Jetpack của những năm 50 của thế kỷ trước không thể tự hào về hiệu suất cao. Những phương tiện vẫn tiếp tục bay được có mức tiêu thụ nhiên liệu quá cao, điều này ảnh hưởng tiêu cực đến thời gian bay tối đa có thể. Ngoài ra, các thiết kế khác nhau có một số vấn đề khác. Theo thời gian, quân đội và các kỹ sư trở nên vỡ mộng với công nghệ như vậy, thứ mà trước đây được coi là đầy hứa hẹn và đầy hứa hẹn. Tuy nhiên, điều này không dẫn đến việc ngừng hoàn toàn công việc. Vào cuối những năm 50, NASA bắt đầu quan tâm đến chủ đề này, họ hy vọng sẽ áp dụng công nghệ mới trong các chương trình vũ trụ.
Trong tương lai gần, các chuyên gia NASA hy vọng không chỉ đưa một người vào không gian mà còn giải quyết một số vấn đề khác. Đặc biệt, khả năng làm việc trong không gian mở, bên ngoài tàu, đã được xem xét. Để có một giải pháp chính thức cho các vấn đề trong điều kiện như vậy, cần phải có một thiết bị nhất định với sự trợ giúp của nó để phi hành gia có thể tự do di chuyển theo hướng mong muốn, cơ động, v.v. Vào đầu những năm 60, NASA đã yêu cầu sự hỗ trợ từ lực lượng không quân, lực lượng này cho đến thời điểm này đã quản lý để tiến hành một số chương trình tương tự. Ngoài ra, cô còn thu hút một số doanh nghiệp trong ngành hàng không đến làm việc, họ được mời phát triển phiên bản máy bay cá nhân của riêng họ cho chương trình vũ trụ. Trong số những người khác, một lời đề nghị như vậy đã được Chance-Vought nhận được.
Theo dữ liệu hiện có, ngay cả ở giai đoạn nghiên cứu sơ bộ, các chuyên gia của NASA đã đưa ra kết luận liên quan đến hệ số hình thức tối ưu của công nghệ đầy hứa hẹn. Hóa ra phương tiện di chuyển cá nhân thuận tiện nhất sẽ là một chiếc ba lô với một bộ động cơ phản lực công suất thấp. Các thiết bị như vậy đã được đặt hàng bởi các công ty thầu. Cần lưu ý rằng các biến thể khác của bộ máy cũng được xem xét, tuy nhiên, chính chiếc ba lô đeo sau lưng của phi hành gia đã được công nhận là tối ưu.
Quan điểm chung của bộ trang phục không gian Chance-Vought và SMU. Ảnh của tạp chí Khoa học nổi tiếng
Trong vài năm sau đó, Chance Vout đã tiến hành một loạt nghiên cứu và định hình sự xuất hiện của một phương tiện bay ngoài không gian. Dự án nhận được chỉ định SMU (Đơn vị tự vận động). Ở giai đoạn sau của quá trình phát triển dự án và trong quá trình thử nghiệm, một ký hiệu mới đã được sử dụng. Thiết bị được đổi tên thành AMU (Astronaut Maneucting Unit - "Thiết bị điều khiển phi hành gia").
Có lẽ các tác giả của dự án SMU đã có ý tưởng về sự phát triển của nhóm Wendell Moore của Bell Aerosystems, cũng như biết về những phát triển khác trong lĩnh vực này. Thực tế là các gói phản lực Bell và tàu vũ trụ xuất hiện muộn hơn một chút phải có cùng động cơ, mặc dù có các đặc điểm khác nhau. Người ta đã đề xuất trang bị cho sản phẩm SMU động cơ phản lực hoạt động bằng hydrogen peroxide và sử dụng xúc tác phân hủy của nó.
Vào thời điểm này, quá trình phân hủy xúc tác của hydrogen peroxide đã được sử dụng tích cực trong nhiều kỹ thuật khác nhau, bao gồm cả trong một số gói phản lực ban đầu. Bản chất của ý tưởng này bao gồm việc cung cấp "nhiên liệu" cho một chất xúc tác đặc biệt khiến chất này phân hủy thành nước và oxy. Hỗn hợp hơi-khí tạo thành có nhiệt độ đủ cao và cũng nở ra ở tốc độ cao, điều này có thể sử dụng nó làm nguồn năng lượng, kể cả trong động cơ phản lực.
Cần lưu ý rằng sự phân hủy của hydrogen peroxide không phải là nguồn năng lượng kinh tế nhất trong bối cảnh của các gói phản lực. Cần quá nhiều "nhiên liệu" để tạo ra lực đẩy đủ để nâng một người lên không trung. Do đó, trong các dự án của Bell, một bình 20 lít cho phép phi công ở trên không quá 25-30 giây. Tuy nhiên, điều này chỉ đúng với các chuyến bay trên Trái đất. Trong trường hợp không gian mở hoặc bề mặt Mặt trăng, do trọng lượng của phi hành gia thấp hơn (hoặc không có), nên có thể cung cấp các đặc tính cần thiết của thiết bị mà không tiêu thụ hydro peroxit cao đến mức không thể chấp nhận được.
Trong quá trình của dự án SMU, một số vấn đề chính đã phải được giải quyết, tất nhiên, vấn đề chính trong số đó là loại động cơ phản lực. Ngoài ra, cần phải xác định cách bố trí tối ưu của toàn bộ thiết bị, thành phần của các thiết bị cần thiết và một số đặc điểm khác của công trình. Theo các báo cáo, việc nghiên cứu những vấn đề này cuối cùng đã dẫn đến việc thiết kế bộ đồ không gian ban đầu, được đề xuất sử dụng với sản phẩm SMU / AMU.
Công việc thiết kế lớn được hoàn thành vào nửa đầu năm 1962, ngay sau đó, Chance-Vought đã sản xuất một mẫu thử nghiệm gói phản lực không gian. Vào mùa thu cùng năm, thiết bị lần đầu tiên được trình làng trước báo giới. Hình ảnh về hệ thống được đề xuất đã được công bố lần đầu tiên trên tạp chí Khoa học Phổ thông số tháng 11. Ngoài ra, bài báo trên tạp chí này đã cung cấp một sơ đồ bố cục và một số đặc điểm chính.
Một trong những bức ảnh được xuất bản bởi Popular Science cho thấy một phi hành gia trong bộ đồ không gian mới với SMU trên lưng. Bộ đồ vũ trụ được đề xuất có một chiếc mũ bảo hiểm hình cầu với tấm chắn mặt hạ xuống và phần dưới được phát triển, được cho là dựa trên vai của phi hành gia. Ngoài ra còn có một số đầu nối để kết nối ống vũ trụ với hệ thống jetpack. Bộ đồ vũ trụ từ Chance-Vought khác biệt đáng kể so với các sản phẩm hiện đại cho mục đích này. Nó được làm càng nhẹ càng tốt và dường như không được trang bị một bộ các biện pháp bảo vệ cần thiết để đáp ứng các yêu cầu hiện tại.
Bản thân chiếc ba lô là một khối hình chữ nhật với thành lõm phía trước và một bộ phương tiện để buộc trên lưng phi hành gia. Vì vậy, trên đỉnh của bức tường phía trước có hai cái "móc" đặc trưng để chiếc ba lô dựa vào vai của phi hành gia. Ở phần giữa có một đai thắt lưng, trên đó có một bảng điều khiển hình trụ với một số đòn bẩy. Một số dây cáp và đường ống mềm cũng đã được cung cấp để kết nối chiếc knapsack với bộ ống vũ trụ.
Nhu cầu đảm bảo hoạt động lâu dài bên ngoài tàu vũ trụ, cũng như sự không hoàn hảo của các công nghệ thời đó, đã ảnh hưởng đến cách bố trí của tàu vũ trụ. Ở trên cùng của SMU là một đơn vị hệ thống oxy vòng kín lớn. Thiết bị này nhằm cung cấp hỗn hợp thở cho mũ bảo hiểm của phi hành gia, sau đó bơm khí thở ra và loại bỏ carbon dioxide. Không giống như các ống để cung cấp hỗn hợp thở từ tàu hoặc các bình khí nén, hệ thống có bộ hấp thụ carbon dioxide không làm giảm khả năng cơ động của phi hành gia và giúp họ có thể ở trong không gian mở trong một thời gian dài.
SMU không có bảng điều khiển phía sau. Ảnh của tạp chí Khoa học nổi tiếng
Theo báo cáo, trong cuộc biểu tình với các phóng viên, SMU không được trang bị hệ thống hỗ trợ cuộc sống lao động. Thiết bị này vẫn chưa sẵn sàng hoạt động và cần được kiểm tra thêm, đó là lý do tại sao nó được thay thế trên nguyên mẫu bằng một thiết bị mô phỏng có cùng trọng lượng và kích thước. Chính ở cấu hình này, thiết bị đã tham gia vào những bài kiểm tra đầu tiên. Hơn nữa, công việc theo hướng này đã bị trì hoãn nghiêm trọng, đó là lý do tại sao ngay cả một nguyên mẫu sau này, được chế tạo vào cuối năm 1962, đã được thử nghiệm mà không có hệ thống oxy và chỉ được trang bị bộ mô phỏng của nó.
Phần dưới bên trái của thân tàu (so với phi công) được dành cho vị trí đặt bình chứa hydrogen peroxide. Bên phải của nó là một tập hợp các thiết bị khác cho nhiều mục đích khác nhau. Ở phía trên cùng của ngăn dưới bên phải là một đài phát thanh cung cấp liên lạc bằng giọng nói hai chiều; bên dưới nó được lắp đặt pin và bộ cấp nguồn cho thiết bị, cũng như một xi lanh nitơ nén cho hệ thống cung cấp nhiên liệu và bộ điều chỉnh khí..
Ở các mặt bên của bề mặt trên của bộ phản lực, bốn động cơ thu nhỏ với vòi phun riêng (hai vòi ở mỗi bên) đã được cung cấp. Các động cơ tương tự cũng được tìm thấy ở bề mặt dưới của thân tàu. Ngoài ra, hai động cơ có cách bố trí tương tự được đặt ở trung tâm của bề mặt bên dưới. Tổng cộng, 10 động cơ đã có sẵn để giải phóng khí phản lực. Các vòi phun của tất cả các động cơ được quay và nghiêng về các phía khác nhau và phải chịu trách nhiệm tạo ra lực đẩy theo hướng mong muốn.
Mỗi động cơ được báo cáo là một đơn vị nhỏ với bộ chuyển đổi xúc tác dạng tấm để tạo ra sự phân hủy nhiên liệu. Có một van điều khiển điện từ phía trước chất xúc tác. Tất cả mười động cơ được đề xuất được kết nối với một bình nhiên liệu, lần lượt, nó được kết nối với một xi lanh khí nén.
Nguyên tắc của động cơ rất đơn giản. Dưới áp suất của nitơ nén, hydrogen peroxide được cho là đi vào đường ống và đến động cơ. Theo lệnh của hệ thống điều khiển, các van duy nhất của động cơ phải mở các van và cho phép tiếp cận "nhiên liệu" với các chất xúc tác. Tiếp theo là phản ứng phân hủy với sự giải phóng hỗn hợp hơi-khí qua vòi phun và hình thành lực đẩy.
Các vòi phun được định vị theo cách mà bằng cách bật đồng bộ hoặc không đối xứng của động cơ, có thể di chuyển theo hướng mong muốn, thực hiện các vòng quay hoặc điều chỉnh vị trí của chúng. Ví dụ, việc bao gồm đồng thời tất cả các động cơ hướng về phía sau làm cho nó có thể tiến về phía trước và chuyển hướng được thực hiện do sự bao gồm không đối xứng của các động cơ ở các phía khác nhau.
Phiên bản đầu tiên của SMU nhận được một bảng điều khiển tương đối đơn giản được làm trong một hộp hình trụ và nằm trên thắt lưng. Bên hông, dưới tay phải có cần điều khiển tiến hoặc lùi. Một đòn bẩy để điều khiển độ cao và ngáp được đặt trên bức tường phía trước. Phía trên là một đòn bẩy khác chịu trách nhiệm kiểm soát cuộn. Ngoài ra, các công tắc bật tắt đã được cung cấp để bật động cơ, đài radio và chế độ lái tự động. Với sự trợ giúp của các điều khiển như vậy, phi công có thể cung cấp hydrogen peroxide cho các động cơ cần thiết và do đó điều khiển chuyển động của mình.
Ngoài việc điều khiển bằng tay, SMU còn có một hệ thống tự động hóa được thiết kế để tạo điều kiện thuận lợi cho công việc của phi hành gia. Nếu cần, anh ta có thể bật chế độ lái tự động, bằng cách sử dụng con quay hồi chuyển và thiết bị điện tử tương đối đơn giản, phải theo dõi vị trí của bộ phản lực trong không gian, điều chỉnh nó nếu cần. Người ta cho rằng chế độ như vậy sẽ được áp dụng trong thời gian làm việc lâu dài ở một nơi, ví dụ, khi bảo dưỡng các thiết bị trên bề mặt ngoài của tàu vũ trụ. Trong trường hợp này, phi hành gia có cơ hội thực hiện nhiều công việc khác nhau và tự động hóa phải giám sát việc duy trì vị trí mong muốn.
Phiên bản của gói phản lực SMU được giới thiệu với các phóng viên nặng khoảng 160 pound (khoảng 72 kg). Khi được sử dụng trên mặt trăng, trọng lượng của thiết bị giảm xuống còn 25 pound (11,5 kg), và khi làm việc trên quỹ đạo Trái đất, trọng lượng sẽ hoàn toàn tự do.
Cách bố trí của SMU jetpack trong quá trình thử nghiệm. Ảnh từ báo cáo
Theo ấn phẩm Khoa học phổ biến, mẫu SMU được trình bày đã được tính toán để cho phép phi hành gia bay tới 304 m trên một lần tiếp nhiên liệu hydro peroxit. Theo các nhà phát triển, lực đẩy của động cơ đủ để di chuyển tải trọng đủ lớn. Ví dụ, khả năng di chuyển của một vật thể, chẳng hạn như một con tàu vũ trụ, nặng tới 50 tấn đã được tuyên bố, trong trường hợp này, nhà du hành vũ trụ phải phát triển một tốc độ theo bậc của một foot trên giây.
Vài tháng trước khi trình diễn bộ máy SMU với các nhà báo, vào giữa năm 1962, một nguyên mẫu đã được chuyển đến Căn cứ Không quân Wright-Patterson (Ohio), nơi nó sẽ được thử nghiệm. Để thực hiện tất cả các thử nghiệm cần thiết, các chuyên gia từ Bộ Quốc phòng đã tham gia vào dự án, cũng như các thiết bị đặc biệt. Vì vậy, để làm bệ thử nghiệm, một chiếc máy bay KC-135 Zero G đặc biệt đã được chọn, được sử dụng để nghiên cứu trong điều kiện không trọng lượng trong thời gian ngắn.
Chuyến bay đầu tiên với "không trọng lực" diễn ra vào ngày 25 tháng 6 năm 62, và trong những tháng sau đó, hàng chục cuộc thử nghiệm về hoạt động của gói phản lực trong điều kiện không trọng lực đã được thực hiện. Trong thời gian này, có thể thiết lập khả năng cơ bản của việc sử dụng các hệ thống như vậy trong thực tế. Ngoài ra, một số đặc điểm và dữ liệu chuyến bay cơ bản đã được xác nhận. Vì vậy, lực đẩy của động cơ đủ để bay trong bầu không khí và thực hiện một số thao tác đơn giản.
Việc thử nghiệm thành công thiết bị SMU đã không dẫn đến việc dừng công việc thiết kế. Cuối năm 1962, quá trình phát triển bắt đầu trên phiên bản cập nhật của jetpack dành cho các phi hành gia. Trong phiên bản hiện đại hóa của dự án, người ta đã đề xuất thay đổi cách bố trí bộ máy, cũng như thực hiện một số điều chỉnh khác về thiết kế. Do tất cả những điều này, nó được cho là phải cải thiện các đặc tính, chủ yếu là kho “nhiên liệu” và dữ liệu chuyến bay cơ bản. Sau khi bắt đầu làm việc với dự án cập nhật, một cái tên mới AMU đã xuất hiện, tên này sớm bắt đầu được áp dụng liên quan đến sản phẩm SMU trước đó, đó là lý do tại sao một số nhầm lẫn có thể xảy ra.
Theo dữ liệu hiện có, AMU hiện đại hóa không khác nhiều so với SMU cơ bản về hình dáng. Bên ngoài thân tàu không có thay đổi lớn, và hệ thống gắn bộ máy vào lưng phi hành gia vẫn được giữ nguyên. Đồng thời, cách bố trí của các đơn vị bên trong đã thay đổi hoàn toàn. Phạm vi bay ở độ cao 300 m không phù hợp với NASA, đó là lý do tại sao nó được đề xuất sử dụng một thùng nhiên liệu mới. Gói phản lực AMU nhận được một thùng chứa hydrogen peroxide lớn, dài, chiếm toàn bộ phần trung tâm của thân tàu. Thể tích của bể mới là 660 mét khối. inch (10,81 L). Các thiết bị khác được đặt trên các thành của xe tăng này.
Trong số các bộ phận khác, thiết bị mới vẫn giữ lại một bình chứa nitơ nén của hệ thống dịch chuyển để cung cấp hydrogen peroxide. Theo dự án, nitơ sẽ được cung cấp cho bình nhiên liệu ở áp suất 3500 psi (238 atm). Tuy nhiên, trong các thử nghiệm, áp suất thấp hơn đã được sử dụng: khoảng 200 psi (13,6 atm). Nguyên mẫu của bộ máy AMU được trang bị các động cơ có sức mạnh khác nhau. Vì vậy, các vòi phun chịu trách nhiệm di chuyển về phía trước và phía sau đã phát triển một mức lực đẩy 20 pound, được sử dụng để di chuyển lên và xuống - 10 pound.
Thiết bị AMU trong tương lai có thể nhận được hệ thống hỗ trợ sự sống, nhưng ngay cả khi bắt đầu thử nghiệm, thiết bị đó vẫn chưa sẵn sàng. Do đó, AMU có kinh nghiệm, giống như người tiền nhiệm, chỉ nhận được một mô hình của hệ thống mong muốn với cùng kích thước và trọng lượng. Sau khi hoàn thành tất cả các công việc thiết kế và thử nghiệm cần thiết, hệ thống oxy có thể được lắp đặt trên tàu phản lực vũ trụ.
Ngay sau khi kết thúc quá trình lắp ráp, vào cuối năm 1962 hoặc đầu năm 1963, AMU đã được gửi đến căn cứ Wright-Patterson để thử nghiệm. Chiếc máy bay KC-135 Zero G được trang bị đặc biệt một lần nữa trở thành "cơ sở chứng minh" cho các cuộc kiểm tra của ông.
Vào giữa tháng 5 năm 1963, các tác giả của dự án đã chuẩn bị một báo cáo về các thử nghiệm đã được thực hiện. Vào thời điểm này, như đã nêu trong tài liệu, hơn một trăm chuyến bay trên quỹ đạo parabol đã được thực hiện, trong đó hoạt động của các gói phản lực trong điều kiện không trọng lực đã được thử nghiệm. Trong các cuộc thử nghiệm, mặc dù thời gian bay ngắn của các chuyến bay không trọng lực, người ta vẫn có thể thành thạo việc điều khiển cả hai phương tiện, cũng như kiểm tra khả năng vận chuyển phi công hoặc hàng hóa của chúng.
Balo AMU trong quá trình thử nghiệm. Ảnh từ báo cáo
Trong phần cuối cùng của báo cáo, người ta lập luận rằng gói phản lực AMU ở dạng hiện tại có các đặc điểm thỏa đáng và có thể được sử dụng để giải quyết các nhiệm vụ được giao. Người ta cũng lưu ý rằng lực đẩy của động cơ lên đến 20 pound là đủ cho chuyến bay có kiểm soát theo hướng mong muốn và để thực hiện các thao tác khác nhau. Việc bố trí các vòi phun của động cơ được chọn, như đã viết trong báo cáo, kiểm soát tuyệt vời thiết bị do được đặt ở khoảng cách bằng nhau so với trọng tâm của hệ thống "pilot + knapsack".
Tính năng lái tự động nhìn chung hoạt động tốt, nhưng cần cải tiến và thử nghiệm bổ sung. Trong một số tình huống, thiết bị này không thể phản hồi chính xác với sự thay đổi vị trí của bao da. Ngoài ra, người ta đề xuất "dạy" tự động hóa điều khiển để bỏ qua những sai lệch nhỏ (lên đến 10 °) của bộ máy so với vị trí xác định. Chế độ này giúp giảm đáng kể lượng tiêu thụ hydrogen peroxide.
Các phi hành gia muốn sử dụng sản phẩm AMU trong tương lai phải trải qua một khóa đào tạo đặc biệt, trong đó họ không chỉ có thể điều khiển thuần thục mà còn học cách "cảm nhận" bộ máy. Sự cần thiết của điều này đã được chứng minh bằng một số chuyến bay thử nghiệm dưới sự điều khiển của một phi công không đủ trình độ đào tạo. Trong những trường hợp như vậy, phi công hành động chậm và không khác biệt về độ chính xác của việc điều khiển.
Nhìn chung, các tác giả của báo cáo đánh giá cao bản thân AMU và kết quả các bài kiểm tra của nó. Chúng tôi khuyến nghị tiếp tục thực hiện dự án, tiếp tục cải thiện toàn bộ cấu trúc và các bộ phận riêng lẻ của nó, cũng như chú ý đến một số phương thức bay. Tất cả những biện pháp này đều có thể tin tưởng vào sự xuất hiện của một bộ phản lực có thể hoạt động được dành cho các phi hành gia, hoàn toàn phù hợp để giải quyết mọi nhiệm vụ được giao.
NASA và Chance-Vought, cũng như một số tổ chức liên quan đã tính đến báo cáo của những người thử nghiệm và tiếp tục làm việc với các dự án đầy hứa hẹn. Vào giữa thập kỷ này, dựa trên những phát triển trong dự án SMU / AMU, một thiết bị mới đã được phát triển, thậm chí còn được lên kế hoạch thử nghiệm trong không gian vũ trụ.
Công việc tiếp theo trong lĩnh vực máy bay phản lực vũ trụ đã đạt được thành công. Vào đầu những năm 80, các MMU đầu tiên được gửi vào không gian, được sử dụng như một phần của thiết bị của tàu vũ trụ Space Shuttle. Thiết bị này đã được sử dụng tích cực trong các nhiệm vụ khác nhau để giải quyết các vấn đề khác nhau. Vì vậy, ý tưởng về một chiếc jetpack mặc dù gặp rất nhiều thất bại nhưng đã được đưa vào ứng dụng thực tế. Đúng vậy, họ bắt đầu sử dụng nó không phải trên Trái đất, mà là trong không gian.
