Northrop HL-10 er et af 5 fly på NASAs Edwards Flight Research Center (Dryda, Californien). Disse maskiner blev bygget til at studere og teste de sikre manøvrerings- og landingsmuligheder for et fly med lav aerodynamisk kvalitet efter hjemkomst fra rummet. Undersøgelser med HL -10 og andre lignende enheder blev udført i juli 1966 - november 1975.
På grundlag af teoretiske undersøgelser i begyndelsen af 1950'erne blev en stump næsekegle anerkendt som den mest optimale form for hovedet på lovende ballistiske missiler. Når man kommer ind i atmosfæren, reducerer den løsrevne stødbølge, der optræder foran apparatet med et sådant hoved, betydeligt de termiske belastninger og gør det muligt at øge sprænghovedets masse ved at reducere tykkelsen af de varmebeskyttende belægninger.
NACA-specialisterne, der deltog i disse værker, fandt ud af, at denne afhængighed også bevares for halvkeglerne. De afslørede også en anden egenskab: under hypersonisk strømning skaber forskellen i strømningstryk på de nedre og øvre overflader et løft, hvilket øger flyets manøvredygtighed betydeligt, når de forlader kredsløb.
Køretøjer med et bærerlegeme (denne ordning modtog dette navn) indtager med hensyn til deres glidegenskaber en mellemliggende position mellem ballistiske kapsler og orbitale fly. Derudover kræver brug af nedstigningskapsler i bemandede rumfartøjer betydelige omkostninger til opsendelse og genopretning. Fordelene ved "bærende huse" omfatter høj design perfektion, genanvendelighed, lavere udviklingsomkostninger i sammenligning med traditionelle videokonferencesystemer osv.
Specialister på laboratoriet. Ames (i det følgende Ames Center) blev der beregnet en model af apparatet i form af en stump halvkegle med en flad overflade. For retningsstabilitet skulle den bruge to lodrette køl, der fortsætter skrogets konturer. Det returnerede rumfartøj med denne konfiguration fik navnet M2.
Lignende undersøgelser blev udført på Langley Center. Medarbejdere har beregnet flere ordninger for et videokonferencesystem med et bærende legeme. Det mest lovende af dem var HL-10-projektet ("Horizontal Landing"; 10 er serienummeret på den foreslåede model). HL-10-apparatet havde en næsten rund midtskibsoverflade med tre køl, en flad, let buet bund.
I betragtning af rumfartøjets høje ydeevne overvejede NASA sammen med flyvevåbnet i 1961 forslag til deres anvendelse i måneprogrammet til tilbagevenden af astronauter. Projekterne blev imidlertid ikke accepteret. På trods af nedskæringerne i finansieringen til pilotprojekter fortsatte dette arbejde takket være entusiasternes indsats. Én modelfly lavede en målemodel af flyet og gennemførte kastetest. Virkelig succes har gjort det muligt at demonstrere optagelserne af testene for ledelsen på Dryden- og Ames -centrene. Den første afsatte $ 10.000 fra reservefondene til fremstilling af et fuldskala apparat, og den anden gik med til at udføre aerodynamiske tests. Enheden fik betegnelsen M2-F1.
Den seks meter lange model var fremstillet af aluminiumsrør (kraftstruktur) og krydsfiner (karosseri). Et par elevons blev monteret på den øverste kant af halesektionen. Eksterne aluminiumkøl var udstyret med ror. Gode resultater af blowdowns gjorde det muligt at starte taxitest. Men manglen på et passende overclockingsværktøj tvang købet af en Pontiac med en tvungen motor, hvilket giver acceleration af 450 kg-modellen til 160-195 km / t. Kontrollerne havde lav effektivitet og gav ikke den nødvendige stabilisering af produktet. Problemet blev løst ved at fjerne den centrale køl og forbedre kontrolfladerne.
I et antal løb blev modellen hævet over jorden til en højde på 6 m. Testens succes gav projektdeltagerne mulighed for at overtale direktøren for Dryden Center til at afmontere enheden til selvplanlægning fra bilen. Derefter begyndte kastetest af modellen, enheden blev bugseret af et C-47-fly til en højde på 3-4 km. Den første svæveflyvning fandt sted den 16. august 1963. Samlet set viste M2-F1 god stabilitet og håndtering.
Den spektakulære flyvning af den nye enhed, samt de lave omkostninger ved det udførte arbejde, gjorde det muligt at udvide arbejdet med dette emne.
I midten af 1964 underskrev det amerikanske rumfartsagentur NASA en aftale med Northrop om konstruktion af to vingeløse genanvendelige køretøjer i metal med en selvbærende karosseri. De nye køretøjer blev betegnet HL-10 og M2-F2, som adskilte sig i bærekarosseriets profil.
I udseende gentog M2-F2 dybest set M2-F1: en halvkegle med en øvre flad overflade var udstyret med et par lodrette køl uden ydre elevons, ror kunne bruges som bremseklapper. For at udvide udsigten blev cockpittet forskudt fremad, og næsen var glaseret. For at reducere træk og forbedre flowforholdene blev modellens krop lidt forlænget. I halesektionen af M2-F2 blev en ventral flap placeret til pitchkontrol, skrogets øvre overflade blev afsluttet med et par elevonsklapper, som gav rullestyring i antifase.
Northrop HL-10 skroget var en omvendt halvkegle med en afrundet øvre skrog og en flad bund. Derudover var der en central køl. I halesektionen blev der installeret to trapezformede elevatorer med små skjolde. Balancepaneler blev monteret på de ydre køl, og den centrale køl var et delt ror. Balanceringspaneler og elevonskærme blev kun brugt til stabilisering under trans- og supersonisk flyvning. Når man glider efter den aktive sektion med en hastighed på M = 0, 6-0, 8, blev de rettet for at undgå et kraftigt fald i aerodynamisk kvalitet under landing. Den anslåede landingshastighed skulle være omkring 360 km / t.
Da raketflyene blev udviklet i temmelig strenge økonomiske begrænsninger, for at spare penge, var køretøjerne udstyret med færdige enheder og elementer: det vigtigste landingsudstyr blev taget fra F-5 jagerfly, udkastningssædet for F-106 jagerfly sæde, frontstøtte - fra T -39 flyet.
Instrumenteringen af flyet blev også kendetegnet ved sin enkelhed - under de første flyvninger manglede de endda holdningssensorer. De vigtigste måleinstrumenter er accelerometer, højdemåler, hastighed, slip og angrebssensorer.
Begge køretøjer var udstyret med en XLR-11 motor (stød 3,6 tons), som blev brugt i kort tid på X-15 flyet. For at øge rækkevidden under en nødlanding var M2-F2 og HL-10 udstyret med hjælpevæskedrivende raketmotorer drevet af brintoverilte.
Modellernes brændstoftanke under kastetestene blev fyldt med vand, der vejede 1,81 ton.
Den 12. juli 1966 fandt den første svæveflyvning af M2-F2 sted. Modellen, der vejer 2,67 tons, blev adskilt fra B-52 i en højde af 13500 m ved en hastighed på M = 0,6 (697 km / t). Varigheden af den autonome flyvning var 3 minutter 37 sekunder. Den 10. maj 1967 skete der en nødlanding. Årsagen til tabet af kontrol var det "hollandske trin", hvor rullevinklen var 140 grader.
Det blev besluttet at gendanne det forfaldne apparat ved at ændre designet. For at give lateral stabilitet på modellen, der modtog betegnelsen M2-F3, installerede en centerkøl og jetmotorblokke i kontrolsystemet.
Kastprøver blev genoptaget i juni 1970. Seks måneder senere fandt den første flyvning sted med inkluderingen af en bæredygtig drivende raketmotor. I den sidste testfase, der blev afsluttet i 1972, blev M2-F3 brugt til at løse forskellige hjælpeopgaver, herunder udvikling af et fjernbetjeningssystem som en del af Space Shuttle-programmet. Modellens flyveegenskaber blev også evalueret ved den begrænsende højde og hastighedsflyvningstilstande.
I december 1966 begyndte kastetest af HL-10. For dem blev B-52 også brugt. Den allerførste autonome flyvning blev kompliceret af alvorlige problemer - styrbarheden i tværretningen var yderst utilfredsstillende, elevonernes effektivitet under sving faldt kraftigt. Fejlen blev fjernet ved en betydelig revision af de ydre køl, som dannede en strømning over kontrolfladerne.
I foråret 1968 fortsatte Northrop HL-10 planlagte flyvninger. Den første lancering af raketmotoren til opretholdelse af flydende drivstof fandt sted i oktober 1968.
HL-10 blev også brugt af rumfærgen. De sidste to flyvninger af apparatet, der blev udført i sommeren 1970, var afsat til at øve landingen med kraftværket tændt. Til dette formål blev XLR-11 erstattet med tre hydrogenperoxid flydende drivmotor raketmotorer.
Forsøget blev generelt betragtet som vellykket - motorerne, der kørte under landing, reducerede glidebanevinklen fra 18 til 6 grader. Piloten på apparatet bemærkede imidlertid, at på trods af arbejdet med jordstyringsmidler var der nogle vanskeligheder ved at bestemme tidspunktet for at tænde for raketmotorerne.
I hele testperioden gennemførte HL-10 37 lanceringer. Samtidig satte modellen rekordhøjde (27,5 km) og hastighed (M = 1,86) for raketflyvemaskiner med en bærende krop.
Taktiske og tekniske egenskaber:
Længde - 6,45 m;
Højde - 2,92 m;
Vingefang - 4, 15 m;
Fløjareal - 14, 9 m²;
Tom vægt - 2397 kg;
Fuld vægt - 2721 kg;
Maksimal startvægt - 4540 kg (brændstof - 1604 kg);
Kraftværk-Reaction Motors XLR-11 firekammers raketmotor (tryk på op til 35,7 kN);
Flyvning - 72 km;
Praktisk loft - 27524 m;
Maksimal hastighed - 1976 km / t;
Kraftkoefficienten pr. Masseenhed er 1: 0, 99;
Fløjbelastning - 304, 7 kg / m²;
Besætning - 1 person.
Fremstillet baseret på materialer:
