V polovině padesátých let začalo americké letectvo vyvíjet nové možnosti strategických zbraní. V roce 1957 zahájil Pentagon program s kódovým označením WS-199, jehož účelem bylo prostudovat schopnosti a vytvořit slibné modely raketových zbraní letadel. V rámci obecného programu bylo současně vyvinuto několik raketových systémů. Jedním z nich byl systém Lockheed WS-199C High Virgo.
Hlavním předpokladem pro vznik programu WS-199 byl pokrok v oblasti systémů protivzdušné obrany. Bombardéry s bombami s volným pádem mohly být sestřeleny na cestě k cílům, a proto letectví potřebovalo raketové zbraně, což jim umožňovalo nepřistupovat k nebezpečným zónám. Po analýze experti Pentagonu zjistili, že nejlepší kombinací letových vlastností a hmotnosti hlavice by měly být balistické rakety odpalované vzduchem.
Raketa WS-199C na zavěšení nosiče
Na začátku roku 1957 byl spuštěn nový program pod nepopsatelným názvem WS -199 (Weapon System 199 - „Weapon System 199“). Na jeho implementaci se podílelo několik předních společností v leteckém průmyslu, které měly vypracovat a implementovat nové nápady a řešení v kovu. Lockheed a Convair se připojili k programu spolu s dalšími společnostmi. Ten se do té doby dokázal stát součástí General Dynamics.
Vývoj rakety převzal Lockheed. Její projekt byl označen jako WS-199C. Produkt navíc dostal „hvězdné“jméno - Vysoká Panna („Panna v zenitu“). Úkolem společnosti Convair bylo dopracovat nosný letoun, který byl vybrán jako nejnovější nadzvukový bombardér B-58 Hustler. Pokud víme, modernizované letadlo nemělo vlastní označení.
Raketový diagram
Projekt WS-199C byl založen na nových a neprozkoumaných nápadech, ale bylo v plánu je realizovat pomocí hotových výrobků. Aby se urychlila konstrukce a zjednodušila následná výroba jako součást slibné rakety, bylo navrženo použít komponenty a sestavy z cílového letounu Lockheed Q-5 Kingfisher, jakož i seržanta X-17, MGM-29 a UGM-27. Balistické střely Polaris. Nejprve byla elektrárna a řídicí systémy vypůjčeny ze stávající zbraně.
Z architektonického hlediska byla nová raketa High Virgo jednostupňovým produktem s vysoce výkonným motorem na tuhá paliva. Byl navržen velmi jednoduchý design těla sestavený z rámu a hliníkové kůže. Byla použita kuželová kapotáž hlavy, za kterou byla uvnitř válcového oddílu umístěna hlavní ovládací zařízení. Pod motor byla dána střední a ocasní část trupu, které se vyznačovaly zvýšeným průměrem. V ocasu byla umístěna aerodynamická kormidla ve tvaru X.
Výrobek na montážním stohu
Jako balistická střela mohl být produkt WS-199C vybaven relativně jednoduchým naváděcím systémem vypůjčeným z projektu AGM-28 Hound Dog. V prostoru přístrojů byl umístěn autopilot a inerciální navigační systém. Měli sledovat polohu rakety ve vesmíru a vyvíjet povely pro stroje ocasního řízení. V automatizaci řízení existovaly prostředky pro příjem dat z nosného letadla. Během letu bylo plánováno použití zařízení pro přenos telemetrických dat. Během testů byly použity zjednodušené řídicí systémy, schopné provádět pouze předkreslený letový program.
Rozměry trupu umožňovaly vybavit raketu High Virgo monoblokovou hlavicí s konvenční nebo jadernou náloží. Ve stejné době nebylo původně plánováno použití skutečné bojové techniky. Do úplného konce práce byly rakety vybaveny pouze jeho simulátorem hmotnosti. Jaké stávající a budoucí jaderné hlavice by mohly být použity na WS-199C, není známo.
Bombardér B-58 se speciálním pylonem pro raketu High Virgo
Většina těla rakety byla věnována na instalaci trvalého motoru na tuhá paliva TX-20 od společnosti Thiokol. Tento produkt byl vyvinut pro operačně-taktickou střelu seržanta MGM-29 a vykazoval velmi vysoký výkon. Motor o délce 5,9 m o průměru o něco méně než 790 mm vyvinul tah až do 21,7 tf. Stávající nálož byla spálena za 29 sekund, což zajistilo zrychlení rakety na vysokou rychlost.
Kompletní raketa měla délku 9, 25 m. Maximální průměr těla byl 790 mm. Počáteční hmotnost byla stanovena na 5,4 tuny. Let po balistické dráze umožnil raketě dosáhnout rychlosti až M = 6. Dosah střelby měl podle výpočtů dosáhnout 300 km.
Aerobalistická raketa měla být na místo startu dodána pomocí nosného letadla. Funkce přepravy a spouštění zbraní byla svěřena nadzvukovému bombardéru Convair B-58 Hustler. V základní konfiguraci výzbroj takového letadla sestávala z volně padajícího kontejneru vybaveného speciální hlavicí. Vytvoření nové rakety umožnilo rozšířit bojové schopnosti vozidla. Na konci padesátých let byl B-58 testován a připravován pro sériovou výrobu, a proto úspěch projektu WS-199C měl pro americké strategické letectví zvláštní význam.
Zavěšení rakety na letadlo
V rámci projektu „Panna v Zenithu“vyvinula společnost Convair speciální vozidlo pro přepravu a shození slibné rakety. Místo standardního závěsného zařízení pro původní kontejner bylo navrženo namontovat speciální pylon pro raketu. Současně nebyly nutné žádné úpravy konstrukce letadla.
Nový pylon byl produkt vysokého prodloužení, umístěný pod spodní částí trupu. Tělo pylonu bylo vyrobeno ve formě kapotáže, která chránila vnitřní zařízení před vstupujícím proudem vzduchu. Horní řez takové kapotáže byl plochý a přiléhal ke spodní části trupu. Spodní část pylonu byla zase vytvořena ve formě přerušované čáry, která odpovídá obrysům rakety. Uvnitř pylonu byly zámky pro držení rakety a elektrická zařízení pro komunikaci se zařízením letadla.
Bomber v letu
Návrh návrhu raketového systému WS-199C High Virgo byl připraven na začátku roku 1958. Zástupci Pentagonu se seznámili s předloženou dokumentací a brzy vydali povolení pokračovat v práci. V červnu obdrželo vojenské oddělení a dodavatelské firmy kontrakt na stavbu a testování prototypů raket. Testy měly začít ve velmi blízké budoucnosti.
Srovnatelná jednoduchost projektu a použití hotových komponent umožnily sestavit experimentální rakety v co nejkratším čase. Nebylo to však bez problémů. Problémy byly s dodávkou inerciálního navigačního systému, a proto byly první dvě rakety vybaveny pouze autopilotem. V důsledku toho museli létat podle předem stanoveného programu. Testování autonomních ovládacích prvků bylo odloženo na následující lety.
První resetování WS-199C z média
Ke zkušebním startům na začátku září 1958 odletěl jeden z prototypů letounu B-58, který obdržel nový model pylonu, na leteckou základnu Eglin (Florida). Některé lety měly být provedeny na jejím letišti. Testy navíc plánovaly využití základny na mysu Canaveral. Plánované raketové trasy vedly přes centrální část Atlantského oceánu. Pomyslné cílové oblasti byly také na širém moři.
Program spuštění testu vypadal takto. Nosný letoun s raketou pod trupem vzlétl z letecké základny Eglin nebo z mysu Canaveral, získal výšku a vstoupil do bojového kurzu. Ve výšce 12,1 km při rychlosti nosiče M = 1,5 došlo k upuštění rakety, která poté musela zapnout motor a vyjet na požadovanou trajektorii. Let skončil pádem rakety do moře. Po celou dobu letu muselo doprovodné letadlo přijímat telemetrii.
Počáteční bod motoru
První zkušební start rakety WS-199C ve zjednodušeném řídicím systému se uskutečnil 5. září 1958. Vykládání a vyjímání z nosiče probíhalo normálně. Do 6. sekundy letu motor zapnul a přešel do požadovaného režimu. Po několika sekundách však autopilot selhal. Raketa začala vydávat nekontrolovatelné vibrace a musela být zničena pomocí samolikvidátoru. Během letu produkt vystoupal do výšky 13 km a urazil vzdálenost několik desítek kilometrů.
Telemetrická analýza umožnila zjistit příčinu nehody. Řídicí systémy byly vylepšeny a změny byly začleněny do projektu. Před dalším testovacím spuštěním byly provedeny pozemní kontroly v plném rozsahu. Teprve poté bylo vydáno povolení pro druhý start z nosného letadla.
19. prosince 1958 zkušený B-58 opět odhodil aerobalistickou raketu. Po krátkém horizontálním zrychlení začala prudce stoupat. Pohybující se po balistické dráze se WS-199C vyšplhal do výšky 76 km, poté přešel na sestupný segment trajektorie. Maximální rychlost během tohoto letu dosáhla M = 6. Raketa spadla do oceánu asi 300 km od bodu startu. Zahájení bylo považováno za úspěšné.
Raketa v době vypuštění (pohled shora vpravo). Kabely pro komunikaci s nosičem jsou viditelné
4. června 1959, po další fázi vylepšování rakety, proběhlo třetí zkušební spuštění. Nosné letadlo tentokrát zvedlo do vzduchu plně naloženou raketu vybavenou standardním naváděcím systémem. Úkolem tohoto letu bylo získat maximální dolet. Palubní automatika korigovala trajektorii pomocí směrovek a zvedla raketu do výšky přes 59 km. Let skončil 335 km od bodu poklesu. Překonání této vzdálenosti trvalo přesně 4 minuty. Inerciální navigační systém a ovládací prvky fungovaly bez chyb a „Panna v Zenithu“úkol úspěšně dokončila.
Koncem padesátých let vyslaly přední země na oběžnou dráhu své první satelity. Bylo zřejmé, že v blízké budoucnosti by se vesmír mohl stát dalším místem pro rozmístění zbraní, a proto jsou pro boj s takovými hrozbami zapotřebí finanční prostředky. Z tohoto důvodu byl předložen návrh otestovat rodinu raket WS-199 jako protisatelitní zbraň. V polovině roku 1959 zahájily Lockheed a Convair přípravy na testovací útok na kosmickou loď.
Kamery čtvrté experimentální rakety
Pro nový test byla připravena speciální raketa, která se od předchozích výrazně lišila. Téměř všechny korby a kormidla byly nahrazeny ocelí. Simulátor hlavice byl odstraněn z prostoru hlavy a změnilo se také umístění nástrojů. Vyvinuta nová kapotáž hlavy s průhlednými okny. Pod ním byl nainstalován speciální systém s 13 kamerami směřujícími různými směry. Podle letového programu mělo 9 monitorovat přiblížení rakety a cílového satelitu a zbytek byl určen k průzkumu Země. Před instalací kapotáže byly klipy s kamerami zabaleny tepelným izolátorem. Nakonec byl do kapotáže hlavy umístěn padákový záchranný systém a rádiový maják.
Tréninkovým cílem byl satelit Explorer 4, vypuštěný v červenci 1958. Byl určen ke studiu radiačních pásů a nesl Geigerovy čítače. Produkt byl na oběžné dráze s apogeem 2213 km a perigeem 263 km. Odposlech měl být proveden, když satelit prošel v minimální vzdálenosti od Země.
Speciální kapotáž pro fotografické vybavení
Testy rakety WS-199C v protidružicové konfiguraci proběhly 22. září 1959. Pro větší zrychlení rakety s následným zvýšením letové výšky vyvinul nosič rychlost M = 2. Odpojování a následné postupy probíhaly normálně. Ale pár sekund po vypuštění raketa vyslala zprávu o selhání řídicích systémů. Ve 30. vteřině letu byla komunikace s ní ztracena. Ze země byla vidět contrail, což naznačuje, že raketa vstoupila na balistickou dráhu, ale přesné letové parametry nebylo možné určit.
Selhání komunikace brzy vedlo ke ztrátě rakety. Jak mohli testeři říci, WS-199C se vrátil a spadl do oceánu. Dlouhé hledání však nepřineslo žádné výsledky. Přesné místo pádu rakety je stále neznámé. Spolu s prototypem šly kamery a jejich filmy ke dnu, což umožnilo vyhodnotit účinnost střelby na satelit. Výsledek však byl sotva vynikající, protože Explorer 4 zůstal na své oběžné dráze.
Anti-satelit „Panna v zenitu“v době resetu
Ze čtyř testovacích běhů High Virgo byla úspěšná pouze polovina. Další dva se vinou řídicího zařízení ukázaly jako nouzové. Na podzim 1959 specialisté z vývojových společností a amerického ministerstva obrany analyzovali shromážděná data a určili další osud projektu.
Aerobalistická raketa Lockheed WS-199C High Virgo ve své současné podobě nemohla vstoupit do služby a zlepšit bojové schopnosti letounu B-58 Hustler. Směr jako celek však zajímal letectvo. V tomto ohledu zákazník nařídil dokončit práci na téma „Panna za zenitem“, ale využít vývoj tohoto projektu při vytváření další balistické rakety. Hlavním výsledkem následných vývojových prací byla nová raketa GAM-87 Skybolt.
V rámci programu letectva s kódovým označením WS-199 vyvinuly americké obranné společnosti dvě balistické rakety odpalované vzduchem. Výsledné produkty vykazovaly poměrně vysoké vlastnosti, ale stále nebyly vhodné k přijetí. Během návrhu a testování však bylo možné nashromáždit spoustu zkušeností a posbírat potřebná data o skutečném provozu takových zbraní. Vývoj, řešení a projekty WS-199B a WS-199C brzy našly uplatnění při vytváření nové aerobalistické rakety.
