طائرات تعمل بالصواريخ

ابتكر العالم البيروفي الموسوعي بيدرو بوليت طائرة "أفيون توربيدو " عام 1902، وهي طائرة تعمل بالوقود السائل الصاروخي ، وتتميز بمظلة مثبتة على جناح دلتا قابل للإمالة . وقد أمضى عقودًا في البحث عن متبرعين لهذه الطائرة أثناء عمله دبلوماسيًا في أوروبا وأمريكا اللاتينية. ^{[ 1 ]} كان مفهوم بوليت لاستخدام الوقود السائل متقدمًا بعقود على مهندسي الصواريخ في ذلك الوقت الذين استخدموا البارود الأسود كوقود. ^{[ 1 ]} ظهرت التقارير عن مفهوم بوليت للطائرة الصاروخية لأول مرة عام 1927 بعد أن عبر تشارلز ليندبيرغ المحيط الأطلسي بطائرة. ^{[ 2 ]} انتقد بوليت علنًا اقتراح رائد الصواريخ النمساوي ماكس فالير بشأن طائرة تعمل بالوقود الصاروخي تُكمل الرحلة بشكل أسرع باستخدام البارود الأسود، مُجادلًا بأن طائرته الصاروخية التي تعمل بالوقود السائل، والتي طرحها قبل ثلاثين عامًا، ستكون خيارًا أفضل. ^{[ 2 ]}

زار بوليه لاحقًا جمعية الصواريخ الألمانية (VfR) ، وفي 15 مارس 1928، أشاد فالييه بتصميم بوليه للصاروخ الذي يعمل بالوقود السائل في منشور الجمعية " Die Rakete "، واصفًا المحرك بأنه يتمتع "بقوة مذهلة". ^{[ 3 ]} في مايو 1928، حضر بوليه عرضًا لسيارة صاروخية من برنامج أوبل RAK التابع لفريتز فون أوبل وماكس فالييه، وبعد لقائه مع هواة الصواريخ الألمان. ^{[ 3 ]} بدأ أعضاء جمعية الصواريخ الألمانية ينظرون إلى البارود الأسود كعائق أمام دفع الصواريخ، بينما اعتقد فالييه نفسه أن محرك بوليه ضروري لتطوير الصواريخ مستقبلًا. ^{[ 3 ]} سرعان ما تواصلت ألمانيا النازية مع بوليه للمساعدة في تطوير تكنولوجيا الصواريخ، إلا أنه رفض المساعدة ولم يكشف أبدًا عن تركيبة وقوده. ^{[ 1 ]} ثم قامت الحكومة النازية بالاستيلاء على عمل بوليه، بينما ربما شارك جاسوس سوفيتي في منظمة VfR، ألكسندر بوريس شيرتشيفسكي، الخطط مع الاتحاد السوفيتي . ^{[ 4 ]}

في 11 يونيو 1928، وكجزء من برنامج أوبل راك الذي أطلقه فريتز فون أوبل وماكس فالير، أصبحت طائرة ليبش إنتي أول طائرة تحلق باستخدام قوة الصواريخ. ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} وفي العام التالي، أصبحت طائرة أوبل راك.1 أول طائرة صاروخية مصممة خصيصًا لهذا الغرض تحلق بقيادة فريتز فون أوبل نفسه. ^{[ 8 ]} وتُعتبر رحلة أوبل راك.1 أيضًا أول رحلة طيران علنية لطائرة صاروخية مأهولة في العالم، حيث جرت أمام حشد كبير وبحضور وسائل الإعلام العالمية.

في 28 يونيو 1931، قام الطيار والمخترع الإيطالي إيتوري كاتانيو برحلة صاروخية رائدة أخرى ، حيث صنع طائرة صاروخية أخرى بُنيت بشكل خاص. حلّقت الطائرة وهبطت دون أي مشاكل تُذكر. عقب هذه الرحلة، عيّن ملك إيطاليا فيكتور إيمانويل الثالث كاتانيو كونتًا لتالييدو ؛ ونظرًا لدوره الرائد في مجال الطيران الصاروخي، تُعرض صورته في متحف الفضاء في سانت بطرسبرغ، وكذلك في متحف العلوم والتكنولوجيا في ميلانو. ^{[ 9 ] [ 10 ]}

كانت طائرة هاينكل He 176 أول طائرة في العالم تعمل بمحرك صاروخي يعمل بالوقود السائل فقط . وقد أجرت أول رحلة تجريبية لها في 20 يونيو 1939 بقيادة إريك وارسيتز . ^{[ 11 ]} ورغم عرضها على وزارة طيران الرايخ، لم تحظَ طائرة He 176 بدعم رسمي يُذكر، مما دفع شركة هاينكل إلى التخلي عن مساعيها في مجال الدفع الصاروخي؛ وعُرضت الطائرة الوحيدة لفترة وجيزة في متحف برلين الجوي، ثم دُمرت في غارة جوية للحلفاء عام 1943. ^{[ 12 ]}

كانت طائرة ميسرشميت مي 163 كوميت الاعتراضية أول طائرة صاروخية تُنتج بكميات كبيرة ، وقد أدخلتها ألمانيا في السنوات الأخيرة من الحرب كجزء من جهودها لتطوير طائرات فعالة تعمل بالصواريخ. ^{[ 13 ]} تأسس أول جناح مقاتل مخصص لطائرات مي 163 في سلاح الجو الألماني ( لوفتفافه )، وهو الجناح 400 (JG 400)، عام 1944، وكانت مهمته الرئيسية توفير حماية إضافية لمصانع إنتاج البنزين الاصطناعي ، التي كانت أهدافًا رئيسية للغارات الجوية للحلفاء . وكان من المخطط نشر وحدات دفاعية إضافية من الطائرات المقاتلة الصاروخية حول برلين ومنطقة الرور وخليج هيليغولاند . ^{[ 14 ]}

كانت إحدى التكتيكات النموذجية لطائرة ميسرشميت مي 163 هي التحليق عموديًا لأعلى عبر تشكيل القاذفات على ارتفاع 9000 متر (30000 قدم) ، ثم الصعود إلى ارتفاع يتراوح بين 10700 و12000 متر (35100-39400 قدم) ، ثم الانقضاض عبر التشكيل مرة أخرى، مع إطلاق النار أثناء ذلك. أتاحت هذه الطريقة للطيار فرصتين قصيرتين لإطلاق بضع قذائف من مدافع طائرته قبل الانزلاق عائدًا إلى مطاره. ^{[ 15 ]} غالبًا ما كان من الصعب توفير الوقود اللازم لتشغيل محركات الصواريخ. في الأيام الأخيرة للرايخ الثالث ، تم سحب طائرة مي 163 من الخدمة لصالح طائرة ميسرشميت مي 262 الأكثر نجاحًا ، والتي استخدمت الدفع النفاث . ^{[ 15 ]}    

سعت ألمانيا أيضًا إلى تطوير طائرات أخرى تعمل بالصواريخ، بما في ذلك طائرة Bachem Ba 349 "Natter"، وهي طائرة اعتراضية صاروخية مأهولة ذات إقلاع عمودي، حلقت في مرحلة النموذج الأولي. ^{[ 16 ] [ 17 ]} ولم تصل مشاريع أخرى إلى مرحلة النموذج الأولي، مثل Zeppelin Rammer و Fliegende Panzerfaust و Focke-Wulf Volksjäger . ونظرًا لحجمها الأكبر بكثير من أي مشروع آخر يعمل بالصواريخ في تلك الحرب، خطط الألمان لطائرة Silbervogel الفضائية القاذفة المضادة، إلا أن الحسابات اللاحقة أظهرت أن هذا التصميم لن ينجح، بل سيُدمر أثناء دخوله الغلاف الجوي. ^{[ 18 ]} وتُعد طائرة Me 163 Komet النوع الوحيد من الطائرات المقاتلة التي تعمل بالصواريخ والتي شاركت في القتال في التاريخ، وهي واحدة من نوعين فقط من الطائرات التي تعمل بالصواريخ والتي شاركت في أي قتال.

حصلت اليابان، المتحالفة مع ألمانيا النازية، على المخططات التصميمية لطائرة Me 163 Komet. ^{[ 19 ]} وبعد جهود مضنية، نجحت في إنشاء قدرتها الإنتاجية الخاصة، والتي استُخدمت لإنتاج عدد محدود من نسخها الخاصة، المعروفة باسم Mitsubishi J8M ، والتي قامت بأول رحلة تجريبية لها في 7 يوليو 1945. ^{[ 20 ]} علاوة على ذلك، حاولت اليابان تطوير طائرة اعتراضية تعمل بالصواريخ، من تصميمها المحلي، وهي Mizuno Shinryu ؛ إلا أن كلاً من J8M وShinryu لم تشاركا في أي معركة. ^{[ 21 ]} كما أنتجت اليابان ما يقارب 850 طائرة هجومية انتحارية تعمل بالصواريخ من طراز Yokosuka MXY-7 Ohka خلال الحرب العالمية الثانية، وقد تم نشر عدد منها في معركة أوكيناوا . وخلصت تحليلات ما بعد الحرب إلى أن تأثير Ohka كان ضئيلاً، وأنه لم تُصب أي سفن حربية رئيسية تابعة للبحرية الأمريكية خلال الهجمات بفضل التكتيكات الدفاعية الفعالة التي تم استخدامها. ^{[ 22 ]}

شملت الطائرات التجريبية الأخرى طائرة بيريزنياك-إيساييف السوفيتية BI-1 التي حلقت عام 1942، بينما خُطط في الأصل لطائرة نورثروب XP-79 بمحركات صاروخية، لكنها استُبدلت بمحركات نفاثة في رحلتها الأولى والوحيدة عام 1945. وطورت شركة نورث أمريكان للطيران طائرة موستانج P-51D مزودة بمحرك صاروخي ، قادرة على بلوغ سرعة 829 كم/ساعة (515 ميلاً في الساعة) . ^{[ 23 ] [ 24 ]} وكان المحرك يعمل بحمض الفوماريك والأنيلين ، اللذين كانا يُخزنان في خزاني وقود إضافيين أسفل الجناحين، سعة كل منهما 280 لترًا (75 جالونًا أمريكيًا ) . ^{[ 24 ]} وخضعت الطائرة لاختبار طيران في أبريل 1945، حيث استطاع المحرك الصاروخي العمل لمدة دقيقة تقريبًا. ^{[ 24 ]} وبالمثل، استخدمت سلسلة طائرات مسرشميت Me 262 "Heimatschützer" مزيجًا من الدفع الصاروخي والنفاث، مما أتاح لها إقلاعًا أقصر، ومعدل صعود أسرع، وسرعات أعلى. ^{[ 25 ]}   

خلال عام 1946، تم بناء الطائرة السوفيتية ميكويان-غوريفيتش I-270 استجابةً لطلب القوات الجوية السوفيتية الصادر في العام السابق لطائرة اعتراضية تعمل بالصواريخ لأغراض الدفاع الجوي . ^{[ 26 ]} وقد تضمن تصميم I-270 العديد من التقنيات التي طورها سيرجي كوروليف بين عامي 1932 و1943. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

خلال عام 1947، تحقق إنجازٌ هام في تاريخ الطيران مع طائرة بيل إكس-1 الصاروخية ، التي أصبحت أول طائرة تتجاوز سرعة الصوت في الطيران الأفقي، وكانت أولى طائرات سلسلة ناسا/ناسا الصاروخية. ^{[ 29 ]} ومن بين هذه الطائرات التجريبية، تصميمات نورث أمريكان إكس-15 وإكس-15 إيه 2، التي تم تشغيلها لعقدٍ من الزمن تقريبًا، ووصلت في نهاية المطاف إلى سرعة قصوى بلغت 6.7 ماخ ، بالإضافة إلى ارتفاعٍ أقصى يتجاوز 100  كيلومتر، مسجلةً بذلك أرقامًا قياسية جديدة. ^{[ 30 ]}

خلال خمسينيات القرن العشرين، طوّر البريطانيون عدة تصاميم ذات محركات مختلطة لسدّ فجوة الأداء الموجودة في تصاميم المحركات النفاثة التوربينية السائدة آنذاك. كان الصاروخ هو المحرك الرئيسي لتوفير السرعة والارتفاع اللازمين لاعتراض القاذفات عالية الارتفاع بسرعة عالية، بينما ساهم المحرك النفاث التوربيني في تحسين كفاءة استهلاك الوقود في مراحل الطيران الأخرى، ولا سيما لضمان قدرة الطائرة على الهبوط الاضطراري بدلاً من المخاطرة بالعودة الانزلاقية غير المتوقعة. ^{[ 31 ] [ 32 ]} أحد هذه التصاميم كان طائرة أفرو 720 ، التي كانت تُدفع بشكل أساسي بمحرك صاروخي من طراز أرمسترونغ سيدلي سكريمر بقوة 8000  رطل (36  كيلو نيوتن) ، يعمل بوقود الكيروسين الممزوج بالأكسجين السائل كعامل مؤكسد . ^{[ 33 ]} توقف العمل على طائرة أفرو 720 بعد فترة وجيزة من قرار وزارة الطيران بإنهاء تطوير محرك الصاروخ سكريمر، وذلك بسبب مخاوف رسمية بشأن جدوى استخدام الأكسجين السائل، الذي يغلي عند -183 درجة مئوية (90 كلفن) ويشكل خطرًا للحريق ، في بيئة تشغيلية. ^{[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]} 

وصل العمل إلى مرحلة أكثر تقدماً مع طائرة ساوندرز-رو SR.53 ، المنافسة لطائرة أفرو 720. استخدم نظام الدفع في هذه الطائرة بيروكسيد الهيدروجين كوقود ومؤكسد في آن واحد، وهو ما اعتُبر أقل إشكالية من الأكسجين السائل المستخدم في طائرة أفرو 720. ^{[ 34 ]} في 16 مايو 1957، كان قائد السرب جون بوث ، الحائز على وسام الصليب الطائر المتميز، يقود الطائرة XD145 في أول رحلة تجريبية، تلتها الرحلة الأولى للنموذج الأولي الثاني XD151 في 6 ديسمبر 1957. ^{[ 37 ] [ 38 ]} خلال برنامج اختبار الطيران اللاحق، حلّقت هاتان الطائرتان النموذجيتان 56 رحلة تجريبية منفصلة، ​​سُجّلت خلالها سرعة قصوى بلغت 1.33 ماخ. ^{[ 39 ]} علاوة على ذلك، ومنذ أواخر عام 1953، عملت شركة ساوندرز-رو على تطوير نسخة مشتقة من طائرة SR.53، والتي سُمّيت بشكل منفصل SR.177 . كان التغيير الرئيسي هو وجود رادار على متن الطائرة ، وهو ما كان غائباً في طائرتي SR.53 و Avro 720 لأنه لم يكن شرطاً من شروط المواصفات، مما جعل الطيار يعتمد على رؤيته الخاصة بدلاً من التوجيهات اللاسلكية التي يتم توفيرها من مركز التحكم الراداري الأرضي. ^{[ 40 ]}

كان كل من طراز SR.53 وشقيقه SR.177 على وشك دخول مرحلة الإنتاج عندما أثرت عوامل سياسية أوسع نطاقًا على البرنامج. ففي عام 1957، شهدت بريطانيا إعادة نظر شاملة في فلسفة الدفاع الجوي، تجسدت في الكتاب الأبيض للدفاع لعام 1957. دعا هذا الكتاب إلى استبدال الطائرات المقاتلة المأهولة بالصواريخ ، مما أدى إلى تبدد احتمالية طلب سلاح الجو الملكي البريطاني للطائرة بين عشية وضحاها. ^{[ 41 ]} وبينما ظل كل من البحرية الملكية وألمانيا من العملاء المحتملين لطائرة SR.177، اهتزت ثقة الطرفين جراء هذا القرار. ^{[ 42 ]} كما ساهمت عوامل أخرى، مثل فضائح الرشوة التي تورطت فيها شركة لوكهيد لإجبار دول أجنبية على طلب طائرة لوكهيد إف-104 ستارفايتر ، في تقويض فرص بيع طائرة SR.177، مما كلف عملاء محتملين مثل ألمانيا واليابان خسارة المشروع. ^{[ 43 ]}

خلال أواخر الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين، أبدى سلاح الجو الفرنسي اهتمامًا كبيرًا بالطائرات التي تعمل بالصواريخ. ^{[ 44 ]} ووفقًا للمؤلف ميشيل فان بيلت، عارض مسؤولو سلاح الجو الفرنسي الطيران بالصواريخ فقط، لكنهم فضلوا نهج الدفع المختلط، باستخدام مزيج من محركات الصواريخ والمحركات النفاثة . وبينما شرعت شركة الدراسات للدفع بالتفاعل (SEPR) في تطوير محركات صواريخ محلية الصنع في فرنسا ، كانت شركة تصنيع الطائرات الفرنسية SNCASE على دراية برغبة سلاح الجو الفرنسي في الحصول على طائرة اعتراضية قادرة على الدفاع الجوي ، فبدأت العمل على طائرة SNCASE SE.212 Durandal . ^{[ 44 ]} وبالمقارنة مع الطائرات التجريبية الفرنسية الأخرى ذات الدفع المختلط، مثل طائرة الاعتراض النموذجية المنافسة SNCASO Trident ، كانت هذه الطائرة أثقل وزنًا، ومصممة للطيران بشكل أساسي بمحركها النفاث بدلًا من محركها الصاروخي. ^{[ 45 ]} وقد تم بناء نموذجين أوليين منها؛ في 20 أبريل 1956، أجرت أول مركبة تجريبية رحلتها الأولى، معتمدةً في البداية على قوة المحرك النفاث فقط. ^{[ 46 ]} وفي أبريل 1957، استخدمت المركبة التجريبية الثانية محرك الصاروخ لأول مرة. ^{[ 46 ]} وخلال اختبارات الطيران، بلغت السرعة القصوى 1444 كيلومترًا في الساعة (897 ميلًا في الساعة) على ارتفاع 12300 متر (40400 قدم) ، حتى بدون استخدام الطاقة الإضافية لمحرك الصاروخ؛ وارتفعت هذه السرعة إلى 1667 كيلومترًا في الساعة على ارتفاع 11800 متر أثناء تشغيل الصاروخ. أُجري ما مجموعه 45 رحلة تجريبية قبل إنهاء العمل على البرنامج. ^{[ 46 ]}    

بناءً على طلب هيئة الأركان الجوية الفرنسية، طورت شركة الطائرات الفرنسية SNCASO طائرتها الاعتراضية للدفاع الجوي، SNCASO ترايدنت . ^{[ 44 ]} كانت الطائرة تعمل بشكل أساسي بمحرك صاروخي واحد من صنع شركة SEPR، ومُدعمة بمجموعة من المحركات النفاثة التوربينية المثبتة على أطراف الأجنحة . عمليًا، كان من المقرر استخدام كل من المحركات الصاروخية والنفاثة التوربينية للصعود السريع والاعتراض على ارتفاعات عالية، بينما تُستخدم المحركات النفاثة وحدها للعودة إلى القاعدة. ^{[ 44 ]} في 2 مارس 1953، أجرت أول طائرة نموذجية من طراز ترايدنت 1 رحلتها التجريبية الأولى ؛ حيث استخدم الطيار التجريبي جاك غينيارد كامل طول المدرج للإقلاع، معتمدًا فقط على محركاته النفاثة التوربينية. ^{[ 47 ]} في 1 سبتمبر 1953، تحطمت الطائرة النموذجية الثانية من طراز ترايدنت 1 خلال رحلتها الأولى بعد أن واجهت صعوبة في اكتساب الارتفاع بعد الإقلاع واصطدمت بعمود كهرباء . ^{[ 48 ]} ​​على الرغم من الخسارة، أعجبت القوات الجوية الفرنسية بأداء طائرة ترايدنت، وكانت حريصة على إدخال نموذج مُحسَّن منها إلى الخدمة. ^{[ 49 ]} في 21 مايو 1957، دُمِّرت أول طائرة ترايدنت II، رقم 001 ، خلال رحلة تجريبية من مركز اختبارات الطيران ( Centre d'Essais en Vol )؛ وذلك عندما _اختلط وقود الصواريخ شديد التقلب والمؤكسد، _{الفورالين} ( C13H12N2O ) وحمض النيتريك (HNO3 _{) على} التوالي، عن طريق الخطأ ، وانفجرا، مما أدى إلى وفاة الطيار التجريبي شارل غوجون. ^{[ 50 ] [ 51 ]} بعد شهرين، توقف العمل على البرنامج تمامًا. ^{[ 47 ]}

إن التقدم في إنتاجية محركات التوربينات النفاثة، وظهور الصواريخ، والتطورات في مجال الرادار، جعلت العودة إلى الطاقة المختلطة غير ضرورية.

كان تطوير الصواريخ والأقمار الصناعية السوفيتية القوة الدافعة وراء تطوير برنامج الفضاء التابع لوكالة ناسا. في أوائل الستينيات، أُلغي البحث الأمريكي في طائرة الفضاء بوينغ إكس-20 داينا-سور لعدم جدواه؛ لاحقًا، ساهمت هذه الدراسات في تطوير مكوك الفضاء ، الذي بدوره حفّز تطوير برنامج بوران السوفيتي . وكان هناك برنامج مشابه آخر هو إيزينغلاس ، وهو عبارة عن طائرة صاروخية تُطلق من حاملة طائرات بوينغ بي-52 ستراتوفورتريس ، وكان من المُخطط لها الوصول إلى سرعة 22 ماخ، لكن هذا المشروع لم يُموّل قط. وكان من المُفترض أن تحلق إيزينغلاس فوق الاتحاد السوفيتي. ولم تُنشر أي صور لتصميم المركبة. ^{[ 52 ]}

كانت مركبة أبحاث الهبوط على سطح القمر مركبة ذات طاقة مختلطة - حيث قام محرك نفاث بإلغاء 5/6 من قوة الجاذبية، وكانت قوة الصاروخ قادرة على محاكاة مركبة الهبوط على سطح القمر أبولو. ^{[ 53 ]}

تم تشغيل إصدارات مختلفة من محرك الصواريخ Reaction Motors XLR11 بواسطة X-1 و X-15، وكذلك بواسطة Martin Marietta X-24A و Martin Marietta X-24B و Northrop HL-10 و Northrop M2-F2 و Northrop M2-F3 و Republic XF-91 Thunderceptor ، إما كمحرك أساسي أو مساعد.

حلّقت طائرة البحث والاختبار EZ-Rocket لأول مرة عام 2001. [ 54 ^{] بعد تقييم} EZ-Rocket، طوّرت رابطة سباقات الصواريخ ثلاث طائرات سباق صواريخ منفصلة على مدى العقد التالي. ^{[ 55 ] [ 56 ]}

خلال عام 2003، أجرت طائرة أخرى تعمل بالصواريخ، طُوّرت في القطاع الخاص ، رحلتها الأولى. تعمل مركبة SpaceShipOne كطائرة تعمل بالصواريخ - مزودة بأجنحة وأسطح تحكم ديناميكية هوائية - وكطائرة فضائية - مزودة بمحركات دفع للتحكم في رد الفعل (RCS) للتحكم بها في فراغ الفضاء. وقد مُنح فريق SpaceShipOne جائزة الإنجاز الفضائي تقديرًا لجهودهم. ^{[ 57 ]}

في أبريل 2019، أجرت شركة النقل الفضائي الصينية اختبارًا لنموذج تجريبي تقني يزن 3700 كيلوغرام، أُطلق عليه اسم جياغينغ-1 . يبلغ طول الطائرة 8.7 مترًا، وعرض جناحيها 2.5 مترًا، وهي جزء من تطوير مركبة الإطلاق المستقبلية الأكبر حجمًا تيانشينغ-1، وهي مركبة قابلة لإعادة الاستخدام تتميز بالإقلاع العمودي والهبوط الأفقي. ^{[ 58 ]}