Na počátku šedesátých let CIA a americké letectvo nařídily společnosti Lockheed vyvinout a postavit slibné vysoce výkonné průzkumné bezpilotní letadlo. Úkol byl úspěšně vyřešen v rámci projektu D-21 na základě nejtrúfalejších rozhodnutí a nápadů. O technickou a technologickou část tohoto projektu je stále velký zájem.
Zvláštní výzva
1. května 1960 sovětská protivzdušná obrana úspěšně sestřelila americké letadlo U-2 a tím ukázala, že takové zařízení již nemůže beztrestně fungovat na SSSR. V tomto ohledu začalo hledání alternativních řešení ve Spojených státech. Tajné oddělení Lockheed, známé jako Skunk Works, brzy přišlo s konceptem jednorázového vysokorychlostního průzkumného UAV schopného fotografického průzkumu.
Navrhovaná myšlenka zákazníky zaujala a v říjnu 1962 došlo k oficiální zakázce na předběžnou studii projektu. V co nejkratším čase bylo možné dokončit formování celkového vzhledu a zahájit aerodynamické testy. Na základě výsledků prvních úspěchů byla v březnu 1963 podepsána plnohodnotná designová smlouva. V té době nesl budoucí dron označení Q-21. Později byl přejmenován na D-21.
První verze projektu, známá jako D-21A, navrhovala použití UAV s nosným letadlem typu M-21. Ta byla dvoumístná modifikace průzkumného letounu A-12 s pylonem mezi kýly a některými dalšími zařízeními pro práci s UAV. V prosinci 1964 provedla zkušená M-21 svůj první exportní let s D-21 na palubě.
5. března 1966 byl z nosného letadla vypuštěn první dron. Přes určité potíže a rizika proběhlo odloučení a začátek nezávislého letu bez problémů. V budoucnu bylo provedeno několik dalších podobných testů. 30. července skončilo čtvrté spuštění nehodou. UAV se nedokázal vzdálit od nosiče a zasáhnout ocas. Obě auta zkolabovala a spadla. Piloti se katapultovali, ale jednoho z nich se nepodařilo zachránit.
Na základě výsledků testů experimentálního komplexu bylo rozhodnuto opustit nosič ve formě M-21. Aktualizovaný průzkumný projekt D-21B navrhoval odpálení zpod křídla bombardéru B-52H. Počáteční zrychlení dronu mělo být provedeno pomocí posilovače tuhých pohonných hmot. Testy takového komplexu začaly na podzim roku 1967, ale první úspěšné spuštění proběhlo až v červnu 1968.
Zkoušky 1968-69 prokázal vysokou charakteristiku nového průzkumného komplexu. Díky tomu se objevila velká zakázka na sériové vybavení pro další provoz letectva a CIA. V listopadu 1969 se uskutečnil první „bojový“let ke střelbě na skutečný předmět potenciálního nepřítele.
Technologická základna
D-21A / B UAV mohl dosáhnout maximální rychlosti M = 3,35 ve výšce asi 3600 km / h. Zároveň dokázal automaticky létat po dané trase, jít do oblasti určeného cíle a fotografovat ji. Poté se dron položil na zpáteční kurz, upustil v požadované oblasti kontejner s průzkumným vybavením a zničil se.
Vývoj letounu s takovými charakteristikami a schopnostmi byl v té době velmi obtížný. Stanovené úkoly však byly vyřešeny použitím nejmodernějších materiálů a technologií. Některé nápady a vývoj byly převzaty ze stávajících projektů, zatímco jiné musely být vytvořeny od nuly. V řadě případů bylo nutné podstoupit znatelné technické riziko, což s sebou přineslo nové potíže.
Jedním z hlavních úkolů projektu Q-21 / D-21 bylo vytvoření kluzáku schopného zajistit dlouhý let rychlostí přes 3M. Taková konstrukce musela mít požadované aerodynamické vlastnosti a také odolat vysokému mechanickému a tepelnému zatížení. Při vývoji takového kluzáku byly použity zkušenosti z projektu A-12. Kromě toho byla zapůjčena některá konstrukční řešení a materiály.
D-21 dostal válcovitý trup s čelním přívodem vzduchu opatřeným zúženým středovým tělem. Zevně i svým provedením byl trup podobný gondole letounu A-12. Kluzák byl vybaven křídlem „dvojité delty“s trojúhelníkovou hlavní částí a vyvinul dlouhé přílivy. Podobné schéma již bylo testováno v projektu letadla plné velikosti a prokázalo splnění základních požadavků.
Drak letounu těchto tvarů byl navržen tak, aby byl celý vyroben z titanu. Ostatní kovy byly použity pouze jako součást jiných systémů a sestav. Vnější a vnitřní povrchy draku v kontaktu s horkým vzduchem obdržely speciální feritový povlak, rovněž převzatý z projektu A-12.
Zpočátku byla zvažována možnost použití motoru Pratt & Whitney J58 vyvinutého pro A-12, ale to vedlo k nepřijatelnému zvýšení nákladů na projekt. Byla nalezena alternativa v podobě ramjetového motoru RJ43-MA-11 od společnosti Marquard Corp. -Tento výrobek byl použit na protiletadlovou střelu CIM-10 Bomarc. U D-21 byl upraven: aktualizovaný motor RJ43-MA20S-4 se vyznačoval zvýšenou provozní dobou, která odpovídala profilu průzkumného letu.
Speciálně pro D-21 byl vyvinut nový automatický řídicí systém, který je schopen vést UAV po dané trase. Používal inerciální navigační zařízení vypůjčené z A-12. Vzhledem ke složitosti a vysokým nákladům byl řídicí systém záchranný.
V přídi trupu byl umístěn kapkový kontejner s názvem Q-bay s padákovým systémem a nafukovacími plováky. Uvnitř tohoto kontejneru byl umístěn řídicí systém a navigační zařízení, stejně jako všechny kamery s filmovými kazetami. V konečné fázi letu musel D-21A / B upustit kontejner, který byl poté sebrán letadlem ve vzduchu nebo lodí z vody. Hledání Q-bay bylo provedeno pomocí vestavěného rádiového majáku. Dříve byly podobné technologie používány k vyhledávání a záchraně filmových kontejnerů vypouštěných z průzkumných satelitů.
Cvičná kontrola
První drony D-21 byly postaveny v letech 1963-64 a brzy začala malá výroba. Před zastavením v roce 1971 vyrobila společnost Lockheed 38 produktů ve dvou hlavních modifikacích. Některé z těchto UAV byly použity při zkouškách a při skutečných průzkumných letech.
V první fázi projektu, v letech 1964-66. na pylonu bylo pět vzletů letounu M-21 s UAV D-21A. Z toho čtyři zajistily reset zařízení - tři byly úspěšné a poslední skončilo katastrofou. Testy letounu D-21B trvaly od roku 1967 do roku 1970, za tu dobu provedli 13 letů vč. s imitací řešení průzkumných úkolů.
Bojové použití zahrnovalo pouze čtyři lety. První z nich se uskutečnil 9. listopadu 1969 a skončil nenormálně. D -21B UAV úspěšně dorazil na čínské cvičiště Lop Nor, fotografoval - a nevrátil se. Pokračoval v letu, došlo mu palivo a s jistými škodami „usedl“na území kazašského SSSR, kde ho objevila sovětská armáda.
16. prosince 1970 se uskutečnil druhý start pro průzkum čínských objektů. UAV úspěšně dokončil průzkum, vrátil se do určené oblasti a odhodil kontejner Q-bay. Nebyl chycen ve vzduchu a stoupání z vody selhalo - výrobek spolu s vybavením a filmy se potopil. Třetí let 4. března 1971 skončil s podobnými výsledky, kontejner byl ztracen.
Poslední let D-21B se uskutečnil o několik týdnů později, 20. března. Zařízení z neznámých důvodů spadlo na území ČLR, nedaleko od skládky, na kterou směřovalo. Po tomto neúspěchu byla CIA a letectvo z projektu D-21B nakonec rozčarovány a rozhodly se takové zařízení přestat používat.
S ohledem na výsledky testů a skutečné použití D-21A / B můžete vidět hlavní důvody poruch. Nedostatek spolehlivosti řídicího systému se tak stal vážným problémem. Z tohoto důvodu se tajný UAV po úplně prvním „bojovém“výpadu dostal k potenciálnímu nepříteli. Kromě toho se objevily neočekávané problémy s hledáním a záchranou kontejneru s vybavením - vlastní chyba dronu v tom však byla minimální.
S tím vším byl DAV D-21A / B technicky složitý a drahý. Průměrné náklady na každý takový produkt, s přihlédnutím k vývojovým pracím, dosáhly 5,5 milionu dolarů v cenách roku 1970 - dnes asi 40 milionů. Je třeba poznamenat, že náklady na jeden dron byly výrazně sníženy díky opakovanému použití kontejneru s nejdražšími součástmi.
Omezená kapacita
Návrháři v Lockheed / Skunk Works dostali velmi obtížný úkol a obecně se s ním vyrovnali. Výsledný průzkumný aparát vykazoval nejvyšší taktické a technické vlastnosti, ale stále plně nesplňoval požadavky reálného provozu. Ukázalo se, že produkt D-21 je příliš složitý, drahý a nespolehlivý.
Možná by další zdokonalení designu odstranilo identifikované problémy, ale bylo upuštěno. Navíc upustili od konceptu nadzvukového průzkumného letounu bez posádky s dlouhým doletem. V důsledku toho odvážná a slibná technická řešení, navzdory svému vysokému potenciálu, nenašla další uplatnění.
