1950-luvun puolivälissä Yhdysvaltain ilmavoimat alkoivat kehittää uusia vaihtoehtoja strategisille aseille. Vuonna 1957 Pentagon käynnisti ohjelman koodimerkinnällä WS-199, jonka tarkoituksena oli tutkia valmiuksia ja luoda lupaavia malleja lentokoneiden ohjusaseista. Yleisen ohjelman puitteissa kehitettiin samanaikaisesti useita ohjusjärjestelmiä. Yksi niistä oli Lockheed WS-199C High Virgo -järjestelmä.
Tärkein edellytys WS-199-ohjelman syntymiselle oli edistysaskel ilmapuolustusjärjestelmien alalla. Pommittajia, joilla on vapaapudotuspommit, voitaisiin ampua alas matkalla kohti kohteita, ja siksi ilmailu tarvitsi ohjusaseita, jotta he eivät pääsisi vaarallisille alueille. Analysoinnin jälkeen Pentagonin asiantuntijat ovat todenneet, että lennon ominaisuuksien ja taistelupään massan parhaalla yhdistelmällä tulisi olla ilma-laukaistut ballistiset ohjukset.
Raketti WS-199C kantojousituksella
Vuoden 1957 alussa käynnistettiin uusi ohjelma kuvaamattomalla nimellä WS -199 (Weapon System 199 - "Weapon System 199"). Sen toteuttamiseen osallistui useita ilmailualan johtavia yrityksiä, joiden olisi pitänyt kehittää ja toteuttaa uusia ideoita ja ratkaisuja metallialalla. Lockheed ja Convair liittyivät ohjelmaan muiden yritysten kanssa. Jälkimmäinen onnistui tähän mennessä olemaan osa General Dynamicsia.
Raketin kehittäminen otettiin Lockheedin haltuun. Hänen projektinsa nimettiin WS-199C. Lisäksi tuotteelle annettiin "tähti" -nimi - High Virgo ("Neitsyt sen zenitissä"). Convair-yhtiön tehtävänä oli viimeistellä kantokone, joka valittiin uusimmaksi yliäänipommittajaksi B-58 Hustler. Tietojemme mukaan päivitetyllä lentokoneella ei ollut omaa nimeä.
Rakettikaavio
WS-199C-hanke perustui uusiin ja tutkimattomiin ideoihin, mutta ne suunniteltiin toteutettavaksi valmiiden tuotteiden avulla. Suunnittelun nopeuttamiseksi ja myöhemmän tuotannon yksinkertaistamiseksi osana lupaavaa rakettia ehdotettiin Lockheed Q-5 Kingfisher -kohdelentokoneen osien ja kokoonpanojen sekä X-17, MGM-29 Sergeant ja UGM-27 käyttämistä Polaris -ballistiset ohjukset. Ensinnäkin voimalaitos ja ohjausjärjestelmät lainattiin olemassa olevasta aseesta.
Arkkitehtuuriselta kannalta uusi High Virgo -raketti oli yksivaiheinen tuote, jossa oli suuritehoinen kiinteän polttoaineen moottori. Ehdotettiin hyvin yksinkertaista rungon muotoilua, joka on koottu rungosta ja alumiinista. Käytettiin kartiomaista päätä, jonka taakse pääohjauslaitteet sijoitettiin lieriömäisen lokeron sisään. Rungon keski- ja hännän osat, jotka erotettiin suuremmalla halkaisijalla, annettiin moottorin alle. Häntään sijoitettiin X-muotoiset aerodynaamiset peräsin.
Tuote kokoonpanopinossa
Ballistisena ohjuksena WS-199C-tuote voitaisiin varustaa suhteellisen yksinkertaisella ohjausjärjestelmällä, joka on lainattu AGM-28 Hound Dog -projektista. Kojelaudassa oli autopilotti ja inertiaalinen navigointijärjestelmä. Heidän oli tarkoitus seurata raketin sijaintia avaruudessa ja kehittää komentoja hännän ohjauskoneita varten. Ohjausautomaatiossa oli keinot vastaanottaa tietoja kantolentokoneelta. Lennon aikana oli tarkoitus käyttää telemetrian tiedonsiirtolaitteita. Testien aikana käytettiin yksinkertaistettuja ohjausjärjestelmiä, jotka kykenivät suorittamaan vain ennalta piirretyn lento-ohjelman.
Rungon mitat mahdollistivat High Virgo -raketin varustamisen yksilohkoisella taistelukärjellä tavanomaisella tai ydinvarauksella. Samaan aikaan todellisten taisteluvälineiden käyttöä ei alun perin suunniteltu. Työn loppuun asti raketit oli varustettu vain sen painosimulaattorilla. Mitä olemassa olevia ja tulevia ydinkärkiä voitaisiin käyttää WS-199C: ssä, ei tiedetä.
B-58-pommikone, jossa on erityinen pylväs High Virgo -ohjukseen
Suurin osa rakettirungosta annettiin Thiokol-yhtiön kiinteän polttoaineen TX-20-moottorin asentamiseen. Tämä tuote on kehitetty operatiivista-taktista ohjusta MGM-29 Sergeant varten ja näytti erittäin korkeaa suorituskykyä. Moottori, jonka pituus oli 5,9 m ja halkaisija hieman alle 790 mm, kehitti työntövoimaa 21,7 tf asti. Nykyinen lataus poltettiin loppuun 29 sekunnissa, mikä varmisti raketin kiihtymisen suurelle nopeudelle.
Koko raketin pituus oli 9,25 m. Suurin rungon halkaisija oli 790 mm. Lähtömassaksi määritettiin 5,4 tonnia. Lento ballistista liikerataa pitkin antoi raketille nopeuden jopa M = 6. Laskujen mukaan ampumaetäisyyden piti saavuttaa 300 km.
Aeroballistinen raketti piti toimittaa laukaisupaikalle kantokoneella. Aseiden kuljetus- ja laukaisutoiminto uskottiin Convair B-58 Hustler -äänipommittajalle. Peruskokoonpanossa tällaisen lentokoneen aseistus koostui vapaasti putoavasta pudotussäiliöstä, joka oli varustettu erityisellä taistelupäällä. Uuden ohjuksen luominen mahdollisti ajoneuvon taistelukyvyn laajentamisen. 50-luvun lopulla B-58: tä testattiin ja valmisteltiin massatuotantoon, ja siksi WS-199C-hankkeen menestys oli erityisen tärkeää amerikkalaiselle strategiselle ilmailulle.
Raketin ripustus lentokoneessa
Osana "Neitsyt Zenith" -hanketta Convair on kehittänyt erityisen ajoneuvon lupaavan raketin kuljettamiseen ja pudottamiseen. Alkuperäisen säiliön tavanomaisen ripustuslaitteen sijaan ehdotettiin raketin asentamista erityisellä pylväällä. Samaan aikaan lentokoneen rakennetta ei tarvinnut muuttaa.
Uusi pylväs oli suuren venymän tuote, joka sijoitettiin rungon pohjan alle. Pylvärirunko on valmistettu suojuksen muodossa, joka suojaa sisäisiä laitteita tulevalta ilmavirralta. Tällaisen kotelon yläviilto oli tasainen ja liittyi rungon pohjaan. Pylonin alaosa puolestaan tehtiin katkoviivana, joka vastasi raketin ääriviivoja. Pylvään sisällä oli lukot raketin pitämiseksi ja sähkölaitteet kommunikoimiseksi lentokoneen laitteiden kanssa.
Pommikone lennossa
WS-199C High Virgo -ohjusjärjestelmän luonnos suunniteltiin vuoden 1958 alussa. Pentagonin edustajat perehtyivät toimitettuihin asiakirjoihin ja antoivat pian luvan jatkaa työtä. Kesäkuussa sotilasosasto ja urakoitsijat saivat sopimuksen prototyyppiohjuksien rakentamisesta ja testaamisesta. Testien oli tarkoitus alkaa lähitulevaisuudessa.
Hankkeen vertaileva yksinkertaisuus ja valmiiden komponenttien käyttö mahdollistivat kokeellisten ohjusten kokoamisen mahdollisimman lyhyessä ajassa. Se ei kuitenkaan ollut ilman ongelmia. Inertianavigointijärjestelmän toimittamisessa oli vaikeuksia, minkä vuoksi kaksi ensimmäistä ohjusta oli varustettu vain autopilotilla. Tämän seurauksena heidän täytyi lentää ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti. Itsenäisten ohjainten testaus siirrettiin seuraaville lennoille.
WS-199C: n nollaus medialta ensimmäistä kertaa
Syyskuun alussa 1958 koekäytössä yksi B-58-koneen prototyypeistä, joka sai uuden mallipylvään, lensi Eglinin ilmavoimien tukikohtaan (Florida). Osa lennoista oli tarkoitus suorittaa hänen lentokentällä. Lisäksi testeissä suunniteltiin tukikohdan käyttöä Cape Canaveralissa. Suunnitellut ohjusreitit kulkivat Atlantin valtameren keskiosan yli. Kuvitteelliset kohdealueet olivat myös aavalla merellä.
Testin käynnistysohjelma näytti tältä. Lentokone, jonka raketti oli rungon alla, nousi Eglinin lentotukikohdasta tai Cape Canaveralista, nousi korkeuteen ja tuli taistelukurssille. Rakettia pudotettiin 12,1 km: n korkeudessa kantoaallonopeudella M = 1,5, jonka oli sitten käynnistettävä moottori ja mentävä vaaditulle liikeradalle. Lento päättyi raketin putoamiseen mereen. Mukana olleiden lentokoneiden piti vastaanottaa telemetria koko lennon ajan.
Moottorin käynnistyskohta
WS-199C-raketin ensimmäinen koetin yksinkertaistetussa ohjausjärjestelmässä tapahtui 5. syyskuuta 1958. Tyhjennys ja irrotus telineestä tehtiin normaalisti. Lennon kuudennella sekunnilla moottori käynnistyi ja siirtyi vaadittuun tilaan. Autopilotti kuitenkin epäonnistui muutaman sekunnin kuluttua. Raketti alkoi tuottaa hallitsemattomia värähtelyjä, ja se piti tuhota itsekorjaajan avulla. Lennon aikana tuote nousi 13 km: n korkeuteen ja kattoi useita kymmeniä kilometrejä.
Telemetria -analyysi mahdollisti onnettomuuden syyn löytämisen. Valvontajärjestelmiä on hiottu ja muutokset on sisällytetty projektiin. Ennen seuraavaa testikäynnistystä suoritettiin täysimittaiset maanpäälliset tarkastukset. Vasta sen jälkeen lentoyhtiö myönsi luvan toiseen laukaisuun.
19. joulukuuta 1958 kokenut B-58 pudotti jälleen aeroballisen ohjuksen. Lyhyen vaakasuoran kiihdytyksen jälkeen hän alkoi kiivetä jyrkästi. WS-199C nousi ballistista liikerataa pitkin 76 km: n korkeuteen, minkä jälkeen se siirtyi liikeradan laskevaan segmenttiin. Suurin nopeus tämän lennon aikana saavutti M = 6. Raketti putosi mereen noin 300 kilometrin päässä laukaisupisteestä. Käynnistys katsottiin onnistuneeksi.
Raketti vapautushetkellä (ylhäältä katsottuna). Kaapelit kuljettajan kanssa kommunikoimiseksi ovat näkyvissä
4. kesäkuuta 1959 raketin parantamisen seuraavan vaiheen jälkeen tapahtui kolmas koetin. Tällä kertaa kantokone nosti ilmaan täysin ladatun raketin, joka oli varustettu vakio -ohjausjärjestelmällä. Tämän lennon tehtävänä oli saada suurin kantama. Korjaamalla rataa peräsimien avulla, juna-automaatti nosti raketin yli 59 km: n korkeuteen. Lento päättyi 335 km pudotuspisteestä. Tämän etäisyyden voittaminen kesti täsmälleen 4 minuuttia. Inertianavigointijärjestelmä ja hallintalaitteet toimivat virheettömästi, ja "Virgo at Zenith" suoritti tehtävän onnistuneesti.
50 -luvun lopulla johtavat maat lähettivät ensimmäiset satelliittinsa kiertoradalle. Oli ilmeistä, että lähitulevaisuudessa avaruudesta voisi tulla toinen aseiden sijoituspaikka, ja siksi tarvitaan varoja tällaisten uhkien torjumiseksi. Tästä syystä ehdotettiin WS-199-ohjusperheen testaamista satelliittien vastaisena aseena. Vuoden 1959 puolivälissä Lockheed ja Convair aloittivat valmistautumisen avaruusalusta koskevaan testihyökkäykseen.
Neljännen kokeellisen raketin kamerat
Uutta testiä varten valmistettiin erityinen raketti, joka oli selvästi erilainen kuin edelliset. Lähes kaikki runko ja peräsin vaihdettiin teräkseen. Taistelupään simulaattori poistettiin pääosastosta, ja myös instrumenttien sijoittelua muutettiin. Kehitetty uusi päänsuoja, jossa on läpinäkyvät ikkunat. Sen alle asennettiin erityinen järjestelmä, jossa oli 13 kameraa eri suuntiin. Lento -ohjelman mukaan yhdeksän oli tarkoitus valvoa raketin ja kohdesatelliitin lähestymistä, ja muiden oli tarkoitus tutkia maapalloa. Ennen suojuksen asentamista kameran pidikkeet käärittiin lämpöeristeellä. Lopuksi laskuvarjopelastusjärjestelmä ja radiomajakka sijoitettiin pään suojaan.
Koulutuskohteena oli heinäkuussa 1958 laukaistu Explorer 4 -satelliitti. Sen oli tarkoitus tutkia säteilyvyöjä ja kuljettaa Geiger -laskureita. Tuote oli kiertoradalla, apogeen ollessa 2213 km ja perigeen 263 km. Sieppaus oli tarkoitus suorittaa, kun satelliitti ohitti minimietäisyyden Maasta.
Valokuvauslaitteiden erityinen suojaus
WS-199C-raketin testit satelliittivastaisessa kokoonpanossa pidettiin 22. syyskuuta 1959. Raketin kiihtyvyyden lisäämiseksi ja sen jälkeen lentokorkeuden nousemiseksi kuljettaja kehitti nopeuden M = 2. Irrotus ja myöhemmät toimenpiteet suoritettiin normaalisti. Mutta muutama sekunti vapautumisen jälkeen raketti lähetti viestin ohjausjärjestelmien viasta. Yhteys hänen kanssaan katkesi lennon 30. sekunnilla. Maasta nähtiin supistus, joka osoitti, että ohjus oli siirtynyt ballistiselle liikeradalle, mutta tarkkoja lentoparametreja ei voitu määrittää.
Viestintävika johti pian ohjuksen menetykseen. Kuten testaajat tiesivät, WS-199C palasi ja putosi mereen. Pitkä etsintä ei kuitenkaan tuottanut tulosta. Ohjuksen tarkka kaatumispaikka ei ole vielä tiedossa. Yhdessä prototyypin kanssa kamerat ja niiden kalvot menivät pohjaan, mikä mahdollisti satelliitin ampumisen tehokkuuden arvioinnin. Tulos oli kuitenkin tuskin erinomainen, koska Explorer 4 pysyi kiertoradallaan.
Anti-satelliitti "Neitsyt zenitissä" nollaushetkellä
Neljästä High Virgo -koeajosta vain puolet onnistui. Kaksi muuta, ohjauslaitteen vian vuoksi, osoittautuivat hätätilanteiksi. Syksyllä 1959 kehitysyritysten ja Yhdysvaltain puolustusministeriön asiantuntijat analysoivat kerättyjä tietoja ja määrittivät hankkeen jatkokohdan.
Nykyisessä muodossaan Lockheed WS-199C High Virgo-aeroballinen ohjus ei voinut ottaa käyttöön ja parantaa B-58 Hustler -koneen taistelukykyä. Suunta kuitenkin kiinnosti ilmavoimia kokonaisuudessaan. Tältä osin asiakas määräsi saattamaan päätökseen työn "Neitsyt zenitissä", mutta käyttämään tämän projektin kehitystä seuraavan ballistisen ohjuksen luomisessa. Kehitystyön tärkein tulos oli uusi GAM-87 Skybolt -raketti.
Osana ilmavoimien ohjelmaa, koodinimeltään WS-199, yhdysvaltalaiset puolustusyritykset ovat kehittäneet kaksi ilma-laukaistua ballistista ohjusta. Tuloksena olevilla tuotteilla oli melko korkeat ominaisuudet, mutta ne eivät silti sopineet käyttöön. Suunnittelun ja testauksen aikana oli kuitenkin mahdollista kerätä paljon kokemusta ja kerätä tarvittavat tiedot tällaisten aseiden todellisesta toiminnasta. Kehitykset, ratkaisut ja projektit WS-199B ja WS-199C löysivät pian sovelluksen uuden aeroballisen raketin luomisessa.
