Det supersoniska spaningsflygplanet A-12, som utvecklades i början av sextiotalet, måste kännetecknas av de högsta flygegenskaperna som kan ge en effektiv lösning på de tilldelade uppgifterna. Samtidigt var det direkt klart att den här bilen skulle ha vissa nackdelar. Flygplanet visade sig vara mycket dyrt och svårt att använda, och dessutom var det inte osårbart för moderna luftförsvarssystem. Det var nödvändigt att hitta ett nytt sätt att utföra spaning från luften och skapa lämpliga medel. Det obemannade flygfordonet D-21 skulle vara svaret på de befintliga utmaningarna.
Spaningsflygplanet A-12 skapades av Lockheed för Central Intelligence Agency. Det befintliga U-2-flygplanet uppfyllde inte längre kraven helt, vilket ledde till bildandet av en ny teknisk uppgift, vilket innebar en ökning av de viktigaste egenskaperna. Utsikterna för A-12 har emellertid varit ett kontroversämne under en tid. Den 1 maj 1960 sköts ett CIA U-2-flygplan ner över Sovjetunionen. Denna incident ledde till ett förbud mot flygningar av bemannade spaningsflygplan över Sovjetunionens territorium. Underrättelsetjänsten behövde dock ny information om en potentiell fiende, som nu måste samlas in med nya medel.
Ett M-21-flygplan med en D-21A-drönare. CIA -foto
I oktober 1962 föreslog anställda på Lockheeds hemliga avdelning Skunk Works, ledd av designern Kelly Johnson, en möjlig lösning på det befintliga problemet. På grundval av det befintliga A-12-flygplanet föreslogs det att utveckla en transportör för ett obemannat spaningsfordon. Bärarens uppgift var att leverera drönaren till ett visst område, där det var nödvändigt att koppla ur. Vidare fick apparaten, utrustad med en ramjetmotor, självständigt gå till det önskade området och ta fotografier.
Under förundersökningar och teoretiska studier fastställdes det optimala utseendet på det lovande komplexet. Det föreslogs att bygga en engångsdrönare och utrusta den med en droppbehållare där styrsystem och fotografisk utrustning skulle placeras. Man antog att en sådan arkitektur skulle minska kostnaderna för produktion och drift av utrustning så mycket som möjligt. I synnerhet gavs vissa besparingar på grund av upprepad användning av komplex och dyr navigationsutrustning.
D-21A i tillverkarens verkstad. Foto Testpilot.ru
Som en vidareutveckling av spaningskomplexet baserat på A-12-flygplanet fick det lovande projektet symbolen Q-12. Detta var beteckningen för den layout som presenterades i slutet av 1962 av utvecklaren för en potentiell kund i CIA: s person. Så vitt vi vet reagerade underrättelseorganisationens ledning på det nya projektet utan större entusiasm. Med tillkomsten och spridningen av luftvärnsmissilsystem behövde CIA höghastighetsspaningsflygplan som A-12. Q-12-drönaren var i sin tur av mycket begränsat intresse.
Trots avsaknaden av en officiell order och den blandade reaktionen från Central Intelligence Agency fortsatte Skink Work -specialister att arbeta. Under denna period genomförde de tester av Q-12-modellen i en vindtunnel, under vilken möjligheten att få de beräknade flygegenskaperna bekräftades fullt ut. Tack vare detta kunde arbetet fortsätta ytterligare, men en officiell order krävdes från en eller annan avdelning.
Tidigt arbete. Du kan se strukturella element i bäraren och drönaren. Foto Testpilot.ru
Vid årsskiftet 1962 och 1963 erbjöd Lockheed -företaget sin nya utveckling till flygvapnet. Denna organisation blev intresserad av spaningskomplexet, som med lämpliga modifieringar kunde bli grunden för strejksystemet. Förmodligen blev flygvapnets intresse ett ytterligare incitament för CIA, vilket resulterade i ett trepartskontrakt för utvecklingen av ett fullfjädrat projekt. Dokumentet undertecknades tidigt på våren 1963.
Projektet med ett lovande obemannat spaningsflygplan som används tillsammans med ett flygplan fick namnet D-21. Som en del av designarbetet skulle Skunk Works-avdelningen utveckla ett projekt för själva drönaren, samt skapa en moderniserad version av A-12-flygplanet, som skulle stödja spaningsflygplanets arbete. Den lovande D-21-bäraren fick namnet M-21. Bokstäverna för namnen valdes helt enkelt. Inledningsvis kallades begreppet "tvåstegs" intelligenssystem som "Mor och dotter". Följaktligen fick bärarflygplanet bokstaven "M" från "Moder") och drönaren - "D", d.v.s. "Dotter" ("dotter"). Därefter utvecklades en ny version av projektet, varför namnet på basen ändrades till D-21A.
Diagram över D-21-apparaten med en beskrivning av det löstagbara maskinvarufacket. Figur Testpilot.ru
Rekognoseringsapparaten för den nya modellen måste kännetecknas av höga flygdata, vilket följaktligen påverkade dess design. Den överväldigande majoriteten av strukturella element föreslogs vara gjorda av titan. Samtidigt var vissa delar gjorda av stållegeringar och plast. Studier har visat att endast en sådan design kommer att tillåta D-21 att uppnå önskad hastighet och motstå de resulterande värmebelastningarna. Som ett ytterligare sätt att minska den negativa effekten av värme bör en speciell ferritbaserad färg- och lackbeläggning, liksom ett bränslehudkylningssystem, liknande dem som används på flygplan A-12 och SR-71, användas.
D-21 fick ett cylindriskt flygplan, smidigt parat med en deltavinge. Vingans främre kant hade rundade knölar som nästan nådde det främre luftintaget. Den främre delen av flygkroppen gjordes i form av ett luftintag med en konisk central kropp. I svansen fanns en avsmalnande enhet, där en del av enheterna i en ramjetmotor placerades. Svansenheten tillhandahålls i form av en trapetsformad köl. Fordonets totala längd var 13,1 m, vingspannet var 5,8 m. Höjden var 2,2 m. Under flygningen på bäraren fick enheten bära det fallande huvudet och svansen.
Enheter i en ramjetmotor. Foto Testpilot.ru
Enheten var utrustad med en deltavinge med välutvecklade ogivalinflöden. Vingen installerades med en negativ vinkel på tvärgående V. På vingens bakkant placerades rörliga plan, som fungerade som hissar och ailerons. Kursstyrning utfördes med hjälp av rodret på kölens bakkant.
I dronens rosett, på ett kort avstånd från luftintaget, fanns ett fack för placering av instrument. Kontrollutrustningen och flygkamerorna föreslogs att placeras i en gemensam behållare 1, 9 m lång, vars nedre del var ett element i skrovets bottenhud. Ovanför utrustningen fanns också skyddskåpor. Instrumentfacket monterades på kontrollerade fästen och kunde tappas vid en given flygning.
Maskinvarufacket rymde ett tröghetsnavigationssystem, en autopilot, en dator för luftparametrar, samt ett sätt att upprätthålla de nödvändiga klimatförhållandena. En volym var tänkt för installation av en flygkamera av befintliga modeller som motsvarar uppgiften. För att spara på produktion av ganska komplexa och dyra kontrollanordningar, samt för att returnera filmer med spaningsbilder, föreslog D-21-projektet att tappa instrumentfacket och rädda det med en fallskärm.
Ett prototypspaningskomplex förbereder start. Foto av US Air Force
Även under förundersökningar fastställdes att Marquardt RJ43-MA-11 ramjetmotor, som tidigare skapats för Boeing CIM-10 Bomarc långdistans luftvärnsrobot, ska användas som ett kraftverk. Efter några konstruktionsändringar, till exempel slutförandet av flamstabiliseringsanordningen, installation av ett nytt munstycke och modernisering av några andra system, kunde motorn användas på ett spaningsfordon. Huvudmålet med sådana modifieringar var att öka arbetets dragningstid. Den uppgraderade motorn, som fick den uppdaterade beteckningen XRJ43-MA20S-4, kunde fungera utan avbrott i upp till en och en halv timme och ge en dragkraft på 680 kgf.
Större delen av flygramens fria volym gavs för placering av bränsletankar. En betydande volym av flygkroppen tilldelades under luftintagskanalen, vilket gav tillförsel av atmosfärisk luft till motorn. Som ett resultat kännetecknades inte det största obemannade fordonet av en mycket tät layout av interna enheter. Under utvecklingen av bränslesystemet beaktades utvecklingen i befintliga projekt. I synnerhet för att kompensera för uppvärmning av huden mottog D-21 värmeväxlare genom vilka bränslet måste cirkulera. På apparatens botten fanns ventiler för anslutning till bärarflygplanets bränslesystem. Genom en ventil tankades tankarna, genom den andra tillfördes bränsle till höljeskylsystemet.
M-21 och D-21A under flygning. Foto av US Air Force
Lockheed D-21 spaningsdrona hade en startvikt på 5 ton. Motorn som använts gjorde det möjligt att nå hastigheter upp till M = 3, 35 och klättra till en höjd av 29 km. Flygsträckan skulle överstiga 1930 km. Med hänsyn till användningen av bärarflygplanet fanns det möjlighet till en betydande ökning av spaningskomplexets radie.
Ett lovande obemannat flygfordon skulle användas med flygplanet M-21. Bäraren utvecklades på grundval av det befintliga A-12 överljuds spaningsflygplanet, som kännetecknades av sina höga egenskaper. Faktum är att M-21 var den ursprungliga A-12, utan rekognoseringsutrustning och utrustad med några andra enheter. Det föreslogs att ta bort kameror från facket bakom cockpiten, istället för att en extra cockpit bör placeras där med en arbetsplats för den andra besättningsmedlem som kontrollerar drönaren. Operatören hade en uppsättning nödvändig utrustning och hade också ett periskop för att observera enheten under flygning och lansering.
JC-130B Cat’s-Whiskers-flygplan med utrustning för att "fånga" en hårdvarubehållare. Foto Wvi.com
På den övre ytan av bärarens flygkropp, mellan kölen, föreslogs att montera en pylon med fästen för D-21. Pylonen hade ventiler för anslutning av bränslesystem, liksom mekaniska och pneumatiska lås med en påskjutare, vilket säkerställde att "dottern" släpptes på operatörens kommando. Enligt resultaten av blåst i vindtunneln rekommenderades det att minska höjden på pylonen, på grund av vilken drönaren måste vara mellan bärarens köl. Samtidigt återstod endast 15 cm mellan D-21 vingspetsen och den övre delen av M-21 kölen, vilket kan leda till skador på utrustningen. Chefsdesigner K. Johnson motsatte sig att minska höjden på pylonen på grund av riskerna med den, men i den slutliga versionen av projektet användes just en sådan lösning.
Som en modifiering av det befintliga spaningsflygplanet hade M-21-bäraren liknande flygdata. Flyghastigheten nådde M = 3,35, räckvidden - upp till 2000 km. Detta var tillräckligt för att den nya spanaren skulle kunna utnyttjas fullt ut.
Som tänkt av projektets författare skulle bärarplanet med ett spaningsflygplan på pylonen lyfta från en av flygfälten och gå till platsen där drönaren tappades. Efter att ha fått den önskade höjden och accelererat till en hastighet i storleksordningen M = 3, 2, kunde bäraren tappa D-21. Efter att ha tappat och återgått till ett säkert avstånd med hjälp av fjärrkontroll, fick scouten självständigt utföra flygningen enligt det program som tidigare laddats in i den. Efter att ha slutfört spaningen och tagit fotografier av det nödvändiga föremålet skulle D-21 gå till det angivna området och sjunka till en höjd av 18 km. Där tappades en hårdvarubehållare, varefter en själv-likvidator utlöstes och förstörde drönaren. Behållaren med styrsystem och fotografiska filmer föll ner och öppnade fallskärmen på 4,5 km höjd. Vidare borde det ha plockats upp med hjälp av flygplan eller fartyg från marinstyrkorna. I synnerhet tillhandahålls utrustningen för att "fånga" behållaren direkt i luften. För detta byggdes ett speciellt Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers-flygplan. Enligt namnet på medel för att fånga behållaren kallades detta plan "Cat's Whiskers".
Drönaren under avstigning från bäraren. Skott från nyhetsfilm
Två M-21-flygplan med serienummer 60-6940 och 60-6941 byggdes speciellt för testning 1963-64. Dessutom har Lockheed monterat sju prototyper av D-21. All denna teknik var tänkt att användas i tester som startade våren 1964. Pilots Bill Park och Art Peterson var inblandade i kontrollerna, som skulle sköta "mödrarna", liksom Skunk Works -ingenjörerna Ray Torik och Keith Beswick, som var ansvariga för användningen av spaningsutrustning. I framtiden fördelades ansvaret enligt följande. B. Park kontrollerade transportören och A. Peterson ansvarade för att lotsa reservflygplanet. R. Torik och K. Beswick utförde omväxlande uppgifterna för transportörens operatör och kameramannen på det medföljande flygplanet.
Den 1 april 1964 startade ett av M-21-flygplanet för första gången. Den 19 juni samma år började marktester av M-21 och D-21 buntarna. Den första flygningen för en bärare med en drönare på en pylon ägde rum den 22 december, samma dag med den första flygningen av SR-71A-spaningsflygplanet, skapat på grundval av A-12 och avsett för flygvapnet. Syftet med den första flygningen var att testa interaktionen mellan transportören och dess "nyttolast" vid flygning i olika hastigheter och höjder. Det obemannade flygfordonet med serienummer 501 tappades inte under denna flygning.
Skador mottagna av ett spaningsfordon under en av flygningarna utan frigivning. Foto Testpilot.ru
Under dessa tester stod projektets författare inför allvarliga tekniska och operativa problem. Behovet av att korrigera de identifierade bristerna ledde till en översyn av projektschemat. Den första urladdningen av D-21, planerad till mars 1965, fick skjutas upp i nästan ett år. På grund av detta skedde den första oberoende flygningen av det nya spaningsflygplanet först den 5 mars 66: e.
Denna dag tog prototypen av spaningskomplexet, som drivs av B. Park och K. Beswick, upp från flygbasen Vandenberg (Kalifornien) och fick den nödvändiga höjden och hastigheten, varefter operatören återställde det obemannade fordonet. Under separationen tappade D-21 # 502 huvud- och svansfästen, vilket ledde till märkbara problem. Huvudkåpan krossades i bitar, som träffade och skadade överhängen. Ändå kunde D-21 flytta bort från transportören på ett vanligt sätt och börja en oberoende flygning. Enligt K. Besviks minnen tog det bara ett par sekunder att separera apparaten, som dock verkade som flera timmar. Under den gemensamma flygningen mellan "mamman" och "dottern" fungerade drönarmotorn, vilket förenklade utgången till tapppunkten, men ledde till att en betydande del av bränsletillförseln användes. Vid en kvarts tankning kunde den erfarna D-21 flyga bara cirka 280 mil. Efter det sjönk enheten, tappade behållaren med utrustningen och förstörde sig själv.
Momentet för kollision av D-21A # 504 med flygplanet. Foto Wvi.com
Den 27 april användes prototyp nummer 506 i tester. Med hänsyn till erfarenheten från det föregående testet beslutades att överge den fallande huvudkåpan. Besättningen på B. Park och R. Torik slutförde framgångsrikt sin uppgift och såg till att en erfaren drönare flydde. Den senare kunde flyga cirka 2070 km. Den 16 juni samma år täckte fordon nr 505, som lanserades av B. Park och K. Beswick, med full tankning, sträckan 2870 km.
Nästa testflygning var planerad till den 30 juli, där den var planerad att använda förproduktionsmodellen # 504. B. Park och R. Torik lyfte igen komplexet upp i luften och gick till utsläppspunkten, som var nära Midway -atollen. En olycka inträffade under urkopplingen. Chockvågan från flygplanet "rörde" drönaren, vilket resulterade i att M-21 förlorade sin köl. Vid marschfart hade flygplanet neutral stabilitet, varför förlusten av svansenheten ledde till en förlust av stabilitet och kontrollerbarhet. Planet började skaka, och de resulterande överbelastningarna ledde till att det förstördes. Kroppens näsa bröt sig bort från andra enheter och började falla.
Efter kollisionen rasade utrustningen. Foto Wvi.com
Flygplanets besättning lyckades mata ut, plaskade snart ner och plockades upp ombord på ett av fartygen i området. B. Park flydde med lindriga skador, och ingenjör R. Torik skadade sin höjddräkt under utkastningen. När den föll i havet började dräkten fyllas med vatten, vilket ledde till att specialisten dog.
Chefen för avdelningen "Skunk Works" K. Johnson förbjöd genom sitt eget beslut ytterligare flygningar av M-21-bärare med D-21-spaningsflygplan. Åsikten om riskerna med att installera drönaren på ett minimumavstånd från kölarna fick den hemskaste bekräftelsen. På grund av annullering av ytterligare testflygningar hotades D-21-projektet med nedläggning.
Det enda kvarvarande M-21-flygplanet på flygmuseet. Foto Wikimedia Commons
Det enda kvarvarande flygplanet M-12 nr 60-6941 på grund av att testerna avslutades skickades till parkeringen. Ingen visade intresse för den här bilen, vilket lämnade den i lagring under lång tid. Senare överfördes det till Seattle Aviation Museum, där det fortfarande finns.
En kollegas död var ett allvarligt slag, men Skunk Works -specialisterna fann fortfarande styrkan att fortsätta arbetet. Författarna till D-21-projektet som inte ville riskera det igen föreslog en ny version av spaningskomplexet som dramatiskt kan minska faran för transportören och dess besättning. Nu föreslogs att klara sig utan M-21 överljudsflygplan. Istället skulle en konverterad B-52 bombplan lyfta scouten upp i luften. Den nya versionen av projektet fick beteckningen D-21B. Bokstaven "A" lades till namnet på den första versionen, respektive. Arbetet fortsatte.
