North American SM-64 Navaho — проект сверхзвуковой межконтинентальной крылатой ракеты , созданный компанией North American Aviation (NAA). Окончательная конструкция была способна доставить ядерное оружие в СССР с баз на территории США при крейсерской скорости 3 Маха (3700 км / ч; 2300 миль в час) на высоте 60 000 футов (18 000 м). Ракета названа в честь народа навахо .
Первоначальный проект 1946 года предусматривал создание системы относительно малой дальности — планирующего оружия, основанного на конструкции крылатой ракеты Фау-2 . Со временем требования неоднократно расширялись, как из-за стремления ВВС США к системам большей дальности, так и из-за конкуренции со стороны аналогичного оружия, которое успешно заполнило нишу меньшей дальности. Это привело к созданию новой конструкции, основанной на крылатой ракете с прямоточным воздушно-реактивным двигателем, которая также превратилась в серию все более крупных версий, а также ракет-носителей для запуска их на максимальную скорость.
В этот период ВВС США разрабатывали SM-65 Atlas , основанный на ракетной технологии, разработанной для навахо. Атлас достиг тех же целей по производительности, но мог сделать это, измеряя общее время полета минутами, а не часами, и летал на скоростях и высотах, которые делали их невосприимчивыми к перехвату, а не просто очень трудными для перехвата, как в случае с Навахо. С запуском «Спутника-1» в 1957 году и возникшими опасениями по поводу нехватки ракет «Атлас» получил высший авторитет в области разработки. Навахо продолжал работать в качестве резервного варианта, прежде чем его закрыли в 1958 году, когда Атлас успешно созрел.
Хотя «Навахо» не поступил на вооружение, его разработка позволила провести полезные исследования в ряде областей. Вариантом планера Навахо с одним турбореактивным двигателем стал AGM-28 Hound Dog , который доставлялся к своим целям на Boeing B-52 Stratofortress , а затем пролетал остаток пути со скоростью около 2 Маха. Использовалась система наведения. руководить первыми подводными лодками Polaris . Конструкция разгонного двигателя, переданная новой дочерней компании NAA Rocketdyne , использовалась в различных версиях самолетов Atlas, PGM-11 Redstone , PGM-17 Thor , PGM-19 Jupiter , Mercury-Redstone и серии Juno ; следовательно, он является прямым предком двигателей, используемых для запуска лунных ракет Сатурн I и Сатурн V.
Немцы в ходе войны представили ряд новых «чудо-оружий» , представлявших большой интерес для всех союзных войск. Реактивные двигатели уже широко использовались после их появления в Великобритании, но летающая бомба Фау-1 и ракета Фау-2 представляли собой технологии, которые не были разработаны где-либо еще. При использовании немцами это оружие имело относительно небольшой стратегический эффект, и его приходилось стрелять тысячами, чтобы нанести какой-либо реальный ущерб. Но если бы на вооружении было ядерное оружие , даже одно такое оружие могло бы нанести ущерб, эквивалентный тысячам обычных вооруженных версий, и это направление исследований было быстро продолжено ВВС США (USAAF) в конце 1944 года. [1]
Ванневар Буш из Научно-консультативного совета ВВС США был убежден, что пилотируемые или автоматизированные самолеты, такие как Фау-1, были единственным возможным решением для задач на дальних дистанциях. Баллистическая ракета , способная нести даже самую маленькую боеголовку, появится «как минимум через десять лет», и, когда его прямо спросили по этой теме, он отметил:
На мой взгляд, такое невозможно. Я не думаю, что кто-то в мире знает, как это сделать, и я уверен, что это не будет сделано в течение очень долгого времени. [2]
Армейские планировщики начали планировать создание широкого спектра послевоенных ракетных систем, от баллистических ракет малой дальности до летающих бомб большой дальности. После серьезных внутренних дебатов среди родов войск в августе 1945 года они были систематизированы в секретном документе, в котором описывалось множество таких систем, в том числе различные крылатые ракеты , в основном Фау-1 с увеличенной дальностью полета и большей полезной нагрузкой, необходимой для перевозки ядерной боеголовки. [3] Было три общих контура в зависимости от дальности: один для ракеты, летящей на расстояние от 175 до 500 миль (282–805 км), другой от 500 до 1500 миль (800–2410 км) и, наконец, один для дальности полета от 1500 до 5000 миль (2400 км). –8000 км). Будут рассмотрены как дозвуковые, так и сверхзвуковые конструкции. [4]
31 октября 1945 года различные предложения были разосланы семнадцати авиационным фирмам. Из множества полученных предложений шесть компаний получили контракты на разработку. Все заявки на требования большей дальности были основаны на конструкциях крылатых ракет, тогда как образцы меньшей дальности представляли собой смесь конструкций. Им были присвоены обозначения в соответствии с серией «MX» Экспериментально-инженерного отдела USAAF.
Главный конструктор NAA Датч Киндельбергер был убежден, что будущее за ракетами, и нанял Уильяма Боллая из Бюро аэронавтики ВМС США для управления недавно созданной исследовательской лабораторией. Боллай ранее руководил разработкой турбореактивных двигателей ВМФ . Боллай прибыл, чтобы ознакомиться с предложениями армии, и решил представить проект малой дальности, основанный на крылатой баллистической ракете, основанной на немецкой конструкции А-4b (иногда известной как А-9), разработке базового Фау-2. 24 марта 1946 года НАА получила письменный контракт W33-038-ac-1491 на эту ракету, получившую обозначение MX-770. Первоначальная конструкция предусматривала дальность полета 500 миль (800 км) с полезной нагрузкой 2000 фунтов (910 кг), но 26 июля она была увеличена до 3000 фунтов (1400 кг). [5]
Был также принят ряд других проектов, но все это были конструкции крылатых ракет, отвечающие требованиям большей дальности. Это были MX-771-A Мартина для дозвуковой ракеты и -B для сверхзвуковой версии, MX-772-A и -B от Curtiss-Wright , MX-773-A и -B от Republic Aircraft , а также MX-775- A и -B от Northrop . Предполагалось, что в производство будут запущены одна дозвуковая и одна сверхзвуковая конструкции, которым были присвоены обозначения ССМ-А-1 и ССМ-А-2 соответственно. [4] Единственная баллистическая ракета в группе, MX-774, досталась компании Consolidated-Vultee . [2]
Когда президент Гарри С. Трумэн приказал резко сократить военные расходы на 1947 финансовый год в рамках доктрины Трумэна , ВВС США были вынуждены существенно сократить свою программу разработки ракет. Финансирование ракет было сокращено с 29 до 13 миллионов долларов (с 380 до 170 миллионов долларов в сегодняшних долларах). [2] Во время так называемого «черного Рождества 1946 года» многие первоначальные проекты были отменены, а оставшиеся компании работали над одним дизайном вместо двух. [6] Только Мартин продолжил разработку дозвуковой конструкции, их MX-771-A, поставив первый SSM-A-1 Matador в 1949 году. Остальным компаниям было приказано работать только над сверхзвуковыми конструкциями. [7]
NAA начало экспериментировать с ракетными двигателями в 1946 году, запуская ракеты на стоянке компании и защищая автомобили, паркуя бульдозер перед двигателями. Сначала они использовали конструкцию Aerojet с усилием 1100 фунтов силы (4900 Н) , а затем разработали собственную модель с усилием 300 фунтов силы (1300 Н). К весне 1946 года трофейные немецкие данные начали распространяться по отрасли. В июне 1946 года команда решила отказаться от собственных разработок и построить новый двигатель на базе модели 39 Фау-2. [5]
В конце 1946 года два двигателя модели 39 были отправлены в НАА для изучения, где они получили обозначение XLR-41 Mark I. «XLR» означало «экспериментальную жидкостную ракету», новую систему обозначения, используемую ВВС армии. . Они использовали их в качестве основы для перехода от метрических мер к измерениям SAE и американским строительным технологиям, которые они назвали Mark II. [5]
В течение этого периода компания получила ряд отчетов позднего периода войны о разработке двигателя модели 39a для V-2, в котором восемнадцать отдельных камер сгорания оригинальной модели были заменены одной пластиной с «душевой головкой» внутри одной камеры большего размера. Это не только упростило конструкцию, но и сделало ее легче и улучшило характеристики. Немцам так и не удалось заставить это работать из-за нестабильности сгорания, и они продолжали использовать более раннюю конструкцию, несмотря на более низкие характеристики. [5]
Команда, разработавшая двигатель, теперь находилась в Соединенных Штатах после того, как была захвачена в ходе операции «Скрепка» . Многие из них создавали новые исследовательские проекты, финансируемые армией, под руководством Вернера фон Брауна . Компания наняла Дитера Хузеля в качестве координатора между NAA и армейской ракетной группой. В сентябре 1947 года компания приступила к разработке двигателя с душевой насадкой, который они назвали Mark III. Первоначально целью было достичь тяги модели 39 в 56 000 фунтов силы (250 000 Н), но при этом быть на 15% легче. [5]
Работа над Mark II продолжалась, и детальное проектирование было завершено в июне 1947 года. В марте компания арендовала большой участок земли в западной долине Сан-Фернандо к северу от Лос-Анджелеса, в горах Санта-Сусана, для использования в испытаниях больших двигателей. . Центр ракетных испытаний был построен с использованием корпоративных средств в размере 1 миллиона долларов (что эквивалентно 13 105 812 долларов США в 2022 году) и 1,5 миллиона долларов США (что эквивалентно 19 658 718,3 долларов США в 2022 году) ВВС США. Первые детали начали поступать в сентябре. Разработка Mark III шла параллельно с использованием уменьшенной версии, развивающей силу 3300 фунтов (15 000 Н), из которой можно было стрелять на стоянке. Команда внесла в это ряд изменений и в конечном итоге устранила проблемы со сгоранием. [5]
Другой набор немецких исследовательских работ, полученных NAA, касался работ над сверхзвуковыми прямоточными воздушно-реактивными двигателями, которые, по-видимому, сделали возможным создание сверхзвуковой крылатой ракеты. Боллай начал серию параллельных дизайнерских проектов; Фаза 1 представляла собой первоначальную конструкцию ускоренного планирования , Фаза 2 представляла собой конструкцию, в которой использовались прямоточные воздушно-реактивные двигатели, а Фаза 3 представляла собой исследование того, какой тип ракеты-носителя потребуется, чтобы разогнать корабль Фазы 2 до скорости с помощью системы вертикального запуска. [5]
Тем временем аэродинамики компании обнаружили, что конструкция стреловидного крыла А-4b по своей природе нестабильна на околозвуковых скоростях . Они изменили конструкцию ракеты, сделав треугольное крыло в крайней задней части и переднее оперение в носовой части. Инженеры, работающие над инерциальной навигационной системой (INS), изобрели совершенно новую конструкцию, известную как кинетический акселерометр с двойным интегрированием (KDIA), который измерял не только скорость, как в версии Фау-2, но затем интегрировал ее для определения местоположения. Это означало, что автопилоту просто нужно было сравнить местоположение цели с текущим местоположением, полученным от INS, чтобы разработать поправку, если таковая имеется, необходимую для возврата ракеты на цель.
Итак, к июню 1947 года первоначальная конструкция А-4b была изменена во всех отношениях; двигатель, планер и навигационные системы теперь были новыми.
В сентябре 1947 года ВВС США были отделены от армии США . В рамках разделения силы согласились разделить текущие проекты разработки в зависимости от дальности: армия возьмет на себя все проекты с дальностью 1000 миль (1600 км) или меньше, а ВВС - все, что выше этой. MX-770 был значительно ниже этого предела, но вместо того, чтобы передать его армейскому управлению вооружений, которое работало с фон Брауном над баллистическими ракетами, в феврале 1948 года ВВС потребовали, чтобы NAA удвоило дальность полета MX-770, чтобы поставить это в сферу влияния ВВС.
Изучая работу, проделанную на сегодняшний день, NAA отказалось от концепции ускоренного планирования и перешло к крылатой ракете с прямоточным воздушно-реактивным двигателем в качестве основной конструкции. Даже с учетом более эффективной тяги ПВРД ракета должна была бы быть на 33% больше, чтобы достичь требуемой дальности. Это потребовало более мощного разгонного двигателя для питания пусковой установки, поэтому требования к XLR-41 Mark III были повышены до 75 000 фунтов силы (330 000 Н). Система INS N-1 дрейфовала со скоростью 1 милю в час, поэтому на максимальной дальности она не могла соответствовать CEP ВВС в 2500 футов (760 м) . Компания начала разработку N-2, чтобы удовлетворить эту потребность и обеспечить значительный запас хода, если потребуется большая дальность полета. По сути, это был механизм Н-1, соединенный со звездным трекером , который предоставлял обновления в середине курса для корректировки любого накопленного дрейфа. [5]
ВВС присвоили ракете обозначение XSSM-A-2, а затем наметили трехэтапный план разработки. На первом этапе существующая конструкция будет использоваться для разработки технологий и в качестве испытательного полигона для различных концепций запуска, включая оригинальную концепцию ракеты-носителя, а также запусков на ракетных гусеницах и версий, сбрасываемых с воздуха. Фаза 2 увеличит дальность действия ракеты до 2000–3000 миль (3200–4800 км), а фаза 3 еще больше увеличит ее до межконтинентальных 5000 миль (8000 км) с более тяжелой боеголовкой массой 10 000 фунтов (4500 кг). Эволюция конструкции завершилась в июле 1950 года спецификацией системы вооружения ВВС 104А. В соответствии с этим новым требованием целью программы была разработка ядерной ракеты дальностью 5500 миль (8900 км). [8]
В соответствии с WS-104A программа Навахо была разбита на три проекта по управляемым ракетам. Первой из этих ракет была North American X-10 , летающая машина поддиапазона, предназначенная для проверки общей аэродинамики, технологий наведения и управления для второй и третьей машин. X-10 представлял собой, по сути, беспилотный высокопроизводительный реактивный самолет, оснащенный двумя форсажными турбореактивными двигателями Westinghouse J40 и оснащенный убирающимся шасси для взлета и посадки. Он был способен развивать скорость до 2 Маха и мог пролететь почти 500 миль (800 км). Его успех на авиабазе Эдвардс, а затем на мысе Канаверал подготовил почву для разработки второй машины: XSSM-A-4, Navaho II или G-26. [9]
Вторая ступень, G-26, представляла собой почти полноразмерную ядерную машину навахо. Запущенный вертикально с помощью жидкотопливного ракетного ускорителя, G-26 должен был взлететь вверх до тех пор, пока не достиг скорости примерно 3 Маха и высоты 50 000 футов (15 000 м). В этот момент ракета-носитель будет израсходована, и ПВРД машины загорятся, чтобы направить машину к цели. В период с 1956 по 1957 год G-26 произвел в общей сложности 10 пусков со стартового комплекса 9 (LC-9) на базе ВВС на мысе Канаверал (CCAFS). Стартовый комплекс 10 (LC-10) также был задействован в программе Навахо, но ни один Г-26 с него никогда не запускался (он использовался только для наземных испытаний планируемой переносной пусковой установки).
Последняя боевая версия, G-38 или XSM-64A, имела ту же базовую конструкцию, что и G-26, только большего размера. Он включал в себя множество новых технологий, титановые компоненты, карданные ракетные двигатели, комбинацию топлива керосина и LOX и полностью полупроводниковое электронное управление. Ни один из них никогда не летал, программа была отменена до того, как был завершен первый блок. Передовая технология ракетного ускорителя впоследствии использовалась в других ракетах, включая межконтинентальную баллистическую ракету «Атлас» , а инерциальная система наведения позже использовалась в качестве системы наведения на первых американских атомных подводных лодках.
Разработка ракетного двигателя первой ступени для Навахо началась с двух модернизированных двигателей Фау-2 в 1947 году. В том же году был разработан двигатель фазы II, XLR-41-NA-1, упрощенная версия Фау-2. двигатель изготовлен из американских комплектующих. Двигатель фазы III, XLR-43-NA-1 (также называемый 75K), имел цилиндрическую камеру сгорания с экспериментальной немецкой форсункой с набегающим потоком. Инженеры компании North American решили проблему стабильности сгорания, которая не позволила использовать его в Фау-2, и двигатель был успешно испытан на полной мощности в 1951 году. Двигатель фазы IV, XLR-43-NA-3 (120K), заменил плохо охлаждаемую тяжелую стенку немецкого двигателя на паяную трубчатую конструкцию («спагетти»), которая стала новым стандартным методом регенеративного охлаждения в американских двигателях. Его двухмоторная версия XLR-71-NA-1 (240K) использовалась в G-26 Navaho. С улучшенным охлаждением был разработан более мощный керосиновый вариант трехмоторного XLR-83-NA-1 (405К), использовавшегося на G-38 Navaho. Со всеми элементами современного двигателя (кроме колоколообразного сопла) это привело к созданию двигателей «Атлас», «Тор» и «Титан».
Первая попытка запуска 6 ноября 1956 года провалилась после 26 секунд полета. За этим последовало десять неудачных запусков, прежде чем еще один успешно стартовал 22 марта 1957 года с продолжительностью полета 4 минуты 39 секунд. Попытка 25 апреля взорвалась через несколько секунд после старта, а полет 26 июня продлился всего 4 минуты 29 секунд. [10]
Официально программа была отменена 13 июля 1957 года, после того как первые четыре запуска закончились неудачей. На самом деле программа устарела к середине 1957 года, поскольку в июне начались летные испытания первой МБР «Атлас», а БРСД «Юпитер» и «Тор» подавали большие надежды. Однако эти баллистические ракеты были бы невозможны без разработки жидкотопливных ракетных двигателей, осуществленных в рамках программы Навахо. Запуск советского спутника «Спутник» в октябре 1957 года положил конец навахо только тогда, когда ВВС перевели свои деньги на исследования в межконтинентальные баллистические ракеты. Но технологии, разработанные для «Навахо», были повторно использованы в 1957 году при разработке AGM-28 Hound Dog , ядерной крылатой ракеты, производство которой началось в 1959 году.
Советский Союз работал над параллельными проектами: Мясищева РСС-40 «Буран» и Лавочкина « Буря », а чуть позже — Туполевского Ту-123 . Первые два типа также представляли собой большие прямоточные воздушно-реактивные двигатели с ракетным двигателем, а третий - с турбореактивным двигателем. С отменой проекта «Навахо» и обещанием использовать межконтинентальные баллистические ракеты в качестве стратегических ракет, первые две также были отменены, хотя проект Лавочкина, имевший несколько успешных испытательных полетов, продолжался в целях исследований и разработок, а «Туполев» был переработан в большой и быстрый разведывательный дрон.
.png/1280px-Flag_of_the_United_States_(23px).png){kind=small}
США : ВВС США отменили программу, прежде чем принять навахо на вооружение..jpg/1280px-CCAFS_Navaho_(Large).jpg)
Один оставшийся X-10 выставлен в Галерее исследований и разработок Музея ВВС США.
Ракета-носитель навахо, хотя и не отмечена как таковая, в настоящее время выставлена перед постом VFW в Форт-Маккой, Флорида.
Другая оставшаяся ракета Навахо ранее была выставлена за пределами южных входных ворот базы ВВС на мысе Канаверал во Флориде. Этот выживший был поврежден ураганом «Мэттью» 7 октября 2016 года [11] , но был восстановлен Фондом Музея космоса и ракет и повторно установлен в марте 2021 года. [12]
В сериале 1960-х годов «Люди в космос» кадры испытаний SM-64 и X-10 на авиабазе Эдвардс использовались для изображения приземления космических кораблей на взлетно-посадочной полосе в пустыне.
Данные из [ нужна ссылка ]
Общие характеристики
Производительность
Вооружение
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
