تعد Northrop HL-10 واحدة من 5 طائرات في مركز إدواردز لأبحاث الطيران التابع لناسا (درايدا ، كاليفورنيا). صُممت هذه الآلات لدراسة واختبار المناورة الآمنة وقدرات الهبوط لطائرة ذات جودة هوائية منخفضة بعد العودة من الفضاء. تم إجراء دراسات باستخدام HL-10 والأجهزة المماثلة الأخرى في يوليو 1966 - نوفمبر 1975.
على أساس الدراسات النظرية في أوائل الخمسينيات من القرن الماضي ، تم التعرف على مخروط الأنف الحاد باعتباره الشكل الأمثل لرأس الصواريخ الباليستية الواعدة. عند دخول الغلاف الجوي ، فإن موجة الصدمة المنفصلة التي تظهر أمام الجهاز بمثل هذا الرأس تقلل بشكل كبير الأحمال الحرارية وتجعل من الممكن زيادة كتلة الرأس الحربي عن طريق تقليل سماكة الطلاءات الواقية من الحرارة.
وجد المتخصصون في NACA الذين شاركوا في هذه الأعمال أن هذا الاعتماد محفوظ أيضًا للأقماع النصفية. لقد كشفت أيضًا عن ميزة أخرى: أثناء التدفق فوق الصوتي ، يؤدي الاختلاف في ضغط التدفق على الأسطح العلوية والسفلية إلى رفع ، مما يزيد بشكل كبير من قدرة الطائرة على المناورة عند مغادرة المدار.
المركبات ذات الجسم الناقل (حصل هذا المخطط على هذا الاسم) ، من حيث خصائصها الانزلاقية ، تحتل موقعًا وسيطًا بين الكبسولات الباليستية والطائرة المدارية. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب استخدام كبسولات الهبوط في المركبات الفضائية المأهولة تكاليف إطلاق واستعادة كبيرة. تشمل مزايا "العلب الحاملة" الإتقان العالي في التصميم ، وإعادة الاستخدام ، وانخفاض تكاليف التطوير مقارنة بأنظمة مؤتمرات الفيديو التقليدية ، إلخ.
أخصائيو المختبر. تم حساب نموذج للجهاز على شكل نصف مخروط غير حاد مع سطح علوي مسطح. من أجل ثبات الاتجاه ، كان من المفترض استخدام عارضتين عموديتين ، والتي تكمل ملامح جسم الطائرة. أعطيت المركبة الفضائية التي تم إرجاعها من هذا التكوين اسم M2.
أجريت دراسات مماثلة في مركز لانجلي. قام الموظفون بحساب العديد من المخططات لنظام مؤتمرات الفيديو بهيكل متحمل. كان أكثرها واعدًا هو مشروع HL-10 ("الهبوط الأفقي" ؛ 10 هو الرقم التسلسلي للنموذج المقترح). كان للجهاز HL-10 سطح علوي مستدير تقريبًا وسط السفينة بثلاثة عارضات ، قاع مسطح ومنحن قليلاً.
نظرًا للأداء العالي للمركبة الفضائية ، نظرت وكالة ناسا مع القوات الجوية في عام 1961 في مقترحات لاستخدامها في البرنامج القمري لعودة رواد الفضاء. ومع ذلك ، لم يتم قبول المشاريع. على الرغم من التخفيضات في تمويل المشاريع التجريبية ، استمر هذا العمل بفضل جهود المتحمسين. صنعت إحدى الطائرات نموذجًا مصغرًا للطائرة وأجرت اختبارات الرمي. وقد سمح النجاح الحقيقي بعرض تسجيلات الاختبارات لإدارة مركزي درايدن وأميس. خصص الأول 10000 دولار من الأموال الاحتياطية لتصنيع جهاز كامل النطاق ووافق الثاني على إجراء اختبارات الديناميكا الهوائية. تم منح الجهاز التعيين M2-F1.
النموذج الذي يبلغ طوله ستة أمتار مصنوع من أنابيب الألمنيوم (هيكل الطاقة) والخشب الرقائقي (الجسم). تم تركيب زوج من الارتفاعات على الحافة العلوية لقسم الذيل. تم تجهيز عوارض الألمنيوم الخارجية بدفات.أتاحت النتائج الجيدة لعمليات التصريف إمكانية بدء اختبارات سيارات الأجرة. لكن عدم وجود أداة مناسبة لرفع تردد التشغيل أجبر على شراء سيارة بونتياك بمحرك قسري ، مما يوفر تسارعًا من طراز 450 كجم إلى 160-195 كم / ساعة. كانت أدوات التحكم ذات كفاءة منخفضة ولم توفر الثبات المطلوب للمنتج. تم حل المشكلة عن طريق إزالة العارضة المركزية وتحسين أسطح التحكم.
في عدد من الأشواط ، تم رفع النموذج فوق الأرض إلى ارتفاع 6 أمتار ، وقد سمح نجاح الاختبارات للمشاركين في المشروع بإقناع مدير مركز درايدن بفك الجهاز للتخطيط الذاتي من السيارة. بعد ذلك ، بدأت اختبارات الرمي للنموذج ، وتم سحب الجهاز بواسطة طائرة C-47 على ارتفاع 3-4 كم. تمت أول رحلة بطائرة شراعية في 16 أغسطس 1963. بشكل عام ، أظهر M2-F1 ثباتًا وتعاملًا جيدًا.
جعلت الرحلة المذهلة للجهاز الجديد ، فضلاً عن التكلفة المنخفضة للعمل المنجز ، من الممكن توسيع العمل في هذا الموضوع.
في منتصف عام 1964 ، وقعت وكالة الفضاء الأمريكية ناسا اتفاقية مع شركة نورثروب لبناء مركبتين بدون أجنحة وقابلة لإعادة الاستخدام من المعدن بالكامل مع هيكل ذاتي الدعم. تم تعيين المركبات الجديدة HL-10 و M2-F2 ، والتي اختلفت في ملف تعريف الجسم الحامل.
في المظهر ، كرر M2-F2 أساسًا M2-F1: تم تجهيز نصف مخروط بسطح علوي مسطح بزوج من العارضات الرأسية بدون ارتفاعات خارجية ، ويمكن استخدام الدفات كقلبات فرامل. لتوسيع المنظر ، تم تحريك قمرة القيادة للأمام ، وكان الأنف مزججًا. لتقليل السحب وتحسين ظروف التدفق ، تم إطالة جسم النموذج قليلاً. في قسم الذيل من M2-F2 ، تم وضع رفرف بطني للتحكم في درجة الصوت ، وتم الانتهاء من السطح العلوي للبدن بواسطة زوج من اللوحات الأمامية ، والتي وفرت التحكم في لفة في الطور المضاد.
كان بدن Northrop HL-10 نصف مخروطي مقلوب مع جسم علوي مستدير وقاع مسطح. بالإضافة إلى ذلك ، كان هناك عارضة مركزية. في قسم الذيل ، تم تركيب ارتفاعين شبه منحرفين مع دروع صغيرة. تم تركيب ألواح التوازن على العارضة الخارجية ، وكان العارضة المركزية عبارة عن دفة مشقوقة. تم استخدام لوحات الموازنة والدروع الإحدى عشرة لتحقيق الاستقرار فقط أثناء الطيران العابر والأسرع من الصوت. عند الانزلاق بعد القسم النشط بسرعة M = 0 ، 6-0 ، 8 ، تم إصلاحها من أجل تجنب الانخفاض الحاد في الجودة الديناميكية الهوائية أثناء الهبوط. كان من المفترض أن تكون سرعة الهبوط المقدرة حوالي 360 كم / ساعة.
نظرًا لأن الطائرات الصاروخية تم تطويرها في ظل قيود مالية صارمة إلى حد ما ، لتوفير المال ، فقد تم تجهيز المركبات بوحدات وعناصر جاهزة: تم أخذ معدات الهبوط الرئيسية من مقاتلة F-5 ، مقعد طرد المقاتلة F-106 المقعد ، الدعم الأمامي - من طائرة T-39.
تميزت أجهزة الطائرة أيضًا ببساطتها - خلال الرحلات الأولى ، كانت تفتقر حتى إلى أجهزة استشعار الموقف. أدوات القياس الرئيسية هي مستشعرات التسارع ومقياس الارتفاع والسرعة والانزلاق وزاوية الهجوم.
تم تجهيز كلتا السيارتين بمحرك XLR-11 (دفع 3.6 طن) ، والذي تم استخدامه لفترة قصيرة على متن طائرة X-15. لزيادة المدى أثناء الهبوط الاضطراري ، تم تجهيز M2-F2 و HL-10 بمحركات صاروخية تعمل بالوقود السائل تعمل بالوقود بواسطة بيروكسيد الهيدروجين.
تمتلئ خزانات الوقود الخاصة بالنماذج أثناء اختبارات الرمي بالمياه التي تزن 1.81 طن.
في 12 يوليو 1966 ، تم تنفيذ أول رحلة طيران من طراز M2-F2. تم فصل النموذج الذي يزن 2.67 طن عن B-52 على ارتفاع 13500 متر بسرعة M = 0.6 (697 كم / ساعة). كانت مدة الرحلة الذاتية 3 دقائق و 37 ثانية. في 10 مايو 1967 ، حدث هبوط اضطراري. كان سبب فقدان السيطرة هو "الخطوة الهولندية" ، حيث كانت زاوية التدحرج 140 درجة.
تقرر استعادة الجهاز المتداعي عن طريق تعديل التصميم.لتوفير الاستقرار الجانبي على النموذج ، الذي حصل على التعيين M2-F3 ، تم تثبيت عارضة مركزية وكتل المحرك النفاث لنظام التحكم.
تم استئناف اختبارات الرمي في يونيو 1970. بعد ستة أشهر ، تمت الرحلة الأولى باستخدام محرك صاروخي يعمل بالوقود السائل. في المرحلة الأخيرة من الاختبار ، التي اكتملت في عام 1972 ، تم استخدام M2-F3 لحل العديد من المهام المساعدة ، بما في ذلك تطوير نظام التحكم عن بعد كجزء من برنامج مكوك الفضاء. تم تقييم خصائص الطيران للنموذج أيضًا في أوضاع الطيران المحددة للارتفاع والسرعة.
في ديسمبر 1966 ، بدأت اختبارات رمي HL-10. بالنسبة لهم ، تم استخدام B-52 أيضًا. كانت الرحلة الأولى المستقلة معقدة بسبب مشاكل خطيرة - كانت القدرة على التحكم في الاتجاه العرضي غير مرضية للغاية ، وانخفضت كفاءة الارتفاعات أثناء المنعطفات بشكل حاد. تم القضاء على الخلل من خلال مراجعة كبيرة للعارضة الخارجية ، والتي شكلت تدفقًا على أسطح التحكم.
في ربيع عام 1968 ، استمرت الرحلات الجوية المخططة لشركة Northrop HL-10. تم الإطلاق الأول لمحرك الصاروخ الذي يعمل بالوقود السائل المسير في أكتوبر 1968.
تم استخدام HL-10 أيضًا لصالح مكوك الفضاء. تم تكريس الرحلتين الأخيرتين للجهاز ، اللذان تم إجراؤهما في صيف عام 1970 ، لممارسة الهبوط مع تشغيل محطة الطاقة. تحقيقا لهذه الغاية ، تم استبدال XLR-11 بثلاثة محركات صاروخية تعمل بالوقود السائل ببيروكسيد الهيدروجين.
اعتبرت التجربة بشكل عام ناجحة - قللت المحركات التي تعمل أثناء الهبوط زاوية مسار الانزلاق من 18 إلى 6 درجات. ومع ذلك ، أشار طيار الجهاز إلى أنه على الرغم من عمل وسائل التوجيه الأرضية ، كانت هناك بعض الصعوبات في تحديد لحظة تشغيل محركات الصاروخ.
خلال فترة الاختبار بأكملها ، أكملت HL-10 37 عملية إطلاق. في الوقت نفسه ، سجل النموذج ارتفاعًا قياسيًا (27.5 كم) وسرعة (M = 1.86) للطائرات الشراعية الصاروخية ذات الجسم الحامل.
الخصائص التكتيكية والفنية:
الطول - 6.45 م ؛
الارتفاع - 2.92 م ؛
جناحيها - 4 ، 15 م ؛
مساحة الجناح - 14 ، 9 م² ؛
الوزن الفارغ - 2397 كجم ؛
الوزن الكامل - 2721 كجم ؛
الوزن الأقصى للإقلاع - 4540 كجم (الوقود - 1604 كجم) ؛
محطة توليد الكهرباء - محرك صاروخي رباعي الحجرات XLR-11 من Reaction Motors (بقوة تصل إلى 35.7 كيلو نيوتن) ؛
نطاق الرحلة - 72 كم ؛
سقف عملي - 27524 م ؛
السرعة القصوى - 1976 كم / ساعة ؛
معامل الدفع لكل وحدة كتلة هو 1: 0 ، 99 ؛
تحميل الجناح - 304 ، 7 كجم / م² ؛
الطاقم - شخص واحد.
معدة على أساس المواد:
