1962 жылғы американдық Mach 3+ барлау дроны

Кіріспе

Lockheed D-21 – американдық дыбыс жылдамдығынан асып түсетін барлау дроны. D-21 бастапқыда Lockheed A-12 ұшағының түріндегі M-21 тасымалдаушы ұшағының арқасынан ұшырылуы жоспарланған. Дронның максималды жылдамдығы 90000 фут (27432 м) биіктікте шамадан асып түсетін болды. Әзірлеу жұмыстары 1962 жылдың қазан айында басталды. Алғашқыда Lockheed Q-12 деп белгіленген дрон, жаудың әуе кеңістігіне терең еніп барлау мақсатында жасалған. D-21 алдын ала бағдарламаланған маршрут бойынша жоғары сапалы фотокамераны алып жүруге, содан кейін камера модулін құтқару үшін ауаға жіберуге, ал дрон өзін-өзі жоюға арналған. M-21 ұшағынан ұшырылған кездегі қаза тағдырлы апаттан кейін D-21 Boeing B-52 Stratofortress ұшағынан ұшырылатын етіп қайта жабдықталды. Бірнеше сәтті сынақ ұшулары жасалды, содан кейін Қытай Халық Республикасының үстінен кем дегенде төрт сәтсіз D-21 ұшулары орындалды, ал 1971 жылы бағдарлама тоқтатылды.

Жобалау және әзірлеу

1960 жылдары Lockheed компаниясының құпия "Skunk Works" бөлімі Орталық барлау агенттігі (ЦРУ) үшін Mach 3 жылдамдығындағы A-12 барлау ұшағын жасады. 1960 жылы Гари Пауэрс басқарған U-2 ұшағының атып түсірілуінен кейін, бірнеше балама ұсыныстар енгізілді. Skunk Works бөлімінің жетекшісі Келли Джонсон, A-12 технологиясының көп бөлігін пайдаланатын, ұзақ қашықтыққа ұшатын дрон тұжырымдамасын жасады. 1962 жылдың қазан айында ЦРУ және АҚШ Әуе күштері (USAF) Lockheed компаниясына жоғары жылдамдықты, жоғары биіктіктегі дрон тұжырымдамасын зерттеуді тапсырды. Джонсон Mach 3.3–3.5 жылдамдығын, белгілі бір операциялық биіктікті және белгілі бір қашықтықты көрсетті. Дрон бір реттік сапарға шығуға, миссия соңында камералық жүктемесін қалпына келтіру үшін шығарып, содан кейін өзін-өзі жоюға арналған. Оның екі жақты дельта қанаты A-12 қанатының дизайнына ұқсас болды. Q-12 A-12 ұшағының арқасынан ұшырылатын болды және титан конструкциясы және радарлық көлденең қимасын азайту сияқты A-12 жобасының маңызды технологияларын пайдаланды. Дегенмен, ЦРУ Q-12 ұшағына қызығушылық танытпады, себебі агенттік сол кезде U-2 миссияларымен, A-12 ұшағын іске қосумен және Оңтүстік-Шығыс Азиядағы жасырын операциялармен тығырыққа тіреліп қалған еді. USAF болса, Q-12 ұшағын барлау платформасы және крейсерлік зымыран ретінде қызықтырды, ал ЦРУ ақыры USAF-пен бірлесіп жаңа дронды жасауға келісті. 1963 жылдың наурыз айында Lockheed компаниясына Q-12 дронды толыққанды әзірлеуге келісімшарт берілді. Камера және инерциялық навигациялық жүйесі бар пленкалар дронның ауа тартқышының астындағы тар "Q" бөлімінде орналастырылды. Бұл компоненттер бөлімшеге сыятын модульге орнатылды және "люк" деп аталды. Миссия аяқталғанда люк шығарылып, USAF әзірлеген әдіс бойынша JC-130 Hercules ұшағымен ауадан ұсталатын еді, бұл техника спутниктерден пленка контейнерлерін қалпына келтіру үшін қолданылған. Егер C-130 ұшағы қате жіберсе, люк суға түспейтіндей етіп, суға қадалу құрылғыларымен жабдықталған, осылайша су үстінде кемемен қалпына келтірілуі мүмкін еді. Honeywell авиаэлектроника жүйелерін жасады; жүйелердің жоғары температураға, күшті дірілге және D-21 ішіндегі тарлыққа төтеп беруі үшін жаңа құрылыс техникасы мен материалдарды әзірлеу қажет болды. 1963 жылдың соңында жоба Tagboard деп аталды; Q-12 D-21 деп қайта аталды, ал A-12 нұсқасы M-21 болды ("D" – "қызы", "M" – "анасы"). Бастапқы 18 A-12 ұшағының екеуі 60-6940 және 60-6941 сериялық нөмірлерімен M-21 деп белгіленді. M-21 – A-12 ұшағының екі орындық нұсқасы, дронды тік бағытта алып жүру үшін вертикальді стабилизаторлар арасындағы фюзеляждың орта сызығында пилон орнатылған.

In the 1960s, Lockheed's secret Skunk Works developed the Mach 3 A 12 reconnaissance aircraft for the Central Intelligence Agency (CIA). After the shooting down of the U 2 piloted by Gary Powers in 1960, a number of different concepts were proposed as alternatives. Kelly Johnson, the leader of Skunk Works, developed the concept of a long range drone that used much of the A 12's technology. In October 1962, the CIA and the United States Air Force (USAF) instructed Lockheed to study a high speed, high altitude drone concept. Johnson specified speeds of Mach 3.3–3.5, an operational altitude of , and a range of It was intended to make a one way trip, eject its camera payload at the end of the mission for recovery, then self destruct. It had a double delta wing similar to the A 12's wing design. The Q 12 was to be air launched from the back of an A 12, and used key technology from the A 12 project, including titanium construction and radar cross section reduction design features. However, the CIA was not enthusiastic about the Q 12, mostly because the agency was overextended at the time with U 2 missions, getting the A 12 up to speed and covert operations in Southeast Asia. The USAF, however, was interested in the Q 12 as both a reconnaissance platform and a cruise missile and the CIA finally decided to work with the USAF to develop the new drone. Lockheed was awarded a contract in March 1963 for full scale development of the Q 12. The camera and its film magazines with an inertial navigation system were carried in a cramped "Q bay" below the drone's air intake. These components were built into a module that fit into the bay and was known as a "hatch". The hatch would be ejected at the end of the mission and then snagged out of the air by a JC 130 Hercules, a technique that had been developed by the USAF to recover film canisters from satellites. If the C 130 missed, the hatch was equipped with flotation devices so it could be recovered by ship if released over water. Honeywell built the avionics systems; new construction techniques and materials had to be developed for the systems to withstand the high temperatures, extreme vibrations and lack of space in the D 21. In late 1963 the project was named Tagboard; the Q 12 was re designated D 21 while the A 12 version launcher became M 21 (D for "daughter" and M for "mother"). Two of the original 18 A 12 aircraft were designated as M 21s with serial numbers 60 6940 and 60 6941. The M 21 was a two seat version of the A 12, with a pylon on the fuselage centerline between the vertical stabilizers to carry the drone in a nose up attitude.

Сынау және тасымалдаушыны ауыстыру

1964 жылғы 22 желтоқсанда M 21 ұшағына орнатылған D 21 ұшағы сынақ ұшуларын бастады. D 21-дің сорғысын азайту үшін аэродинамикалық қақпақтар бастапқыда сору және шығару тесіктеріне орналастырылды, бірақ алғашқы бірнеше сынақтан кейін алынып тасталды, себебі оларды 3 Мах жылдамдығында ұшақтан немесе тасымалдаушы ұшақтан зақымсыз тастаудың жолы табылған жоқ. D 21 алғаш рет 1966 жылғы 5 наурызда M 21 ұшағынан ұшырылды. Дрон босатылды, бірақ M 21 экипажына «екі сағаттай» сезілген бірнеше секундқа M 21-дің артына жақын қалды. 1966 жылғы 27 сәуірде екінші ұшыру орын алды. D 21 өз жұмыс биіктігіне – 90000 футқа (27432 м) жетті және жоғары жылдамдыққа ие болды, бірақ ұшудан кейін гидравликалық сорғы істен шығу салдарынан жоғалып кетті. Әскери-әуе күштерінің бағдарламаға деген қызығушылығы жалғасты және екінші ұшырудан кейін тағы D 21 ұшақтарына тапсырыс берілді. 1966 жылғы 30 шілдеде M 21 ұшағынан төртінші және соңғы ұшыру апатқа ұшырады. Бұрынғы үш ұшырудан айырмашылығы, бұл ұшыру тік және тегіс жүзеге асырылды, дронды ұшақтан бөлуге көмектесетін сыртқы айналымсыз. D 21 қозғалтқышы өшкеннен кейін M 21-дің құйрығына соқтығысып, екі ұшақтың да жойылуына себеп болды. Екі экипаж теңізге құлап түсті. Ұшқыш Билл Парк аман қалды, бірақ ұшыруды басқару офицері Рей Торрик суға батып қайтыс болды. Апаттан кейін Джонсон D 21 ұшағын Boeing B 52 Stratofortress бомбалаушысынан ұшыруды және жылдамдықты арттыру үшін қатты ракеталық күштеуішті қосуды ұсынды. Дронның арқасына B 52-дегі тасымалдау пилонымен байланысу үшін бекіту нүктелері қосылды, ал оның астыңғы бекіту нүктелері оның жылдамдығын арттыру және оның тақымды қозғалтқышын жұмыс істеуге мүмкіндік беру үшін қажетті ракеталық күштеуішті орнатуға бейімделді. Оның тік стабилизаторының көлемі шамамен 20%-ға ұлғайтылды. Модификацияланған дрон нұсқасы D 21B деп аталды (D 21A болған жоқ). Екі B 52H ұшағы әрқайсысы екі дронды тасымалдау үшін екі үлкен қанат асты пилондарымен жабдықталды, бұл AGM 28 Hound Dog қанатты зымыраны үшін қолданылатын кішкентай пилондарды алмастырды. Артқы атысшы мен электрондық соғыс офицерлерінің орындары екі ұшыруды басқару станцияларымен ауыстырылды. Командалық және телеметриялық жүйелер қосылды, сондай-ақ пилондардан бөлінген кезде дронды қадағалау үшін жоғары жылдамдықты камералар орнатылды. B 52H ұшағындағы ұшыруды басқару офицері D 21B-мен байланысқа түсіп, оны өзінен-өзі жоюға бұйрық бере алатын болды. Қатты ракеталық күштеуіш дроннан үлкен және ауыр болды; оның ұзындығы 44 фут (13 м) және салмағы болды. Ракетаның жанар уақыты 87 секундқа созылып, итеріс күші болды. Ракетаның астыңғы жағында оның жанар тұтанғанда тұрақтандыру үшін бүгілетін құйрық қанаты болды. Жерде тасымалдау кезінде барлық адамдар 25 фут (8 м) радиусінде антистатикалық белдік тағуға міндетті болды, бұл ракетаның тұтануына себеп болуы мүмкін статикалық электр зарядының пайда болуын болдырмау үшін жасалды. D 21B ұшағын ұшыруға алғашқы әрекет 1967 жылғы 28 қыркүйекте жасалды, бірақ ұшақ ұшыру нүктесіне жетпей тұрып, пилон бұрандасының жұлынуына байланысты B 52 ұшағының ұшыру пилонынан түсіп қалды. Джонсон оқиғаның «өте ұятты» екенін мойындады. 1967 жылдың қарашасынан 1968 жылдың қаңтарына дейін тағы үш ұшыру орындалды. Олардың ешқайсысы да толығымен сәтті болған жоқ, сондықтан Джонсон командасына ұшыруды жаңадан бастамас бұрын мұқият тексеруді тапсырды. Келесі ұшыру 1968 жылғы 10 сәуірде жасалды. Ол да сәтсіз аяқталды, себебі қозғалтқыш тұтанбады. 16 маусымда D 21B ақыры толығымен сәтті ұшуды жүзеге асырды; ол белгіленген биіктікте және бағытта толық ұшу аралығын ұшты, ал люк табылды. Келесі екі ұшыру сәтсіз болды, содан кейін желтоқсанда тағы бір сәтті ұшу орын алды. 1969 жылдың ақпан айында нақты миссия профилін пайдалана отырып, инерциялық навигациялық жүйені тексеруге жасалған сынақ сәтсіз аяқталды. Алдағы екі ұшу мамыр және шілде айларында сәтті өтті.

A D 21 mounted on an M 21 began captive flight testing on 22 December 1964. Aerodynamic covers were initially placed over the D 21's intake and exhaust to reduce drag, but had to be removed after the first few tests, as no way of discarding them at Mach 3 without damaging the drone or carrier plane could be devised. The D 21 was first launched from an M 21 on 5 March 1966. The drone was released but stayed close to the M 21's back for a few seconds, which seemed like "two hours" to the M 21 crew. A second launch took place on 27 April 1966; the D 21 reached its operational altitude of 90000 feet (27432 m) and speed of over , though it was lost due to a hydraulic pump failure after a flight of over The USAF's interest in the program continued and more D 21s were ordered after the second launch. The fourth and final launch from an M 21 on 30 July ended in disaster. Unlike the three previous launches this one was performed straight and level, not in an outside loop to assist in the separation of the drone from the aircraft. The D 21 suffered an engine unstart and struck the M 21's tail after separation, leading to the destruction of both aircraft. The two crew ejected and landed at sea. The pilot, Bill Park, survived, but the Launch Control Officer, Ray Torrick, drowned. Following the accident, Johnson suggested launching the D 21 from the Boeing B 52 Stratofortress bomber and adding a solid rocket booster to get it up to speed. The drone was modified by adding attachment points on its spine to mate with the carrying pylon on the B 52 and its belly attachment points were adapted to accommodate the rocket booster necessary to increase its speed and allow its ramjet to operate. Its vertical stabilizer was increased in size by approximately 20%. The modified drone version was designated D 21B (there was no D 21A). Two B 52Hs were modified to carry a pair of drones each by means of two large underwing pylons that replaced the smaller pylons used for the AGM 28 Hound Dog cruise missiles. The tail gunner's and electronic warfare officer's stations were replaced with two launch control stations. Command and telemetry systems were added, and high speed cameras were installed to track the drones as they separated from the pylons. The launch control officer on the B 52H could communicate with the D 21B and could make it self destruct. The solid propellant rocket booster was both larger and heavier than the drone; it was 44 feet (13 m) long and weighed It had a folding tail fin on the bottom to stabilize it while the rocket was firing. The booster had a burn time of 87 seconds and a thrust of During ground handling everyone within 25 feet (8 m) was required to wear anti static straps to prevent any discharge of static electricity that might ignite the booster. The first attempted launch of a D 21B was on 28 September 1967, but the drone fell off the B 52's launch pylon due to a stripped nut on the pylon before the aircraft reached its intended launch point. Johnson admitted that the incident was "very embarrassing". Three more launches were performed from November 1967 through January 1968. None were completely successful, so Johnson ordered his team to conduct a thorough review before renewing launch attempts. The next launch was on 10 April 1968. It also failed as the engine did not ignite. On 16 June the D 21B finally made a completely successful flight; it flew at the specified altitude and course for its full range, and the hatch was recovered. The next two launches were failures, followed by another successful flight in December. A test in February 1969 to check the inertial navigation system using an actual mission profile was a failure. The next two flights in May and July succeeded.

Пайдалану тарихы

Белгілі болғандай, D 21B-мен кем дегенде төрт операциялық миссия «Senior Bowl» кодтық атымен жүргізілді. Бұл миссиялар 1969 жылдың 9 қарашасынан 1971 жылдың 20 наурызына дейін Қытай Халық Республикасының үстінен Лоп-Нор ядролық сынақ алаңына тыңшылық ету мақсатымен өткізілді. Калифорниядағы Бил әуе базасында орналасқан АҚШ Әуе күштерінің 4200-ші қолдау эскадрильясы миссияларды, әдетте Гуамдағы Андерсен әуе базасынан ұшырды. Қытай үкіметі D 21B ұшағының ұшу кезінде байқалғанын хабарлаған жоқ. Біріншісі кері бұрылмастан, тікелей бағытпен ұшып, Кеңес Одағының аумағына құлады. 1970 жылдың 20 ақпанында кез келген ақауларды түзету мақсатымен қосымша сынақ ұшуы жүргізілді. Дегенмен, екінші операциялық миссия 1970 жылдың 16 желтоқсанына дейін күтіп қалды. D 21B Лоп-Норға жетіп, қайтару орнына оралды, бірақ люктің парашюты толық ашылмады және суреттерімен бірге теңізде жоғалды. Жергілікті билік апат орнынан қалдықтарды тапты. 2010 жылы Қытай авиация мұражайының қоймасында көп жылдар сақталғаннан кейін, апат қалдықтары көрме алаңына көшірілді. Жазушы Ллойд Спанбергердің мәліметінше, кем дегенде екі қосымша D 21B ұшуы жасалуы мүмкін. Спанбергер суық соғыс кезеңінде құпия тыңшылық спутниктерімен және ұшқышсыз аппараттармен жұмыс істеген подполковник Альфред Крейнмен жасаған сұхбатын келтіреді, онда Крейн Қытай үстінен жасалған екі D 21B пленкалық капсулаларын өңдегенін айтқан. Екі жағдайда да люк табысты қалпына келтірілді (JC 130 көмегімен әуеде немесе теңізде белгісіз жолмен), бірақ олардың тек біреуі ғана пайдалы фотосуреттер берді. Бірінші ұшқышсыз аппараттың пленкасын өңдеуге арналған жабдықтың дұрыс қолданылмауы салдарынан, эмульсия негізінен ажырап, фотосуреттерді қолдану мүмкін болмады. Екінші миссияда, Спанбергердің мәліметінше, пленканы дамыту процесі кез келген кедергісіз аяқталды. 1971 жылдың 23 шілдесінде D 21B бағдарламасының сәттілік деңгейінің төмендігіне, жаңа буын фотобарлау спутниктерінің енгізілуіне және президент Ричард Никсонның Қытаймен қарым-қатынасын жақсартуына байланысты тоқтатылды. Барлығы 38 D 21 және D 21B ұшқышсыз аппараттары салынды, олардың 21-і ұшыру кезінде жойылды. Қалған 17 ұшқышсыз аппарат бастапқыда Калифорниядағы Нортон әуе күштері базасында сақталды, содан кейін 1976 және 1977 жылдары Аризона штатындағы Тусон қаласына жақын орналасқан Дэвис-Монтан әуе күштері базасының «ұшақтар қоймасына» көшірілді. Базаның көпшілікке ашық болуына байланысты D 21 ұшқышсыз аппараттары тез арада анықталды және суретке түсірілді. Әуе күштері оларды GTD 21B деп атады, мұнда GT – Ground Training (жердегі оқу) дегенді білдіреді. 1986 жылдың ақпанында КГБ агенті Бен Ричке советтік КГБ агенті берген панелді қайтарғанда, алғашқы операциялық ұшу кезінде жоғалған D 21 ұшқышсыз аппаратының тағдыры ақыры белгілі болды. Ұшқышсыз аппарат Сібірде өзін-өзі жойды және совет әскері оның қалдықтарын тапты. Туполев жобалау бюросы апат қалдықтарын зерттеп, «Ворон» (Қарға) деп аталған советтік көшірмесінің жоспарларын жасады, бірақ ол ешқашан салынбады. 1990 жылдардың соңында НАСА D 21 ұшқышсыз аппаратын гибридтік ракетаға негізделген біріктірілген циклдік қозғалтқышты сынау үшін пайдалануды қарастырды, ол ұшу режиміне байланысты рамджет немесе ракета ретінде жұмыс істейді. Ақырында НАСА эксперименттер үшін агенттіктің X 43A гипердыбыстық сынақ көлігінің туындысын қолданды.

It is known that at least four operational missions with the D 21B took place under the codename of Senior Bowl. These were conducted over the People's Republic of China from 9 November 1969 to 20 March 1971 to spy on the Lop Nor nuclear test site. The USAF's 4200th Support Squadron, based at Beale Air Force Base, California, flew the missions, usually from Andersen Air Force Base in Guam. The Chinese government never reported spotting the D 21B in flight. The first one failed to turn around and continued straight on, crashing in the Soviet Union. Another test flight was conducted on 20 February 1970 in a successful attempt to correct any problems. The second operational mission, however, was not until 16 December 1970. The D 21B reached Lop Nor and returned to the recovery point, but the hatch had a partial parachute failure and was lost at sea with its photographs. wreckage was found by local authorities. In 2010, after being in the junkyard of the China Aviation Museum for years, the wreckage was moved to the exhibition area. According to writer Lloyd Spanberger, at least two additional operational D 21B flights may have been made. Spanberger cites an interview with Lt. Col. Alfred Crane, who worked with classified spy satellites and drones during the Cold War, in which Crane described processing two D 21B film capsules, both from flights over China. In both cases, the hatch was successfully recovered (whether in midair using the JC 130 or at sea is unknown), but only one yielded any usable photographs. The use of the improper film processing equipment caused the emulsion on the first drone's film to separate from its base, rendering the photographs unusable. In the other mission, the film development process was completed with no further obstacles, according to Spanberger's account. On 23 July 1971, the D 21B program was canceled due to its poor success rate, the introduction of a new generation of photo reconnaissance satellites, and President Richard Nixon's rapprochement with China. A total of 38 D 21 and D 21B drones had been built, 21 of which were expended in launches. The remaining 17 were initially stored at Norton Air Force Base, California, then moved to the Davis–Monthan Air Force Base "boneyard" near Tucson, Arizona, in 1976 and 1977. With the base open to the public, the D 21 drones were quickly spotted and photographed. The Air Force called them GTD 21Bs with the GT standing for Ground Training. The fate of the D 21 that had disappeared on the first operational flight was finally revealed in February 1986 when an official from the CIA returned a panel to Ben Rich that he had been given by a Soviet KGB agent. The drone had self destructed over Siberia and the Soviets had recovered the wreckage. The Tupolev design bureau reverse engineered the wreck and produced plans for a Soviet copy, named the Voron (Raven), but it was never built. In the late 1990s NASA considered using a D 21 to test a hybrid rocket based combined cycle engine, which operates as a ramjet or rocket, depending on its flight regime. Ultimately NASA used a derivative of the agency's X 43A hypersonic test vehicle for the experiments.