Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)

Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)
Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)

Video: Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)

Video: Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)
Video: Rodiny se rozdělily a otcové zůstávají na Ukrajině, aby bránili svou vlast 2024, Březen
Anonim

Nadzvukový průzkumný letoun A-12, vyvinutý na počátku šedesátých let, se musel vyznačovat nejvyššími letovými vlastnostmi, schopnými poskytnout efektivní řešení zadaných úkolů. Přitom bylo hned jasné, že tohle auto bude mít nějaké nevýhody. Letoun se ukázal být velmi drahý a obtížně ovladatelný a kromě toho nebyl nezranitelný pro moderní systémy protivzdušné obrany. Bylo nutné najít nový způsob vedení průzkumu ze vzduchu a vytvořit odpovídající prostředky. Bezpilotní letoun D-21 měl být odpovědí na stávající výzvy.

Průzkumný letoun A-12 vytvořil Lockheed pro Ústřední zpravodajskou agenturu. Stávající letoun U-2 již plně nesplňoval požadavky, což vedlo k vytvoření nového technického úkolu, což znamenalo zvýšení hlavních charakteristik. Vyhlídky na A-12 jsou však již nějakou dobu kontroverzním tématem. 1. května 1960 bylo nad Sovětským svazem sestřeleno letadlo CIA U-2. Tento incident vedl k zákazu letů průzkumných letadel s posádkou nad území SSSR. Zpravodajské oddělení však potřebovalo nové informace o potenciálním nepříteli, které nyní bylo nutné sbírat pomocí nových prostředků.

obraz
obraz

Nosný letoun M-21 s dronem D-21A. Foto CIA

V říjnu 1962 navrhli zaměstnanci tajného oddělení společnosti Lockheed s názvem Skunk Works pod vedením designéra Kellyho Johnsona možné řešení stávajícího problému. Na základě stávajícího letounu A-12 bylo navrženo vyvinutí nosiče pro průzkumné vozidlo bez posádky. Úkolem nosiče bylo doručit dron do dané oblasti, kde bylo nutné odpojit. Přístroj vybavený ramjetovým motorem dále musel samostatně přejít do požadované oblasti a fotografovat.

V průběhu předběžného výzkumu a teoretických studií byl stanoven optimální vzhled slibného komplexu. Bylo navrženo postavit jednorázový dron a vybavit jej kapkovým kontejnerem, ve kterém měly být umístěny řídicí systémy a fotografické vybavení. Předpokládalo se, že taková architektura maximálně sníží náklady na výrobu a provoz zařízení. Zejména došlo k určitým úsporám v důsledku opakovaného používání složitých a drahých navigačních zařízení.

Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)
Bezpilotní průzkumný letoun Lockheed D-21A (USA)

D-21A v dílně výrobce. Foto Testpilot.ru

Jako další vývoj průzkumného komplexu na základě letounu A-12 získal slibný projekt symbol Q-12. To bylo označení pro rozvržení představené na konci roku 1962 vývojářem potenciálnímu zákazníkovi v osobě CIA. Pokud víme, vedení zpravodajské organizace reagovalo na nový projekt bez velkého nadšení. S příchodem a šířením protiletadlových raketových systémů CIA potřebovala vysokohorská průzkumná letadla jako A-12. O dron Q-12 byl zase velmi omezený zájem.

Navzdory nedostatku oficiálního rozkazu a smíšené reakci Ústřední zpravodajské služby specialisté Skink Work pokračovali v práci. Během tohoto období provedli testy modelu Q-12 ve větrném tunelu, během nichž se plně potvrdila možnost získat vypočítané letové vlastnosti. Díky tomu mohly práce pokračovat dále, ale byla požadována oficiální objednávka od jednoho nebo druhého oddělení.

obraz
obraz

Brzká práce. Můžete vidět konstrukční prvky nosiče a dronu. Foto Testpilot.ru

Na přelomu let 1962 a 1963 nabídla společnost Lockheed letectvu svůj nový vývoj. Tato organizace se začala zajímat o průzkumný komplex, který by se s vhodnými úpravami mohl stát základem úderného systému. Pravděpodobně se zájem letectva stal další pobídkou pro CIA, což vedlo k tripartitní smlouvě o vývoji plnohodnotného projektu. Dokument byl podepsán na jaře roku 1963.

Projekt slibného bezpilotního průzkumného letadla používaného ve spojení s nosným letounem dostal název D-21. V rámci projekčních prací mělo oddělení Skunk Works vypracovat projekt samotného dronu a také vytvořit modernizovanou verzi letounu A-12, která měla podpořit práci průzkumného letounu. Slibný letoun D-21 dostal jméno M-21. Písmena pro jména byla vybrána jednoduše. Zpočátku byl koncept „dvoustupňového“zpravodajského systému označován jako „matka a dcera“. V souladu s tím dostalo letadlo od „Matky“písmeno „M“a dron - „D“, tj. „Dcera“(„dcera“). Následně byla vyvinuta nová verze projektu, a proto byl název základního změněn na D-21A.

obraz
obraz

Schéma přístroje D-21 s popisem odnímatelné přihrádky na hardware. Obrázek Testpilot.ru

Průzkumný aparát nového modelu se musel odlišovat vysokými letovými údaji, což odpovídajícím způsobem ovlivnilo jeho konstrukci. Drtivá většina konstrukčních prvků byla navržena tak, aby byla vyrobena z titanu. Současně byly některé části vyrobeny ze slitin oceli a plastů. Studie ukázaly, že pouze taková konstrukce umožní D-21 dosáhnout požadované rychlosti a odolávat výslednému tepelnému zatížení. Jako další prostředek ke snížení negativního účinku tepla by měl být použit speciální nátěr na barvy a laky na feritové bázi a také systém chlazení palivové kůže, podobný těm, které se používají u letadel A-12 a SR-71.

D-21 obdržel válcový trup, hladce spojený s delta křídlem. Náběžná hrana křídla měla zaoblené uzlíky, které téměř dosáhly na přední přívod vzduchu. Přední část trupu byla vyrobena ve formě přívodu vzduchu s kónickým středovým tělem. V ocase byla zužující se jednotka, ve které byla umístěna část jednotek náporového motoru. Ocasní jednotka byla poskytnuta ve formě lichoběžníkového kýlu. Celková délka vozidla byla 13,1 m, rozpětí křídel bylo 5,8 m. Výška byla 2,2 m. Během letu na nosiči muselo zařízení nést sklápěcí kapotáž hlavy a ocasu.

obraz
obraz

Jednotky ramjet motoru. Foto Testpilot.ru

Zařízení bylo vybaveno delta křídlem s dobře vyvinutými ogiválními přítoky. Křídlo bylo instalováno se záporným úhlem příčného V. Na odtokové hraně křídla byla umístěna pohyblivá letadla, která sloužila jako výtahy a křidélka. Ovládání směru bylo prováděno pomocí kormidla na odtokové hraně kýlu.

V přídi dronu, kousek od sání vzduchu, byla přihrádka pro umístění nástrojů. Řídicí zařízení a letecké kamery byly navrženy pro umístění do společného kontejneru dlouhého 9 m, jehož spodní část byla prvkem spodní části trupu. Nad zařízením byly také poskytnuty ochranné kryty. Prostor přístrojů byl namontován na kontrolovaných držácích a mohl být v daném okamžiku letu upuštěn.

V hardwarovém prostoru byl umístěn inerciální navigační systém, autopilot, počítač pro parametry vzduchu a také prostředek pro udržování požadovaných klimatických podmínek. Předpokládal se objem pro instalaci letecké kamery stávajících modelů odpovídajících danému úkolu. Aby projekt D-21 ušetřil na výrobě poměrně složitých a nákladných řídicích zařízení a také vracel filmy s průzkumnými snímky, navrhl svržení prostoru pro přístroje a jeho záchranu pomocí padáku.

obraz
obraz

Prototyp průzkumného komplexu se připravuje na start. Foto amerického letectva

I v průběhu předběžných studií bylo stanoveno, že jako elektrárna by měl být použit náporový motor Marquardt RJ43-MA-11, dříve vytvořený pro protiletadlovou raketu Boeing CIM-10 Bomarc s dlouhým doletem. Po některých konstrukčních změnách, jako je dokončení zařízení pro stabilizaci plamene, instalace nové trysky a modernizace některých dalších systémů, mohl být motor použit na průzkumném vozidle. Hlavním cílem takových úprav bylo prodloužit dobu tahu díla. Vylepšený motor, který obdržel aktualizované označení XRJ43-MA20S-4, mohl pracovat bez přerušení až jednu a půl hodiny a dávat tah 680 kgf.

Většina volného objemu draku byla věnována umístění palivových nádrží. Značný objem trupu byl přidělen pod kanálem pro přívod vzduchu, který zajišťoval přísun atmosférického vzduchu do motoru. Výsledkem bylo, že ne největší bezpilotní vozidlo se vyznačovalo velmi hustým uspořádáním vnitřních jednotek. Při vývoji palivového systému byl zohledněn vývoj stávajících projektů. Zejména ke kompenzaci zahřívání pokožky přijímaly D-21 výměníky tepla, kterými muselo palivo cirkulovat. Na spodní straně zařízení byly ventily pro připojení k palivovému systému nosného letadla. Prostřednictvím jednoho ventilu byly tankovány tanky, druhým bylo palivo dodáváno do chladicího systému skříně.

obraz
obraz

M-21 a D-21A za letu. Foto amerického letectva

Průzkumný dron Lockheed D-21 měl vzletovou hmotnost 5 tun. Použitý motor umožňoval dosáhnout rychlosti až M = 3, 35 a vystoupat do výšky 29 km. Letový dosah měl přesáhnout 1930 km. S přihlédnutím k použití nosného letounu existovala možnost výrazného zvětšení poloměru průzkumného komplexu.

S nosným letounem M-21 měl být použit slibný bezpilotní letoun. Nosič byl vyvinut na základě stávajícího nadzvukového průzkumného letounu A-12, který se vyznačoval svými vysokými vlastnostmi. Ve skutečnosti byl M-21 původní A-12, bez průzkumného vybavení a vybavený některými dalšími zařízeními. Bylo navrženo odstranit kamery z prostoru umístěného za kokpitem, místo toho by tam měl být umístěn další kokpit s pracovištěm pro druhého člena posádky, který dron ovládá. Operátor měl sadu potřebného vybavení a měl také periskop pro pozorování zařízení během letu a startu.

obraz
obraz

Letoun JC-130B Cat’s-Whiskers s vybavením pro „chytání“hardwarového kontejneru. Foto Wvi.com

Na horní povrch trupu nosiče, mezi kýly, bylo navrženo namontovat pylon s úchyty pro D-21. Pylon měl ventily pro připojení palivových systémů a také mechanické a pneumatické zámky s posunovačem, které zajišťovaly uvolnění „dcery“na povel obsluhy. Podle výsledků foukání v aerodynamickém tunelu bylo doporučeno snížit výšku pylonu, kvůli kterému musel být dron mezi kýly nosiče. Přitom mezi špičkou křídla D-21 a horní částí kýlu M-21 zůstalo pouhých 15 cm, což by mohlo vést k poškození zařízení. Hlavní konstruktér K. Johnson byl proti snížení výšky stožáru kvůli rizikům s tím spojeným, ale ve finální verzi projektu bylo použito právě takové řešení.

Jako modifikaci stávajícího průzkumného letounu měl letoun M-21 podobná letová data. Rychlost letu dosáhla M = 3,35, dolet - až 2000 km. To stačilo na plné využití nového průzkumníka.

Jak pojali autoři projektu, nosné letadlo s průzkumným letounem na pylonu mělo vzlétnout z jednoho z letišť a jít na místo, kde byl dron upuštěn. Po získání požadované výšky a zrychlení na rychlost řádově M = 3, 2 mohl dopravce upustit D-21. Poté, co skaut spadl a vrátil se do bezpečné vzdálenosti pomocí dálkového ovládání, musel samostatně provést let podle programu, který byl do něj dříve načten. Po dokončení průzkumu a pořízení fotografií požadovaného objektu měl D-21 vyjet do určené oblasti a sestoupit do výšky 18 km. Tam byl upuštěn kontejner s hardwarem, načež byl spuštěn samolikvidátor, který dron zničil. Kontejner s řídicími systémy a fotografickými filmy spadl a otevřel padák ve výšce 4,5 km. Dále měl být vyzvednut pomocí letadel nebo lodí námořních sil. Zejména bylo poskytnuto vybavení pro „chytání“kontejneru přímo ve vzduchu. K tomu byl postaven speciální letoun Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers. Podle názvu prostředků k zachycení kontejneru se tomuto letounu říkalo „Kočičí kníry“.

obraz
obraz

Dron při odpojování od nosiče. Záběr z týdeníku

Dvě letadla M-21 se sériovými čísly 60-6940 a 60-6941 byla speciálně postavena pro testování v letech 1963-64. Kromě toho Lockheed sestavil sedm prototypů D-21. Celá tato technika měla být použita při testech, které začaly na jaře 1964. Do kontrol byli zapojeni piloti Bill Park a Art Peterson, kteří měli řídit „matky“, a také inženýři Skunk Works Ray Torik a Keith Beswick, kteří byli zodpovědní za používání průzkumného vybavení. V budoucnu byly odpovědnosti rozděleny následovně. B. Park řídil letadlovou loď a A. Peterson byl zodpovědný za řízení záložního letadla. R. Torik a K. Beswick střídavě plnili povinnosti operátora nosných systémů a kameramana na doprovodném letadle.

1. dubna 1964 poprvé vzlétlo jedno z letadel M-21. 19. června téhož roku začaly pozemní zkoušky svazků M-21 a D-21. První let nosiče s dronem na pylonu se uskutečnil 22. prosince, ve stejný den s prvním letem průzkumného letounu SR-71A, vytvořeného na základě A-12 a určeného pro letectvo. Účelem prvního letu bylo otestovat interakci mezi nosičem a jeho „užitečným zatížením“při létání různými rychlostmi a nadmořskými výškami. Bezpilotní letoun s pořadovým číslem 501 nebyl během tohoto letu upuštěn.

obraz
obraz

Poškození obdržené průzkumným vozidlem během jednoho z letů bez uvolnění. Foto Testpilot.ru

Během těchto testů čelili autoři projektu vážným technickým a provozním problémům. Potřeba opravit zjištěné nedostatky vedla k revizi harmonogramu projektu. První vypuštění D-21, naplánované na březen 1965, muselo být odloženo téměř o rok. První nezávislý let nového průzkumného letounu se kvůli tomu uskutečnil až 5. března 66th.

V tento den prototyp průzkumného komplexu, který provozovali B. Park a K. Beswick, vzlétl z letecké základny Vandenberg (Kalifornie), získal požadovanou výšku a rychlost, načež operátor resetoval bezpilotní vozidlo. Během separace D-21 # 502 upustil kapotáž hlavy a ocasu, což vedlo ke znatelným problémům. Kapotáž hlavy se roztříštila na kusy, které zasáhly a poškodily převisy. Přesto se D-21 dokázal pravidelným způsobem vzdálit od nosiče a zahájit nezávislý let. Podle vzpomínek K. Besvika trvalo oddělení aparátu jen pár sekund, což se však zdálo jako několik hodin. Při společném letu „matky“a „dcery“fungoval dronový motor, který sice zjednodušil výstup do bodu výpadu, ale vedl k využití značné části dodávky paliva. Při čtvrtinové tankování dokázala zkušená D-21 letět jen asi 100 mil (přibližně 280 km). Poté zařízení kleslo, upustilo kontejner se zařízením a samo se zničilo.

obraz
obraz

Okamžik srážky D-21A # 504 s nosným letadlem. Foto Wvi.com

27. dubna byl při testech použit prototyp číslo 506. S přihlédnutím ke zkušenostem z předchozího testu bylo rozhodnuto upustit od kapotáže padající hlavy. Posádka B. Parka a R. Torika úspěšně splnila svůj úkol a zajistila let zkušeného drona. Ten dokázal létat asi 2070 km. 16. června téhož roku vozidlo č. 505, které vypustily B. Park a K. Beswick, s plným tankováním, urazilo vzdálenost 2870 km.

Další testovací let byl naplánován na 30. července, ve kterém bylo plánováno použití předprodukčního modelu # 504. B. Park a R. Torik znovu zvedli komplex do vzduchu a šli k vypouštěcímu bodu, který byl poblíž atolu Midway. Při odpojování došlo k nehodě. Rázová vlna vycházející z nosného letounu se „dotkla“dronu, v důsledku čehož M-21 ztratila kýl. Při cestovní rychlosti měl letoun neutrální stabilitu, díky čemuž ztráta ocasní jednotky vedla ke ztrátě stability a ovladatelnosti. Letadlo se začalo třást a následná přetížení vedla k jeho zničení. Nos trupu se odtrhl od ostatních jednotek a začal padat.

obraz
obraz

Po srážce se zařízení zhroutilo. Foto Wvi.com

Posádka letadla se dokázala katapultovat, brzy se sesypala a byla vyzvednuta na palubu jedné z lodí v oblasti. B. Park vyvázl s lehkými zraněními a inženýr R. Torik si při vyhození poškodil svůj výškový oblek. Po pádu do oceánu se oblek začal plnit vodou, což vedlo ke smrti specialisty.

Vedoucí oddělení „Skunk Works“K. Johnson z vlastního rozhodnutí zakázal další lety nosičů M-21 s průzkumnými letouny D-21. Názor na rizika spojená s instalací dronu v minimální vzdálenosti od kýlů obdržel nejstrašnější potvrzení. Z důvodu zrušení dalších testovacích letů hrozilo projektu D-21 uzavření.

obraz
obraz

Jediné zbývající letadlo M-21 v leteckém muzeu. Fotografie Wikimedia Commons

Jediné zbývající letadlo M-12 č. 60-6941 z důvodu ukončení testů bylo odesláno na parkoviště. Nikdo neprojevil zájem o toto auto, které ho nechalo delší dobu ve skladu. Později byl přenesen do Seattle Aviation Museum, kde se stále nachází.

Smrt kolegy byla vážnou ranou, ale specialisté Skunk Works přesto našli sílu pokračovat v práci. Autoři projektu D-21 nechtěli znovu riskovat a navrhli novou verzi průzkumného komplexu, která by mohla dramaticky snížit nebezpečí pro dopravce a jeho posádku. Nyní bylo navrženo obejít se bez nadzvukových letadel M-21. Místo toho měl přestavěný bombardér B-52 zvednout zvěda do vzduchu. Nová verze projektu byla označena D-21B. Písmeno „A“bylo přidáno k názvu první verze, resp. Práce pokračovaly.

Doporučuje: