V polovině čtyřicátých let zahájilo americké vojenské oddělení program vývoje několika nových raketových systémů. Díky úsilí řady organizací bylo plánováno vytvořit několik řízených střel dlouhého doletu. Tyto zbraně měly být použity k doručování jaderných hlavic k cílům na nepřátelském území. Během několika příštích let armáda opakovaně upravovala požadavky na projekty, což vedlo k odpovídajícím změnám slibné technologie. Jedinečně vysoké požadavky navíc znamenaly, že pouze jedna nová raketa byla schopná dosáhnout vojenské služby. Ostatní zůstali na papíře, nebo neopustili fázi testování. Jedním z těchto „poražených“byl projekt SM-64 Navaho.
Připomeňme, že v létě 1945, krátce po skončení války v Evropě, americké velení nařídilo prostudovat ukořistěné vzorky německé techniky a dokumentaci k nim, aby získal důležitý vývoj. Brzy poté byl návrh vyvinout slibnou řízenou střelu země-povrch s charakteristikou vysokého doletu. Na výrobě takových zbraní se podílelo několik předních organizací obranného průmyslu. Do programu se mimo jiné přihlásila společnost Rocketdyne, divize North American Aviation (NAA). Po prostudování dostupných technologií a jejich perspektiv navrhli specialisté NAA přibližný harmonogram projektu, podle kterého měla vytvořit novou raketu.
Brzká práce
Bylo navrženo vyvinout projekt nové zbraně ve třech fázích. Během prvního bylo nutné vzít za základ německou balistickou raketu V-2 ve verzi A-4b a vybavit ji aerodynamickými letadly, čímž vznikl projektil. Druhá fáze navrhovaného projektu zahrnovala odstranění proudového motoru na kapalné palivo s instalací ramjet (ramjet). Nakonec třetí etapa programu měla vytvořit novou nosnou raketu, která měla výrazně zvýšit letový dosah bojové rakety vytvořené v prvních dvou stupních.
Raketa XSM-64 / G-26 v místě startu. Fotografie Wikimedia Commons
Specialisté Rocketdine obdrželi potřebné dokumenty a sestavy a zahájili výzkum a projekční práce. Zvláště zajímavé jsou jejich experimenty s dostupnými motory různých typů. Bez požadované testovací základny je konstruktéři testovali přímo na parkovišti vedle jejich kanceláře. K ochraně dalších zařízení před reaktivními plyny byla použita plynová přepážka, v jejíž roli hrál obyčejný buldozer. Navzdory podivnému vzhledu nám takové testy umožnily shromáždit spoustu potřebných informací.
Na jaře 1946 získala NAA vojenskou zakázku na pokračování vývoje nové řízené střely. Projekt získal oficiální označení MX-770. Kromě toho byl do určité doby používán alternativní index-SSM-A-2. V souladu s první smlouvou bylo požadováno postavit raketu schopnou létat v rozmezí 280 až 800 km (175 až 500 mil) a nést jadernou hlavici o hmotnosti přibližně 2 tisíce liber (910 kg). Na konci července byl vydán aktualizovaný technický úkol, který vyžadoval zvýšení užitečného zatížení na 3 tisíce liber (1,4 tuny).
V raných fázích projektu MX-770 neexistovaly žádné speciální požadavky na dosah slibné rakety. Dojezd řádově 500 mil byl přirozeně vzhledem k dostupným technologiím poměrně obtížný úkol, ale vyšší výkon nebyl do určité doby vyžadován.
Situace se změnila v polovině roku 1947. Armáda došla k závěru, že požadovaný dostřel není dostatečný k vyřešení stávajících bojových misí. Z tohoto důvodu byly provedeny zásadní změny v požadavcích na projekt MX-770. Nyní musela být raketa vybavena pouze náporovým motorem a dolet musel být zvýšen na 1 500 mil (asi 2, 4 tisíce km). Kvůli některým obtížím technologického a designového charakteru byly požadavky brzy do určité míry zmírněny. Počátkem jara 48. byl dolet střel opět změněn a byly provedeny úpravy požadavků s přihlédnutím k dalšímu vývoji projektu. Počáteční experimentální střely měly letět na vzdálenost asi 1000 mil a ty pozdější vyžadovaly třikrát delší dosah. Nakonec musely sériově vyráběné rakety pro armádu letět 5 000 mil (přes 8 000 km).
Vzlet rakety XSM-64. Foto Spacelaunchreport.com
Nové požadavky ze 47. července přiměly severoamerické letecké inženýry opustit své předchozí plány. Výpočty ukázaly, že není možné splnit technický úkol pomocí hotových německých vývojů. Raketa a její jednotky musely být vyvinuty od nuly s využitím stávajících zkušeností a technologií. Specialisté se navíc nakonec rozhodli postavit řízenou střelu s plnohodnotnou elektrárnou a přídavným horním stupněm, a nikoli dvoustupňový systém s horním stupněm a kluzákem vybaveným hlavicí a bez vlastního motoru.
Vzhled aktualizovaných požadavků také umožnil specialistům developerské společnosti formulovat hlavní ustanovení projektu, podle nichž by měla být provedena další práce. Bylo tedy rozhodnuto vytvořit nový inerciální navigační systém pro použití jako naváděcí zařízení a výzkum v aerodynamickém tunelu umožnil určit optimální vzhled draku rakety. Bylo zjištěno, že nejúčinnější aerodynamickou konfigurací pro MX-770 bude křídlo delta. Další fáze práce na novém projektu zahrnovala studii hlavních problémů a vytvoření jednotek v souladu s aktualizovanými požadavky a plány.
Další výpočty prokázaly účinnost použití náporového motoru. Stávající a slibné návrhy takové elektrárny slibovaly znatelné zvýšení výkonu. Podle tehdejších výpočtů měla raketová raketa o třetinu delší dosah než podobný výrobek s kapalinovým motorem. Současně byla zajištěna požadovaná rychlost letu. Důsledkem těchto výpočtů bylo zintenzivnění prací na tvorbě nových náporových motorů se zlepšenými charakteristikami. V létě 1947 dostala divize motorů NAA zakázku na upgrade stávajícího experimentálního motoru XLR-41 Mark III se zvýšením tahu na 300 kN.
Létající laboratoř X-10. Foto Designation-systems.net
Souběžně s upgradem motoru pracovali severoameričtí specialisté na projektu setrvačného navigačního systému N-1. V předběžných fázích projektu výpočty ukázaly, že sledování pohybu rakety ve třech rovinách by poskytlo dostatečně vysokou přesnost při určování souřadnic. Vypočítaná odchylka od skutečných souřadnic byla 1 míle za hodinu letu. Při letu do maximálního dosahu by tedy kruhová pravděpodobná výchylka rakety neměla překročit 2, 5 tisíce stop (asi 760 m). Přesto byly konstrukční vlastnosti systému N-1 považovány z hlediska dalšího vývoje raketové technologie za nedostatečné. Se zvýšením dosahu střely by se KVO mohl zvýšit na nepřijatelné hodnoty. V tomto ohledu byl na podzim 47. zahájen vývoj systému N-2, do kterého bylo kromě inerciálního navigačního zařízení zahrnuto i zařízení pro orientaci podle hvězd.
Na základě výsledků prvních studií aktualizovaného projektu, souvisejících se změnou požadavků zákazníků, byl upraven plán vývoje projektu a testování hotových raket. Nyní, během první etapy, bylo plánováno otestovat raketu MX-770 v různých konfiguracích, včetně startu z nosného letadla. Účelem druhé etapy bylo prodloužit dolet na 2–3 000 mil (3200–4800 km). Třetí etapa měla dosáhnout doletu až 5 tisíc mil. Současně bylo nutné zvýšit užitečné zatížení rakety na 10 tisíc liber (4,5 tuny).
Převážná část projekčních prací na raketě MX-770 byla dokončena v roce 1951. Vývoj této zbraně však byl spojen s mnoha obtížemi. Výsledkem bylo, že i po 51. roce museli konstruktéři společností Rocketdyne a NAA projekt neustále vylepšovat, odstraňovat zjištěné nedostatky a také využívat různá pomocná zařízení pro další výzkum.
Experimentální projekt podpory
S cílem usnadnit práci a prostudovat dostupné návrhy v roce 1950 byl schválen vývoj dalšího projektu RTV-A-5. Cílem tohoto projektu bylo vytvořit rádiem řízené letadlo s aerodynamickým vzhledem podobným novému typu bojové rakety. V roce 1951 byl projekt přejmenován na X-10. Toto označení zůstalo až do samotného uzavření projektu v polovině padesátých let.
X-10 za letu. Foto Designation-systems.net
Produkt RTV-A-5 / X-10 byl rádiem řízený letoun s prodlouženým aerodynamickým trupem, výtahy v přídi, delta křídlem v ocase a dvěma kýly. V zadní části trupu byly dva gondoly s proudovými motory Westinghouse J40-WE-1 s tahem 48 kN. Zařízení mělo délku 20, 17 m, rozpětí křídel 8, 6 m a celkovou výšku (s vysunutým podvozkem se třemi sloupky) 4,5 m. Nadmořskou výšku 13,6 km a letět v dosahu až Najeto 13 800 km.
Konstrukce draku X-10 byla vyvinuta na základě konstrukce rakety MX-770. Pomocí testů rádiem řízeného letadla bylo plánováno otestovat vyhlídky navrhovaného draku letadla při létání v různých režimech. V určité fázi programu navíc existovala podobnost, pokud jde o palubní zařízení. Zpočátku dostal X-10 pouze rádiové řídicí zařízení a autopilota. V pozdějších fázích testování byl prototyp letadla vybaven inerciálním navigačním systémem N-6, který byl navržen pro použití na plnohodnotné raketě.
První let produktu X-10 se uskutečnil v říjnu 1953. Letoun úspěšně vzlétl z jednoho z letišť a dokončil letový program, po jehož dokončení úspěšně přistál. Zkušební lety létající laboratoře pokračovaly až do roku 1956. Během této práce odborníci NAA zkontrolovali různé funkce stávajícího designu a také shromáždili data pro další vylepšení projektu MX-770.
X-10 během přistání. Foto Boeing.com
Pro testování bylo vyrobeno 13 letadel X-10. Část této techniky byla ztracena během hlavních testů. Navíc na podzim a v zimě 1958-59. North American provedla sérii dodatečných testů, při kterých kvůli nehodám přišli o další tři drony. Pouze jeden X-10 přežil až do konce programu.
Výrobek G-26
Po kontrole navrhovaného aerodynamického vzhledu pomocí rádiem řízeného letadla bylo možné postavit experimentální rakety. V souladu se stávajícími plány společnost NAA nejprve zahájila stavbu zjednodušených prototypů slibné řízené střely. Tato vozidla dostala tovární označení G-26. Armáda dala této technice název XSM-64. V té době navíc program obdržel dodatečné označení Navaho.
Z hlediska designu byl XSM-64 mírně zvětšenou a upravenou verzí bezpilotního X-10. Současně byly provedeny významné změny v jednotlivých konstrukčních prvcích a také zavedení nových jednotek do komplexu. Aby bylo dosaženo požadovaného letového dosahu, byla experimentální raketa postavena podle dvoustupňového schématu. Tekutý první stupeň byl zodpovědný za zvednutí do vzduchu a počáteční zrychlení. A řízená střela byla řízená střela s užitečným zatížením.
Schéma rakety G-26. Obrázek Astronautix.com
Startovací fáze byla jednotka s kónickou hlavovou kapotáží a válcovou ocasní částí, na které byly připevněny dva kýly. Délka prvního stupně byla 23,24 m, maximální průměr byl 1,78 m. Když byl připraven na start, stupeň vážil 34 tun. Byl vybaven jedním severoamerickým kapalným motorem XLR71-NA-1 s tahem 1070 kN, běžícím na petrolej a zkapalněný kyslík …
Výletní stupeň rakety XSM-64 si zachoval hlavní vlastnosti produktu X-10, ale byl vybaven jiným typem motoru a měl také řadu dalších vlastností. Současně byl po zkušebním letu zachován podvozek. Se startovací hmotností 27,2 tun měl hlavní stupeň délku 20, 65 ma rozpětí křídel 8, 71 m. 36 kN. K ovládání střely bylo použito naváděcí zařízení typu N-6. Pro některé testy byla navíc raketa vybavena rádiovým velitelským řízením.
Start rakety XSM-64 byl navržen tak, aby byl prováděn z vertikálního odpalovacího zařízení. První stupeň s kapalinovým motorem měl zvednout raketu do vzduchu a dopravit ji do nadmořské výšky minimálně 12 km, přičemž vyvinul rychlost až M = 3. Poté bylo plánováno spuštění ramjetového motoru v udržovací fázi a resetování počáteční fáze. S pomocí vlastních motorů měla řízená střela vystoupat do výšky asi 24 km a k cíli se pohybovat rychlostí M = 2,75. Dosah letu by podle výpočtů mohl dosáhnout 3500 mil (5600 km)).
Projekt XSM-64 měl několik zásadních technických a technologických vlastností. Takže při návrhu udržovací a startovací fáze byly široce používány díly z titanu a některých dalších nejnovějších slitin. Všechny elektronické součásti rakety byly navíc postaveny výhradně na tranzistorech. Raketa Navajo se tak stala jednou z prvních zbraní v historii bez světelného vybavení. Použití páru paliv „petrolej + zkapalněný kyslík“lze považovat za neméně technický průlom.
Testovací start 26. června 1957, startovací komplex LC9. Fotografie Wikimedia Commons
V roce 1956 byl na základně amerického letectva na mysu Canaveral postaven odpalovací komplex pro rakety XSM-64 / G-26, který umožnil zahájit testování slibných zbraní. První zkušební start rakety se uskutečnil 6. listopadu téhož roku a skončil neúspěchem. Raketa byla ve vzduchu pouhých 26 sekund, poté explodovala. Brzy byla dokončena montáž druhého prototypu, který také šel na testování. Do poloviny března 1957 provedli specialisté NAA a letectva deset zkušebních startů, které skončily zničením experimentálních raket během několika sekund po startu nebo přímo na startovním místě.
První relativně úspěšné spuštění se uskutečnilo teprve 22. března 57th. Tentokrát raketa zůstala ve vzduchu 4 minuty 39 sekund. Přitom další let, 25. dubna, skončil výbuchem doslova nad odpalovací rampou. 26. června téhož roku dokázala raketa Navaho znovu uletět poměrně velkou vzdálenost: tyto testy trvaly 4 minuty 29 sekund. Všechny rakety vypuštěné během testů byly tedy zničeny při startu nebo za letu, a proto se po dokončení letu nemohly vrátit na základnu. Je ironií, že zadržené podvozkové sestavy se ukázaly být zbytečným nákladem.
Konec projektu
Testy raket G-26 nebo XSM-64 ukázaly, že výrobek vyvinutý NAA nesplňuje požadavky zákazníka. V budoucnu by takové řízené střely mohly prokázat požadovanou rychlost a dosah, ale v létě 1957 nebyly příliš spolehlivé. V důsledku toho byla implementace zbývajících plánů zpochybněna. Po relativně úspěšném (ve srovnání s masou ostatních) uvedení na trh 26. června 1957 se zákazník, zastoupený Pentagonem, rozhodl revidovat své plány pro současný projekt.
Vývojový program pro řízenou střelu MX-770 / XSM-64 s dlouhým doletem čelil obrovským výzvám. Přes veškerou snahu se autorům projektu nepodařilo dostat spolehlivost rakety na požadovanou úroveň a nezajistit přijatelnou dobu letu. Další upřesnění projektu si vyžádalo čas a také vyvolalo vážné pochybnosti. Koncem padesátých let navíc došlo k pozoruhodným pokrokům v oblasti balistických raket. Další vývoj projektu Navajo byl tedy nepraktický.
Zkušená raketa za letu. 1. ledna 1957 Foto Wikimedia Commons
Začátkem července velení letectva nařídilo omezit veškeré práce na neúspěšném projektu. Koncept řízené střely dlouhého doletu nebo mezikontinentálního doletu vyzbrojeného jadernou hlavicí byl považován za pochybný. Ve stejné době pokračovaly práce na dalším projektu podobných zbraní: strategické řízené střele Northrop MX-775A Snark. Brzy byl dokonce uveden do provozu a v roce 1961 byly tyto rakety v pohotovosti několik měsíců. Vývoj této zbraně však byl spojen se spoustou obtíží a nákladů, a proto byla krátce po zahájení plnohodnotné operace vyřazena z provozu.
Po podepsání objednávky v červenci 1957 nikdo nepovažoval produkt XSM-64 za plnohodnotnou vojenskou zbraň. Přesto bylo rozhodnuto pokračovat v nějaké práci za účelem shromažďování informací nezbytných pro realizaci budoucích projektů. 12. srpna provedly NAA a letectvo první spuštění série s kódovým označením Fly Five. Do 25. února 58. byly provedeny další čtyři lety. Přes veškeré úsilí vývojáře nebyla raketa příliš spolehlivá. Přesto při jednom z letů XSM-64 dokázal Navaho dosáhnout rychlosti řádově M = 3 a zůstat ve vzduchu 42 minut 24 sekund.
Na podzim roku 1958 byly stávající rakety Navajo použity jako platformy pro vědecká zařízení. V rámci programu RISE (doslova „vzestup“, existoval také přepis Výzkumu v nadzvukovém prostředí - „Výzkum v nadzvukových podmínkách“) byly provedeny dva výzkumné lety, které však skončily neúspěchem. Za letu 11. září nemohl hlavní stupeň XSM-64 nastartovat motory a poté spadl. 18. listopadu druhá raketa vystoupala do výšky 23 tisíc kilometrů (77 tisíc stop), kde explodovala. Jednalo se o poslední odpálení rakety projektu Navaho.
Projekt G-38
Je třeba připomenout, že raketa G-26 nebo XSM-64 byla výsledkem druhé fáze projektu MX-770. Třetí měla být větší řízená střela, která plně splňuje požadavky zákazníka. Vývoj tohoto projektu začal ještě před zahájením testů G-26. Nová verze rakety dostala oficiální označení XSM-64A a tovární G-38. Bylo plánováno, že úspěšné dokončení testů XSM-64 otevře cestu novějšímu vývoji, ale neustálé překážky a nedostatek pokroku vedly k uzavření celého projektu. V době, kdy bylo toto rozhodnutí učiněno, byl vývoj projektu XSM-64A dokončen, ale zůstal na papíře.
Schéma střely G-38 / XSM-64A. Obrázek Spacelaunchreport.com
Projekt G-38 / XSM-64A ve finální verzi, představený v únoru 1957, byl upravenou verzí předchozího G-26. Tato raketa se vyznačovala zvýšenou velikostí a odlišným složením palubního vybavení. Přitom principy spuštění a další vlastnosti projektu zůstaly téměř beze změny. Nová raketa měla mít dvoustupňový design s horním stupněm a udržovacím stupněm podobným řízené střele.
V novém projektu bylo navrženo použít větší a těžší první stupeň s motory se zvýšeným výkonem. Nový startovací stupeň měl délku 28,1 m a průměr 2,4 m a jeho hmotnost dosáhla 81,5 tuny. Měl být vybaven severoamerickým kapalným motorem XLR83-NA-1 s tahem 1800 kN. Úkoly startovací fáze zůstaly stejné: vzestup celé rakety do výšky několika kilometrů a počáteční zrychlení udržovacího stupně, který je nezbytný pro spuštění jeho náporových motorů.
Pochodový stupeň byl stále stavěn podle vzoru „kachny“, ale nyní měl křídlo ve tvaru diamantu. Délka rakety se zvětšila na 26,7 m, rozpětí křídel bylo až 13 m. Odhadovaná počáteční hmotnost podpůrného stupně dosáhla 54,6 tuny. Dva ramjetové motory Wright XRJ47-W-7 s tahem 50 kN byly navrženy jako elektrárna. Taková elektrárna měla sloužit k dosažení výšky asi 24 km a létání rychlostí M = 3,25. Odhadovaný dolet byl na úrovni 10 000 km (6300 mil).
Bylo navrženo vybavit raketu XSM-64A Navaho inerciálním navigačním systémem N-6A dalším astronomickým zařízením, které zvyšuje přesnost výpočtu kurzu. Jako užitečné zatížení měla raketa nést termonukleární hlavici W39 s kapacitou 4 megatony v ekvivalentu TNT. Prototypy udržovacího stupně G-38 měly být po úspěšném zkušebním letu vybaveny podvozkem jízdního kola pro návrat na letiště.
Výsledky
Po několika neúspěšných a relativně úspěšných (zejména na pozadí ostatních) zkušebních startů rakety XSM-64 / G-26 se zákazník zastoupený letectvem rozhodl upustit od dalšího vývoje projektu Navaho. Výsledná řízená střela měla extrémně nízkou spolehlivost, a proto nemohla být považována za slibnou strategickou zbraň. Dolaďování struktury bylo považováno za příliš komplikované, nákladné, časově náročné a nerentabilní. Výsledkem toho bylo upuštění od dalšího vývoje rakety jako slibného prostředku dodávky jaderných zbraní. V budoucnu však bylo v nových výzkumných projektech použito sedm raket.
Jedním z důvodů uzavření projektu SM-64 byly jeho nadměrné náklady. Podle dostupných údajů stál projekt v době přijetí tohoto rozhodnutí daňové poplatníky zhruba 300 milionů dolarů (v cenách padesátých let). Současně takovéto investování peněz nevedlo ke skutečným výsledkům: nejdelší let rakety G-26 trval o něco více než 40 minut, což zjevně nestačilo na plnohodnotné použití s raketovým letem na plný výkon rozsah. Aby se předešlo dalšímu plýtvání s pochybnou účinností, byl projekt uzavřen.
Muzejní ukázka rakety Navajo na mysu Canaveral. Fotografie Wikimedia Commons
Navzdory uzavření projektu vývoj slibné strategické řízené střely přinesl určité výsledky. Projekt Navajo, stejně jako další podobný vývoj, se stal důvodem pro provádění mnoha výzkumných prací v oblasti materiálových věd, elektroniky, stavby motorů atd. V průběhu těchto studií vytvořili američtí vědci spoustu nových technologií, komponent a sestav. V budoucnosti byl nový vývoj vytvořený v rámci neúspěšného projektu řízených střel nejaktivněji využíván při vývoji nových systémů pro různé účely.
Nejvýraznějším příkladem využití vývoje v projektu MX-770 / SM-64 je projekt řízené střely AGM-28 Hound Dog se vzduchovým odpalováním, který vytvořil North American v roce 1959. Použití hotového vývoje ovlivnilo množství funkcí tohoto produktu, především na designu a charakteristickém vzhledu. Takové rakety používaly v příštích několika desetiletích americké strategické bombardéry.
Několik vzorků zařízení vytvořených v rámci projektu MX-770 přežilo do naší doby. Jediný dochovaný příklad létající laboratoře X-10 je nyní v muzeu na letecké základně Wright-Patterson. Je také známo, že startovací fáze rakety XSM-64 je vystavena u veteránů zahraničních válek (Fort McCoy, Florida). Nejslavnějším dochovaným exemplářem je plně sestavená raketa G-26 uložená na otevřeném prostranství na letecké základně Cape Canaveral. Tento produkt v červeno -bílém livreji se skládá ze startovací a udržovací fáze a jasně ukazuje konstrukci sestavené rakety.
Jako mnoho jiných vývojů své doby se ukázalo, že řízená střela SM-64 Navaho je příliš praktická a pro praktické použití nespolehlivá a také má nepřijatelně vysoké náklady. Všechny náklady na jeho vytvoření však nebyly zbytečné. Tento projekt umožnil zvládnout nové technologie a také ukázal rozporuplnost původního konceptu mezikontinentální řízené střely, který byl do určité doby považován za slibný a slibný. Neúspěch projektu Navajo a další podobný vývoj do určité míry urychlil vývoj balistických raket, které stále zůstávají hlavním prostředkem pro doručování jaderných hlavic.
