Northrop HL-10 ir viena no piecām lidmašīnām NASA Edvardsa lidojumu izpētes centrā (Dryda, Kalifornija). Šīs mašīnas tika veidotas, lai izpētītu un pārbaudītu lidmašīnas drošas manevrēšanas un nosēšanās iespējas ar zemu aerodinamisko kvalitāti pēc atgriešanās no kosmosa. Pētījumi, izmantojot HL -10 un citas līdzīgas ierīces, tika veikti 1966. gada jūlijā - 1975. gada novembrī.
Pamatojoties uz teorētiskiem pētījumiem 50. gadu sākumā, neass deguna konuss tika atzīts par optimālāko formu daudzsološo ballistisko raķešu galvai. Ieejot atmosfērā, atdalītais triecienvilnis, kas parādās aparāta priekšā ar šādu galvu, ievērojami samazina termiskās slodzes un ļauj palielināt kaujas galviņas masu, samazinot siltumizolācijas pārklājumu biezumu.
NACA speciālisti, kas piedalījās šajos darbos, konstatēja, ka šī atkarība tiek saglabāta arī puskonusiem. Viņi atklāja arī citu iezīmi: hiperskaņas plūsmas laikā plūsmas spiediena starpība uz apakšējās un augšējās virsmas rada pacēlumu, kas ievērojami palielina lidmašīnas manevrētspēju, izejot no orbītas.
Transportlīdzekļi ar nesēja virsbūvi (šī shēma saņēma šo nosaukumu), ņemot vērā to slīdēšanas īpašības, ieņem starpposmu starp ballistiskajām kapsulām un orbītas lidmašīnām. Turklāt nolaišanās kapsulu izmantošana pilotējamos kosmosa kuģos prasa ievērojamas palaišanas un atjaunošanas izmaksas. "Nesošo korpusu" priekšrocības ietver augstu dizaina pilnību, atkārtotu izmantošanu, zemākas izstrādes izmaksas salīdzinājumā ar tradicionālajām videokonferenču sistēmām utt.
Laboratorijas speciālisti. Ames, (turpmāk Ames centrs), tika aprēķināts aparāta modelis neass puskonusa formā ar plakanu augšējo virsmu. Virziena stabilitātei vajadzēja izmantot divas vertikālas līstes, kas turpina fizelāžas kontūras. Šīs konfigurācijas atgrieztam kosmosa kuģim tika dots nosaukums M2.
Līdzīgi pētījumi tika veikti Langley centrā. Darbinieki ir aprēķinājuši vairākas shēmas videokonferenču sistēmai ar nesošo korpusu. Daudzsološākais no tiem bija projekts HL-10 ("Horizontālā nosēšanās"; 10 ir piedāvātā modeļa kārtas numurs). HL-10 aparātam bija gandrīz apaļa vidēja kuģa augšējā virsma ar trim ķīļiem, plakana, nedaudz izliekta apakšdaļa.
Ņemot vērā kosmosa kuģa augsto veiktspēju, NASA kopā ar Gaisa spēkiem 1961. gadā izskatīja priekšlikumus to izmantošanai Mēness programmā astronautu atgriešanai. Tomēr projekti netika pieņemti. Neskatoties uz pilotprojektu finansējuma samazināšanu, šis darbs turpinājās, pateicoties entuziastu centieniem. Viens lidmašīnas modelis izgatavoja lidmašīnas mēroga modeli un veica metienu testus. Patiesi panākumi ļāvuši demonstrēt testu ierakstus Dryden un Ames centru vadībai. Pirmais no rezerves fondiem piešķīra 10 000 ASV dolāru pilna apjoma aparāta ražošanai, bet otrs piekrita veikt aerodinamiskos testus. Ierīcei tika piešķirts apzīmējums M2-F1.
Sešu metru modelis tika izgatavots no alumīnija caurulēm (jaudas struktūra) un saplākšņa (korpuss). Astes daļas augšējā malā tika uzstādīts elevonu pāris. Ārējās alumīnija keles bija aprīkotas ar stūres. Labi izpūtēju rezultāti ļāva sākt braukšanas testus. Bet piemērota ātruma pārsniegšanas instrumenta trūkums lika iegādāties Pontiac ar piespiedu dzinēju, kas nodrošina 450 kg smaga modeļa paātrinājumu līdz 160-195 km / h. Vadības ierīcēm bija zema efektivitāte un tās nenodrošināja nepieciešamo produkta stabilizāciju. Problēma tika atrisināta, likvidējot centrālo ķīli un uzlabojot vadības virsmas.
Vairākos skrējienos modelis tika pacelts virs zemes līdz 6 m augstumam. Pārbaužu veiksme ļāva projekta dalībniekiem pārliecināt Dryden centra direktoru atvienot ierīci pašplānošanai no automašīnas. Pēc tam sākās modeļa metienu testi, ierīce ar C-47 lidmašīnu tika vilkta līdz 3-4 km augstumam. Pirmais lidojošais lidojums notika 1963. gada 16. augustā. Kopumā M2-F1 demonstrēja labu stabilitāti un vadāmību.
Iespaidīgais jaunās ierīces lidojums, kā arī veiktā darba zemās izmaksas ļāva paplašināt darbu par šo tēmu.
1964. gada vidū Amerikas aviācijas un kosmosa aģentūra NASA parakstīja līgumu ar Northrop par divu pilnībā spārnu neatkārtojami izmantojamu transportlīdzekļu ar pašpietiekamu virsbūvi būvniecību. Jaunie transportlīdzekļi tika apzīmēti ar HL-10 un M2-F2, kas atšķiras ar nesošā korpusa profilu.
Pēc izskata M2-F2 būtībā atkārtoja M2-F1: puskonuss ar augšējo plakano virsmu bija aprīkots ar pāris vertikālām ķīlēm bez ārējiem pacēlumiem, stūres varēja izmantot kā bremžu atlokus. Lai paplašinātu skatu, kabīne tika pārvietota uz priekšu, un deguns bija stiklots. Lai samazinātu pretestību un uzlabotu plūsmas apstākļus, modeļa korpuss tika nedaudz pagarināts. M2-F2 astes daļā slīpuma kontrolei tika novietots ventrāls atloks, korpusa augšējo virsmu pabeidza pāris elevona atloki, kas nodrošināja rites kontroli pretfāzē.
Northrop HL-10 korpuss bija apgriezts puskonuss ar noapaļotu augšējo fizelāžu un plakanu dibenu. Turklāt bija centrālais ķīlis. Astes daļā tika uzstādīti divi trapecveida pacēlāji ar maziem vairogiem. Līdzsvarojošie paneļi tika uzstādīti uz ārējām ķīlēm, un centrālais ķīlis bija sadalīta stūre. Balansēšanas paneļi un elevona vairogi tika izmantoti stabilizācijai tikai trans- un virsskaņas lidojuma laikā. Slīdot pēc aktīvās sekcijas ar ātrumu M = 0, 6-0, 8, tie tika fiksēti, lai nepieļautu strauju aerodinamiskās kvalitātes pazemināšanos nosēšanās laikā. Paredzētais nosēšanās ātrums bija aptuveni 360 km / h.
Tā kā raķešu lidmašīnas tika izstrādātas diezgan stingros finansiālos ierobežojumos, lai ietaupītu naudu, transportlīdzekļi tika aprīkoti ar gatavām vienībām un elementiem: galvenā šasija tika ņemta no iznīcinātāja F-5, iznīcinātāja F-106 izmešanas sēdekļa. sēdeklis, priekšējais balsts - no lidmašīnas T -39.
Lidaparāta instrumentācija izcēlās arī ar vienkāršību - pirmo lidojumu laikā viņiem pat trūka attieksmes sensoru. Galvenie mērinstrumenti ir akselerometrs, altimetrs, ātruma, slīdēšanas un uzbrukuma leņķa sensori.
Abi transportlīdzekļi bija aprīkoti ar XLR-11 dzinēju (vilces spēks 3,6 tonnas), kas neilgu laiku tika izmantots lidmašīnā X-15. Lai palielinātu darbības rādiusu avārijas nosēšanās laikā, M2-F2 un HL-10 tika aprīkoti ar palīgraķešu dzinējiem, kas darbojas ar ūdeņraža peroksīdu.
Modeļu degvielas tvertnes metienu testu laikā tika piepildītas ar ūdeni, kas svēra 1,81 tonnu.
1966. gada 12. jūlijā notika pirmais M2-F2 lidojums ar planētu. 2,67 tonnas smagais modelis tika atdalīts no B-52 13500 m augstumā ar ātrumu M = 0,6 (697 km / h). Autonomā lidojuma ilgums bija 3 minūtes 37 sekundes. 1967. gada 10. maijā notika ārkārtas nosēšanās. Kontroles zaudēšanas iemesls bija "holandiešu solis", kura laikā slīpuma leņķis bija 140 grādi.
Tika nolemts atjaunot nolietoto aparātu, pārveidojot dizainu. Lai nodrošinātu modeļa sānu stabilitāti, kas saņēma apzīmējumu M2-F3, uzstādīja centrālo ķīli un vadības sistēmas reaktīvo dzinēju blokus.
Metienu testi tika atsākti 1970. gada jūnijā. Pēc sešiem mēnešiem pirmais lidojums notika, iekļaujot noturīgu šķidro propelentu raķešu dzinēju. Pārbaudes pēdējā posmā, kas tika pabeigts 1972. gadā, M2-F3 tika izmantots dažādu palīgdarbību risināšanai, tostarp tālvadības sistēmas izstrādei Space Shuttle programmas ietvaros. Modeļa lidojuma īpašības tika novērtētas arī ierobežota augstuma un ātruma lidojuma režīmos.
1966. gada decembrī sākās HL-10 metienu pārbaudes. Viņiem tika izmantots arī B-52. Pati pirmo autonomo lidojumu sarežģīja nopietnas problēmas - vadāmība šķērsvirzienā bija ārkārtīgi neapmierinoša, pakāpienu efektivitāte strauji samazinājās. Trūkums tika novērsts, būtiski pārskatot ārējos ķīļus, kas veidoja plūsmu pār vadības virsmām.
1968. gada pavasarī Northrop HL-10 plānotie lidojumi turpinājās. Pirmā raķešu dzinēja ar šķidro propelentu dzinēja palaišana notika 1968. gada oktobrī.
HL-10 tika izmantots arī kosmosa kuģa interesēs. Pēdējie divi aparāta lidojumi, kas tika veikti 1970. gada vasarā, bija veltīti nosēšanās praktizēšanai ar ieslēgtu elektrostaciju. Šim nolūkam XLR-11 tika aizstāts ar trim ūdeņraža peroksīda šķidro propelentu raķešu dzinējiem.
Eksperiments kopumā tika uzskatīts par veiksmīgu - dzinēji, kas strādāja piezemēšanās laikā, samazināja slīdēšanas ceļa leņķi no 18 līdz 6 grādiem. Tomēr aparāta pilots atzīmēja, ka, neskatoties uz zemes vadības līdzekļu darbu, raķešu dzinēju ieslēgšanas brīža noteikšanā bija zināmas grūtības.
Visā testēšanas periodā HL-10 pabeidza 37 palaišanas. Tajā pašā laikā modelis uzstādīja rekordaugstumu (27,5 km) un ātrumu (M = 1,86) raķešu planieriem ar nesošo korpusu.
Taktiskās un tehniskās īpašības:
Garums - 6,45 m;
Augstums - 2,92 m;
Spārnu platums - 4, 15 m;
Spārnu platība - 14, 9 m²;
Tukšs svars - 2397 kg;
Pilns svars - 2721 kg;
Maksimālais pacelšanās svars - 4540 kg (degviela - 1604 kg);
Spēkstacija-Reaction Motors XLR-11 četru kameru raķešu dzinējs (vilces spēks līdz 35,7 kN);
Lidojuma diapazons - 72 km;
Praktiskie griesti - 27524 m;
Maksimālais ātrums - 1976 km / h;
Vilces koeficients uz masas vienību ir 1: 0, 99;
Spārnu slodze - 304, 7 kg / m²;
Apkalpe - 1 persona.
Sagatavots, pamatojoties uz materiāliem:
