Стратегическая крылатая ракета North American SM-64 Navaho (США)
В середине сороковых годов американское военное ведомство инициировало начало программы разработки нескольких новых ракетных комплексов. Усилиями ряда организаций планировалось создать несколько крылатых ракет с большой дальностью полета. Это вооружение предполагалось использовать для доставки ядерных боезарядов к целям на территории противника. В течение нескольких следующих лет военные неоднократно корректировали требования к проектам, что приводило к соответствующим изменениям перспективной техники. Кроме того, уникально высокие требования привели к тому, что лишь одна новая ракета смогла дойти до эксплуатации в войсках. Прочие так и остались на бумаге, либо не вышли из стадии испытаний. Одним из таких «неудачников» оказался проект SM-64 Navaho.
Напомним, летом 1945 года, вскоре после окончания войны в Европе, американское командование распорядилось изучить захваченные образцы немецкой техники и документацию по ним с целью получения важных наработок. Вскоре после этого появилось предложение о разработке перспективной крылатой ракеты класса «земля-земля» с высокими характеристиками дальности. К созданию подобного оружия были привлечены несколько ведущих организаций оборонной промышленности. Среди прочих, свою заявку на участие в программе подала организация Rocketdyne – отделение компании North American Aviation (NAA). Изучив имеющиеся технологии и их перспективы, специалисты NAA предложили примерный график проекта, в соответствии с которым предполагалось создать новую ракету.
Ранние работы
Проект нового оружия предлагалось разрабатывать в три этапа. В ходе первого следовало взять за основу немецкую баллистическую ракету V-2 в версии A-4b и оснастить ее аэродинамическими плоскостями, сделав таким образом самолет-снаряд. Второй этап предложенного проекта подразумевал удаление жидкостного реактивного двигателя с установкой прямоточного воздушно-реактивного (ПВРД). Наконец, третий этап программы предназначался для создания новой ракеты-носителя, которая должна была значительно увеличивать дальность полета боевой ракеты, созданной в рамках первых двух этапов.
Ракета XSM-64 / G-26 на стартовом комплексе. Фото Wikimedia Commons
Получив необходимые документы и агрегаты, специалисты «Рокетдайн» приступили к исследовательским и конструкторским работам. Особый интерес представляют их эксперименты с имевшимися двигателями различных типов. Не имея требуемой испытательной базы, конструкторы проверяли их прямо на парковке рядом со своим офисом. Для защиты прочей техники от реактивных газов применялся газоотбойник, в роли которого выступал обычный бульдозер. Несмотря на странный вид, подобные испытания позволили собрать массу необходимой информации.
Весной 1946 года компания NAA получила контракт военного ведомства на продолжение разработки новой крылатой ракеты. Проект получил официальное обозначение MX-770. Кроме того, до определенного времени применялся альтернативный индекс – SSM-A-2. В соответствии с первым контрактом, требовалось построить ракету, способную лететь на дальность от 175 до 500 миль (280-800 км) и нести ядерную боевую часть массой порядка 2 тыс. фунтов (910 кг). В конце июля вышло обновленное техническое задание, требовавшее увеличить полезную нагрузку до 3 тыс. фунтов (1,4 т).
На ранних стадиях проекта MX-770 не предъявлялись особые требования к дальности перспективной ракеты. Естественно, дальность порядка 500 миль уже была достаточно сложной задачей с учетом имевшихся технологий, однако более высокие характеристики до определенного времени не требовались.
Ситуация изменилась в середине 1947 года. Военные пришли к выводу о недостаточности требуемой дальности для решения имеющихся боевых задач. Из-за этого в требования к проекту MX-770 внесли серьезные изменения. Теперь ракету следовало оснащать только прямоточным воздушно-реактивным двигателем, а дальность требовалось довести до 1500 миль (порядка 2,4 тыс. км). В связи с некоторыми трудностями технологического и конструкторского характера вскоре требования в определенной мере смягчили. В начале весны 48-го дальность ракеты вновь изменили, причем коррективы в требования внесли с учетом дальнейшего развития проекта. Так, ранние опытные ракеты должны были летать на дальность около 1000 миль, а от поздних требовался втрое больший радиус действия. Наконец, серийные ракеты для армии должны были лететь на 5000 миль (более 8000 км).
Взлет ракеты XSM-64. Фото Spacelaunchreport.com
Новые требования от июля 47-го заставили инженеров North American Aviation отказаться от предыдущих планов. Расчеты показали, что выполнение технического задания с использованием готовых немецких наработок не представляется возможным. Ракету и ее агрегаты следовало разрабатывать с нуля, используя имеющийся опыт и технологии. Кроме того, специалисты окончательно решили строить крылатую ракету с полноценной силовой установкой и дополнительным разгонным блоком, а не двухступенчатую систему с разгонным агрегатом и планером, оснащенным боевой частью и не имеющим собственного двигателя.
Появление обновленных требований также позволило специалистам компании-разработчика сформировать основные положения проекта, в соответствии с которыми следовало вести дальнейшие работы. Так, было принято решение о создании новой инерциальной навигационной системы для применения в качестве аппаратуры наведения, а исследования в аэродинамической трубе позволили определить оптимальный облик планера ракеты. Было установлено, что наиболее эффективной аэродинамической компоновкой для MX-770 станет «утка» с треугольным крылом. Следующий этап работ по новому проекту подразумевал проработку основных вопросов и создание агрегатов в соответствии с обновленными требованиями и планами.
Дальнейшие расчеты доказали эффективность применения прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Имеющиеся и перспективные конструкции такой силовой установки обещали заметный прирост характеристик. По расчетам того времени, ракета с ПВРД имела на треть большую дальность, чем аналогичное изделие с жидкостным двигателем. Одновременно с этим обеспечивалась требуемая скорость полета. Следствием этих расчетов стала активизация работ по созданию новых ПВРД с повышенными характеристиками. Уже летом 1947 года двигателестроительное подразделение NAA получило распоряжение о модернизации имеющегося экспериментального двигателя XLR-41 Mark III с повышением тяги до 300 кН.
Летающая лаборатория X-10. Фото Designation-systems.net
Параллельно с обновлением двигателя специалисты North American работали над проектом инерциальной навигационной системы N-1. На предварительных стадиях проекта расчеты показывали, что контроли перемещения ракеты в трех плоскостях позволит обеспечить достаточно высокую точность определения координат. Расчетное отклонение от реальных координат составляло 1 милю на час полета. Таким образом, при полете на максимальную дальность круговое вероятное отклонение ракеты не должно было превышать 2,5 тыс. футов (порядка 760 м). Тем не менее, расчетные характеристики системы N-1 посчитали недостаточными с точки зрения дальнейшего развития ракетной техники. При росте дальности ракеты КВО могло увеличиваться до неприемлемых значений. В связи с этим осенью 47-го стартовала разработка системы N-2, в которую помимо аппаратуры инерциальной навигации включили прибор для ориентации по звездам.
По результатам первых проработок обновленного проекта, связанных с изменением требований заказчика, был скорректирован план разработки проекта и испытаний готовых ракет. Теперь в ходе первого этапа планировалось испытать ракету MX-770 в различных конфигурациях, в том числе при старте с самолета-носителя. Целью второго этапа было увеличение дальности полета до 2-3 тыс. миль (3200-4800 км). Третий этап предназначался для доведения дальности до 5 тыс. миль. Одновременно с этим следовало увеличить полезную нагрузку ракеты до 10 тыс. фунтов (4,5 т).
Основная масса проектных работ по ракете MX-770 была завершена в 1951 году. Тем не менее, разработка этого оружия была связана с многочисленными трудностями. Как следствие, и после 51-го конструкторам Rocketdyne и NAA приходилось постоянно дорабатывать проект, исправлять выявленные недостатки, а также использовать различное вспомогательное оборудование для проведения дополнительных исследований.
Экспериментальный вспомогательный проект
С целью облегчения работ и изучения имеющихся предложений в 1950 году была согласована разработка дополнительного проекта RTV-A-5. Целью этого проекта было создание радиоуправляемого летательного аппарата с аэродинамическим обликом, аналогичным боевой ракете нового типа. В 1951 году проект получил обновленное название X-10. Это обозначение сохранилось до самого закрытия проекта в середине пятидесятых годов.
X-10 в полете. Фото Designation-systems.net
Изделие RTV-A-5 / X-10 представляло собой радиоуправляемый самолет с вытянутым обтекаемым фюзеляжем, рулями высоты в носовой части, треугольным крылом в хвосте и двумя килями. На задней части бортов фюзеляжа располагались две мотогондолы с турбореактивными двигателями Westinghouse J40-WE-1 тягой по 48 кН каждый. Аппарат имел длину 20,17 м, крыло размахом 8,6 м и общую высоту (с выпущенным трехстоечным шасси) 4,5 м. Взлетный вес определялся на уровне 19 т. Силовая установка позволяла развивать скорость порядка М=2,05, подниматься на высоту 13,6 км и летать на дальность до 13800 км.
Конструкция планера X-10 разрабатывалась на основе проекта ракеты MX-770. При помощи испытаний радиоуправляемого самолета планировалось проверить перспективы предлагаемого планера при полете на разных режимах. Кроме того, на определенном этапе программы имелось сходство и с точки зрения бортовой аппаратуры. Изначально X-10 получил только оборудование для радиоуправления и автопилот. На поздних этапах испытаний опытный самолет оснастили инерциальной навигационной системой N-6, предлагавшейся для применения на полноценной ракете.
Первый полет изделия X-10 состоялся в октябре 1953 года. Самолет успешно взлетел с одного из аэродромов и выполнил полетную программу, по завершении которой выполнил успешную посадку. Испытательные полеты летающей лаборатории продолжались до 1956 года. В ходе этих работ специалисты NAA проверяли различные особенности имеющейся конструкции, а также собирали данные для дальнейших доработок проекта MX-770.
X-10 во время посадки. Фото Boeing.com
Для использования в испытаниях было построено 13 самолетов X-10. Часть этой техники была потеряна в ходе основных испытаний. Кроме того, осенью и зимой 1958-59 гг. North American провели серию дополнительных испытаний, в которых из-за аварий были потеряны еще три беспилотника. До конца программы дожил только один X-10.
Изделие G-26
После проверки предложенного аэродинамического облика при помощи радиоуправляемого самолета появилась возможность строительства опытных ракет. В соответствии с имеющимися планами, сперва компания NAA начала строительство упрощенных прототипов перспективной крылатой ракеты. Эти аппараты получили заводское обозначение G-26. Военные присвоили этой технике название XSM-64. Кроме того, именно в это время программа получила дополнительное обозначение Navaho.
С точки зрения конструкции изделие XSM-64 представляло собой немного увеличенный и доработанный вариант беспилотного X-10. При этом предусматривались значительные изменения отдельных элементов конструкции, а также введение в состав комплекса новых агрегатов. С целью достижения требуемой дальности полета опытная ракета была построена по двухступенчатой схеме. За подъем в воздух и первоначальный разгон отвечала жидкостная первая ступень. А маршевая представляла собой крылатую ракету с полезной нагрузкой.
Схема ракеты G-26. Рисунок Astronautix.com
Стартовая ступень представляла собой агрегат с коническим головным обтекателем и цилиндрической хвостовой частью, на которой крепились два киля. Длина первой ступени составляла 23,24 м, максимальный диаметр – 1,78 м. В готовом к старту виде ступень весила 34 т. Она была оснащена одним жидкостным двигателем North American XLR71-NA-1 тягой 1070 кН, работающим на керосине и сжиженном кислороде.
Маршевая ступень ракеты XSM-64 сохранила основные особенности изделия X-10, однако оснащалась двигателями иного типа, а также имела ряд других особенностей. Одновременно с этим было сохранено шасси для посадки после выполнения испытательного полета. При стартовом весе 27,2 т маршевая ступень имела длину 20,65 м и крыло размахом 8,71 м. Ввиду отсутствия особых успехов в собственных проектах компания NAA была вынуждена использовать на новой ракете два прямоточных двигателя фирмы Wright типа XRJ47-W-5 тягой по 36 кН. Для управления ракетой применялась аппаратура наведения типа N-6. Кроме того, для проведения некоторых испытаний ракету оснастили радиокомандным управлением.
Запуск ракеты XSM-64 предлагалось осуществлять с вертикальной пусковой установки. Первая ступень с жидкостным двигателем должна была поднимать ракету в воздух и доставлять на высоту не менее 12 км, развивая скорость до М=3. После этого планировалось производить запуск ПВРД маршевой ступени и сброс стартовой. При помощи собственных двигателей крылатая ракета должна была подниматься на высоту порядка 24 км и двигаться к цели на скорости M=2,75. Дальность полета, по расчетам, могла достигать 3500 миль (5600 км).
Проект XSM-64 имел несколько важнейших особенностей технического и технологического характера. Так, в конструкции маршевой и стартовой ступени широко использовались детали из титана и некоторых других новейших сплавов. Кроме того, все электронные агрегаты ракеты были построены исключительно на транзисторах. Таким образом, ракета «Навахо» стала одним из первых в истории образцов вооружения без ламповой аппаратуры. Не меньшим техническим прорывом может считаться и использование топливной пары «керосин + сжиженный кислород».
Испытательный запуск 26 июня 1957 г., стартовый комплекс LC9. Фото Wikimedia Commons
В 1956 году на базе ВВС США на мысе Канаверал был построен стартовый комплекс для ракет XSM-64 / G-26, что позволило начать испытания перспективного оружия. Первый испытательный запуск ракеты состоялся 6 ноября того же года и окончился провалом. Ракета находилась в воздухе всего 26 секунд, после чего взорвалась. Вскоре завершилась сборка второго прототипа, который так же вышел на испытания. До середины марта 1957 года специалисты NAA и ВВС провели десять испытательных запусков, которые завершились уничтожением опытных ракет в течение нескольких секунд после старта или прямо на стартовом комплексе.
Первый относительно удачный запуск состоялся только 22 марта 57-го. На этот раз ракета пробыла в воздухе 4 минуты 39 секунд. При этом уже следующий полет, 25 апреля, завершился взрывом буквально над стартовой площадкой. 26 июня того же года ракете Navaho вновь удалось пролететь достаточно большое расстояние: эти испытания продлились 4 мин 29 с. Таким образом, все запущенные во время испытаний ракеты были уничтожены при старте или в полете, из-за чего не смогли вернуться на базу после завершения полета. По иронии судьбы, сохраненные агрегаты шасси оказались бесполезным грузом.
Конец проекта
Испытания ракет G-26 или XSM-64 показали, что разработанное NAA изделие не соответствует требованиям заказчика. Возможно, в будущем такие крылатые ракеты могли продемонстрировать требуемые показатели скорости и дальности, однако по состоянию на лето 1957 года они не отличались высокой надежностью. Как следствие, реализация остальных планов была под вопросом. После сравнительно удачного (в сравнении с массой других) запуска 26 июня 1957 года заказчик в лице Пентагона решил пересмотреть свои планы относительно текущего проекта.
Программа разработки крылатой ракеты большой дальности MX-770 / XSM-64 столкнулась с серьезнейшими трудностями. Несмотря на все усилия, авторам проекта не удалось довести надежность ракеты до требуемого уровня и обеспечить приемлемую продолжительность полета. Дальнейшая доводка проекта требовала времени, а также вызывала серьезные сомнения. Кроме того, к концу пятидесятых годов были достигнуты заметные успехи в области баллистических ракет. Таким образом, дальнейшее развитие проекта «Навахо» было нецелесообразным.
Опытная ракета в полете. 1 января 1957 г. Фото Wikimedia Commons
В начале июля командование военно-воздушных сил приказало свернуть все работы по неудачному проекту. Концепцию крылатой ракеты «земля-земля» большой или межконтинентальной дальности, вооруженной ядерным боезарядом, признали сомнительной. В то же время были продолжены работы по другому проекту подобного оружия: стратегической крылатой ракете Northrop MX-775A Snark. Вскоре ее даже довели до принятия на вооружение, а в 1961 году эти ракеты несколько месяцев стояли на боевом дежурстве. Однако разработка этого оружия была связана с массой трудностей и затрат, из-за чего его сняли с вооружения вскоре после начала полноценной эксплуатации.
После приказа, подписанного в июле 1957 года, никто не рассматривал изделие XSM-64 в качестве полноценного боевого оружия. Тем не менее, было решено продолжить некоторые работы с целью сбора информации, необходимой для реализации будущих проектов. 12 августа NAA и ВВС провели первый запуск серии, получившей условное обозначение Fly Five («Летающая пятерка»). До 25 февраля 58-го было выполнено еще четыре полета. Несмотря на все усилия разработчика, ракета была не слишком надежной. Тем не менее, в одном из полетов XSM-64 Navaho смогла развить скорость порядка М=3 и оставаться в воздухе в течение 42 мин 24 с.
Осенью 1958 года имеющиеся ракеты «Навахо» использовали в качестве платформ для научной аппаратуры. В рамках программы RISE (дословно «подъем», также имелась расшифровка Research in Supersonic Environment – «Исследования в сверхзвуковых условиях») было выполнено два исследовательских полета, которые, однако, завершились неудачей. В полете 11 сентября маршевая ступень XSM-64 не смогла запустить свои двигатели, после чего упала. 18 ноября вторая ракета поднялась на высоту 77 тыс. футов (23,5 км), где взорвалась. Это был последний запуск ракет проекта Navaho.
Проект G-38
Необходимо напомнить, что ракета G-26 или XSM-64 была итогом второго этапа проекта MX-770. Третьим должна была стать более крупная крылатая ракета, полностью соответствующая требованиям заказчика. Разработка этого проекта стартовала еще до начала испытаний G-26. Новый вариант ракеты получил официальное обозначение XSM-64A и заводское G-38. Планировалось, что успешное завершение испытаний XSM-64 откроет путь для более новой разработки, однако постоянные неудачи и отсутствие прогресса привели к закрытию всего проекта. К моменту принятия такого решения разработка проекта XSM-64A была закончена, однако он так и остался на бумаге.
Схема ракеты G-38 / XSM-64A. Рисунок Spacelaunchreport.com
Проект G-38 / XSM-64A в финальной версии, представленной в феврале 1957 года, представлял собой доработанный вариант предыдущего G-26. Эта ракета отличалась увеличенными размерами и иным составом бортового оборудования. При этом принципы запуска и иные особенности проекта остались почти без изменений. Новая ракета должна была иметь двухступенчатую конструкцию с разгонным блоком и маршевой ступенью в виде крылатой ракетой.
В новом проекте предлагалось применять более крупную и тяжелую первую ступень с двигателями повышенной мощности. Новая стартовая ступень имела длину 28,1 м и диаметр 2,4 м, а ее вес достигал 81,5 т. Она должна была оснащаться жидкостным двигателем North American XLR83-NA-1 с тягой 1800 кН. Задачи стартовой ступени остались прежними: подъем всей ракеты на высоту в несколько километров и первоначальный разгон маршевой ступени, необходимый для запуска ее прямоточных двигателей.
Маршевая ступень по-прежнему строилась по схеме «утка», однако теперь имела крыло в форме ромба. Длина ракеты увеличилась до 26,7 м, размах крыла – до 13 м. Расчетный стартовый вес маршевой ступени достиг 54,6 т. В качестве силовой установки предлагались два ПВРД Wright XRJ47-W-7 тягой по 50 кН каждый. Такая силовая установка должна была использоваться для выхода на высоту порядка 24 км и полета со скоростью М=3,25. Расчетная дальность полета находилась на уровне 6300 миль (10 тыс. км).
Ракету XSM-64A Navaho предлагалось оснастить инерциальной навигационной системой N-6A с дополнительной астрономической аппаратурой, повышающей точность расчета курса. В качестве полезной нагрузки ракета должна была нести термоядерную боевую часть W39 мощностью 4 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Опытные образцы маршевой ступени G-38 планировалось оснащать посадочным шасси велосипедного типа для возврата на аэродром после успешного испытательного полета.
Итоги
После нескольких неудачных и относительно успешных (особенно на фоне прочих) испытательных запусков ракеты XSM-64 / G-26 заказчик в лице военно-воздушных сил решил отказаться от дальнейшего развития проекта Navaho. Получившаяся крылатая ракета имела крайне низкую надежность, из-за чего не могла рассматриваться в качестве перспективного стратегического оружия. Доводку конструкции посчитали слишком сложной, затратной, длительной и невыгодной. Результатом этого стал отказ от дальнейшей разработки ракеты в качестве перспективного средства доставки ядерного оружия. Тем не менее, в дальнейшем семь ракет были использованы в новых исследовательских проектах.
Одной из причин закрытия проекта SM-64 стала его чрезмерная стоимость. По имеющимся данным, к моменту принятия такого решения проект обошелся налогоплательщикам примерно в 300 млн долларов (в ценах пятидесятых годов). При этом подобные вложения денег не привели к реальным результатам: самый длительный полет ракеты G-26 продолжался чуть больше 40 минут, что было явно недостаточно для полноценного применения с полетом ракеты на полную дальность. Во избежание дальнейших трат с сомнительной эффективностью проект был закрыт.
Музейный образец ракеты "Навахо" на мысе Канаверал. Фото Wikimedia Commons
Несмотря на закрытие проекта, разработка перспективной стратегической крылатой ракеты дала некоторые результаты. Проект «Навахо», равно как и другие аналогичные разработки, стал поводом для проведения массы научно-исследовательских работ в области материаловедения, электроники, двигателестроения и т.д. В ходе этих исследований американские ученые создали массу новых технологий, узлов и агрегатов. В дальнейшем новые наработки, созданные в рамках неудачного проекта крылатой ракеты, самым активным образом применялись при разработке новых систем различного назначения.
Наиболее ярким примером использования наработок по проекту MX-770 / SM-64 является проект крылатой ракеты воздушного базирования AGM-28 Hound Dog, созданный компанией North American в 1959 году. Применение готовых наработок сказалось на массе особенностей этого изделия, в первую очередь на конструкции и характерном внешнем виде. Подобные ракеты использовались стратегическими бомбардировщиками США в течение нескольких следующих десятилетий.
До нашего времени дожили несколько образцов техники, созданной в рамках проекта MX-770. Единственный сохранившийся образец летающей лаборатории X-10 сейчас хранится в музее на базе ВВС США Райт-Паттерсон. Также известно, что стартовая ступень ракеты XSM-64 присутствует в музейной экспозиции организации Veterans of Foreign Wars (Форт Маккой, шт. Флорида). Наиболее известным из сохранившихся образцов является полностью собранная ракета G-26, хранящаяся на открытой площадке авиабазы на мысе Канаверал. Это изделие в красно-белой раскраске состоит из стартовой и маршевой ступени и наглядно демонстрирует конструкцию ракеты в сборе.
Подобно массе других разработок своего времени крылатая ракета SM-64 Navaho оказалась слишком сложной и ненадежной для практического применения, а также отличалась неприемлемо высокой стоимостью. Тем не менее, все затраты на ее создание не пропали впустую. Этот проект позволил освоить новые технологии, а также показал несостоятельность оригинальной концепции межконтинентальной крылатой ракеты, которая до определенного времени считалась перспективной и многообещающей. Неудача проекта «Навахо» и других подобных разработок в определенной мере подстегнула разработку баллистических ракет, которые до сих пор остаются основным средством доставки ядерных боезарядов.
По материалам сайтов:
http://fas.org/
http://spacelaunchreport.com/
http://designation-systems.net/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
Напомним, летом 1945 года, вскоре после окончания войны в Европе, американское командование распорядилось изучить захваченные образцы немецкой техники и документацию по ним с целью получения важных наработок. Вскоре после этого появилось предложение о разработке перспективной крылатой ракеты класса «земля-земля» с высокими характеристиками дальности. К созданию подобного оружия были привлечены несколько ведущих организаций оборонной промышленности. Среди прочих, свою заявку на участие в программе подала организация Rocketdyne – отделение компании North American Aviation (NAA). Изучив имеющиеся технологии и их перспективы, специалисты NAA предложили примерный график проекта, в соответствии с которым предполагалось создать новую ракету.
Ранние работы
Проект нового оружия предлагалось разрабатывать в три этапа. В ходе первого следовало взять за основу немецкую баллистическую ракету V-2 в версии A-4b и оснастить ее аэродинамическими плоскостями, сделав таким образом самолет-снаряд. Второй этап предложенного проекта подразумевал удаление жидкостного реактивного двигателя с установкой прямоточного воздушно-реактивного (ПВРД). Наконец, третий этап программы предназначался для создания новой ракеты-носителя, которая должна была значительно увеличивать дальность полета боевой ракеты, созданной в рамках первых двух этапов.
Ракета XSM-64 / G-26 на стартовом комплексе. Фото Wikimedia Commons
Получив необходимые документы и агрегаты, специалисты «Рокетдайн» приступили к исследовательским и конструкторским работам. Особый интерес представляют их эксперименты с имевшимися двигателями различных типов. Не имея требуемой испытательной базы, конструкторы проверяли их прямо на парковке рядом со своим офисом. Для защиты прочей техники от реактивных газов применялся газоотбойник, в роли которого выступал обычный бульдозер. Несмотря на странный вид, подобные испытания позволили собрать массу необходимой информации.
Весной 1946 года компания NAA получила контракт военного ведомства на продолжение разработки новой крылатой ракеты. Проект получил официальное обозначение MX-770. Кроме того, до определенного времени применялся альтернативный индекс – SSM-A-2. В соответствии с первым контрактом, требовалось построить ракету, способную лететь на дальность от 175 до 500 миль (280-800 км) и нести ядерную боевую часть массой порядка 2 тыс. фунтов (910 кг). В конце июля вышло обновленное техническое задание, требовавшее увеличить полезную нагрузку до 3 тыс. фунтов (1,4 т).
На ранних стадиях проекта MX-770 не предъявлялись особые требования к дальности перспективной ракеты. Естественно, дальность порядка 500 миль уже была достаточно сложной задачей с учетом имевшихся технологий, однако более высокие характеристики до определенного времени не требовались.
Ситуация изменилась в середине 1947 года. Военные пришли к выводу о недостаточности требуемой дальности для решения имеющихся боевых задач. Из-за этого в требования к проекту MX-770 внесли серьезные изменения. Теперь ракету следовало оснащать только прямоточным воздушно-реактивным двигателем, а дальность требовалось довести до 1500 миль (порядка 2,4 тыс. км). В связи с некоторыми трудностями технологического и конструкторского характера вскоре требования в определенной мере смягчили. В начале весны 48-го дальность ракеты вновь изменили, причем коррективы в требования внесли с учетом дальнейшего развития проекта. Так, ранние опытные ракеты должны были летать на дальность около 1000 миль, а от поздних требовался втрое больший радиус действия. Наконец, серийные ракеты для армии должны были лететь на 5000 миль (более 8000 км).
Взлет ракеты XSM-64. Фото Spacelaunchreport.com
Новые требования от июля 47-го заставили инженеров North American Aviation отказаться от предыдущих планов. Расчеты показали, что выполнение технического задания с использованием готовых немецких наработок не представляется возможным. Ракету и ее агрегаты следовало разрабатывать с нуля, используя имеющийся опыт и технологии. Кроме того, специалисты окончательно решили строить крылатую ракету с полноценной силовой установкой и дополнительным разгонным блоком, а не двухступенчатую систему с разгонным агрегатом и планером, оснащенным боевой частью и не имеющим собственного двигателя.
Появление обновленных требований также позволило специалистам компании-разработчика сформировать основные положения проекта, в соответствии с которыми следовало вести дальнейшие работы. Так, было принято решение о создании новой инерциальной навигационной системы для применения в качестве аппаратуры наведения, а исследования в аэродинамической трубе позволили определить оптимальный облик планера ракеты. Было установлено, что наиболее эффективной аэродинамической компоновкой для MX-770 станет «утка» с треугольным крылом. Следующий этап работ по новому проекту подразумевал проработку основных вопросов и создание агрегатов в соответствии с обновленными требованиями и планами.
Дальнейшие расчеты доказали эффективность применения прямоточного воздушно-реактивного двигателя. Имеющиеся и перспективные конструкции такой силовой установки обещали заметный прирост характеристик. По расчетам того времени, ракета с ПВРД имела на треть большую дальность, чем аналогичное изделие с жидкостным двигателем. Одновременно с этим обеспечивалась требуемая скорость полета. Следствием этих расчетов стала активизация работ по созданию новых ПВРД с повышенными характеристиками. Уже летом 1947 года двигателестроительное подразделение NAA получило распоряжение о модернизации имеющегося экспериментального двигателя XLR-41 Mark III с повышением тяги до 300 кН.
Летающая лаборатория X-10. Фото Designation-systems.net
Параллельно с обновлением двигателя специалисты North American работали над проектом инерциальной навигационной системы N-1. На предварительных стадиях проекта расчеты показывали, что контроли перемещения ракеты в трех плоскостях позволит обеспечить достаточно высокую точность определения координат. Расчетное отклонение от реальных координат составляло 1 милю на час полета. Таким образом, при полете на максимальную дальность круговое вероятное отклонение ракеты не должно было превышать 2,5 тыс. футов (порядка 760 м). Тем не менее, расчетные характеристики системы N-1 посчитали недостаточными с точки зрения дальнейшего развития ракетной техники. При росте дальности ракеты КВО могло увеличиваться до неприемлемых значений. В связи с этим осенью 47-го стартовала разработка системы N-2, в которую помимо аппаратуры инерциальной навигации включили прибор для ориентации по звездам.
По результатам первых проработок обновленного проекта, связанных с изменением требований заказчика, был скорректирован план разработки проекта и испытаний готовых ракет. Теперь в ходе первого этапа планировалось испытать ракету MX-770 в различных конфигурациях, в том числе при старте с самолета-носителя. Целью второго этапа было увеличение дальности полета до 2-3 тыс. миль (3200-4800 км). Третий этап предназначался для доведения дальности до 5 тыс. миль. Одновременно с этим следовало увеличить полезную нагрузку ракеты до 10 тыс. фунтов (4,5 т).
Основная масса проектных работ по ракете MX-770 была завершена в 1951 году. Тем не менее, разработка этого оружия была связана с многочисленными трудностями. Как следствие, и после 51-го конструкторам Rocketdyne и NAA приходилось постоянно дорабатывать проект, исправлять выявленные недостатки, а также использовать различное вспомогательное оборудование для проведения дополнительных исследований.
Экспериментальный вспомогательный проект
С целью облегчения работ и изучения имеющихся предложений в 1950 году была согласована разработка дополнительного проекта RTV-A-5. Целью этого проекта было создание радиоуправляемого летательного аппарата с аэродинамическим обликом, аналогичным боевой ракете нового типа. В 1951 году проект получил обновленное название X-10. Это обозначение сохранилось до самого закрытия проекта в середине пятидесятых годов.
X-10 в полете. Фото Designation-systems.net
Изделие RTV-A-5 / X-10 представляло собой радиоуправляемый самолет с вытянутым обтекаемым фюзеляжем, рулями высоты в носовой части, треугольным крылом в хвосте и двумя килями. На задней части бортов фюзеляжа располагались две мотогондолы с турбореактивными двигателями Westinghouse J40-WE-1 тягой по 48 кН каждый. Аппарат имел длину 20,17 м, крыло размахом 8,6 м и общую высоту (с выпущенным трехстоечным шасси) 4,5 м. Взлетный вес определялся на уровне 19 т. Силовая установка позволяла развивать скорость порядка М=2,05, подниматься на высоту 13,6 км и летать на дальность до 13800 км.
Конструкция планера X-10 разрабатывалась на основе проекта ракеты MX-770. При помощи испытаний радиоуправляемого самолета планировалось проверить перспективы предлагаемого планера при полете на разных режимах. Кроме того, на определенном этапе программы имелось сходство и с точки зрения бортовой аппаратуры. Изначально X-10 получил только оборудование для радиоуправления и автопилот. На поздних этапах испытаний опытный самолет оснастили инерциальной навигационной системой N-6, предлагавшейся для применения на полноценной ракете.
Первый полет изделия X-10 состоялся в октябре 1953 года. Самолет успешно взлетел с одного из аэродромов и выполнил полетную программу, по завершении которой выполнил успешную посадку. Испытательные полеты летающей лаборатории продолжались до 1956 года. В ходе этих работ специалисты NAA проверяли различные особенности имеющейся конструкции, а также собирали данные для дальнейших доработок проекта MX-770.
X-10 во время посадки. Фото Boeing.com
Для использования в испытаниях было построено 13 самолетов X-10. Часть этой техники была потеряна в ходе основных испытаний. Кроме того, осенью и зимой 1958-59 гг. North American провели серию дополнительных испытаний, в которых из-за аварий были потеряны еще три беспилотника. До конца программы дожил только один X-10.
Изделие G-26
После проверки предложенного аэродинамического облика при помощи радиоуправляемого самолета появилась возможность строительства опытных ракет. В соответствии с имеющимися планами, сперва компания NAA начала строительство упрощенных прототипов перспективной крылатой ракеты. Эти аппараты получили заводское обозначение G-26. Военные присвоили этой технике название XSM-64. Кроме того, именно в это время программа получила дополнительное обозначение Navaho.
С точки зрения конструкции изделие XSM-64 представляло собой немного увеличенный и доработанный вариант беспилотного X-10. При этом предусматривались значительные изменения отдельных элементов конструкции, а также введение в состав комплекса новых агрегатов. С целью достижения требуемой дальности полета опытная ракета была построена по двухступенчатой схеме. За подъем в воздух и первоначальный разгон отвечала жидкостная первая ступень. А маршевая представляла собой крылатую ракету с полезной нагрузкой.
Схема ракеты G-26. Рисунок Astronautix.com
Стартовая ступень представляла собой агрегат с коническим головным обтекателем и цилиндрической хвостовой частью, на которой крепились два киля. Длина первой ступени составляла 23,24 м, максимальный диаметр – 1,78 м. В готовом к старту виде ступень весила 34 т. Она была оснащена одним жидкостным двигателем North American XLR71-NA-1 тягой 1070 кН, работающим на керосине и сжиженном кислороде.
Маршевая ступень ракеты XSM-64 сохранила основные особенности изделия X-10, однако оснащалась двигателями иного типа, а также имела ряд других особенностей. Одновременно с этим было сохранено шасси для посадки после выполнения испытательного полета. При стартовом весе 27,2 т маршевая ступень имела длину 20,65 м и крыло размахом 8,71 м. Ввиду отсутствия особых успехов в собственных проектах компания NAA была вынуждена использовать на новой ракете два прямоточных двигателя фирмы Wright типа XRJ47-W-5 тягой по 36 кН. Для управления ракетой применялась аппаратура наведения типа N-6. Кроме того, для проведения некоторых испытаний ракету оснастили радиокомандным управлением.
Запуск ракеты XSM-64 предлагалось осуществлять с вертикальной пусковой установки. Первая ступень с жидкостным двигателем должна была поднимать ракету в воздух и доставлять на высоту не менее 12 км, развивая скорость до М=3. После этого планировалось производить запуск ПВРД маршевой ступени и сброс стартовой. При помощи собственных двигателей крылатая ракета должна была подниматься на высоту порядка 24 км и двигаться к цели на скорости M=2,75. Дальность полета, по расчетам, могла достигать 3500 миль (5600 км).
Проект XSM-64 имел несколько важнейших особенностей технического и технологического характера. Так, в конструкции маршевой и стартовой ступени широко использовались детали из титана и некоторых других новейших сплавов. Кроме того, все электронные агрегаты ракеты были построены исключительно на транзисторах. Таким образом, ракета «Навахо» стала одним из первых в истории образцов вооружения без ламповой аппаратуры. Не меньшим техническим прорывом может считаться и использование топливной пары «керосин + сжиженный кислород».
Испытательный запуск 26 июня 1957 г., стартовый комплекс LC9. Фото Wikimedia Commons
В 1956 году на базе ВВС США на мысе Канаверал был построен стартовый комплекс для ракет XSM-64 / G-26, что позволило начать испытания перспективного оружия. Первый испытательный запуск ракеты состоялся 6 ноября того же года и окончился провалом. Ракета находилась в воздухе всего 26 секунд, после чего взорвалась. Вскоре завершилась сборка второго прототипа, который так же вышел на испытания. До середины марта 1957 года специалисты NAA и ВВС провели десять испытательных запусков, которые завершились уничтожением опытных ракет в течение нескольких секунд после старта или прямо на стартовом комплексе.
Первый относительно удачный запуск состоялся только 22 марта 57-го. На этот раз ракета пробыла в воздухе 4 минуты 39 секунд. При этом уже следующий полет, 25 апреля, завершился взрывом буквально над стартовой площадкой. 26 июня того же года ракете Navaho вновь удалось пролететь достаточно большое расстояние: эти испытания продлились 4 мин 29 с. Таким образом, все запущенные во время испытаний ракеты были уничтожены при старте или в полете, из-за чего не смогли вернуться на базу после завершения полета. По иронии судьбы, сохраненные агрегаты шасси оказались бесполезным грузом.
Конец проекта
Испытания ракет G-26 или XSM-64 показали, что разработанное NAA изделие не соответствует требованиям заказчика. Возможно, в будущем такие крылатые ракеты могли продемонстрировать требуемые показатели скорости и дальности, однако по состоянию на лето 1957 года они не отличались высокой надежностью. Как следствие, реализация остальных планов была под вопросом. После сравнительно удачного (в сравнении с массой других) запуска 26 июня 1957 года заказчик в лице Пентагона решил пересмотреть свои планы относительно текущего проекта.
Программа разработки крылатой ракеты большой дальности MX-770 / XSM-64 столкнулась с серьезнейшими трудностями. Несмотря на все усилия, авторам проекта не удалось довести надежность ракеты до требуемого уровня и обеспечить приемлемую продолжительность полета. Дальнейшая доводка проекта требовала времени, а также вызывала серьезные сомнения. Кроме того, к концу пятидесятых годов были достигнуты заметные успехи в области баллистических ракет. Таким образом, дальнейшее развитие проекта «Навахо» было нецелесообразным.
Опытная ракета в полете. 1 января 1957 г. Фото Wikimedia Commons
В начале июля командование военно-воздушных сил приказало свернуть все работы по неудачному проекту. Концепцию крылатой ракеты «земля-земля» большой или межконтинентальной дальности, вооруженной ядерным боезарядом, признали сомнительной. В то же время были продолжены работы по другому проекту подобного оружия: стратегической крылатой ракете Northrop MX-775A Snark. Вскоре ее даже довели до принятия на вооружение, а в 1961 году эти ракеты несколько месяцев стояли на боевом дежурстве. Однако разработка этого оружия была связана с массой трудностей и затрат, из-за чего его сняли с вооружения вскоре после начала полноценной эксплуатации.
После приказа, подписанного в июле 1957 года, никто не рассматривал изделие XSM-64 в качестве полноценного боевого оружия. Тем не менее, было решено продолжить некоторые работы с целью сбора информации, необходимой для реализации будущих проектов. 12 августа NAA и ВВС провели первый запуск серии, получившей условное обозначение Fly Five («Летающая пятерка»). До 25 февраля 58-го было выполнено еще четыре полета. Несмотря на все усилия разработчика, ракета была не слишком надежной. Тем не менее, в одном из полетов XSM-64 Navaho смогла развить скорость порядка М=3 и оставаться в воздухе в течение 42 мин 24 с.
Осенью 1958 года имеющиеся ракеты «Навахо» использовали в качестве платформ для научной аппаратуры. В рамках программы RISE (дословно «подъем», также имелась расшифровка Research in Supersonic Environment – «Исследования в сверхзвуковых условиях») было выполнено два исследовательских полета, которые, однако, завершились неудачей. В полете 11 сентября маршевая ступень XSM-64 не смогла запустить свои двигатели, после чего упала. 18 ноября вторая ракета поднялась на высоту 77 тыс. футов (23,5 км), где взорвалась. Это был последний запуск ракет проекта Navaho.
Проект G-38
Необходимо напомнить, что ракета G-26 или XSM-64 была итогом второго этапа проекта MX-770. Третьим должна была стать более крупная крылатая ракета, полностью соответствующая требованиям заказчика. Разработка этого проекта стартовала еще до начала испытаний G-26. Новый вариант ракеты получил официальное обозначение XSM-64A и заводское G-38. Планировалось, что успешное завершение испытаний XSM-64 откроет путь для более новой разработки, однако постоянные неудачи и отсутствие прогресса привели к закрытию всего проекта. К моменту принятия такого решения разработка проекта XSM-64A была закончена, однако он так и остался на бумаге.
Схема ракеты G-38 / XSM-64A. Рисунок Spacelaunchreport.com
Проект G-38 / XSM-64A в финальной версии, представленной в феврале 1957 года, представлял собой доработанный вариант предыдущего G-26. Эта ракета отличалась увеличенными размерами и иным составом бортового оборудования. При этом принципы запуска и иные особенности проекта остались почти без изменений. Новая ракета должна была иметь двухступенчатую конструкцию с разгонным блоком и маршевой ступенью в виде крылатой ракетой.
В новом проекте предлагалось применять более крупную и тяжелую первую ступень с двигателями повышенной мощности. Новая стартовая ступень имела длину 28,1 м и диаметр 2,4 м, а ее вес достигал 81,5 т. Она должна была оснащаться жидкостным двигателем North American XLR83-NA-1 с тягой 1800 кН. Задачи стартовой ступени остались прежними: подъем всей ракеты на высоту в несколько километров и первоначальный разгон маршевой ступени, необходимый для запуска ее прямоточных двигателей.
Маршевая ступень по-прежнему строилась по схеме «утка», однако теперь имела крыло в форме ромба. Длина ракеты увеличилась до 26,7 м, размах крыла – до 13 м. Расчетный стартовый вес маршевой ступени достиг 54,6 т. В качестве силовой установки предлагались два ПВРД Wright XRJ47-W-7 тягой по 50 кН каждый. Такая силовая установка должна была использоваться для выхода на высоту порядка 24 км и полета со скоростью М=3,25. Расчетная дальность полета находилась на уровне 6300 миль (10 тыс. км).
Ракету XSM-64A Navaho предлагалось оснастить инерциальной навигационной системой N-6A с дополнительной астрономической аппаратурой, повышающей точность расчета курса. В качестве полезной нагрузки ракета должна была нести термоядерную боевую часть W39 мощностью 4 мегатонны в тротиловом эквиваленте. Опытные образцы маршевой ступени G-38 планировалось оснащать посадочным шасси велосипедного типа для возврата на аэродром после успешного испытательного полета.
Итоги
После нескольких неудачных и относительно успешных (особенно на фоне прочих) испытательных запусков ракеты XSM-64 / G-26 заказчик в лице военно-воздушных сил решил отказаться от дальнейшего развития проекта Navaho. Получившаяся крылатая ракета имела крайне низкую надежность, из-за чего не могла рассматриваться в качестве перспективного стратегического оружия. Доводку конструкции посчитали слишком сложной, затратной, длительной и невыгодной. Результатом этого стал отказ от дальнейшей разработки ракеты в качестве перспективного средства доставки ядерного оружия. Тем не менее, в дальнейшем семь ракет были использованы в новых исследовательских проектах.
Одной из причин закрытия проекта SM-64 стала его чрезмерная стоимость. По имеющимся данным, к моменту принятия такого решения проект обошелся налогоплательщикам примерно в 300 млн долларов (в ценах пятидесятых годов). При этом подобные вложения денег не привели к реальным результатам: самый длительный полет ракеты G-26 продолжался чуть больше 40 минут, что было явно недостаточно для полноценного применения с полетом ракеты на полную дальность. Во избежание дальнейших трат с сомнительной эффективностью проект был закрыт.
Музейный образец ракеты "Навахо" на мысе Канаверал. Фото Wikimedia Commons
Несмотря на закрытие проекта, разработка перспективной стратегической крылатой ракеты дала некоторые результаты. Проект «Навахо», равно как и другие аналогичные разработки, стал поводом для проведения массы научно-исследовательских работ в области материаловедения, электроники, двигателестроения и т.д. В ходе этих исследований американские ученые создали массу новых технологий, узлов и агрегатов. В дальнейшем новые наработки, созданные в рамках неудачного проекта крылатой ракеты, самым активным образом применялись при разработке новых систем различного назначения.
Наиболее ярким примером использования наработок по проекту MX-770 / SM-64 является проект крылатой ракеты воздушного базирования AGM-28 Hound Dog, созданный компанией North American в 1959 году. Применение готовых наработок сказалось на массе особенностей этого изделия, в первую очередь на конструкции и характерном внешнем виде. Подобные ракеты использовались стратегическими бомбардировщиками США в течение нескольких следующих десятилетий.
До нашего времени дожили несколько образцов техники, созданной в рамках проекта MX-770. Единственный сохранившийся образец летающей лаборатории X-10 сейчас хранится в музее на базе ВВС США Райт-Паттерсон. Также известно, что стартовая ступень ракеты XSM-64 присутствует в музейной экспозиции организации Veterans of Foreign Wars (Форт Маккой, шт. Флорида). Наиболее известным из сохранившихся образцов является полностью собранная ракета G-26, хранящаяся на открытой площадке авиабазы на мысе Канаверал. Это изделие в красно-белой раскраске состоит из стартовой и маршевой ступени и наглядно демонстрирует конструкцию ракеты в сборе.
Подобно массе других разработок своего времени крылатая ракета SM-64 Navaho оказалась слишком сложной и ненадежной для практического применения, а также отличалась неприемлемо высокой стоимостью. Тем не менее, все затраты на ее создание не пропали впустую. Этот проект позволил освоить новые технологии, а также показал несостоятельность оригинальной концепции межконтинентальной крылатой ракеты, которая до определенного времени считалась перспективной и многообещающей. Неудача проекта «Навахо» и других подобных разработок в определенной мере подстегнула разработку баллистических ракет, которые до сих пор остаются основным средством доставки ядерных боезарядов.
По материалам сайтов:
http://fas.org/
http://spacelaunchreport.com/
http://designation-systems.net/
http://boeing.com/
http://astronautix.com/
Информация