SM -64 Navaho - SM-64 Navaho

Střela Navaho na odpalovací rampě

North American SM-64 Navaho byl nadzvukový mezikontinentální řízené střely projekt postaven North American Aviation (NAA). Konečný návrh byl schopen dodat jadernou zbraň do SSSR ze základen v USA při plavbě rychlostí Mach 3 (3675 km/h; 2284 mph) ve výšce 18 000 m. Střela je pojmenována po národě Navajo .

Původní projekt z roku 1946 požadoval systém relativně krátkého dosahu, posilovací a klouzavou zbraň založenou na okřídlené konstrukci rakety V-2 . Postupem času se požadavky opakovaně rozšiřovaly, a to jak kvůli touze amerického letectva po systémech na delší vzdálenosti , tak kvůli konkurenci podobných zbraní, které úspěšně zaplnily mezeru kratšího dosahu. To vedlo k novému designu založenému na rampě poháněné řízené střele , která se také vyvinula do řady stále větších verzí, spolu s pomocnými raketami, které je odpalovaly až do rychlosti.

Během tohoto období americké letectvo vyvíjelo SM-65 Atlas , založené na raketové technologii vyvinuté pro Navaho. Atlas plnil stejné výkonnostní cíle, ale dokázal to s celkovou dobou letu měřenou spíše v minutách než v hodinách a letem rychlostí a nadmořskou výškou, díky nimž byl imunní vůči odposlechu, na rozdíl od pouhého velmi obtížného zachycení jako v případě Navaho. Se spuštěním Sputniku 1 v roce 1957 a následnými obavami z raketové mezery získal Atlas nejvyšší vývojovou autoritu. Navaho pokračoval jako záloha, než byl zrušen v roce 1958, kdy Atlas úspěšně dospěl.

Přestože Navaho nevstoupil do služby, jeho vývoj poskytl užitečný výzkum v řadě oborů. Verzí draku Navaho poháněného jediným proudovým proudem se stal honičský pes AGM-28 , který byl nesen ke svým cílům na letounu Boeing B-52 Stratofortress a poté letěl zbytek cesty asi na Mach 2. Použil se naváděcí systém vést první ponorky Polaris . Konstrukce posilovače motoru, odštěpená do nové pobočky NAA Rocketdyne , byla použita v různých verzích Atlasu, PGM-11 Redstone , PGM-17 Thor , PGM-19 Jupiter , Mercury-Redstone a řady Juno ; je tedy přímým předchůdcem motorů používaných ke startu měsíčních raket Saturn I a Saturn V.

Rozvoj

Studie poválečné armády o raketách

V-1 inspiroval řadu návrhů raket US Army Air Force.

Němci během války představili řadu nových „zázračných zbraní“, o které měl velký zájem všechny spojenecké síly. Proudové motory byly již široce používány po jejich zavedení ve Velké Británii, ale v-1 a V-2 zastoupeny technologie, které nebyly vyvinuty někde jinde. V německém použití měly tyto zbraně relativně malý strategický účinek a musely být stříleny po tisících, aby způsobily skutečné škody. Pokud by však byla vyzbrojena jadernou zbraní , i jediná taková zbraň by způsobila poškození ekvivalentní tisícům konvenčně ozbrojených verzí a tuto linii výzkumu koncem roku 1944 rychle převzalo americké armádní letectvo (USAAF).

Vannevar Bush z vědecké poradní rady USAAF byl přesvědčen, že pilotovaná nebo automatizovaná letadla jako V-1 jsou jediným možným řešením pro role na dlouhé vzdálenosti. Balistické střely schopné nést i ty nejmenší hlavici bylo „nejméně deset let pryč“, a když se zeptal přímo o tématu, poznamenal:

Podle mě je něco takového nemožné. Nemyslím si, že by někdo na světě věděl, jak takovou věc udělat, a jsem si jist, že se to ještě dlouho dělat nebude.

Armádní plánovači začali plánovat širokou škálu poválečných raketových systémů, které se pohybovaly od balistických raket krátkého dosahu až po létající pumy dlouhého doletu. Po značné interní debatě mezi pobočkami armády byly v srpnu 1945 kodifikovány v utajovaném dokumentu popisujícím mnoho takových systémů, mezi nimi různé řízené střely , v podstatě V-1 s prodlouženým doletem a větší užitečné zatížení potřebné k přepravě jaderné hlavice. Byly tam tři široké obrysy v závislosti na dosahu, jeden pro raketu letící 175 až 500 mil (282–805 km), další 500 až 1 500 mil (800–2 410 km) a nakonec jeden pro 1 500 až 5 000 mil (2 400–8 000 km ). Zvažovaly by se jak podzvukové, tak nadzvukové konstrukce.

Soutěžní návrhy

Různé návrhy byly 31. října 1945 zaslány sedmnácti leteckým firmám. Z mnoha obdržených návrhů bylo šesti společnostem uděleno smlouvy na rozvoj. Předložení požadavků na delší dosah bylo založeno na návrzích řízených střel, zatímco příklady kratších doletů byly směsicí návrhů. Těm byla přidělena označení v souladu se sérií „MX“ USAAF Experimental Engineering Section.

NAA šéfkonstruktér, Dutch Kindelberger , byl přesvědčen, že rakety byly budoucnost, a najal William Bollay z US Navy s Bureau of Aeronautics provozovat své nově vytvořený výzkumnou laboratoř. Bollay předtím řídil vývoj proudového letadla námořnictva . Bollay dorazil, aby našel návrhy armády, a rozhodl se předložit návrh krátkého dosahu založený na okřídlené balistické raketě na základě německé konstrukce A-4b (někdy známé jako A-9), což je vývoj základního V-2. Dne 24. března 1946 obdržela NAA dopisní smlouvu W33-038-ac-1491 na tuto raketu označenou MX-770. Původní konstrukce počítala s dojezdem 800 mil (500 mil) s užitečným zatížením 2 000 liber (910 kg), ale dne 26. července byl tento počet zvýšen na 1400 kg.

Rovněž byla přijata řada dalších návrhů, ale všechny to byly designy řízených střel, aby byly splněny požadavky na delší dolet. Jednalo se o Martinův MX-771 -A pro podzvukové střely a -B pro nadzvukové verze MX-772 -A a -B z Curtiss-Wright , MX-773 -A a -B z republiky letadel a MX-775- A a -B od společnosti Northrop . Bylo zamýšleno, že bude do výroby uveden jeden podzvukový a jeden nadzvukový design, a těm byla udělena označení SSM-A-1 a SSM-A-2. Jediná balistická raketa ve skupině, MX-774, šla do Consolidated-Vultee .

Když prezident Harry S. Truman nařídil masivní snížení vojenských výdajů na rok 1947 v rámci Trumanské doktríny , USAAF byla nucena provést zásadní škrty ve svém programu rozvoje raket. Financování raket bylo sníženo z 29  milionů USD na 13  milionů USD (z 336  milionů USD na 151  milionů USD v dnešních dolarech). V době, která se stala známou jako „černé Vánoce roku 1946“, bylo mnoho původních projektů zrušeno, přičemž zbývající společnosti pracovaly na jednom designu místo dvou. Pouze Martin pokračoval ve vývoji podzvukového designu, jejich MX-771-A, dodávajícího první Matador SSM-A-1 v roce 1949. Zbytku společností bylo řečeno, aby pracovali pouze na nadzvukových provedeních.

Práce motoru

NAA začala experimentovat s raketovými motory v roce 1946, odpalovala rakety na firemním parkovišti a chránila auta zaparkováním buldozeru před motory. Nejprve použili konstrukci o síle 1100 liber (4900 N) od společnosti Aerojet a poté navrhli svůj vlastní model síly 300 liber (1300 N). Na jaře 1946 byla po celém průmyslu šířena zachycená německá data. V červnu 1946 se tým rozhodl opustit své vlastní návrhy a postavit nový motor založený na modelu 39 V-2.

Na konci roku 1946 byly dva motory Model 39 odeslány ke studiu do NAA, kde byly označovány jako XLR-41 Mark I. „XLR“ označovalo „eXperimental Liquid Rocket“, nový systém označení používaný armádním letectvem . Použili je jako základ pro převod z metrických na měření SAE a americké stavební techniky, které nazvali Mark II.

Během tohoto období společnost obdržela řadu pozdně válečných zpráv o vývoji motoru Model 39a pro V-2, který nahradil osmnáct samostatných spalovacích komor původního modelu jedinou deskou „sprchové hlavice“ uvnitř jediné větší komory. To nejen zjednodušilo design, ale také to bylo lehčí a zlepšilo výkon. Němci to nikdy nedokázali zprovoznit kvůli nestabilitě spalování a navzdory nižšímu výkonu nadále používali dřívější konstrukci.

Tým, který motor navrhl, byl nyní zajat ve Spojených státech poté, co byl zajat v rámci operace Paperclip . Mnoho z nich připravovalo nové výzkumné úsilí financované armádou pod vedením Wernhera von Brauna . Společnost najala Dietera Huzela, aby působil jako koordinátor mezi NAA a armádním raketovým týmem. V září 1947 společnost zahájila návrh motoru zahrnujícího konstrukci sprchové hlavice, kterou nazývali Mark III. Původně bylo cílem vyrovnat tah Modelu 39 o síle 56 000 liber (250 000 N), ale být o 15% lehčí.

Práce na Mark II pokračovaly a podrobný návrh byl dokončen v červnu 1947. V březnu si společnost pronajala velký pozemek v západním údolí San Fernando severně od Los Angeles, v pohoří Santa Susana, pro použití při testování velkých motorů . Bylo zde vybudováno raketové testovací centrum s využitím 1 milionu dolarů (ekvivalent 12 dolarů v roce 2020) z firemních fondů a 1,5 milionu dolarů (ekvivalent 17,4 dolarů v roce 2020) od USAAF. První díly začaly přicházet v září. Vývoj Mark III probíhal souběžně s použitím zmenšené verze vyvíjející sílu 3 300 liber (15 000 N), kterou bylo možné odpalovat na parkovišti. Tým v tomto provedl řadu změn a nakonec vyléčil problémy se spalováním.

Vyvíjející se design

Další sada německých výzkumných prací, které obdržela NAA, se týkala práce na nadzvukových rampách, které podle všeho umožňovaly konstrukci vysoce nadzvukových řízených střel. Bollay zahájil sérii paralelních projekčních projektů; Fáze 1 byla původní konstrukce boost-glide , fáze 2 byla konstrukce, která používala ramjety, a fáze 3 byla studie, jaký druh posilovací rakety by byl potřebný k dosažení rychlosti vozidla 2 z vertikálního odpalovacího systému.

Mezitím aerodynamici ve společnosti zjistili, že konstrukce zametaného křídla A-4b byla ve své podstatě nestabilní při transonických rychlostech . Přepracovali raketu s delta křídlem v extrémní zadní části a kachnami v přídi. Inženýři pracující na inerciálním navigačním systému (INS) vynalezli zcela novou konstrukci známou jako Kinetic Double-Integrating Accelerometer (KDIA), která měřila nejen rychlost jako ve verzi V-2, ale také ji integrovala, aby poskytla také polohu. To znamenalo, že autopilot jednoduše musel porovnat cílové umístění s aktuálním umístěním z INS, aby vyvinul případnou opravu, která by potřebovala přivést raketu zpět na cíl.

V červnu 1947 byl tedy původní design A-4b v každém bodě změněn; motor, drak a navigační systémy byly nyní nové.

Nový koncept

V září 1947 bylo americké letectvo odtrženo od americké armády . V rámci rozkolu síly souhlasily s rozdělením probíhajících rozvojových projektů podle dosahu, přičemž armáda brala všechny projekty s dosahem 1 000 mil (1 600 km) nebo méně a letectvo vše nad to. MX-770 byl hluboko pod touto hranicí, ale místo toho, aby byl předán armádnímu arzenálu, který pracoval s von Braunem na balistických raketách, v únoru 1948 letectvo místo toho požadovalo, aby NAA zdvojnásobila dosah MX-770. to do domény letectva.

Při zkoumání dosavadních prací NAA upustila od konceptu boost-glide a přesunula se jako hlavní konstrukci na řízenou střelu poháněnou ramjetem. I při účinnějším pohonu nabízeném ramjety by raketa musela být o 33% větší, aby dosáhla požadovaného doletu. K napájení odpalovacího zařízení to vyžadovalo silnější posilovací motor, takže požadavek na XLR-41 Mark III byl zvýšen na 75 000 liber (330 000 N). Systém N-1 INS unášel rychlostí 1 míli za hodinu, takže v maximálním dosahu by nebyl schopen splnit 2 500 stop (760 m) CEP letectva . Společnost zahájila vývoj N-2, aby splnila tuto potřebu a poskytla značnou rezervu, pokud by byl požadován větší dolet. Byl to v podstatě mechanismus N-1 spárovaný s hvězdným sledovačem, který by poskytoval aktualizace středního kurzu k nápravě případného nahromaděného driftu.

Letectvo přidělilo střele označení XSSM-A-2 a poté nastínilo třístupňový plán rozvoje. Pro fázi 1 by byl stávající design použit pro vývoj technologií a jako testovací místo pro různé koncepce startu, včetně původního konceptu posilovače, stejně jako starty raketových tratí a vzduchem vypuštěné verze. Fáze 2 by prodloužila dostřel střely na 2 200 až 3 000 mil (3 200–4 800 km) a fáze 3 by ji dále zvýšila na mezikontinentální 5 000 mil (8 000 km), přičemž by nesla těžší hlavici 10 000 liber (4 500 kg). Vývoj designu skončil v červenci 1950 specifikacemi Air Force of Weapon System 104A. Podle tohoto nového požadavku byl účelem programu vývoj jaderné střely doletu 5 500 mil (8900 km).

WS-104A

Podle WS-104A byl program Navaho rozdělen na tři řízené střely. První z těchto raket byl North American X-10 , létající subranžovací vozidlo, které mělo prokázat obecnou aerodynamiku, naváděcí a řídicí technologie pro vozidla dvě a tři. X-10 byl v podstatě bezpilotní vysoce výkonný proudový letoun, poháněný dvěma proudovými motory Westinghouse J40 s dodatečným spalováním a vybavený zatahovacím podvozkem pro vzlet a přistání. Byl schopný rychlostí až Mach 2 a dokázal létat téměř 800 kilometrů. Jeho úspěch v Edwards AFB a poté na mysu Canaveral připravil půdu pro vývoj druhého vozidla: XSSM-A-4, Navaho II nebo G-26.

Druhý krok, G-26, byl jaderným vozidlem Navaho téměř plné velikosti. Svisle odpalovaný raketovým posilovačem na kapalná paliva by G-26 raketově stoupal vzhůru, dokud nedosáhne rychlosti přibližně Mach 3 a výšky 15 000 m. V tomto okamžiku by došlo k vyčerpání posilovače a zapálení ramjety vozidla k napájení vozidla k jeho cíli. G-26 provedlo v letech 1956 až 195 celkem 10 startů z Launch Complex 9 (LC-9) na stanici Cape Canaveral Air Force Station (CCAFS). Launch Complex 10 (LC-10) byl také zařazen do programu Navaho, ale nikdy z něj nebyly vypuštěny žádné G-26 (sloužilo pouze k pozemním testům plánovaného přenosného odpalovacího zařízení).

Duální motor (XLR-71-NA-1) SM-64 Navaho v centru Udvar-Hazy

Konečná provozní verze, G-38 nebo XSM-64A, měla stejný základní design jako G-26, jen byla větší. To zahrnovalo mnoho nových technologií, titanové komponenty, kardanové raketové motory, kombinaci petrolej/ LOX a úplné polovodičové elektronické ovládání. Nikdy nikdo neletěl, program byl zrušen před dokončením první jednotky. Pokročilá technologie raketového posilovače byla použita i v jiných raketách, včetně mezikontinentální balistické rakety Atlas a inerciální naváděcí systém byl později použit jako naváděcí systém u prvních amerických jaderných ponorek.

Vývoj raketového motoru prvního stupně pro Navaho začal dvěma renovovanými motory V-2 v roce 1947. Ve stejném roce byl navržen motor fáze II, XLR-41-NA-1, zjednodušená verze V-2 motor vyrobený z amerických dílů. Motor fáze III, XLR-43-NA-1 (také nazývaný 75K), přijal válcovou spalovací komoru s experimentální německou deskou vstřikovače nárazového proudu. Technici ze Severní Ameriky vyřešili problém se stabilitou spalování, který znemožnil jeho použití ve V-2, a motor byl úspěšně testován na plný výkon v roce 1951. Motor fáze IV, XLR-43-NA-3 (120K), nahradil špatně chlazenou těžkou německou stěnu motoru pájenou trubkovou („špagety“) konstrukcí, která se stala novou standardní metodou regenerativního chlazení v amerických motorech. V G-26 Navaho byla použita jeho dvoumotorová verze XLR-71-NA-1 (240K). S vylepšeným chlazením byla vyvinuta výkonnější verze spalující petrolej pro třímotorový XLR-83-NA-1 (405K), používaná v G-38 Navaho. Se všemi prvky moderního motoru (kromě zvonové trysky) to vedlo k návrhům motorů Atlas, Thor a Titan.

Provozní historie

První pokus o start, 6. listopadu 1956, selhal po 26 sekundách letu. Následovalo deset neúspěšných startů, než 22. března 1957 další úspěšně vystoupil, po dobu 4 minut, 39 sekund letu. Pokus z 25. dubna explodoval několik sekund po startu, zatímco let 26. června trval jen 4 minuty a 29 sekund.

Oficiálně byl program zrušen 13. července 1957 poté, co první čtyři starty skončily neúspěchem. Ve skutečnosti byl program zastaralý v polovině roku 1957, protože první Atlas ICBM zahájil letové testy v červnu a IRBM Jupiter a Thor byly velkým příslibem. Tyto balistické střely by však nebyly možné bez vývoje raketových motorů na kapalná paliva v programu Navaho. Zahájení sovětského satelitního Sputniku v říjnu 1957 pouze dokončilo Navaho, protože letectvo přesunulo své peníze na výzkum do ICBM. Ale technologie vyvinuté pro Navaho byly znovu použity v roce 1957 pro vývoj AGM-28 Hound Dog , jaderné řízené střely, která byla uvedena do výroby v roce 1959.

Sovětský svaz pracoval na paralelních projektech Myasishchev RSS-40 „Buran“ a Lavočkin „ Burya “ a o něco později Tupolev Tu-123 . První dva typy byly také velké raketové posilované ramjety, zatímco třetí byl proudový stroj. Se zrušením Navaho a příslibem ICBM v roli strategické rakety byly zrušeny i první dva, ačkoli projekt Lavočkin, který měl několik úspěšných testovacích letů, probíhal pro účely výzkumu a vývoje a Tupolev byl přepracován jako velký, rychlý průzkumný dron.

Operátoři

Přeživší

Navaho na displeji u CCAFS , Florida

Jeden zbývající X-10 je vystaven v příloze United States Air Force Museum ve Wright-Patterson AFB, OH. Posilovací raketa Navaho, i když není takto označena, je v současné době vystavena před stanovištěm VFW ve Fort McCoy na Floridě.

Druhá zbývající raketa Navaho byla předtím vystavena před jižní vstupní branou stanice Cape Canaveral Air Force Station na Floridě. Tento přeživší byl poškozen hurikánem Matthew dne 7. října 2016, ale byl obnoven nadací Space and Missile Museum Foundation a znovu nainstalován v březnu 2021.

Specifikace

Obecná charakteristika

  • Délka: 67 ft 11 v (20,7 m)
  • Rozpětí: 28 ft 7 v (8,71 m)
  • Hrubá hmotnost: 64 850 lb (29 420 kg)
  • Pohonná jednotka: 2 × Wright Aeronautical XRJ47 -W -5 ramjets, 15,000 lbf (67 kN)
  • Pohonná jednotka: 2 × raketové posilovače XLR83-NA-1, každá o tahu 890 kN

Výkon

  • Maximální rychlost: 1700 kn (2 000 mph, 3 200 km/h) (design. Realita 2 500 km/h)
  • Maximální rychlost: Mach 3
  • Rozsah: 3500 NMI (4000 mi, 6500 km) (design)
  • Servisní strop: 23 000 m
  • Tah/hmotnost : 0,46

Vyzbrojení

  • 1 × jaderná hlavice W41

Viz také

Letadla srovnatelné role, konfigurace a éry

Související seznamy

Reference

Poznámky

Bibliografie

  • Gibson, James (1996). Projekt rakety Navaho: Příběh know-how rakety americké rakety . Schiffer. ISBN 9780764300486.
  • Mindling, George; Bolton, Robert (2008). Taktické rakety amerického letectva . Svůdná žena. ISBN 9780557000296.
  • Rosenberg, Max (2012). Letectvo a Národní program řízených střel . Obranný lev. ISBN 9780985973001.
  • Werrell, Kenneth P. The Evolution of the Cruise Missile. Montgomery, Alabama: Air University, Maxwell Air Force Base. 1998, první vydání 1995. ISBN  978-1-58566-005-6 . K dispozici také v elektronické podobě .
  • Masone, Curt. „projecthabu.com/post/151537963920/cape-canaveral-air-force-station-in-florida“ . Vyvolány 30 June je 2017 .
  • @afspacemuseum (23. března 2021). „Rupert lokalizoval raketu Navaho, která dorazila k montáži dnes ráno. Jsme nad Měsícem nadšeni, že ji můžeme znovu vidět u jižní brány!“ (Tweet) - přes Twitter .

externí odkazy