جيمس هارت وايلد: المحرك الذي برّد نفسه

في 10 ديسمبر 1938، في نيو روتشيل بولاية نيويورك، قامت مجموعة صغيرة من الهواة بإطلاق محرك صاروخي لم يدمر نفسه. تسعون رطلاً من الدفع، وثلاث عشرة ثانية، و-وهو الهدف من التمرين بأكمله- دون احتراق للجدران. كان كل محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل بناه أي شخص حتى ذلك الحين في سباق ضد عوادمه، التي كانت ساخنة بما يكفي لصهر الغرفة التي تحتويها. حل محرك جيمس هارت وايلد (James Hart Wyld) المشكلة بقلب الآية: حيث قام بتمرير الوقود الدافع البارد عبر غلاف حول الغرفة في طريقه إلى الاحتراق، فقام الوقود بتبريد المحرك وقام المحرك بتسخين الوقود مسبقاً. لم يُهدر أي شيء. وكل محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل بُني منذ ذلك الحين يعمل وفق هذا المبدأ.

برينستون، وكتاب

السجل السيري عن وايلد ضئيل وغير متسق - فالحسابات القياسية تختلف حول ما إذا كان قد ولد في عام 1912 في مدينة نيويورك أو في عام 1913 في بومبتون ليكس بنيو جيرسي. ما تم الاتفاق عليه هو أنه تلقى تعليمه في مدرسة هارفي الإعدادية في هوثورن بنيويورك، وفي سالزبوري بكونيتيكت، ثم في برينستون، حيث حصل على درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية في عام 1935.

ما حول مهندساً ميكانيكياً إلى رجل صواريخ كان كتاباً: غزو الفضاء (The Conquest of Space) بقلم ديفيد لاسر (David Lasser)، وهو عضو مؤسس فيما كان يعرف آنذاك بالجمعية الأمريكية للكواكب ولاحقاً الجمعية الأمريكية للصواريخ. قدم كتاب لاسر حجة بأن الطيران الفضائي كان مشكلة هندسية بدلاً من كونه خيالاً، وانضم وايلد إلى الجمعية - وتضع المصادر عضويته في وقت مبكر من عام 1931 أو في وقت متأخر من مارس 1935. كانت الجمعية الأمريكية للصواريخ (ARS) أول منظمة خاصة لبناء الصواريخ في أمريكا: مجموعة من المتحمسين والكتاب والمهندسين دون تمويل حكومي، يختبرون المحركات في قطع من الأراضي المفتوحة.

الفكرة التجديدية

كانت العقبة التي واجهوها جميعاً هي الحرارة. يولد محرك الوقود السائل درجات حرارة تتجاوز بكثير نقطة انصهار أي مادة للغرفة كانت متوفرة في ثلاثينيات القرن العشرين، وكانت النتيجة القياسية لإطلاق الاختبار هي احتراق الفوهة في ثوانٍ. الحلول الواضحة - جدران أكثر سمكاً، سبائك غريبة، احتراق أقصر - كانت كلها تكلف في الدفع أو الكتلة أو الفائدة.

في عام 1936، ابتكر وايلد الإجابة، التي أطلق عليها اسم M-15: فوهة مزدوجة الجدران يدور من خلالها الوقود الدافع قبل الاحتراق. يصبح الوقود هو المبرد. إنه يمتص الحرارة التي كانت ستدمر الغرفة لولا ذلك، ويحمل تلك الحرارة عائداً إلى عملية الاحتراق بدلاً من التخلص منها، لذا يعمل المحرك بشكل أكثر برودة وأكثر قوة. إنها واحدة من تلك الأفكار الواضحة في الماضي والتي لم تكن واضحة لأي شخص في ذلك الوقت.

نشر المفهوم في مجلة أسترونوتيكس (Astronautics) في أبريل 1938، وتبع ذلك الاختبار الناجح في ذلك ديسمبر. وبحلول يوليو 1941، كانت النسخ المحسنة من التصميم تنتج 125 رطلاً من متوسط الدفع المستمر. وفي نوفمبر 1941، عرضت الجمعية المحرك على البحرية الأمريكية، التي كانت مهتمة بالإقلاع بمساعدة الصواريخ للطائرات التي تطير من أسطح قصيرة.

رياكشن موتورز

في 16 ديسمبر 1941، بعد تسعة أيام من هجوم بيرل هاربور، أسس وايلد وأربعة من زملائه في الجمعية شركة رياكشن موتورز (Reaction Motors, Inc.) - أول شركة صواريخ تجارية في الولايات المتحدة. عمل وايلد كسكرتير ومدير أبحاث. كان تحولاً غير عادي: من جمعية هواة تطلق محركات تزن تسعين رطلاً في حقل إلى شركة مصنعة ترعاها البحرية، في غضون أسابيع، بفضل مبدأ تصميم واحد.

توسعت الشركة بسرعة. وصلت وحدات الإقلاع بمساعدة النفاث (JATO) في زمن الحرب إلى 3400 رطل من الدفع بحلول عام 1943، وبحلول منتصف العقد كانت محركات RMI تنتج 6000 رطل. كان المحرك 6000C-4، وهو محرك ذو أربع غرف يعود نسبه مباشرة إلى وحدة التبريد التجديدي الصغيرة لعام 1938، هو المحرك الذي تم تركيبه في طائرة بيل X-1. أصبحت تلك الطائرة أول مركبة مأهولة تكسر حاجز الصوت.

لم يعش وايلد ليرى الكثير مما تلا ذلك. توفي في عام 1953، بسبب حالة قلبية، عن عمر يناهز الواحد والأربعين عاماً.

لماذا يُدعى جيمس عبقرياً

الحكم الصادق هو أن وايلد لم يكن عبقرياً بمعنى العقل الواسع أو باني الأنظمة؛ كان رجلاً لديه فكرة واحدة جيدة للغاية ونفذها. لكن الفكرة تستحق اهتماماً وثيقاً، لأن جودتها غير عادية. التبريد التجديدي هو انعكاس: إنه يأخذ الشيء الذي يدمر الآلة ويوجهه إلى الشيء الذي يجعل الآلة تعمل. الحرارة، العدو، تصبح وقوداً دافعاً مسخناً مسبقاً، أي أصلاً. إعادة الصياغة تلك - تحويل عنصر الخسارة إلى عنصر ربح - هي نوع معروف من البصيرة الهندسية، وهي أندر من الذكاء التدريجي. كما أنها نوع الفكرة التي لا يمكن أن تأتي إلا من شخص فكر بعناية في المكان الذي تذهب إليه الطاقة في النظام فعلياً، بدلاً من التفكير في كيفية حماية النظام ضدها.

ادعاء التميز مؤيد خارجياً وبشكل جيد غير عادي لشخص غامض. تصميم التبريد التجديدي الخاص به "أصبح أساساً لجميع محركات الصواريخ الحديثة التي تعمل بالوقود السائل" - وهي جملة يمكن قولها عن عدد قليل جداً من القرارات الهندسية. تعرض مؤسسة سميثسونيان محركه لعام 1942. أطلق المعهد الأمريكي للملاحة الجوية والفضائية اسمه على جائزة الدفع الخاصة به. توجد فوهة بركان على القمر تسمى وايلد.

الحالة المعاكسة حقيقية. لقد أنتج ابتكاراً واحداً، في منتصف العشرينيات من عمره، وقضى بقية مسيرته المهنية القصيرة كمدير أبحاث في تسويقه بدلاً من إضافته. لم يكن منظراً ولم يساهم في رياضيات أو فيزياء الدفع. كان آخرون في أوروبا يتقاربون حول مخططات تبريد مماثلة في نفس السنوات، وأولويته أمريكية وليست عالمية. إنه غير مرئي في التواريخ الشعبية للطيران الفضائي، التي تفضل فون براون (von Braun) وجودارد (Goddard). ما يدعمه السجل ليس عبقرية مشهورة بل بصيرة هندسية حاسمة واحدة، تم التوصل إليها مبكراً، وأثبتت نجاحها بميزانية محدودة، ولا تزال تحت كل صاروخ يطير.

الإرث

الخط من نيو روتشيل في عام 1938 إلى بيل X-1 قصير ومباشر، ولم يتوقف عند هذا الحد. التبريد التجديدي هو المعيار في كل محرك وقود سائل جاد بُني منذ ذلك الحين - تلك التي أطلقت ميركوري وأبولو، وتلك التي تطير اليوم. لقد أصبح الآن مفترضاً تماماً لدرجة أنه نادراً ما يُسمى. لم تترك حياة وايلد أي أثر تقريباً: لا مذكرات، لا صور مشهورة، سجلات ميلاد متنازع عليها، وفاة في سن الحادية والأربعين في بلدة بنيو جيرسي. نصب تذكاري هو قرار تصميم سليم لدرجة أنه لم يحتاج أبداً إلى استبدال، محرك خلف زجاج في المتحف الوطني للطيران والفضاء، وفوهة بركان على القمر تحمل اسمه.