Northrop HL-10 är ett av fem flygplan vid NASA: s Edwards Flight Research Center (Dryda, Kalifornien). Dessa maskiner byggdes för att studera och testa säkerhetsmanöver- och landningsförmågan hos ett flygplan med låg aerodynamisk kvalitet efter att ha återvänt från rymden. Studier med HL -10 och andra liknande enheter utfördes i juli 1966 - november 1975.
På grundval av teoretiska studier i början av 1950 -talet erkändes en trubbig näskon som den mest optimala formen för huvudet på lovande ballistiska missiler. När du kommer in i atmosfären minskar den fristående chockvågen som uppträder framför apparaten med ett sådant huvud avsevärt de termiska belastningarna och gör det möjligt att öka stridshuvudets massa genom att minska värmeskyddande beläggningar.
NACA-specialisterna som deltog i dessa verk fann att detta beroende också bevaras för halvkottarna. De avslöjade också en annan egenskap: under hypersoniskt flöde skapar skillnaden i flödestryck på de nedre och övre ytorna ett lyft, vilket avsevärt ökar flygplanets manövrerbarhet när de lämnar bana.
Fordon med bärkropp (detta system fick detta namn), när det gäller deras glidegenskaper, intar en mellanliggande position mellan ballistiska kapslar och orbitalflygplan. Dessutom kräver användning av nedstigningskapslar i bemannade rymdfarkoster betydande uppskjutnings- och återställningskostnader. Fördelarna med "bärande höljen" inkluderar hög design perfektion, återanvändbarhet, lägre utvecklingskostnader jämfört med traditionella videokonferenssystem, etc.
Specialister på laboratoriet. Ames, (nedan kallat Ames Center), beräknades en modell av apparaten i form av en trubbig halvkon med en plan övre yta. För riktningsstabilitet var det tänkt att använda två vertikala kölar, som fortsätter skrovets konturer. Den returnerade rymdfarkosten för denna konfiguration fick namnet M2.
Liknande studier genomfördes vid Langley Center. Anställda har beräknat flera scheman för ett videokonferenssystem med en bärande kropp. Det mest lovande av dem var HL-10-projektet ("Horizontal Landing"; 10 är serienumret på den föreslagna modellen). HL-10-apparaten hade en nästan rund midskeppsöverdel med tre kölar, en platt, något böjd botten.
Med tanke på rymdfarkostens höga prestanda, övervägde NASA, tillsammans med flygvapnet, 1961 förslag om deras användning i månprogrammet för återkomst av astronauter. Projekten accepterades dock inte. Trots minskningen av finansieringen för pilotprojekt fortsatte detta arbete tack vare entusiasternas ansträngningar. Ett modellflygplan gjorde en skalmodell av flygplanet och genomförde kastprov. Verklig framgång har gjort det möjligt att demonstrera inspelningarna av testerna för ledningen för Dryden- och Ames -centren. Den första tilldelade 10 000 dollar från reservmedlen för tillverkning av en fullskalig apparat och den andra gick med på att utföra aerodynamiska tester. Enheten fick beteckningen M2-F1.
Den sex meter långa modellen var gjord av aluminiumrör (kraftstruktur) och plywood (kaross). Ett par elevons monterades på den övre kanten av svansdelen. Externa aluminiumkölar var utrustade med roder. Goda resultat av blowdowns gjorde det möjligt att påbörja taxitester. Men avsaknaden av ett lämpligt överklockningsverktyg tvingade köp av en Pontiac med en forcerad motor, vilket ger acceleration av 450 kg-modellen till 160-195 km / h. Kontrollerna hade låg effektivitet och gav inte den nödvändiga stabiliseringen av produkten. Problemet löstes genom att eliminera den centrala kölen och förbättra kontrollytorna.
I ett antal körningar höjdes modellen över marken till en höjd av 6 m. Framgångarna med testerna gjorde att projektdeltagarna kunde övertala direktören för Dryden Center att lossa enheten för självplanering från bilen. Därefter började kastprov av modellen, enheten bogserades av ett C-47-flygplan till en höjd av 3-4 km. Den första glidflygningen ägde rum den 16 augusti 1963. Sammantaget visade M2-F1 god stabilitet och hantering.
Den spektakulära flygningen av den nya enheten, liksom den låga kostnaden för det utförda arbetet, gjorde det möjligt att utöka arbetet med detta ämne.
I mitten av 1964 tecknade den amerikanska flyg- och rymdorganisationen NASA ett avtal med Northrop om byggandet av två vinglösa, helt återvinningsbara fordon av metall med en självbärande kaross. De nya fordonen betecknades HL-10 och M2-F2, som skiljde sig åt i karossens profil.
I utseende upprepade M2-F2 i princip M2-F1: en halvkotte med en övre plan yta var utrustad med ett par vertikala köl utan yttre elevons, roder kunde användas som bromsflikar. För att vidga sikten förflyttades cockpiten framåt och näsan glaserades. För att minska motståndet och förbättra flödesförhållandena förlängdes modellens kropp något. I svansdelen av M2-F2 placerades en ventralflik för stigningskontroll, skrovets övre yta kompletterades med ett par elevonflikar, vilket gav rullkontroll i antifas.
Northrop HL-10-skrovet var en omvänd halvkon med en rundad övre flygkropp och en platt botten. Dessutom fanns en central köl. I svansdelen installerades två trapetsformade elevanter med små sköldar. Balanspaneler monterades på de yttre kölen, och den centrala kölen var ett delat roder. Balanspaneler och elevonsköldar användes endast för stabilisering under trans- och supersonisk flygning. Vid glidning efter den aktiva sektionen med en hastighet av M = 0, 6-0, 8 fixades de för att undvika en kraftig minskning av aerodynamisk kvalitet under landning. Den beräknade landningshastigheten skulle vara cirka 360 km / h.
Eftersom raketplanen utvecklades i ganska strikta ekonomiska begränsningar, för att spara pengar, var fordonen utrustade med färdiga enheter och element: huvudlandningsstället togs från F-5-jägaren, utkastarsätet för F-106-jägaren säte, främre stöd - från flygplanet T -39.
Instrumentet för flygplanet utmärktes också av dess enkelhet - under de första flygningarna saknade de till och med attitydsensorer. De viktigaste mätinstrumenten är accelerometer, höjdmätare, hastighet, halka och angreppssensorer.
Båda fordonen var utrustade med en XLR-11-motor (dragkraft 3,6 ton), som användes under en kort tid på X-15-flygplanet. För att öka räckvidden under en nödlandning var M2-F2 och HL-10 utrustade med hjälpmedelsdrivande raketmotorer som drivs av väteperoxid.
Bränsletankarna på modellerna under kastproverna fylldes med vatten som vägde 1,81 ton.
Den 12 juli 1966 ägde M2-F2: s första glidflygning rum. Modellen som vägde 2,67 ton separerades från B-52 på 13500 m höjd med en hastighet av M = 0,6 (697 km / h). Den autonoma flygtiden var 3 minuter 37 sekunder. Den 10 maj 1967 inträffade en nödlandning. Orsaken till förlusten av kontroll var det "holländska steget", under vilket vinkeln var 140 grader.
Det beslutades att återställa den förfallna apparaten genom att modifiera konstruktionen. För att ge sidostabilitet på modellen, som fick beteckningen M2-F3, installerade ett mittköl- och jetmotorblock i styrsystemet.
Kastprov återupptogs i juni 1970. Sex månader senare genomfördes den första flygningen med införandet av en raketmotor för vätskedrivande drivmedel. I det sista teststeget, som slutfördes 1972, användes M2-F3 för att lösa olika hjälpuppgifter, inklusive utveckling av ett fjärrstyrningssystem som en del av rymdfärjeprogrammet. Modellens flygegenskaper utvärderades också vid begränsande höjd- och hastighetsflyglägen.
I december 1966 började kastprov av HL-10. För dem användes också B-52. Den allra första autonoma flygningen komplicerades av allvarliga problem - styrbarheten i tvärriktningen var extremt otillfredsställande, elevonernas effektivitet under svängar sjönk kraftigt. Felet eliminerades genom en betydande översyn av de yttre kölen, vilket bildade ett flöde över kontrollytorna.
Våren 1968 fortsatte Northrop HL-10 planerade flygningar. Den första lanseringen av raketmotorn för vätskedrivande drivmedel skedde i oktober 1968.
HL-10 användes också för rymdfärjan. De två sista flygningarna av apparaten, som utfördes sommaren 1970, ägnades åt att öva landningen med kraftverket påslaget. För detta ändamål ersattes XLR-11 med tre väteperoxidvätskedrivande raketmotorer.
Experimentet ansågs allmänt lyckat - motorerna som körde under landning reducerade glidbanevinkeln från 18 till 6 grader. Föraren av apparaten noterade emellertid att trots arbetet med markstyrningsmedel fanns det vissa svårigheter att bestämma ögonblicket för att slå på raketmotorerna.
Under hela testperioden genomförde HL-10 37 lanseringar. Samtidigt satte modellen rekordhöjd (27,5 km) och hastighet (M = 1,86) för raketflygplan med en bärande kaross.
Taktiska och tekniska egenskaper:
Längd - 6,45 m;
Höjd - 2,92 m;
Vingbredd - 4, 15 m;
Vingeyta - 14, 9 m²;
Tom vikt - 2397 kg;
Full vikt - 2721 kg;
Maximal startvikt - 4540 kg (bränsle - 1604 kg);
Kraftverk-Reaction Motors XLR-11 fyrkammare raketmotor (dragkraft upp till 35,7 kN);
Flygavstånd - 72 km;
Praktiskt tak - 27524 m;
Maximal hastighet - 1976 km / h;
Kraftkoefficienten per massenhet är 1: 0, 99;
Vingbelastning - 304, 7 kg / m²;
Besättning - 1 person.
Beredd baserat på material:
