SM-64 Навахо - SM-64 Navaho

Ракета навахо на стартовой площадке

В Североамериканский SM-64 Navaho был сверхзвуковой межконтинентальный крылатая ракета проект построен Североамериканская авиация (NAA). Окончательный дизайн был способен обеспечить ядерное оружие к СССР с баз в США, путешествуя со скоростью 3 Маха (3675 км / ч; 2284 миль / ч) на высоте 60 000 футов (18 000 м). Ракета названа в честь Навахо.

Первоначальный проект 1946 года предусматривал систему относительно ближнего действия, ускоренное скольжение оружие на базе крылатого Ракета Фау-2 дизайн. Со временем требования неоднократно расширялись, как из-за ВВС США стремление к системам более дальнего действия, а также конкуренция со стороны аналогичного оружия, которое успешно заполнило нишу ближнего действия. Это привело к новому дизайну, основанному на прямоточный воздушно-реактивный двигатель питание крылатая ракета, который также превратился в серию все более крупных версий, вместе с ракетами-носителями, чтобы разогнать их.

За этот период ВВС США разрабатывал СМ-65 Атлас, основанный на ракетной технике, разработанной для Навахо. Atlas преследовал те же цели по производительности, но мог делать это с общим временем полета, измеряемым минутами, а не часами, и летая со скоростью и высотой, которые делали их невосприимчивыми к перехвату, в отличие от просто очень трудных для перехвата, как в случае с Навахо. С запуском Спутник 1 в 1957 г. и последовавшие за этим опасения ракетный разрыв, Атлас получил высший авторитет в области разработки. Навахо продолжал работать в качестве резервного, но затем был отменен в 1958 году, когда Atlas успешно созрел.

Хотя навахо не поступил на вооружение, его разработка позволила провести полезные исследования в ряде областей. Вариант планера навахо с одним турбореактивный стал АГМ-28 гончая, который был доставлен к его целям на Боинг B-52 Стратофортресс а затем пролетел остаток пути со скоростью 2 Маха. Система наведения использовалась для наведения первого Подводные лодки Polaris. Конструкция бустерного двигателя, созданная на основе новой модели NAA. Rocketdyne дочерняя, использовалась в различных версиях Атласа, PGM-11 Редстоун, PGM-17 Тор, PGM-19 Юпитер, Меркурий-Редстоун, а Юнона серия; поэтому он является прямым предком двигателей, используемых для запуска Сатурн I и Сатурн V лунные ракеты.

Разработка

Послевоенная армия ракетные исследования

V-1 вдохновил на создание ряда ракет ВВС США.

Немцы представили ряд новых "чудо-оружие" во время войны, которые представляли 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 технологии, которые не были разработаны где-либо еще. В немецком использовании это оружие имело относительно небольшой стратегический эффект, и его нужно было стрелять тысячами, чтобы нанести реальный ущерб. Но если вооружить ядерное оружие, даже одно такое оружие могло бы нанести ущерб, эквивалентный тысячам версий с обычным вооружением, и это направление исследований было быстро подхвачено Армия США ВВС (USAAF) в конце 1944 г.[1]

Ванневар Буш USAAF Научно-консультативный совет был убежден, что пилотируемые или автоматизированные самолеты, такие как V-1, были единственно возможным решением для задач на большие расстояния. А баллистическая ракета способный нести даже самую маленькую боеголовку, было «по крайней мере десять лет назад», и когда его спросили прямо по 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 еще очень долго.[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 между армейскими подразделениями в августе 1945 года они были систематизированы в секретном документе, в котором описывалось множество таких систем, в том числе множество ядерных систем. крылатые ракеты, по сути, V-1 с увеличенной дальностью полета и большей полезной нагрузкой, необходимой для нести ядерную боеголовку.[3] В зависимости от дальности имелось три широких контура: один для ракеты, летящей от 175 до 500 миль (282–805 км), другой от 500 до 1500 миль (800–2410 км), и, наконец, один для полета на расстояние от 1500 до 5000 миль (2400–8000 км). ). Будут рассмотрены как дозвуковые, так и сверхзвуковые конструкции.[4]

Конкурирующие проекты

31 октября 1945 года различные предложения были отправлены семнадцати авиационным фирмам. Из множества полученных предложений шести компаниям были предоставлены контракты на разработку. Все заявки на заявки на большую дальность были основаны на проектах крылатых ракет, тогда как образцы меньшей дальности представляли собой смесь конструкций. Им были присвоены обозначения в соответствии с серией "MX" Секции экспериментальной инженерии USAAF.

Главный конструктор НАА, Голландский Киндельбергер был убежден, что будущее за ракетами, и нанял Уильяма Боллая из ВМС США с Бюро Аэронавтики управлять своей недавно созданной исследовательской лабораторией. Боллай ранее руководил ВМФ турбореактивный разработка. Боллай прибыл, чтобы найти предложения армии, и решил представить проект малой дальности на основе крылатой баллистической ракеты на основе немецкой Конструкция А-4б (иногда известный как A-9), развитие базового V-2. 24 марта 1946 года НАА получила письмо с контрактом W33-038-ac-1491 на эту ракету, обозначенную как 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]

Также был принят ряд других проектов, но все они были проектами крылатых ракет, отвечающими требованиям большей дальности. Это были Мартина MX-771 -A для дозвуковой ракеты и -B для сверхзвуковой версии, MX-772 -A и -B из Кертисс-Райт, MX-773 -A и -B из Республика Самолет, и MX-775-A и -B из Northrop. Предполагалось, что в производство будут запущены один дозвуковой и один сверхзвуковой проекты, которым 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 резко сократить военные расходы на 1947 финансовый год в рамках Доктрина Трумэна, USAAF были вынуждены существенно сократить свою программу разработки ракет. Финансирование ракет сократилось с 29 долларов от миллиона до 13 долларов млн (от $ 332 от миллиона до 149 долларов миллионов в сегодняшних долларах).[2] Во время так называемого «черного Рождества 1946 года» многие оригинальные проекты были отменены, а остальные компании работали над одним дизайном вместо двух.[6] Только Мартин продолжил разработку дозвуковой конструкции, их MX-771-A, выпустив первый SSM-A-1 Матадор в 1949 году. Остальным компаниям было приказано работать только над сверхзвуковыми проектами.[7]

Работа двигателя

НАА начала экспериментировать с ракетными двигателями в 1946 году, стреляя ракетами на стоянке компании и защищая автомобили, парковая бульдозер перед двигателями. Сначала они использовали конструкцию с усилием 1100 фунтов (4900 Н) от Аэроджет, а затем разработали свою собственную модель на 300 фунтов силы (1300 Н). Но к весне 1946 года захваченные немецкие данные стали распространяться по отрасли, и 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 они были обозначены как XLR-41 Mark I. «XLR» назывался «eXperimental Liquid Rocket», новая система обозначений, используемая военно-воздушными силами. . Они использовали их как основу для преобразования метрической системы в SAE измерения и американская строительная техника, которую они назвали Mark II.[5]

В течение этого периода компания получила ряд отчетов в конце войны о разработках двигателя Model 39a для V-2, который заменил восемнадцать отдельных топливных форсунок оригинальной модели одной пластиной "душевой лейки" внутри единственной камеры сгорания большего размера. . Это не только упростило конструкцию, но и сделало ее легче и улучшило характеристики. Немцы так и не смогли добиться этого из-за нестабильности горения и продолжили использовать более раннюю конструкцию, несмотря на более низкие характеристики.[5]

Команда, которая разработала двигатель, была теперь в Соединенных Штатах после того, как была захвачена в составе Операция Скрепка. Многие из них начали новое исследование, финансируемое армией, под руководством Вернер фон Браун. Компания наняла Дитера Хузеля в качестве координатора между НАА и ракетной командой армии. В сентябре 1947 года компания приступила к проектированию двигателя, включающего дизайн душевой лейки, который они назвали Mark III. Первоначально цель заключалась в том, чтобы соответствовать тяге 56 000 фунтов силы (250 000 Н) Model 39, но быть на 15% легче.[5]

Работа над Mark II продолжалась, и рабочий проект был завершен в июне 1947 года. В марте компания арендовала большой участок земли в западной части долины Сан-Фернандо к северу от Лос-Анджелеса, в горах Санта-Сусана, для использования в испытаниях большого двигатели. Здесь был построен ракетный испытательный центр, на который был использован 1 миллион долларов (эквивалентно 11 миллионам долларов сегодня) корпоративных средств и 1,5 миллиона долларов (17,2 миллиона долларов сегодня) от USAAF. Первые части начали поступать в сентябре. Параллельно шла разработка Mark III с использованием уменьшенной в масштабе версии, развивающей силу 3300 фунтов (15000 Н), которую можно было запустить на стоянке. Команда внесла в это ряд изменений и в конечном итоге устранила проблемы сгорания.[5]

Развивающийся дизайн

Еще один набор немецких исследовательских работ, полученных НАА, касался работы над сверхзвуковыми прямоточными воздушно-реактивными двигателями, которые, по-видимому, сделали возможной конструкцию сверхзвуковой крылатой ракеты. Боллай начал серию параллельных дизайнерских проектов; Фаза 1 была оригинальной ускоренное скольжение На этапе 2 использовались прямоточные воздушно-реактивные двигатели, а на этапе 3 изучалась ракета-носитель, необходимая для того, чтобы аппарат на этапе 2 набрал скорость от системы вертикального пуска.[5]

Тем временем аэродинамики в компании обнаружили, что А-4б стреловидное крыло дизайн был изначально нестабилен околозвуковые скорости. Они переработали ракету с треугольное крыло в крайнем тылу, и утки у носа. Инженеры, работающие на инерциальная навигационная система (INS) изобрела совершенно новую конструкцию, известную как кинетический двойной интегрирующий акселерометр (KDIA), который измерял не только скорость, как в версии V-2, но и интегрировал ее, чтобы определить местоположение. Это означало, что автопилоту просто нужно было сравнить местоположение цели с текущим местоположением от INS, чтобы разработать поправку, если таковая имеется, которая необходима для возвращения ракеты в цель.

Таким образом, к июню 1947 года первоначальная конструкция A-4b была изменена во всех отношениях; двигатель, планер и навигационные системы были теперь полностью новыми.

Новая концепция

В сентябре 1947 г. ВВС США был отделен от Армия США. В рамках раскола силы согласились разделить текущие проекты развития в зависимости от дальности, при этом армия взяла на себя все проекты с дальностью 1000 миль (1600 км) или меньше, а ВВС - все, что выше этого. MX-770 был значительно ниже этого предела, но вместо того, чтобы передать его в Управление вооружений армии, которое работало с фон Брауном над баллистическими ракетами, в феврале 1948 года ВВС вместо этого потребовали, чтобы NAA удвоила дальность действия MX-770, чтобы поставить это во владение ВВС.

Изучив проделанную на сегодняшний день работу, NAA отказалась от концепции планирующего ускорения и перешла на крылатую ракету с прямоточным воздушно-реактивным двигателем в качестве основной конструкции. Даже с более эффективным двигателем, предлагаемым ПВРД, ракета должна быть на 33% больше, чтобы достичь требуемой дальности. Это, в свою очередь, потребовало более мощного ускорительного двигателя для запуска пусковой установки, поэтому требования для XLR-41 Mark III были повышены до 75 000 фунтов силы (330 000 Н). Тем не менее, система INS N-1 дрейфует со скоростью 1 милю в час, поэтому на максимальной дальности она не сможет достичь 2500-футового (760 м) расстояния ВВС США. CEP. Компания начала разработку N-2, чтобы удовлетворить эту потребность и обеспечить значительный запас хода, если потребуется большая дальность полета. По сути, это был механизм N-1, соединенный с звездный трекер который будет предоставлять обновления в середине курса, чтобы исправить любой накопленный дрейф.[5]

Военно-воздушные силы присвоили ракете обозначение XSSM-A-2, а затем наметили трехэтапный план разработки. Для Фазы 1 существующий дизайн будет использоваться для разработки технологий и в качестве испытательного стенда для различных концепций запуска, включая исходную концепцию ускорителя, а также запусков ракетных гусениц и версий для десантирования. Фаза 2 расширит дальность полета ракеты до 2 000–3 000 миль (3 200–4 800 км), а Фаза 3 еще больше увеличит ее до межконтинентальных 5 000 миль (8 000 км), неся при этом более тяжелую боеголовку массой 10 000 фунтов (4500 кг). Эволюция конструкции окончательно завершилась в июле 1950 года спецификациями Air Force of Weapon System 104A. В соответствии с этим новым требованием целью программы была разработка ядерной ракеты с дальностью полета 5 500 миль (8 900 км).[8]

WS-104A

Согласно WS-104A, программа навахо была разбита на три направления управляемых ракет. Первой из этих ракет была Североамериканский X-10, летающий аппарат поддиапазона, чтобы доказать общую аэродинамику, наведение и технологии управления для автомобилей два и три. X-10 был по сути беспилотным высокопроизводительным реактивным двигателем с двумя форсажными двигателями. Westinghouse J40 ТРД и оснащены убирающимся шасси для взлета и посадки. Он был способен развивать скорость до 2 Маха и пролетать почти 800 км. Его успех на авиабазе Эдвардс, а затем на мысе Канаверал заложил основу для разработки второй машины: XSSM-A-4, Navaho II или G-26.[9]

Шаг второй, G-26, представлял собой почти полноразмерный ядерный аппарат Навахо. Запущенный вертикально жидкостным ракетным ускорителем, G-26 будет подниматься вверх, пока не достигнет скорости примерно 3 Маха и высоты 50 000 футов (15 000 м). В этот момент ускоритель будет израсходован, и ПВРД машины воспламенится, чтобы привести машину к своей цели. Всего в период с 1956 по 1957 год G-26 совершил 10 запусков со стартового комплекса 9 (LC-9) со станции ВВС на мысе Канаверал (CCAFS). Стартовый комплекс 10 (LC-10) также был включен в программу Навахо, но с него никогда не запускали Г-26 (он использовался только для наземных испытаний планируемой переносной пусковой установки).

Двухмоторный SM-64 Navaho на Удвар-Хази Центр.

Окончательная рабочая версия, G-38 или XSM-64A, была той же базовой конструкции, что и G-26, только большего размера. Он вобрал в себя множество новых технологий, Титан компоненты, карданные ракетные двигатели, керосин /LOX комбинация порохов и полная твердое состояние электронное управление. Ни один из них никогда не летал, программа была отменена до того, как был завершен первый пример. Усовершенствованная технология ракетного ускорителя использовалась в других ракетах, включая Атлас межконтинентальная баллистическая ракета инерционная система наведения позже использовалась в качестве системы наведения на первых атомных подводных лодках США.

Разработка первой ступени ракетного двигателя для Навахо началась с двух модернизированных двигателей V-2 в 1947 году. В том же году был разработан двигатель фазы II, XLR-41-NA-1, упрощенная версия V-2. двигатель из американских запчастей. В двигателе III фазы, XLR-43-NA-1 (также называемом 75K), использовалась цилиндрическая камера сгорания с экспериментальной немецкой пластиной форсунки встречного потока. Инженеры из Северной Америки смогли решить проблему стабильности сгорания, которая помешала его использованию в V-2, и двигатель был успешно испытан на полной мощности в 1951 году. Двигатель Phase IV, XLR-43-NA-3 ( 120K) заменил плохо охлаждаемую тяжелую немецкую стенку двигателя на спаянную трубчатую конструкцию («спагетти»), которая становилась новым стандартным методом для регенеративное охлаждение в американских двигателях. Его двухмоторная версия XLR-71-NA-1 (240K) использовалась в G-26 Navaho. С улучшенным охлаждением была разработана более мощная версия, работающая на керосине, для трехмоторного XLR-83-NA-1 (405K), используемого в G-38 Navaho. Со всеми элементами современного двигателя (кроме колоколообразного сопла) это привело к разработке двигателей Atlas, Thor и Titan.

История эксплуатации

Первая попытка запуска, 6 ноября 1956 года, не удалась после 26 секунд полета. За этим последовало десять неудачных запусков, прежде чем 22 марта 1957 года был осуществлен еще один успешный запуск в течение 4 минут 39 секунд. Попытка 25 апреля взорвалась через секунды 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. На самом деле к середине 1957 года программа устарела как первый Атлас. МБР начали летные испытания в июне, а Юпитер и Тор БРСД подавали большие надежды. Однако эти баллистические ракеты были бы невозможны без разработок жидкостных ракетных двигателей, осуществленных в рамках программы Навахо. Запуск советского спутника «Спутник» в октябре 1957 года только закончил Навахо, поскольку ВВС перевели свои исследовательские деньги на межконтинентальные баллистические ракеты. Но технологии, разработанные для навахо, были повторно использованы в 1957 году для разработки АГМ-28 гончая Ядерная крылатая ракета поступила в производство в 1959 году.

Советский Союз работал над параллельными проектами «Мясищев». РСС-40 "Буран" и Лавочкин "Буря "а чуть позже Туполев Ту-123. Первые два типа также были большими прямоточными воздушно-реактивными двигателями с ракетным двигателем, а третий - турбореактивным. С отменой Navaho и обещанием использования межконтинентальных баллистических ракет в качестве стратегических ракет первые две также были отменены, хотя проект Лавочкина, в котором было выполнено несколько успешных испытательных полетов, выполнялся в исследовательских и опытно-конструкторских целях, а Туполев - переделан в большой и быстрый разведывательный дрон.

Операторы

Выжившие

Навахо на выставке CCAFS, Флорида

Остальные X-10 находится в приложении к Музею ВВС США на авиабазе Райт-Паттерсон, штат Огайо. Ракета-носитель навахо, хотя и не отмечена как таковая, в настоящее время отображается перед VFW почта в Форт Маккой, Флорида.

Одна ракета навахо ранее была выставлена ​​за южными входными воротами Мыс Канаверал База ВВС, Флорида. Этот выживший был уничтожен Ураган Мэтью 7 октября 2016 г. [11]

Характеристики

Общие характеристики

  • Длина: 67 футов 11 дюймов (20,7 м)
  • Размах крыльев: 28 футов 7 дюймов (8,71 м)
  • Вес брутто: 64,850 фунтов (29,420 кг)
  • Электростанция: 2 × Райт Aeronautical XRJ47 ПВРД W-5, тяга 15000 фунтов силы (67 кН) каждый
  • Электростанция: 2 ракетных ускорителя XLR83-NA-1 с тягой 200000 фунтов силы (890 кН) каждый

Спектакль

  • Максимальная скорость: 1700 узлов (2000 миль / ч, 3200 км / ч) (дизайн. Reality 2 500 км / ч)
  • Максимальная скорость: Мах 3
  • Классифицировать: 3500 миль (4000 миль, 6500 км) (дизайн)
  • Практический потолок: 77000 футов (23000 м)
  • Тяга / вес: 0.46

Вооружение

  • 1 × W41 ядерная боеголовка

Смотрите также

Самолеты сопоставимой роли, конфигурации и эпохи

Связанные списки

Рекомендации

Примечания

  1. ^ Розенберг 2012, п. 39.
  2. ^ а б c Миндлинг и Болтон, 2008 г., п. 57.
  3. ^ Розенберг 2012, п. 41.
  4. ^ а б Розенберг 2012, п. 42.
  5. ^ а б c d е ж грамм час Уэйд.
  6. ^ Розенберг 2012, п. 44.
  7. ^ Розенберг 2012, стр. 42,95.
  8. ^ Гибсон 1996, п. 15.
  9. ^ Гибсон 1996 С. 18, 24.
  10. ^ Веррелл 1998, стр. 98.
  11. ^ Мейсон.

Библиография

  • Гибсон, Джеймс (1996). Ракетный проект навахо: история ноу-хау американской ракетной техники. Шиффер. ISBN  9780764300486.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Миндлинг, Джордж; Болтон, Роберт (2008). Тактические ракеты ВВС США. Лулу. ISBN  9780557000296.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Розенберг, Макс (2012). ВВС и национальная программа по управляемым ракетам. Лев защиты. ISBN  9780985973001.CS1 maint: ref = harv (связь)
  • Веррелл, Кеннет П. Эволюция крылатой ракеты. Монтгомери, Алабама: Авиационный университет, база ВВС Максвелл. 1998 г., первое издание 1995 г. ISBN  978-1-58566-005-6. Также доступен в электронном формате.
  • Мейсон, Курт. "projecthabu.com/post/151537963920/cape-canaveral-air-force-station-in-florida". Получено 30 июн 2017.

внешняя ссылка