Flyvningene med DC-X gjenopptatt

Av Trond Torvund

McDonnell Douglas' eksperimentelle rakett DC-X tok opp igjen flyvningene den 16. mai 1995 etter å ha blitt reparert etter en ytre eksplosjon på den femte flyvningen 27. juni 1994.

Denne testen utvidet flyveferdighetene til DC-X ved å fly fortere med en gitt vinkel, og ved å nå en større høyde. Tilbakekomsten til landingsplattformen, med en fart opp til 40 m/s, var også hurtigere enn før. Den nåværende fire-sekvens-flyvningen på White Sands Missile Range, New Mexico, sikter mot en overgang fra nese-først- til hale-først-flyvning på den tredje og fjerde testen.

Testen 16. mai brukte også differensiell struping av motorene for å kontrollere høyden på raketten. Dette var i tillegg til normal kurskorrigeringsteknikk. Den raskere kurskorrigeringen er sammenlignbar med en primær overflatekontroll på et fly, mens den seinere strupingen er som en trimming. Testen brukte også for første gang GPS-data for å oppdatere det interne referansesystemet.

DC-X landet 5.5 meter fra landingsplattformens sentrum etter en tur på 123,6 sekunder. Etter avgang snudde den seg over og beveget seg 350 meter utover fra landingsplattformen, og klatret så 1325 meter over bakken. Hellingsvinkelen var kraftigere enn før, og fikk det til å se ut som en «virkelig rakettoppskyting», som en overvåker sa. Fartøyet fløy så sidelengs med en fart av 17 m/s til den var 100 meter over landingsplattformen, og gikk inn for landing.

DC-X eksperimentelle rakett demonstrerte 7. juli en snumanøver som er kritisk for en vertikal landingsplan tenkt brukt av selskapets forslag til den gjenbrukbare raketten X-33. Konseptet går ut på at fartøyet skal ankomme atmosfæren med nesen først, og så snu seg 180° for å lande med halen og rakettmotorene der først.

Testen som ble gjennomført her var den åttende flyvningen til DC-X, og demonstrerte for tredje gang fartøyets mulighet til å overleve med problemer i systemet. Feil i radarhøydemåleren førte til en hard landing, men skadene ser ut til å begrense seg til en stor sprekk i det ytre skallet. Ujevn forbrenning i en motor på den tredje flyvningen og en ytre hydrogeneksplosjon på den femte ferden indikerer at flykontrollen og den kraftige strukturen kan tåle noen avvik, selv om baneversjonens struktur vil måtte bli nesten fem ganger lettere.

Flyvningen den 7. juli var den siste for DC-X-fartøyet. Programansvarlige hadde planlagt en niende flyvning samme dag for å demonstrere en rask gjenflyvning, men skadene på det ytre skallet hindret dette. Fartøyet blir nå overført fra flyvåpenets til NASAs eie for modifikasjoner til DC-XA, og er ventet å fly igjen i april 1996. Gjenflyvning innen tre dager kan kanskje bli demonstrert i DC-XA-programmet. Luftforsvarets General Samuel C. Phillips-laboratorium vil fortsatt være involvert i DC-XA-programmet, selv om all økonomisk dekning kommer fra NASA. Phillips-laboratoriets DC-X-leder, oberstløytnant Jess M. Sponable, vil være sjef både for flytestene og operasjonene for DC-XA- og X-33-programmene.

Snuoperasjonen var litt av et syn 4,8 km unna. DC-X tok av og snudde seg omtrent 25° for å fly mot målet. For å gjøre seg klar for snuoperasjonen, snudde den seg raskt vertikalt med ca 2400 meter/grader for å sikte seg mot landingsplattformen med nesen 5° under horisonten. Den begynte så en snumanøver i 2650 meters høyde. Farten var 19,8 m/s og angrepsvinkelen var -60°, men minket fort ved at en liten resterende stigning forsvant. Roteringa tok ca 15 sekunder. Nesen snudde til en toppverdi på 130° over horisonten, og gikk tilbake 110° med en total rotering på 135°. Maksimum rotasjonshastighet var ca 25° per sekund. Dette førte til et skifte i angrepsvinkel fra -60° til +180° etter som flybanevinkelen falt. Etter 15 sekunder var høyden 2400 meter, og farten var 23 m/s. Avstanden horisontalt fra utskytningsplattformen hadde minket fra 640 meter til 122 meter, eller bare 15 meter for kort i forhold til landingsplattformen. DC-X fortsatte så med en vertikal landing. Toppfart midt i snuoperasjonen var 52 m/s.

Snuoperasjonen ble utført med differensiell struping og bevegelse av de fire Pratt & Whitney RL-10A-5 flytende hydrogen/oksygenmotorene. Den tregere responsen på strupingen deltok med ca 60 % av kontroll av momentet, mens 40 % var fra den hurtigere styringen av rakettmotorene, ifølge Daniel R. Nowlan, McDonnell Douglas' DC-X flykontrolleder.

Raketten så ut til å synke raskt ned mot landingsplattformen, og landet med 4,3 m/s, mye raskere enn normalt(0,6-1,2 m/s). Landingsutstyret omfatter knuselig «Hexcel», og en fot knuste denne «vokskaken» 25 cm av maksimalt 58 cm i landingen, som nådde en kraft av 5,3 g. Den harde landingen var forårsaket av feil data fra radarhøydemåleren. Understellet er laget for å kunne motstå en landing på 7 g med en høyere vekt ved et eventuelt utskytingsavbrudd. «Vokskaken» kunne blitt erstattet innen flere timer for den niende flyvningen, men en sprekk i det ytre skallet ble oppdaga nær luftehullet for hydrogenet i den indre tanken 1/3 av fartøyets lengde fra toppen. Strukturen i dette området er under press på bakken siden understellet går opp gjennom ytterskallet inn i den flytende oksygentanken.

Sprekken utvidet seg fort til 180° rundt skallet, som begynte å bulke seg. En kran ble brukt til å løfte DC-X for å avlaste ytterskallet. Tresplinter ble så satt inn i sprekken, og fartøyet ble lagt på siden i en skipsdokk.

Det ytre skallet er laga av firmaet Scaled Composites fra en grafittepoksylegering, og det indre og ytre skallet kobles sammen av et kjerneløst materiale der hvor luftehullet for hydrogen går gjennom skallet. Scaled Composites foretok reparasjonen som fulgte etter den femte ferden, der eksplosjonen rev opp store deler av det ytre skallet.

DC-X skulle 18. juli bli fraktet til McDonnell Douglas i Huntington Beach, California, hvor den skal repareres og modifiseres til DC-XA. Den store jokeren i DC-XA-versjonen vil kanskje være den russiske Energia aluminiumlitiumlegeringen («1460») for tanken for flytende oksygen. Et McDonnell Douglas-team har besøkt Energia for å løse kommunikasjonsproblemer, og selskapet håper å motta tanken i midten av september.