North American SM-64 Navaho — проект сверхзвуковой межконтинентальной крылатой ракеты, разработанный компанией North American Aviation (NAA). Окончательный проект был способен доставлять ядерное оружие в СССР с баз в США, совершая полет со скоростью 3 Маха (3700 км/ч; 2300 миль/ч) на высоте 60 000 футов (18 000 м). Название ракеты представляет собой аббревиатуру North American Vehicle using Alcohol and Hydrogen peroxide and Oxygen.
Первоначальный проект 1946 года предусматривал относительно ближнюю систему, ракетно-планирующее оружие на основе крылатой ракеты V-2 . Со временем требования неоднократно расширялись, как из-за желания ВВС США иметь более дальнобойные системы, так и из-за конкуренции со стороны аналогичного оружия, которое успешно заполнило нишу с меньшей дальностью. Это привело к появлению новой конструкции на основе крылатой ракеты с прямоточным воздушно-реактивным двигателем , которая также развилась в серию все более крупных версий, вместе с ракетами-носителями для их разгона.
В этот период ВВС США разрабатывали SM-65 Atlas , основанный на ракетной технологии, разработанной для Navaho. Atlas соответствовал тем же целям производительности, но мог делать это с общим временем полета, измеряемым в минутах, а не часами, и летать на скоростях и высотах, которые делали их неуязвимыми для перехвата, в отличие от просто очень трудных для перехвата, как в случае Navaho. С запуском Спутника 1 в 1957 году и последующими опасениями разрыва в ракетах , Atlas получил наивысшие полномочия по разработке. Navaho продолжался в качестве резерва, прежде чем был отменен в 1958 году, когда Atlas успешно созрел.
Хотя Navaho не поступил на вооружение, его разработка обеспечила полезные исследования в ряде областей. Версия планера Navaho, оснащенная одним турбореактивным двигателем , стала AGM-28 Hound Dog , которая доставлялась к своим целям на Boeing B-52 Stratofortress , а затем пролетела остаток пути со скоростью около 2 Маха. Система наведения использовалась для наведения первых подводных лодок Polaris . Конструкция двигателя-ускорителя, переданная новому дочернему предку NAA Rocketdyne , использовалась в различных версиях Atlas, PGM-11 Redstone , PGM-17 Thor , PGM-19 Jupiter , Mercury-Redstone и серии Juno ; поэтому она является прямым предком двигателей, используемых для запуска лунных ракет Saturn I и Saturn V.
Немцы представили ряд новых «чудо-оружий» во время войны, которые представляли большой интерес для всех союзных войск. Реактивные двигатели уже широко использовались после их появления в Великобритании, но летающая бомба V-1 и ракета V-2 представляли собой технологии, которые не были разработаны в других местах. В немецком использовании это оружие имело относительно небольшой стратегический эффект и должно было быть запущено тысячами, чтобы нанести какой-либо реальный ущерб. Но если бы оно было вооружено ядерным оружием , даже одно такое оружие нанесло бы ущерб, эквивалентный тысячам обычных вооруженных версий, и это направление исследований было быстро подхвачено Военно-воздушными силами США (USAAF) в конце 1944 года. [1]
Ванневар Буш из Научно-консультативного совета ВВС США был убежден, что пилотируемые или автоматизированные самолеты, такие как V-1, были единственным возможным решением для задач большой дальности. Баллистическая ракета, способная нести даже самую маленькую боеголовку, появится «как минимум через десять лет», и когда его напрямую спросили об этом, он отметил:
По моему мнению, это невозможно. Я не думаю, что кто-либо в мире знает, как это сделать, и я уверен, что это не будет сделано в течение очень долгого времени. [2]
Армейские планировщики начали планировать широкий спектр послевоенных ракетных систем, которые варьировались от баллистических ракет малой дальности до летающих бомб большой дальности. После значительных внутренних дебатов среди подразделений армии в августе 1945 года они были кодифицированы в секретном документе, описывающем многие такие системы, среди которых были различные крылатые ракеты , в основном V-1 с увеличенной дальностью и большей полезной нагрузкой, необходимой для переноски ядерной боеголовки. [3] Было три общих плана 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 расстояния от 1500 до 5000 миль (2400–8000 км). Рассматривались как дозвуковые, так и сверхзвуковые конструкции. [4]
Главный конструктор NAA, Датч Киндельбергер , был убежден, что будущее за ракетами, и нанял Уильяма Боллая из Бюро аэронавтики ВМС США для управления их недавно сформированной исследовательской лабораторией. Боллай ранее руководил разработкой турбореактивных двигателей ВМС . Боллай прибыл, чтобы ознакомиться с предложениями армии, и решил представить проект малой дальности на основе крылатой баллистической ракеты, созданной на основе немецкой конструкции A-4b (иногда известной как A-9), развитие базовой V-2. 24 марта 1946 года NAA получила письмо-контракт W33-038-ac-1491 на эту ракету, обозначенную как MX-770. Первоначальный проект предусматривал дальность 500 миль (800 км) с полезной нагрузкой 2000 фунтов (910 кг), но 26 июля ее увеличили до 3000 фунтов (1400 кг). [5]
Также были приняты несколько других проектов, но все они были проектами крылатых ракет для удовлетворения требований большей дальности. Это были MX-771-A от Martin для дозвуковой ракеты и -B для сверхзвуковой версии, MX-772-A и -B от Curtiss-Wright , MX-773-A и -B от Republic Aircraft и MX-775-A и -B от Northrop . Предполагалось, что в производство будут запущены один дозвуковой и один сверхзвуковой проект, и им были присвоены обозначения SSM-A-1 и SSM-A-2 соответственно. [4] Единственная баллистическая ракета в группе, MX-774, досталась Consolidated-Vultee . [2]
Когда президент Гарри С. Трумэн приказал значительно 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 миллионов долларов до 13 миллионов долларов (с 396 миллионов до 177 миллионов долларов в сегодняшних долларах). [2] В то, что стало известно как «черное Рождество 1946 года», многие из первоначальных проектов были отменены, а оставшиеся компании работали над одним проектом вместо двух. [6] Только Martin продолжила разработку дозвукового проекта, своего MX-771-A, поставив первый SSM-A-1 Matador в 1949 году. Остальным компаниям было приказано работать только над сверхзвуковыми проектами. [7]
NAA начала экспериментировать с ракетными двигателями в 1946 году, запуская ракеты на парковке компании и защищая автомобили, паркуя бульдозер перед двигателями. Сначала они использовали конструкцию с усилием 1100 фунтов (4900 Н) от Aerojet , а затем разработали собственную модель с усилием 300 фунтов (1300 Н). К весне 1946 года захваченные немецкие данные распространились по всей отрасли. В июне 1946 года команда решила отказаться от собственных разработок и построить новый двигатель на основе модели 39 V-2. [5]
В конце 1946 года два двигателя Model 39 были отправлены в NAA для изучения, где их обозначили как XLR-41 Mark I. «XLR» означало «eXperimental Liquid Rocket» — новую систему обозначений, используемую ВВС США. Они использовали их в качестве основы для перевода из метрических единиц в единицы SAE и методы строительства США, которые они назвали Mark II. [5]
В этот период компания получила ряд отчетов о разработках двигателя Model 39a для V-2, в котором восемнадцать отдельных камер сгорания оригинальной модели были заменены на одну пластину «душевой головки» внутри одной более крупной камеры. Это не только упростило конструкцию, но и сделало ее легче и улучшило производительность. Немцы так и не смогли заставить это работать из-за нестабильности сгорания и продолжили использовать более раннюю конструкцию, несмотря на более низкую производительность. [5]
Команда, которая спроектировала двигатель, теперь находилась в Соединенных Штатах после того, как была захвачена в ходе операции «Скрепка» . Многие из них создавали новую финансируемую армией исследовательскую работу под руководством Вернера фон Брауна . Компания наняла Дитера Хуцеля в качестве координатора между NAA и армейской ракетной группой. В сентябре 1947 года компания начала проектирование двигателя, включающего конструкцию душевой головки, который они назвали Mark III. Первоначально целью было достичь тяги в 56 000 фунтов силы (250 000 Н) модели 39, но 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. Был построен ракетный испытательный центр, на который было потрачено 1 миллион долларов (что эквивалентно 13 645 306 долларам в 2023 году) корпоративных средств и 1,5 миллиона долларов (что эквивалентно 20 467 958,3 долларам в 2023 году) от ВВС США. Первые детали начали поступать в сентябре. Разработка Mark III шла параллельно с использованием уменьшенной версии, развивающей 3300 фунтов силы (15 000 Н), которую можно было запускать на парковке. Команда внесла ряд изменений в нее и в конечном итоге устранила проблемы со сгоранием. [5]
Другой набор немецких исследовательских работ, полученных NAA, касался работы над сверхзвуковыми прямоточными воздушно-реактивными двигателями, которые, казалось, делали возможным создание сверхзвуковой крылатой ракеты. Боллей начал серию параллельных проектов; Фаза 1 была оригинальной конструкцией планирующего ракетного ускорителя , Фаза 2 была конструкцией, которая использовала прямоточные воздушно-реактивные двигатели, а Фаза 3 была исследованием того, какой тип ракеты-носителя потребуется для разгона транспортного средства Фазы 2 с вертикальной стартовой системы. [5]
Тем временем специалисты по аэродинамике в компании обнаружили, что конструкция стреловидного крыла A-4b изначально нестабильна на околозвуковых скоростях . Они перепроектировали ракету с треугольным крылом в крайней задней части и утками в носовой части. Инженеры, работающие над инерциальной навигационной системой (ИНС), изобрели совершенно новую конструкцию, известную как кинетический двухинтегрирующий акселерометр (KDIA), который измерял не только скорость, как в версии V-2, но затем интегрировал ее для определения местоположения. Это означало, что автопилоту просто нужно было сравнить местоположение цели с текущим местоположением от ИНС, чтобы разработать поправку, если таковая требовалась, чтобы вернуть ракету на цель.
Таким образом, к июню 1947 года первоначальная конструкция A-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 по разработке на основе дальности, при этом армия взяла все проекты с дальностью 1000 миль (1600 км) или меньше, а ВВС — все, что выше этого предела. MX-770 был значительно ниже этого предела, но вместо того, чтобы передать его Департаменту вооружений армии, который работал с фон Брауном над баллистическими ракетами, в феврале 1948 года ВВС запросили у NAA удвоить дальность MX-770, чтобы передать его в сферу ВВС.
Изучив проделанную работу на сегодняшний день, NAA отказалась от концепции планирующего ракетного двигателя и перешла к крылатой ракете с прямоточным воздушно-реактивным двигателем в качестве основной конструкции. Даже с более эффективной тягой, предлагаемой прямоточными воздушно-реактивными двигателями, ракета должна была быть на 33% больше, чтобы достичь требуемой дальности. Это потребовало более мощного ускорительного двигателя для питания пусковой установки, поэтому требование к XLR-41 Mark III было увеличено до 75 000 фунтов силы (330 000 Н). Система INS N-1 дрейфовала со скоростью 1 милю в час, поэтому на своей максимальной дальности она не могла бы соответствовать КВО ВВС в 2500 футов (760 м) . Компания начала разработку N-2, чтобы удовлетворить эту потребность и обеспечить значительный запас по высоте, если бы потребовалась большая дальность. По сути, это был механизм N-1, сопряженный с астротрекером , который обеспечивал бы обновления на среднем участке пути для коррекции любого накопленного дрейфа. [5]
Военно-воздушные силы присвоили ракете обозначение XSSM-A-2, а затем наметили трехэтапный план разработки. Для Фазы 1 существующая конструкция будет использоваться для разработки технологий и в качестве испытательного стенда для различных концепций запуска, включая оригинальную концепцию ускорителя, а также запуски с ракетного трека и версии сбрасывания с воздуха. Фаза 2 увеличит дальность ракеты до 2000–3000 миль (3200–4800 км), а Фаза 3 еще больше увеличит ее до межконтинентальной 5000 миль (8000 км) при переносе более тяжелой боеголовки весом 10000 фунтов (4500 кг). Развитие конструкции завершилось в июле 1950 года спецификациями Военно-воздушных сил системы оружия 104A. Согласно этим новым требованиям, целью программы была разработка ядерной ракеты с дальностью 5500 миль (8900 км). [8]
В рамках WS-104A программа Navaho была разделена на три проекта управляемых ракет. Первой из этих ракет была North American X-10 , летающее субдальнобойное транспортное средство для доказательства общей аэродинамики, наведения и технологий управления для транспортных средств два и три. X-10 был по сути беспилотным высокопроизводительным реактивным самолетом, оснащенным двумя турбореактивными двигателями Westinghouse J40 с форсажем и оснащенным 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 второго транспортного средства: XSSM-A-4, Navaho II или G-26. [9]
Второй этап, G-26, был почти полноразмерным ядерным транспортным средством Navaho. Запущенный вертикально с помощью жидкостного ракетного ускорителя, G-26 должен был взлететь вверх, пока не достигнет скорости примерно 3 Маха и высоты 50 000 футов (15 000 м). В этот момент ускоритель должен был быть израсходован, а прямоточные воздушно-реактивные двигатели транспортного средства зажигались, чтобы доставить транспортное средство к цели. G-26 совершил в общей сложности 10 запусков со стартового комплекса 9 (LC-9) на базе ВВС на мысе Канаверал (CCAFS) в период с 1956 по 1957 год. Стартовый комплекс 10 (LC-10) также был назначен для программы Navaho, но ни один G-26 никогда не запускался с него (он использовался только для наземных испытаний запланированной переносной пусковой установки).
Окончательная оперативная версия, G-38 или XSM-64A, имела ту же базовую конструкцию, что и G-26, только большего размера. Она включала в себя многочисленные новые технологии, титановые компоненты, карданные ракетные двигатели, комбинацию керосина/ жидкого оксида кислорода и полностью твердотельное электронное управление. Ни одна из них так и не была запущена в полет, программа была отменена до завершения первого блока. Передовая технология ракетного ускорителя была использована в других ракетах, включая межконтинентальную баллистическую ракету Atlas , а инерциальная система наведения позже использовалась в качестве системы наведения на первых американских атомных подводных лодках.
Разработка ракетного двигателя первой ступени для Navaho началась с двух отремонтированных двигателей V-2 в 1947 году. В том же году был разработан двигатель фазы II, XLR-41-NA-1, упрощенная версия двигателя V-2, сделанная из американских деталей. Двигатель фазы III, XLR-43-NA-1 (также называемый 75K), принял цилиндрическую камеру сгорания с экспериментальной немецкой пластиной инжектора с струйным распылением. Инженеры North American решили проблему устойчивости сгорания, которая не позволяла использовать ее в V-2, и двигатель был успешно испытан на полной мощности в 1951 году. Двигатель фазы IV, XLR-43-NA-3 (120K), заменил плохо охлаждаемую тяжелую немецкую стенку двигателя на паяную трубчатую («спагетти») конструкцию, которая стала новым стандартным методом регенеративного охлаждения в американских двигателях. Двухмоторная версия этого двигателя, XLR-71-NA-1 (240K), использовалась в G-26 Navaho. С улучшенным охлаждением была разработана более мощная версия на керосине для трехмоторного XLR-83-NA-1 (405K), используемого в G-38 Navaho. Со всеми элементами современного двигателя (кроме сопла в форме колокола) это привело к созданию двигателей Atlas, Thor и Titan.
Первая попытка запуска 6 ноября 1956 года не удалась после 26 секунд полета. Последовало десять неудачных запусков, прежде чем еще один был успешно запущен 22 марта 1957 года, в течение 4 минут, 39 секунд полета. Попытка 25 апреля взорвалась через несколько секунд после старта, а полет 26 июня длился всего 4 минуты, 29 секунд. [10]
Официально программа была отменена 13 июля 1957 года после того, как первые четыре запуска закончились неудачей. В действительности программа устарела к середине 1957 года, когда в июне начались летные испытания первой МБР Atlas, а БРСД Jupiter и Thor подавали большие надежды. Однако эти баллистические ракеты были бы невозможны без разработок жидкостных ракетных двигателей, выполненных в рамках программы Navaho. Запуск советского спутника в октябре 1957 года только положил конец Navaho, поскольку ВВС перенаправили свои исследовательские деньги на МБР. Но технологии, разработанные для Navaho, были повторно использованы в 1957 году для разработки AGM -28 Hound Dog , ядерной крылатой ракеты, которая поступила в производство в 1959 году.
Советский Союз работал над параллельными проектами, Мясищев РСС-40 «Буран» и Лавочкин « Буря », а немного позже Туполев Ту-123 . Первые два типа также были большими прямоточными воздушно-реактивными двигателями с ракетным ускорителем, в то время как третий был машиной с турбореактивным двигателем. С отменой Navaho и обещанием МБР в роли стратегических ракет первые два также были отменены, хотя проект Лавочкина, который имел несколько успешных испытательных полетов, был продолжен в целях исследований и разработок, а Туполев был переделан в большой, быстрый разведывательный беспилотник.
.png/1280px-Flag_of_the_United_States_(23px).png){kind=small}
Соединенные Штаты : Военно-воздушные силы США отменили программу до принятия Navaho на вооружение..jpg/1280px-CCAFS_Navaho_(Large).jpg)
Один из оставшихся X-10 экспонируется в галерее исследований и разработок Музея ВВС США.
Ракета-носитель «Навахо», хотя и не обозначенная как таковая, в настоящее время выставлена перед постом VFW в Форт-Маккой, Флорида.
Другая оставшаяся ракета Navaho ранее была выставлена снаружи южных въездных ворот станции ВВС на мысе Канаверал , Флорида. Этот выживший был поврежден ураганом Мэтью 7 октября 2016 года, [11] но был восстановлен Фондом музея космонавтики и ракет и переустановлен в марте 2021 года. [12]
В сериале 1960-х годов « Люди в космосе» использовались кадры испытаний SM-64 и X-10 на авиабазе Эдвардс, чтобы показать посадку космических кораблей на взлетно-посадочную полосу в пустыне.
Данные из [ требуется ссылка ]
Общая характеристика
Производительность
Вооружение
Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи
Связанные списки
