ベルロケットベルト
宇宙地質学者のジーン・シューメーカーが宇宙飛行士の訓練中にベルロケットベルトを着用している

ベルロケットベルトは、人が安全に短距離を移動または跳躍することを可能にする低出力のロケット推進装置です。ロケットパックの一種です。

概要

ベル・エアロシステムズは1950年代半ば、アメリカ陸軍向けに「ベル・ロケット・ベルト」または「マンロケット」と名付けたロケットパックの開発を開始した。 [ 1 ]このロケットパックは1961年に実演されたが、5米ガロン（19リットル）の過酸化水素燃料で飛行時間はわずか21秒だったため、陸軍にはあまり印象に残らなかった。 1964年に米国特許3,243,144を申請し、1966年に取得された後、開発は中止された。

このコンセプトは1990年代に復活し、これらのパックは強力かつ扱いやすい推力を提供できます。このロケットベルトの推進力は過熱水蒸気によって得られます。ガスボンベには窒素ガスが、2本のボンベには高濃度の過酸化水素が入っています。窒素は過酸化水素を触媒に押し付け、触媒は過酸化水素を約740℃の過熱水蒸気と酸素の混合物に分解します。この混合物は2本の断熱湾曲管を通って2つのノズルに導かれ、そこから噴射され、推進力として供給されます。パイロットは手動操作でノズルの方向を変えることで推力を方向付けることができます。この際に生じる火傷を防ぐため、パイロットは断熱服を着用する必要がありました。

ベル・ロケットベルトは成功を収め、人気を博しましたが、燃料貯蔵容量の限界により陸軍における用途は限定的でした。その結果、陸軍はミサイル開発に注力することになり、ロケットベルト計画は中止されました。

ベル・ロケット・ベルトの1つは、スミソニアン協会の国立航空宇宙博物館別館であるスティーブン・F・ウドバー・ヘイジー・センター（ダレス空港付近）に展示されている。もう1つはニューヨーク州立大学バッファロー校の産業システム工学部にある。[ 2 ]ディズニーランドでのプレゼンテーションや、1984年夏季オリンピックと1996年夏季オリンピックの開会式で使用された。また、映画やテレビでも紹介されている。このタイプのロケット・ベルトは、1965年のジェームズ・ボンド映画『サンダーボール作戦』で使用された。また、テレビシリーズ『宇宙家族ロビンソン』や、1976年のCBSの土曜朝の子供向け実写テレビ番組『アークII 』にも登場した。

歴史

ウェンデル・F・ムーアは、ベル・エアロシステムズでエンジニアとして働いていた1953年（おそらくトーマス・ムーアの研究を知った後）からロケットパックの開発に着手しました。実験は1950年代半ばに開始されました。エンジンの開発は困難を伴いませんでした。過酸化水素の応用はミサイル開発担当者によって既に十分に開発されていたからです。主な課題は、安定した飛行を実現することでした。そのためには、信頼性が高く使いやすい制御システムを開発する必要がありました。

1959年、アメリカ陸軍はエアロジェット・ジェネラル社と契約してロケットベルトの実現可能性調査を行い、ベル・エアロシステムズ社と契約して小型ロケット揚力装置（SRLD）の開発を行った。圧縮窒素を利用する実験装置が準備された。鋼管フレームには試験装置を取り付けられるようになっており、フレームには2つのヒンジ付きノズルが設置されていた。35気圧（3.5MPa）の窒素がフレキシブルホースでノズルに供給された。地上の技師兼オペレーターはバルブを通して窒素の供給量を調節した。さらに、試験者は肩の下のレバーを使って推力も調節した。試験者はノズルを前後に傾け、限られた高度で安定したホバリング状態を保とうとした。装置と試験装置が高く飛びすぎないよう、下から安全テザーが取り付けられていた。

テスト

最初のテストでは、人体は非常に不安定なプラットフォームであることが明らかになりました。テストの結果、パイロットとパックの重心に対するジェットノズルの最適な配置が発見され、方向制御が可能になりました。ウェンデル・ムーアと彼のグループの他のメンバーはテスト飛行に参加しました。これらの最初の飛行は、ほんのわずかな飛躍に過ぎませんでしたが、コンセプトを実証し、軍に開発資金を提供するよう説得しました。ベル社は、実用的なSRLDの開発、飛行試験、および実証を行う契約を獲得しました。

推力 280ポンド力(1.25 kNまたは 127 kgf )のロケット モーターが選択された。燃料を含むパックの重量は 125 ポンド (57 kg) であった。パックには、オペレーターの体にフィットする形状のグラスファイバーフレームがあり、ストラップで固定され、燃料と窒素のシリンダーがフレームに取り付けられていた。モーターは、肩の下のレバーで制御されるヒンジ アセンブリを使用して固定され、推力は、デバイスの右レバーのスロットル ハンドルに接続された調整アセンブリによって制御された。左レバーのハンドルは、(ジェットベイターの) ノズルの傾斜を制御した。パックのテストは 1960 年の終わり頃に開始され、安全テザーを使用して大きな格納庫で行われた。ウェンデル ムーアは、漸進的な改良を加えながら、最初の 20 回のテザー離陸を完了した。

1961年2月17日、パックは急激に方向転換し、安全テザーの端に到達しました。テザーが破断し、ムーアは約2.5メートル落下して膝蓋骨を骨折し、その後の飛行は不可能となりました。エンジニアのハロルド・グラハムがテストパイロットに就任し、3月1日にテストが再開されました。グラハムはさらに36回のテザーテストを実施し、パックの安定した制御を実現しました。

カリフォルニア州サンフランシスコのプレシディオ陸軍基地でデモ飛行中のベル ロケット ベルト。

1961年4月20日（ユーリ・ガガーリンの飛行の翌週）、ナイアガラフォールズ空港近くの空き地で、ロケットパックによる初の自由飛行が行われた。ハロルド・グラハムは高度約4フィート（1.2メートル）に到達し、その後時速約10キロメートルの速度で滑らかに前進し、距離108フィート（35メートル未満）を飛行した後、着陸した。飛行時間は13秒であった。

その後の飛行で、グラハムはロケットパックの操縦方法と、円を描いて飛行したり、一点で旋回したりするなど、より複雑な機動を習得した。小川や車の上、高さ10メートルの丘、木々の間を飛行した。1961年4月から5月にかけて、グラハムはさらに28回の飛行を実施した。ウェンデル・ムーアは、ロケットパックの一般公開に先立ち、パック​​の信頼性とグラハムの操縦の自信を高めるために尽力した。テストの過程で、持続時間と距離の最大値が達成された。持続時間21秒、射程距離120メートル、高度10メートル、速度55キロメートル/時。

デモ

1962年6月8日、フォート・ユースティス軍事基地で数百人の将校の前で、このパックが初めて公開デモンストレーションされました。その後も、ペンタゴン中庭での有名な飛行を含む、数々の公開デモンストレーションが続きました。この日、ハロルド・グラハムは3000人の陸軍省職員の前で飛行し、彼らは熱狂的に見守っていました。

1961年10月11日（他の資料によると10月12日）、このパックはフォートブラッグ軍事基地における実験演習中に、ジョン・F・ケネディ大統領に直接披露されました。グラハムは水陸両用LSTから離陸し、水路上を飛行して大統領の目の前に着陸しました。

ハロルド・グラハムと支援クルーは、アメリカ合衆国の多くの都市を巡り、カナダ、メキシコ、アルゼンチン、ドイツ、フランスをはじめとする国々を訪問しました。彼らはその度に、ロケットパックの実演を一般公開することに成功しました。しかし、陸軍は失望させられました。ロケットパックの最大飛行時間は21秒、射程距離はわずか120メートルでした。ロケットパックには多数の軍人部隊が必要でした。飛行中に5米ガロン（19リットル）の過酸化水素が消費されました。軍の見解では、「ベル・ロケットベルト」は効果的な輸送手段というよりは、むしろ見栄えの良い玩具でした。陸軍はベル・エアロシステムズとの契約に15万ドルを費やしました。ベル社はさらに5万ドルを費やしました。陸軍はSRLDプログラムへのこれ以上の支出を拒否し、契約はキャンセルされました。

デザイン

このロケットは高さ9メートルの障害物を越える人間を運ぶことができ、時速11～16キロメートルの速度に達しました。しかし、飛行時間は20秒に制限されていました。1995年から2000年にかけての改良にもかかわらず、飛行時間は30秒を超えることはできませんでした。

このロケットベルトは、作動時間が極めて限られていることに加え、駆動装置が故障した場合、パラシュートが機能しないほど低い高度で作動するため、制御着陸が不可能でした。これは重大な安全リスクであり、滑空やオートローテーションによって動力なしで安全に着陸できる飛行機やヘリコプターとロケットベルトを区別するものです。

動作原理

米国特許3,243,144、1966年ロケットパック「ベルロケットベルト」

現存するロケットパックはすべて、ウェンデル・ムーアが 1960 年から 1969 年にかけて開発した「ベル ロケット ベルト」パックの構造に基づいています。

ムーアのパックは 2 つの主要な部分から構成されます。

  • 硬質ガラスプラスチック製コルセット（8）がパイロット（10）に装着される。コルセットの背面には管状の金属フレームがあり、そこに3つのガスボンベが固定されている。2つは液体過酸化水素（6）を、1つは圧縮窒素（7）を充填している。パイロットが地上にいる間、コルセットはパックの重量をパイロットの背中に分散させる。
  • ロケットエンジンは、コルセット上部のボールジョイント（9）上で可動します。このロケットエンジンは、ガス発生器（1）と、それと強固に接続された2本のパイプ（2）で構成され、パイプの先端には制御された先端部（3）を備えたジェットノズルが取り付けられています。エンジンは2本のレバーに強固に接続され、パイロットの手の下に通されます。パイロットはこれらのレバーを使用して、エンジンを前後および左右に傾けます。右側のレバーには推力制御スロットル（5）があり、ケーブルを介して調整弁（4）に接続され、エンジンに燃料を供給します。左側のレバーには操舵ハンドルがあり、ジェットノズルの先端を動かしてパイロットがヨー角を制御できるようにします。
ロケットエンジンの動作原理

全体の構造はシンプルで信頼性が高く、調整弁と操縦可能なノズルを除いて、ロケットエンジンには可動部品がありません。

  • 図は、エンジン、過酸化水素シリンダー、圧縮窒素シリンダー（圧力約 40 気圧または 4 MPa）を示しています。
  • パイロットはエンジン推力制御ハンドルを回してレギュレータバルブ（3）を開きます。
  • 圧縮窒素（1）は液体過酸化水素（2）を置き換え、ガス発生器（4）に送られます。
  • そこで触媒（硝酸サマリウムの層で覆われた薄い銀板）と接触して分解します。
  • 生成された蒸気と酸素ガスの高温高圧混合物は、ガス発生器から出てくる 2 本のパイプに入ります。
  • これらのパイプは熱損失を減らすために断熱層で覆われています。
  • 次に、高温のガスはジェットノズル（ド・ラバルノズル）に入り、そこで最初に収縮され、その後膨張して超音速まで加速され、反作用推力を生成します。

操縦

パックには2つのレバーがあり、エンジン本体にしっかりと接続されています。パイロットがこれらのレバーを押すと、ノズルが後方に曲がり、パックは前方に飛行します。同様に、このレバーを上げるとパックは後方に移動します。ボールジョイントのおかげで、エンジン本体を横に傾けて横向きに飛行することも可能です。

レバーによる制御はやや大まかです。より微調整するには、パイロットは左レバーのハンドルを使用します。このハンドルでジェット ノズルの先端を制御します。先端 (ジェットベイター) はバネで対抗しており、フレキシブルな推力を利用して前方または後方に傾けることができます。パイロットはハンドルを前後に傾け、両方のノズル先端を同時に傾けて直進します。パイロットが旋回する必要がある場合は、ハンドルを回してノズルを反対方向に、つまり一方を前方、もう一方を後方に傾け、パイロットとパックを軸を中心に旋回させます。レバー ハンドルのさまざまな動きを組み合わせることで、パイロットは横向きでも任意の方向に飛行したり、その場で旋回したり回転したりすることができます。

パイロットは、体の重心を変えることで、ロケットパックの飛行を様々な方法で制御することができます。例えば、脚を曲げてお腹まで上げると、重心は前方に移動し、パックは傾いて前方に飛行します。このように体の力を借りてパックを制御することは誤りであり、初心者によく見られる特徴です。経験豊富なパイロット、ビル・スーターは、飛行中は脚を揃えてまっすぐに保ち、パック​​のレバーとハンドルで飛行を制御する必要があると主張しています。これが、パックを適切に操縦し、複雑な空中機動を自信を持って実行するための唯一の方法です。

スロットルハンドルは右レバーにあります。閉じた状態では燃料調整弁が完全に閉じられ、エンジンへの燃料供給が停止します。ハンドルを反時計回りに回すと、パイロットはエンジン推力を増加させます。圧縮窒素によるパックの整備中は、安全のため、ハンドルはせん断ピンで閉じた位置に保持されます。パイロットタイマーも同じハンドルにあります。パックには21秒間の飛行時間しか燃料がないため、燃料がなくなるタイミングを把握することは非常に重要です。そうすることで、パイロットはタンクが空になる前に安全に着陸することができます。

飛行前にタイマーは21秒にセットされます。パイロットが離陸ハンドルを回すとタイマーがカウントを開始し、パイロットのヘルメットに内蔵されたブザーに1秒ごとに信号が送られます。15秒後に信号が連続し、パイロットに着陸のタイミングを知らせます。

ベルロケットベルトの飛行の特徴

パックのパイロットは、排気ジェットとエンジンの配管が非常に高温になるため、耐熱素材の防護服を着用します。また、聴覚保護具と燃料残量警告タイマーのブザーを備えたヘルメットも着用します。ロケットの推力室から噴射される超音速排気ジェットは、耳をつんざくほどの大きな（130デシベル）甲高い金切り音を発します。これは、飛行機のジェットエンジンの轟音とは全く異なります。

ジェット排気は透明で、通常は空気中では見えません。しかし、寒冷気候下では、蒸気ガス混合物の大部分を占める水蒸気がノズルから出た直後に凝縮し、パイロットを霧の雲に包み込みます（このため、ベルロケットベルトの最初の係留飛行は格納庫で行われました）。また、燃料がガス発生器内で完全に分解されていない場合、ジェット排気は目に見えることがあります。これは、触媒や過酸化水素が汚染されている場合に発生することがあります。

RB2000 ロケットベルト

1992年、ブラッド・バーカー（元保険セールスマン）、ジョー・ライト（ヒューストン在住の実業家）、ラリー・スタンリー（エンジニアで油井所有者）は、プロの発明家ダグ・マレウィッキを招き、ロケットパックの新型開発を目指して会社を設立した。1994年までに彼らは「RB 2000ロケットベルト」と名付けた実用プロトタイプを完成させた。「RB 2000」は、ウェンデル・ムーアの設計を軽合金（チタン、アルミニウム）と複合材料を用いて再現したもので、燃料ストックと出力が増加し、最大飛行時間は30秒に延長された。1995年6月12日、ビル・スーターによって飛行試験が行われた。[ 3 ]

スタンリーはバーカーを詐欺で訴え、バーカーはRB-2000を未知の場所へ持ち去ったため、このパートナーシップはその後すぐに決裂した。1年後、スタンリーはバーカーを訴えて勝訴し、バーカーはRB-2000をスタンリーに返還し、費用と損害賠償として1000万ドルを支払うよう命じられた。バーカーが引き渡しを拒否したため、スタンリーは彼を誘拐して箱に監禁したが、バーカーは8日後にそこから脱出した。スタンリーは2002年に誘拐容疑で逮捕され、8年の刑に服した。ライトは1998年に自宅で殺害され、事件は未解決のままである。[ 4 ]ロケットベルトは回収されなかった。[ 3 ]この話はポール・ブラウンの著書「ロケットベルト大冒険：発明、執着、そして殺人の真実の物語」[ 4 ]で詳しく語られており、2008年の映画「プリティ・バード」でも脚色されている。

ロケットパックの技術的特徴
ベルロケットベルトRB 2000 ロケットベルト
間隔 21秒 30秒
推力 136 kgf (1.33 kN) (計算値 127 kgf または 1.25 kN) 145 kgf (1.42 kN)
最大距離 約250メートルまたは820フィート
最大高度 18メートル（59フィート） 30メートル（98フィート）
最高速度 時速55キロまたは時速34マイル 時速96キロまたは時速60マイル
装備質量 57 kgまたは125ポンド 60 kgまたは132ポンド
燃料在庫 19リットルまたは5ガロン 23リットルまたは6ガロン

本

1993年、ダーウィン・M・ボイスハウゼン著『エアウォーカー：運命との出会い』ロケットベルトの歴史と建設計画をまとめた書籍が出版されました。これは、この装置の歴史と実際の製造方法を詳細に解説した初めての書籍でした。

2000 年に、Derwin M. Beushausen によって「The Amazing Rocketbelt」と題された別の本が出版されました。この本には、ロケットベルト装置の歴史と、より多くの構築計画が記載されています。

2009年、ウィリアム・P・スーター氏は「ロケットベルト・パイロット・マニュアル」と題した書籍を出版しました。ベルテストパイロットによるガイドです。本書では、スーター氏がロケットベルトについて、整備、燃料補給、そして段階的な飛行訓練に至るまで、非常に詳細に解説しています。長年にわたり実際にロケットベルトを飛行させてきた人物によって出版された、ロケットベルトに関する初の書籍です。

仕様

ベルロケットベルトの図。

一般的な特徴

  • 乗員: 1
  • 長さ: 3フィート (0.91 m)
  • 総重量: 125ポンド (57 kg) (無人)

パフォーマンス

  • 最高速度: 52 ノット (60 mph、97 km/h)860 フィート
  • 持久力: 20～30秒

参照

参考文献

  1. ^ 「ロケットベルトとジェットベルトに関する最も包括的なウェブサイト」。
  2. ^ “Flying Contraptions” . 2011年4月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年9月17日閲覧。
  3. ^ a bマリンズ、ジャスティン（2005年10月）「ジェットパックの長所と短所」ニューサイエンティスト誌第2519号。
  4. ^ a bブラウン、ポール（2009年）『ロケットベルト事件：発明、執着、そして殺人の真実の物語』スーパーエラスティック社、ISBN 9780956227003。
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