Northrop HL-10 este unul dintre cele 5 avioane de la Centrul de Cercetare a Zborului Edwards al NASA (Dryda, California). Aceste mașini au fost construite pentru a studia și testa capacitățile de manevrare și aterizare în condiții de siguranță ale unei aeronave cu o calitate aerodinamică scăzută după întoarcerea din spațiu. Studiile folosind HL-10 și alte dispozitive similare au fost efectuate în iulie 1966 - noiembrie 1975.
Pe baza studiilor teoretice de la începutul anilor 1950, un con de nas contondent a fost recunoscut ca forma cea mai optimă pentru capul rachetelor balistice promițătoare. La intrarea în atmosferă, unda de șoc detașată care apare în fața aparatului cu un astfel de cap reduce semnificativ sarcinile termice și face posibilă creșterea masei focosului prin reducerea grosimii acoperirilor de protecție termică.
Specialiștii NACA care au participat la aceste lucrări au constatat că această dependență este păstrată și pentru semiconuri. De asemenea, au dezvăluit o altă caracteristică: în timpul fluxului hipersonic, diferența de presiune a debitului pe suprafețele inferioară și superioară creează o ridicare, ceea ce crește semnificativ manevrabilitatea aeronavei la ieșirea din orbită.
Vehiculele cu corp de transport (această schemă a primit această denumire), în ceea ce privește caracteristicile lor de alunecare, ocupă o poziție intermediară între capsulele balistice și aeronavele orbitale. În plus, utilizarea capsulelor de coborâre în navele spațiale echipate necesită costuri semnificative de lansare și recuperare. Avantajele „carcaselor portante” includ perfecțiunea ridicată a designului, reutilizarea, costurile de dezvoltare mai mici în comparație cu sistemele tradiționale de videoconferință etc.
Specialiștii Laboratorului. Ames, (în continuare Centrul Ames), a fost calculat un model al aparatului sub forma unui semicon bont cu o suprafață plană superioară. Pentru stabilitate direcțională, trebuia să se folosească două chile verticale, care continuă contururile fuselajului. Nava spațială returnată a acestei configurații a primit numele M2.
Studii similare au fost efectuate la Centrul Langley. Angajații au calculat mai multe scheme pentru un sistem de videoconferință cu un corp portant. Cel mai promițător dintre ele a fost proiectul HL-10 („Aterizare orizontală”; 10 este numărul de serie al modelului propus). Aparatul HL-10 avea o suprafață superioară aproape rotundă în mijlocul navei, cu trei chile, un fund plat, ușor curbat.
Având în vedere performanțele ridicate ale navei spațiale, NASA, împreună cu Forțele Aeriene, au luat în considerare în 1961 propuneri pentru utilizarea lor în programul lunar pentru întoarcerea astronauților. Cu toate acestea, proiectele nu au fost acceptate. În ciuda reducerii finanțării pentru proiectele pilot, această activitate a continuat datorită eforturilor entuziaștilor. Un model de avion a realizat o machetă la scară a avionului și a efectuat teste de aruncare. Realul succes a permis demonstrarea înregistrărilor testelor către conducerea Centrelor Dryden și Ames. Primul a alocat 10.000 de dolari din fondurile de rezervă pentru fabricarea unui aparat la scară largă, iar al doilea a fost de acord să efectueze teste aerodinamice. Dispozitivul a primit denumirea M2-F1.
Modelul de șase metri a fost realizat din tuburi de aluminiu (structură de putere) și placaj (corp). O pereche de elevoni a fost montată pe marginea superioară a secțiunii cozii. Chilele exterioare din aluminiu erau echipate cu cârme. Rezultatele bune ale scufundărilor au făcut posibilă începerea testelor de rulare. Dar lipsa unui instrument de overclocking adecvat a forțat achiziționarea unui Pontiac cu motor forțat, care asigură accelerarea modelului de 450 kg la 160-195 km / h. Controalele au avut o eficiență scăzută și nu au asigurat stabilizarea necesară a produsului. Problema a fost rezolvată prin eliminarea chilei centrale și îmbunătățirea suprafețelor de control.
Într-o serie de alergări, modelul a fost ridicat deasupra solului la o înălțime de 6 m. Succesul testelor le-a permis participanților la proiect să-l convingă pe directorul Centrului Dryden să scoată dispozitivul pentru auto-planificare de la mașină. După aceea, au început testele de aruncare a modelului, dispozitivul a fost tractat de un avion C-47 la o altitudine de 3-4 km. Primul zbor planor a avut loc pe 16 august 1963. Per ansamblu, M2-F1 a demonstrat o bună stabilitate și manevrabilitate.
Zborul spectaculos al noului dispozitiv, precum și costul redus al lucrărilor efectuate, au făcut posibilă extinderea lucrărilor pe această temă.
La mijlocul anului 1964, agenția aerospațială americană NASA a semnat un acord cu Northrop pentru construcția a două vehicule reutilizabile fără aripi, toate din metal, cu un corp autoportant. Noile vehicule au fost desemnate HL-10 și M2-F2, care diferă în ceea ce privește profilul caroseriei.
În aparență, M2-F2 a repetat practic M2-F1: un semicon cu o suprafață plană superioară era echipat cu o pereche de chile verticale fără elevoni externi, cârmele puteau fi folosite ca clapete de frână. Pentru a lărgi vederea, cabina de pilotaj a fost deplasată înainte, iar nasul a fost vitrat. Pentru a reduce rezistența și îmbunătățirea condițiilor de curgere, corpul modelului a fost ușor prelungit. În secțiunea de coadă a M2-F2, a fost plasat un clapet ventral pentru controlul pasului, suprafața superioară a corpului a fost completată de o pereche de clapete elevon, care au asigurat controlul rulării în antifază.
Corpul Northrop HL-10 era un semicon inversat cu un fuselaj superior rotunjit și un fund plat. În plus, exista o chilă centrală. În secțiunea cozii, au fost instalați doi elevoni trapezoidali cu scuturi mici. Panourile de echilibrare erau montate pe chile exterioare, iar chila centrală era o cârmă despărțită. Panourile de echilibrare și scuturile elevon au fost utilizate pentru stabilizare numai în timpul zborului trans și supersonic. La alunecarea după secțiunea activă la o viteză de M = 0, 6-0, 8, acestea au fost fixate pentru a evita o scădere bruscă a calității aerodinamice în timpul aterizării. Viteza estimată de aterizare trebuia să fie de aproximativ 360 km / h.
Deoarece avioanele rachete au fost dezvoltate în constrângeri financiare destul de stricte, pentru a economisi bani, vehiculele au fost echipate cu unități și elemente gata făcute: trenul principal de aterizare a fost luat de la luptătorul F-5, scaunul de ejecție al luptătorului F-106. scaun, suportul frontal - de la avionul T-39.
Instrumentarea aeronavei s-a remarcat și prin simplitatea ei - în timpul primelor zboruri, le lipseau chiar și senzorii de atitudine. Principalele instrumente de măsurare sunt accelerometrul, altimetrul, viteza, alunecarea și senzorii de unghi de atac.
Ambele vehicule erau echipate cu un motor XLR-11 (tracțiune de 3,6 tone), care a fost folosit pentru o scurtă perioadă de timp pe avionul X-15. Pentru a mări autonomia în timpul unei aterizări de urgență, M2-F2 și HL-10 au fost echipate cu motoare rachete auxiliare cu combustibil lichid alimentate cu peroxid de hidrogen.
Rezervoarele de combustibil ale modelelor în timpul testelor de aruncare au fost umplute cu apă cântărind 1,81 tone.
La 12 iulie 1966, a avut loc primul zbor planor al M2-F2. Modelul cântărind 2,67 tone a fost separat de B-52 la o altitudine de 13500 m la o viteză de M = 0,6 (697 km / h). Durata zborului autonom a fost de 3 minute 37 secunde. La 10 mai 1967 a avut loc o aterizare de urgență. Motivul pierderii controlului a fost „pasul olandez”, în timpul căruia unghiul de rulare a fost de 140 de grade.
S-a decis restaurarea aparatului deteriorat prin modificarea designului. Pentru a oferi stabilitate laterală pe model, care a primit denumirea M2-F3, a instalat o chilă centrală și blocuri cu motor cu reacție ale sistemului de control.
Testele de aruncare au fost reluate în iunie 1970. Șase luni mai târziu, primul zbor a avut loc cu includerea unui motor de rachetă cu sustinere lichidă. În etapa finală de testare, finalizată în 1972, M2-F3 a fost utilizat pentru rezolvarea diferitelor sarcini auxiliare, inclusiv dezvoltarea unui sistem de control de la distanță ca parte a programului Navetei Spațiale. Caracteristicile de zbor ale modelului au fost, de asemenea, evaluate la modurile de zbor de altitudine și viteză limitative.
În decembrie 1966, au început testele de aruncare a HL-10. Pentru ei a fost folosit și B-52. Primul zbor autonom a fost complicat de probleme grave - controlabilitatea în direcție transversală a fost extrem de nesatisfăcătoare, eficiența elevonilor în timpul virajelor a scăzut brusc. Defectul a fost eliminat printr-o revizuire semnificativă a chiliilor exterioare, care au format un flux peste suprafețele de control.
În primăvara anului 1968, zborurile planificate Northrop HL-10 au continuat. Prima lansare a motorului de rachetă cu propulsie lichidă sustainer a avut loc în octombrie 1968.
HL-10 a fost folosit și în interesul Navetei Spațiale. Ultimele două zboruri ale aparatului, efectuate în vara anului 1970, au fost dedicate practicării aterizării cu centrala electrică pornită. În acest scop, modelul XLR-11 a fost înlocuit cu trei motoare cu rachetă cu combustibil lichid cu peroxid de hidrogen.
Experimentul a fost în general considerat reușit - motoarele care funcționau în timpul aterizării au redus unghiul de alunecare de la 18 la 6 grade. Cu toate acestea, pilotul aparatului a remarcat că, în ciuda activității mijloacelor de ghidare la sol, au existat unele dificultăți în determinarea momentului pornirii motoarelor rachete.
Pe întreaga perioadă de testare, HL-10 a finalizat 37 de lansări. În același timp, modelul a stabilit altitudinea record (27,5 km) și viteza (M = 1,86) pentru planorele rachete cu corp portant.
Caracteristici tactice și tehnice:
Lungime - 6,45 m;
Înălțime - 2,92 m;
Anvergură - 4, 15 m;
Suprafața aripii - 14, 9 m²;
Greutate goală - 2397 kg;
Greutate totală - 2721 kg;
Greutatea maximă la decolare - 4540 kg (combustibil - 1604 kg);
Centrală electrică - Reaction Motors XLR-11 cu rachetă cu patru camere (tracțiune de până la 35,7 kN);
Raza de zbor - 72 km;
Plafon practic - 27524 m;
Viteza maximă - 1976 km / h;
Coeficientul de împingere pe unitate de masă este 1: 0, 99;
Încărcare pe aripă - 304, 7 kg / m²;
Echipaj - 1 persoană.
Preparat pe baza materialelor:
