ג'יימס הארט ויילד: המנוע שקירר את עצמו
ב-10 בדצמבר 1938, בניו רושל, ניו יורק, קבוצה קטנה של חובבים הניעה מנוע טיל שלא השמיד את עצמו. תשעים פאונד של דחף, שלושה-עשר שניות, ו–הנקודה של כל התרגיל – ללא שריפה של הדפנות. כל מנוע טיל בדלק נוזלי שמישהו בנה עד אז היה במרוץ נגד הפליטה של עצמו, שהייתה חמה מספיק כדי להמיס את התא המכיל אותה. המנוע של ג'יימס הארט ויילד פתר את הבעיה על ידי הפיכתו מבפנים החוצה: הוא העביר את הדלק הקר דרך מעטפת סביב התא בדרכו להישרף, כך שהדלק קירר את המנוע והמנוע חימם מראש את הדלק. שום דבר לא בוזבז. כל מנוע טיל בדלק נוזלי שנבנה מאז עובד על העיקרון הזה.
פרינסטון, וספר
התיעוד הביוגרפי על ויילד דל ולא עקבי – הדיווחים הסטנדרטיים חלוקים בשאלה אם נולד ב-1912 בניו יורק או ב-1913 בפומפטון לייקס, ניו ג'רזי. מה שמוסכם הוא שהתחנך בבית הספר המכין הארווי בהות'ורן, ניו יורק, בסולסברי שבקונטיקט, ולאחר מכן בפרינסטון, שם קיבל תואר ראשון בהנדסת מכונות ב-1935.
מה שהפך מהנדס מכונות לאיש טילים היה ספר: כיבוש החלל מאת דייוויד לאסר, חבר מייסד של מה שהיה אז האגודה הבין-פלנטרית האמריקאית ולימים אגודת הטילים האמריקאית. ספרו של לאסר טען שטיסות חלל הן בעיה הנדסית ולא פנטזיה, וויילד הצטרף לאגודה – מקורות ממקמים את חברותו כבר ב-1931 או מאוחר כמרץ 1935. ה-ARS היה ארגון בניית הטילים הפרטי הראשון באמריקה: קבוצה של חובבים, כותבים ומהנדסים ללא מימון ממשלתי, שבדקו מנועים על פיסות קרקע פתוחות.
הרעיון הרגנרטיבי
המכשול שכולם התמודדו איתו היה חום. מנוע דלק נוזלי מייצר טמפרטורות גבוהות בהרבה מנקודת ההיתוך של כל חומר תא שהיה זמין בשנות ה-30, והתוצאה הסטנדרטית של ניסוי ירי הייתה שריפת הנחיר תוך שניות. התיקונים הברורים – קירות עבים יותר, סגסוגות אקזוטיות, שריפות קצרות יותר – כולם עלו בדחף, מסה או שימושיות.
בשנת 1936 הגה ויילד את התשובה, אותה כינה M-15: נחיר בעל דופן כפולה שדרכו מסתחרר הדלק לפני הבעירה. הדלק הופך למקרר. הוא סופג את החום שאחרת היה הורס את התא, והוא נושא את החום הזה בחזרה לתהליך הבעירה במקום לפלוט אותו, כך שהמנוע פועל קריר יותר וחזק יותר. זהו אחד מאותם רעיונות שהם ברורים בדיעבד ולא היו ברורים לאף אחד באותה עת.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הוא פרסם את הרעיון ב-Astronautics באפריל 1938, והניסוי המוצלח הגיע בדצמבר באותה שנה. עד יולי 1941 גרסאות משופרות של התכנון הפיקו 125 פאונד של דחף ממוצע, באופן מתמשך. בנובמבר 1941 הדגימה האגודה את המנוע בפני הצי האמריקאי, שהתעניין בהמראה בסיוע טילים למטוסים שטסו מסיפונים קצרים.
ריאקשן מוטורס
ב-16 בדצמבר 1941, תשעה ימים לאחר פרל הארבור, ויילד וארבעה מעמיתיו ל-ARS הקימו את חברת ריאקשן מוטורס (Reaction Motors, Inc.) – חברת הטילים המסחרית הראשונה בארצות הברית. ויילד שימש כמזכיר ומנהל מחקר. זה היה מעבר יוצא דופן: מאגודה של חובבים שיורים מנועים של תשעים פאונד בשדה ליצרן בחסות הצי, תוך שבועות ספורים, על בסיס עקרון תכנוני אחד.
החברה גדלה במהירות. יחידות JATO בזמן המלחמה – מאיצי המראה בסיוע סילון – הגיעו ל-3,400 פאונד של דחף עד 1943, ובאמצע העשור מנועי RMI הפיקו 6,000 פאונד. ה-6000C-4, מנוע בעל ארבעה תאים ששושלתו חוזרת ישירות ליחידה הקטנה בעלת הקירור הרגנרטיבי מ-1938, היה המנוע שהותקן בבל X-1. מטוס זה הפך לכלי המאויש הראשון ששבר את מחסום הקול.
ויילד לא חי כדי לראות הרבה ממה שבא לאחר מכן. הוא מת ב-1953, ממחלת לב, בגיל ארבעים-ואחת.
מדוע ג'יימס מכונה גאון
פסק הדין הכנה הוא שויילד לא היה גאון במובן של אינטלקט רחב או בונה מערכות; הוא היה אדם שהיה לו רעיון אחד טוב מאוד והוא הוציא אותו לפועל. אבל הרעיון ראוי לתשומת לב קרובה, כי האיכות שלו יוצאת דופן. קירור רגנרטיבי הוא היפוך: הוא לוקח את הדבר שהורס את המכונה ומנתב אותו לתוך הדבר שגורם למכונה לעבוד. חום, האויב, הופך לדלק מחומם מראש, נכס. המסגור מחדש הזה – הפיכת מונח הפסד למונח רווח – הוא סוג מוכר של תובנה הנדסית, והוא נדיר יותר מפיקחות מצטברת. זהו גם סוג הרעיון שיכול להגיע רק ממי שחשב בזהירות על לאן הולכת האנרגיה במערכת בפועל, במקום על איך למגן את המערכת מפניה.
הטענה לייחודיות מאומתת חיצונית ובצורה יוצאת דופן עבור דמות כה עלומה. תכנון הקירור הרגנרטיבי שלו "הפך לבסיס של כל מנועי הטילים המודרניים בדלק נוזלי" – משפט שניתן לומר על מעט מאוד החלטות הנדסיות. הסמית'סוניאן מציג את המנוע שלו מ-1942. המכון האמריקאי לאווירונאוטיקה ואסטרונאוטיקה קרא לפרס ההנעה שלו על שמו. יש מכתש על הירח שנקרא ויילד.
טיעון הנגד אמיתי. הוא הפיק חדשנות אחת, באמצע שנות העשרים לחייו, ובילה את שארית הקריירה הקצרה שלו כמנהל מחקר במסחור שלה במקום בהוספה עליה. הוא לא היה תיאורטיקן ולא תרם למתמטיקה או לפיזיקה של ההנעה. אחרים באירופה התכנסו סביב תוכניות קירור דומות באותן שנים, והעדיפות שלו היא אמריקאית ולא גלובלית. הוא בלתי נראה בהיסטוריות פופולריות של טיסות חלל, שמעדיפות את פון בראון וגודארד. מה שהתיעוד תומך בו אינו גאונות מהוללת אלא תובנה הנדסית מכרעת אחת, שהושגה מוקדם, הוכחה באמצעים דלים, ועדיין נמצאת מתחת לכל טיל שטס.
מורשת
הקו מניו רושל ב-1938 לבל X-1 הוא קצר וישיר, והוא לא עצר שם. קירור רגנרטיבי הוא סטנדרט בכל מנוע דלק נוזלי רציני שנבנה מאז – אלו ששיגרו את מרקורי ואפולו, אלו שטסים היום. זה כעת מובן מאליו עד כדי כך שהוא לעיתים רחוקות נקרא בשמו. חייו של ויילד עצמו לא הותירו כמעט עקבות: ללא זיכרונות, ללא תצלומים מפורסמים, רישומי לידה שנויים במחלוקת, מוות בגיל ארבעים-ואחת בעיירה בניו ג'רזי. האנדרטה שלו היא החלטה תכנונית כה איתנה שמעולם לא נזקקה להחלפה, מנוע מאחורי זכוכית במוזיאון הלאומי לאוויר וחלל, ומכתש על הירח שנושא את שמו.