Northrop HL-10 je jedním z 5 letadel v NASA Edwards Flight Research Center (Dryda, Kalifornie). Tyto stroje byly postaveny pro studium a testování bezpečných manévrovacích a přistávacích schopností letounu s nízkou aerodynamickou kvalitou po návratu z vesmíru. Studie s použitím HL -10 a dalších podobných zařízení byly provedeny v červenci 1966 - listopadu 1975.
Na základě teoretických studií na počátku 50. let byl kužel tupého nosu uznán jako nejoptimálnější tvar hlavy slibných balistických raket. Při vstupu do atmosféry uvolněná rázová vlna, která se objevuje před zařízením s takovou hlavou, výrazně snižuje tepelná zatížení a umožňuje zvýšit hmotnost hlavice snížením tloušťky tepelně stíněných povlaků.
Specialisté NACA, kteří se na těchto pracích podíleli, zjistili, že tato závislost je zachována i pro polokužele. Odhalili také další vlastnost: při hypersonickém proudění rozdíl tlakového toku na dolním a horním povrchu vytváří vztlak, což výrazně zvyšuje manévrovatelnost letadla při opouštění oběžné dráhy.
Vozidla s nosnou karoserií (toto schéma dostalo tento název), pokud jde o jejich kluzné vlastnosti, zaujímají mezipolohu mezi balistickými kapslemi a orbitálními letadly. Použití sestupových kapslí v kosmických lodích s posádkou navíc vyžaduje značné náklady na start a obnovu. Mezi výhody „nosných pouzder“patří vysoká dokonalost designu, opakovaná použitelnost, nižší náklady na vývoj ve srovnání s tradičními systémy videokonferencí atd.
Specialisté laboratoře. Ames, (dále jen Amesovo centrum), byl vypočítán model aparátu ve formě tupého půlkužele s rovnou horní plochou. Pro směrovou stabilitu měl využívat dva svislé kýly, které pokračují v obrysech trupu. Vrácená kosmická loď této konfigurace dostala jméno M2.
Podobné studie byly provedeny v Langley Center. Zaměstnanci vypočítali několik schémat pro videokonferenční systém s nosným tělem. Nejslibnějším z nich byl projekt HL-10 („Horizontal Landing“; 10 je pořadové číslo navrhovaného modelu). Zařízení HL-10 mělo téměř kulatý horní povrch uprostřed lodi se třemi kýly, ploché, mírně zakřivené dno.
Vzhledem k vysokému výkonu kosmické lodi zvažovala NASA společně s letectvem v roce 1961 návrhy na jejich využití v lunárním programu pro návrat astronautů. Projekty však nebyly přijaty. I přes škrty ve financování pilotních projektů tato práce díky úsilí nadšenců pokračovala. Jeden model letounu vytvořil zmenšený model letadla a provedl hodové zkoušky. Skutečný úspěch umožnil předvedení záznamů testů vedení středisek Dryden a Ames. První přidělil 10 000 $ z rezervních fondů na výrobu zařízení v plném rozsahu a druhý souhlasil s provedením aerodynamických testů. Zařízení dostalo označení M2-F1.
Šestimetrový model byl vyroben z hliníkových trubek (silová struktura) a překližky (tělo). Dvojice eleonů byla namontována na horním okraji ocasní části. Vnější hliníkové kýly byly vybaveny kormidla. Dobré výsledky vyhození umožnily zahájit pojížděcí testy. Nedostatek vhodného přetaktovacího nástroje si ale vynutil koupi Pontiacu s nuceným motorem, který poskytuje zrychlení 450 kg modelu na 160-195 km / h. Ovládací prvky měly nízkou účinnost a neposkytovaly požadovanou stabilizaci produktu. Problém byl vyřešen odstraněním středového kýlu a vylepšením ovládacích ploch.
V řadě běhů byl model zvednut nad zem do výšky 6 m. Úspěch testů umožnil účastníkům projektu přesvědčit ředitele Drydenova centra, aby zařízení pro vlastní plánování odpojil od auta. Poté začaly vrhací zkoušky modelu, zařízení bylo taženo letounem C-47 do výšky 3-4 km. První klouzavý let se uskutečnil 16. srpna 1963. Celkově M2-F1 prokázal dobrou stabilitu a ovladatelnost.
Velkolepý let nového zařízení, stejně jako nízké náklady na provedenou práci, umožnily rozšířit práci na toto téma.
V polovině roku 1964 americká letecká a kosmická agentura NASA podepsala se společností Northrop smlouvu na stavbu dvou bezkřídlých celokovových opakovaně použitelných vozidel se samonosnou karoserií. Nová vozidla dostala označení HL-10 a M2-F2, které se lišily profilem nosné karoserie.
Vzhledově M2-F2 v podstatě opakoval M2-F1: půlkužel s horním plochým povrchem byl vybaven dvojicí svislých kýlů bez vnějších elevací, kormidla mohla být použita jako brzdové klapky. Aby se rozšířil výhled, byl kokpit posunut dopředu a nos byl prosklený. Aby se snížil odpor a zlepšily se podmínky proudění, bylo tělo modelu mírně prodlouženo. V ocasní části M2-F2 byla umístěna ventrální klapka pro regulaci sklonu, horní povrch trupu byl doplněn dvojicí eleonových klapek, které zajišťovaly ovládání role v protifázi.
Trup Northrop HL-10 byl obrácený polokón se zaobleným horním trupem a plochým dnem. Navíc tam byl centrální kýl. V ocasní části byly instalovány dvě lichoběžníkové elevány s malými štíty. Na vnějších kýlech byly namontovány vyvažovací panely a centrální kýl byl rozděleným kormidlem. Vyvažovací panely a štíty eleonů byly použity ke stabilizaci pouze během trans- a nadzvukového letu. Při klouzání po aktivním úseku rychlostí M = 0, 6-0, 8 byly opraveny, aby se během přistání zabránilo prudkému snížení aerodynamické kvality. Odhadovaná rychlost přistání měla být asi 360 km / h.
Vzhledem k tomu, že raketová letadla byla vyvíjena v poměrně přísných finančních omezeních, byla z důvodu úspory peněz vozidla vybavena hotovými jednotkami a prvky: hlavní podvozek byl převzat ze stíhačky F-5, vystřelovacího sedadla stíhačky F-106 sedadlo, přední podpora - z letounu T -39.
Přístrojové vybavení letadla se vyznačovalo také svou jednoduchostí - při prvních letech jim dokonce chyběly snímače polohy. Hlavními měřicími nástroji jsou senzory akcelerometru, výškoměru, rychlosti, skluzu a úhlu náběhu.
Obě vozidla byla vybavena motorem XLR-11 (tah 3,6 tuny), který byl krátce používán na letounech X-15. Pro zvýšení doletu při nouzovém přistání byly M2-F2 a HL-10 vybaveny pomocnými raketovými motory na kapalné palivo poháněnými peroxidem vodíku.
Palivové nádrže modelů během hodových zkoušek byly naplněny vodou o hmotnosti 1,81 tuny.
12. července 1966 se uskutečnil první klouzavý let M2-F2. Model vážící 2,67 tuny byl od B-52 oddělen ve výšce 13500 m rychlostí M = 0,6 (697 km / h). Autonomní let trval 3 minuty 37 sekund. 10. května 1967 došlo k nouzovému přistání. Důvodem ztráty kontroly byl „holandský krok“, během kterého byl úhel náklonu 140 stupňů.
Bylo rozhodnuto obnovit zchátralý aparát úpravou konstrukce. Aby byla u modelu, který obdržel označení M2-F3, zajištěna boční stabilita, byl do řídicího systému instalován středový kýl a bloky proudových motorů.
Zkoušky hodu byly obnoveny v červnu 1970. O šest měsíců později se uskutečnil první let se zahrnutím trvanlivého raketového motoru na kapalné palivo. V závěrečné fázi testování, dokončené v roce 1972, byl M2-F3 používán k řešení různých pomocných úkolů, včetně vývoje systému dálkového ovládání v rámci programu Space Shuttle. Letové vlastnosti modelu byly také vyhodnoceny v režimech letu s omezující nadmořskou výškou a rychlostí.
V prosinci 1966 začaly vrhací zkoušky HL-10. Pro ně byl také použit B-52. Úplně první autonomní let byl komplikován vážnými problémy - ovladatelnost v příčném směru byla extrémně neuspokojivá, účinnost výškovek během zatáček prudce klesala. Tato vada byla odstraněna výraznou revizí vnějších kýlů, které vytvářely proudění po ovládacích plochách.
Na jaře 1968 pokračovaly plánované lety Northrop HL-10. První spuštění raketového motoru na kapalné palivo se uskutečnilo v říjnu 1968.
HL-10 byl také použit v zájmu raketoplánu. Poslední dva lety aparátu, provedené v létě 1970, byly věnovány nácviku přistání se zapnutou elektrárnou. Za tímto účelem byl XLR-11 nahrazen třemi raketovými motory na kapalné palivo s peroxidem vodíku.
Experiment byl obecně považován za úspěšný - motory pracující během přistání zmenšily úhel sestupové dráhy z 18 na 6 stupňů. Pilot zařízení však poznamenal, že navzdory práci pozemních naváděcích prostředků došlo k určitým obtížím při určování okamžiku zapnutí raketových motorů.
Za celé testovací období dokončil HL-10 37 spuštění. Současně model stanovil rekordní výšku (27,5 km) a rychlost (M = 1,86) pro raketové kluzáky s nosným tělem.
Taktické a technické vlastnosti:
Délka - 6,45 m;
Výška - 2,92 m;
Rozpětí křídel - 4, 15 m;
Plocha křídla - 14, 9 m²;
Prázdná hmotnost - 2397 kg;
Celková hmotnost - 2721 kg;
Maximální vzletová hmotnost - 4540 kg (palivo - 1604 kg);
Elektrárna-čtyřkomorový raketový motor Reaction Motors XLR-11 (tah až 35,7 kN);
Letový dosah - 72 km;
Praktický strop - 27524 m;
Maximální rychlost - 1976 km / h;
Koeficient tahu na jednotku hmotnosti je 1: 0, 99;
Plošné zatížení - 304, 7 kg / m²;
Posádka - 1 osoba.
Připraveno na základě materiálů:
