i jego koledzy kontynuowali prace nad projektem i w rezultacie stworzyli jego ostateczną wersję, zgodnie z którą ostatecznie zbudowano kilka pojazdów odrzutowych. Gotowe „pasy rakietowe” znacznie różniły się od produktów z projektu wstępnego. Podczas projektowania specjaliści wzięli pod uwagę wyniki testów produktu eksperymentalnego, co miało zauważalny wpływ na projekt gotowego plecaka.
Głównym elementem urządzenia SRLD / Bell Rocket Belt jest metalowa rama mocowana do pleców pilota. Dla ułatwienia użytkowania stelaż został wyposażony w sztywny gorset z włókna szklanego przymocowany do pleców pilota. Pasy uprzęży zostały również przymocowane do ramy. Rama, gorset i uprząż zostały zaprojektowane tak, aby równomiernie rozłożyć ciężar plecaka odrzutowego na plecy na ziemi lub przenieść ciężar pilota na konstrukcję w locie. W związku z dostępnością zamówienia dla wojska inżynierowie Bell wzięli pod uwagę wygodę przyszłych użytkowników obiecującej technologii.
Na ramie głównej w pionie zamontowano trzy metalowe cylindry. Centralny przeznaczony był na sprężony gaz, boczne - na nadtlenek wodoru. Aby zmniejszyć masę i uprościć konstrukcję, postanowiono zrezygnować z wszelkich pomp i zastosować do silnika wyporowy dopływ paliwa. Nad cylindrami zainstalowano odwrócony rurociąg w kształcie litery V z generatorem gazu pośrodku, który służył jako silnik na nadtlenek wodoru. Centralna część silnika była obrotowo połączona z ramą. Na końcach rur znajdowały się dysze. Ze względu na wygięcie rur nośnych dysze silnika odrzutowego znajdowały się na poziomie łokci pilota. Ponadto zostały przesunięte do przodu i umieszczone w płaszczyźnie środka ciężkości systemu „pilot + pojazd”. W celu ograniczenia strat ciepła zaproponowano wyposażenie rur w izolację termiczną.
W trakcie eksploatacji sprężony azot z centralnego cylindra pod ciśnieniem 40 atmosfer miał wypierać ciekły nadtlenek wodoru ze zbiorników bocznych. To z kolei weszło do generatora gazu przez węże. Wewnątrz tego ostatniego znajdował się katalizator wykonany w postaci srebrnych płytek pokrytych azotanem samaru. Pod wpływem katalizatora nadtlenek wodoru rozłożył się, tworząc mieszaninę para-gaz, której temperatura osiągnęła 740 ° C. Następnie mieszanina przeszła przez zakrzywione boczne rury i uciekła przez dysze Lavala, tworząc ciąg strumienia.
Elementy sterujące „Rocket Belt” zostały wykonane w postaci dwóch dźwigni sztywno połączonych z wahliwym silnikiem. Na końcach tych dźwigni znajdowały się małe konsole. Te ostatnie zostały wyposażone w uchwyty, przyciski i inne wyposażenie. W szczególności projekt przewidywał użycie timera. Według obliczeń podaż nadtlenku wodoru wystarczyła tylko na 21 s lotu. Z tego powodu urządzenie zostało wyposażone w timer, który miał ostrzegać pilota o zużyciu paliwa. Gdy silnik został włączony, timer zaczął odliczać i co sekundę dawał sygnał. 15 sekund po włączeniu silnika sygnał był podawany w sposób ciągły, co oznaczało konieczność wcześniejszego lądowania. Sygnał dawał specjalny brzęczyk zamontowany w hełmie pilota.
Kontrolę trakcji realizowano za pomocą pokrętła na prawym panelu. Przekręcenie tego pokrętła aktywowało mechanizmy dyszy, powodując zmianę ciągu. Zaproponowano kontrolowanie kursu i manewru poprzez przechylanie rurociągu silnika w kształcie litery V. W tym przypadku wektor ciągu gazów odrzutowych zmienił kierunek i przesunął aparat we właściwym kierunku. Tak więc, aby ruszyć do przodu, trzeba było nacisnąć dźwignie, lecieć do tyłu, podnieść je. Planowano poruszać się na boki, przechylając silnik we właściwym kierunku. Dodatkowo były napędy do dokładniejszego sterowania dyszami, połączone z dźwignią lewego panelu sterowania.
Astronom Eugene Shoemaker „przymierza” plecak odrzutowy. Zdjęcia Wikimedia Commons
Założono, że pilot systemu Bell Rocket Belt będzie latał w pozycji stojącej. Jednak poprzez zmianę postawy można było wpłynąć na parametry lotu. Na przykład podnosząc nogi nieco do przodu, można było zapewnić dodatkowe przemieszczenie wektora ciągu i zwiększyć prędkość lotu. Jednak autorzy projektu uznali, że kontrola powinna odbywać się tylko przy pomocy zwykłych środków aparatury. Co więcej, nowi piloci zostali nauczeni obsługi wyłącznie za pomocą dźwigni, przy zachowaniu neutralnej pozycji ciała.
Kilka cech konstrukcyjnych nowego zestawu rakietowego zmusiło inżynierów do podjęcia specjalnych środków mających na celu zapewnienie bezpieczeństwa pilota. Pilot musiał więc użyć kombinezonu wykonanego z materiału żaroodpornego, specjalnego hełmu i gogli. Kombinezon miał chronić pilota przed gorącymi gazami z odrzutowców, gogle chroniły oczy przed kurzem unoszonym przez odrzutowce, a hełm wyposażono w ochronniki słuchu. Ze względu na hałas generowany przez silnik takie środki ostrożności nie były zbędne.
Całkowita waga konstrukcji z pełnym zapasem paliwa na poziomie 19 litrów (5 galonów) osiągnęła 57 kg. Silnik odrzutowy zasilany nadtlenkiem wodoru dawał ciąg około 1250 N (127 kgf). Takie cechy pozwoliły „Rocket Belt” unieść siebie i pilota w powietrze. Ponadto pozostała niewielka przyczepność do transportu małego ładunku. Z oczywistych względów podczas testów urządzenie przewoziło tylko pilota.
Testowanie
Pierwsza próbka pełnoprawnego aparatu SRLD / Bell Rocket Belt została zmontowana w drugiej połowie 1960 roku. Wkrótce rozpoczęły się jego próby. Dla większego bezpieczeństwa pierwsze loty testowe przeprowadzono na specjalnym stanowisku wyposażonym w liny na uwięzi. Dodatkowo stoisko znajdowało się w hangarze, który chronił pilota przed wiatrem i innymi niekorzystnymi czynnikami. Do wyznaczenia parametrów aparatury wykorzystano niektóre przyrządy pomiarowe zamontowane na stanowisku.
Sam W. Moore został pierwszym pilotem testowym Pasa Rakietowego. W ciągu kilku tygodni wykonał dwa tuziny krótkich lotów, stopniowo zwiększając wysokość i opanowując sterowanie aparatem w locie. Udane loty trwały do połowy lutego 1961 roku. Autorzy projektu cieszyli się z ich sukcesów i snuli plany na najbliższą przyszłość.
Pilot William P. "Bill" Zalotnik na otwarciu Igrzysk Olimpijskich w Los Angeles. Zdjęcia Rocketbelts.americanrocketman.com
Pierwszy wypadek wydarzył się 17 lutego. Podczas kolejnej wspinaczki Moore stracił kontrolę, w wyniku czego urządzenie uniosło się na maksymalną możliwą wysokość, zerwało linkę zabezpieczającą i upadło na ziemię. Po upadku z wysokości około 2,5 m inżynier złamał rzepkę i nie mógł już brać udziału w testach jako pilot.
Naprawa uszkodzonego paska rakietowego i ustalenie przyczyn wypadku zajęło kilka dni. Loty wznowiono dopiero 1 marca. Tym razem pilotem testowym był Harold Graham, który również brał udział w rozwoju projektu. Przez następne półtora miesiąca Graham wykonał 36 lotów, nauczył się obsługiwać aparaturę, a także kontynuował program testowy.
20 kwietnia 1961 G. Graham wykonał pierwszy bezpłatny lot. Miejscem tej fazy testów było lotnisko Niagara Falls. Po uruchomieniu silnika pilot wzniósł się na wysokość ok. 1,2 m, po czym płynnie przeszedł do lotu poziomego i pokonał dystans 108 stóp (35 m) z prędkością ok. 10 km/h. Potem wykonał miękkie lądowanie. Pierwszy swobodny lot Pasa Rakietowego trwał zaledwie 13 sekund. Jednocześnie w zbiornikach pozostała pewna ilość paliwa.
Od kwietnia do 61 maja G. Graham wykonał 28 lotów swobodnych, podczas których doskonalił technikę pilotażu i poznawał możliwości aparatu. Loty odbywały się po płaskiej powierzchni, nad samochodami i drzewami. Na tym etapie badań ustalono maksymalne charakterystyki aparatu w istniejącej konfiguracji. Bell Rocket Belt mógł wznosić się na wysokość 10 m, osiągać prędkość do 55 km / hi pokonywać odległości do 120 m. Maksymalny czas lotu wynosił 21 s.
Poza wielokątem
Zakończenie prac projektowych i wstępne testy pozwoliły na pokazanie klientowi nowej zabudowy. Pierwsza publiczna demonstracja produktu Rocket Belt odbyła się 8 czerwca 1961 w bazie Fort Eustis. Harold Graham zademonstrował lot obiecującej aparatury kilkuset żołnierzom, co poważnie zaskoczyło wszystkich obecnych.
Następnie obiecujący plecak odrzutowy był wielokrotnie demonstrowany specjalistom, urzędnikom państwowym i opinii publicznej. Tak więc krótko po „premierze” w bazie wojskowej na dziedzińcu Pentagonu odbył się pokaz. Urzędnicy Ministerstwa Obrony docenili nowy projekt, który kilka lat temu uznano za prawie niemożliwy.
W październiku tego samego roku Graham wziął udział w manewrze demonstracyjnym w Fort Bragg, w którym uczestniczył prezydent John F. Kennedy. Pilot wystartował z położonego daleko od brzegu desantu desantowego, przeleciał nad wodą i pomyślnie wylądował na brzegu, obok prezydenta i jego delegacji.
Później zespół inżynierów i G. Graham odwiedził kilka krajów, w których przeprowadzono loty pokazowe obiecującego samolotu. Za każdym razem nowe rozwiązanie przyciągało uwagę specjalistów i opinii publicznej.
Sean Connery na planie Fireballa. Zdjęcia Jamesbond.wikia.com
W połowie lat sześćdziesiątych firma Bell Aerosystems po raz pierwszy miała okazję wziąć udział w filmowaniu. W 1965 roku ukazał się kolejny film o Jamesie Bondzie, w którym „Rocket Belt” znalazł się w arsenale słynnego szpiega. Na początku filmu „Fireball” główny bohater ucieka z pościgu za pomocą plecaka odrzutowego zaprojektowanego przez W. Moore'a i jego kolegów. Warto zauważyć, że cały lot Bonda trwa około 20-21 sekund – najwyraźniej filmowcy postanowili, aby ta scena była jak najbardziej realistyczna.
W przyszłości rozwój Bella był wielokrotnie wykorzystywany w innych obszarach rozrywki. Na przykład był używany podczas ceremonii otwarcia Igrzysk Olimpijskich w Los Angeles (1984) i Atlancie (1996). Urządzenie kilkakrotnie wzięło również udział w programie Disneyland Park. Ponadto „Rocket Belt” był wielokrotnie wykorzystywany przy kręceniu nowych filmów, głównie z gatunku fantasy.
Wyniki projektu
Demonstracje z 1961 r. wywarły duże wrażenie na wojsku. Nie udało im się jednak przekonać Pentagonu o konieczności kontynuowania prac. Program SRLD kosztował resort wojskowy 150 000 dolarów, ale wyniki pozostawiały wiele do życzenia. Pomimo wszystkich wysiłków twórców, urządzenie Bell Rocket Belt wyróżniało się zbyt wysokim zużyciem paliwa i „zjadło” wszystkie 5 galonów paliwa w zaledwie 21 sekund. W tym czasie można było latać nie więcej niż 120 metrów.
Nowy pakiet rakietowy okazał się zbyt skomplikowany i kosztowny w eksploatacji, ale nie dawał żołnierzom żadnych wyraźnych korzyści. Rzeczywiście, przy pomocy tej techniki bojownicy mogli pokonywać różne przeszkody, jednak jej masowe działanie wiązało się z dużą liczbą różnych problemów. W rezultacie wojsko postanowiło wstrzymać finansowanie i zamknąć program SRLD z powodu braku realnych perspektyw w obecnej sytuacji i przy istniejącym poziomie technologii.
Lot Jamesa Bonda. Kadry z filmu „Ball Lightning”
Pomimo odmowy departamentu wojskowego firma Bell Aerosystems przez pewien czas próbowała udoskonalać swój plecak odrzutowy i tworzyć ulepszoną wersję o zwiększonej wydajności. Dodatkowa praca trwała kilka lat i kosztowała firmę około 50 000 dolarów. Ze względu na brak zauważalnych postępów projekt z czasem został zamknięty. Tym razem straciło nim zainteresowanie również kierownictwo firmy.
W 1964 roku Wendell Moore i John Hubert złożyli wniosek patentowy, wkrótce otrzymując dokument o numerze US3243144 A. Patent opisuje kilka wersji plecaka odrzutowego, w tym te używane w testach. Ponadto dokument ten zawiera opis różnych jednostek kompleksu, w szczególności hełmu z brzęczykiem sygnałowym.
W pierwszej połowie lat sześćdziesiątych specjaliści Bell zebrali kilka próbek obiecującej technologii z niewielkimi różnicami. Wszystkie są obecnie eksponatami muzealnymi i są dostępne dla każdego.
W 1970 roku cała dokumentacja projektu Rocket Belt, która nie jest już potrzebna Bellowi, została sprzedana firmie Williams Research Co. Nadal rozwijała ciekawy projekt, a nawet odniosła pewien sukces. Pierwszy rozwój tej organizacji jest uważany za projekt NT-1 - w rzeczywistości kopię oryginalnego „Rocket Belt” z minimalnymi modyfikacjami. Według niektórych doniesień to szczególne urządzenie było używane podczas ceremonii otwarcia dwóch olimpiad i innych świątecznych wydarzeń.
Dzięki pewnym ulepszeniom nowy zespół inżynierów był w stanie znacznie poprawić charakterystykę oryginalnego plecaka odrzutowego. W szczególności nowsze wersje urządzenia mogły pozostawać w powietrzu nawet do 30 sekund. Niemniej jednak nawet tak znaczny wzrost właściwości nie mógł otworzyć drogi do praktycznego zastosowania urządzenia. „Pas rakietowy” Bella i dalsze opracowania na jego podstawie nie osiągnęły jeszcze masowej produkcji i pełnoprawnego działania praktycznego, dlatego pozostają ciekawym, ale kontrowersyjnym przykładem nowoczesnej technologii.
