Northrop HL-10 on yksi viidestä NASAn Edwards Flight Research Centerin (Dryda, Kalifornia) lentokoneesta. Nämä koneet rakennettiin tutkimaan ja testaamaan heikon aerodynaamisen laadun ilma -aluksen turvallisia ohjaus- ja laskuominaisuuksia palattuaan avaruudesta. Tutkimukset, joissa käytettiin HL -10: tä ja muita vastaavia laitteita, tehtiin heinäkuussa 1966 - marraskuussa 1975.
1950 -luvun alun teoreettisten tutkimusten perusteella tylppä nenäkartio tunnistettiin lupaavimpien ballististen ohjusten pään optimaalisimmaksi muotoksi. Kun ilmakehään pääsee, laitteen edessä oleva irrotettu iskuaalto, jolla on tällainen pää, vähentää merkittävästi lämpökuormia ja mahdollistaa taistelupään massan lisäämisen vähentämällä lämpösuojapinnoitteiden paksuutta.
Näihin töihin osallistuneet NACA-asiantuntijat havaitsivat, että tämä riippuvuus säilyy myös puolikartioilla. Ne paljastivat myös toisen ominaisuuden: hypersonisen virtauksen aikana virtauspaineen ero ala- ja yläpinnoilla luo hissin, mikä lisää merkittävästi lentokoneen ohjattavuutta poistuttaessa kiertoradalta.
Ajoneuvot, joissa on kantolaite (tämä malli sai tämän nimen), ovat niiden liukuominaisuuksiensa vuoksi väliasennossa ballististen kapseleiden ja kiertoradan välillä. Lisäksi laskeutumiskapselien käyttö miehitetyissä avaruusaluksissa vaatii merkittäviä laukaisu- ja palautuskustannuksia. "Kantavien koteloiden" etuja ovat korkea suunnittelun täydellisyys, uudelleenkäytettävyys, alhaisemmat kehityskustannukset verrattuna perinteisiin videoneuvottelujärjestelmiin jne.
Laboratorion asiantuntijat. Ames, (jäljempänä Ames-keskus), laskettiin laitteen malli tylpän puolikartion muodossa, jolla oli tasainen yläpinta. Suuntavakauden varmistamiseksi sen oli tarkoitus käyttää kahta pystysuoraa keeliä, jotka jatkavat rungon ääriviivoja. Tämän kokoonpanon palautetulle avaruusalukselle annettiin nimi M2.
Samanlaisia tutkimuksia tehtiin Langley Centerissä. Työntekijät ovat laskeneet useita kaavioita videoneuvottelujärjestelmälle, jossa on kantava runko. Lupaavin niistä oli HL-10-projekti ("Horizontal Landing"; 10 on ehdotetun mallin sarjanumero). HL-10-laitteella oli melkein pyöreä keskilaivan yläpinta, jossa oli kolme keeliä, tasainen, hieman kaareva pohja.
Kun otetaan huomioon avaruusaluksen korkea suorituskyky, NASA yhdessä ilmavoimien kanssa vuonna 1961 harkitsi ehdotuksia niiden käyttämisestä astronautien paluuta koskevassa kuun ohjelmassa. Hankkeita ei kuitenkaan hyväksytty. Huolimatta pilottihankkeiden rahoituksen leikkauksista, tämä työ jatkui harrastajien ponnistusten ansiosta. Yksi lentokonemalli teki lentokoneesta pienoismallin ja suoritti heittotestejä. Todellinen menestys on mahdollistanut testien tallentamisen Dryden- ja Ames -keskusten johdolle. Ensimmäinen myönsi 10 000 dollaria vararahastoista täysimittaisen laitteen valmistukseen ja toinen suostui suorittamaan aerodynaamisia testejä. Laite sai nimityksen M2-F1.
Kuuden metrin malli valmistettiin alumiiniputkista (tehorakenne) ja vanerista (runko). Häntäosan yläreunaan asennettiin elevoneja. Ulkoiset alumiinikelat varustettiin peräsinillä. Räjäytystestien aloittaminen mahdollisti hyvät iskujen tulokset. Mutta sopivan ylikellotustyökalun puute pakotti ostamaan Pontiacin pakotetulla moottorilla, joka nopeuttaa 450 kg: n mallia 160-195 km / h. Säätimien tehokkuus oli alhainen, eivätkä ne tarjonneet vaadittua tuotteen vakauttamista. Ongelma ratkaistiin poistamalla keskusköli ja parantamalla ohjauspintoja.
Useissa ajoissa malli nostettiin maanpinnan yläpuolelle 6 metrin korkeuteen. Testien onnistumisen ansiosta projektin osallistujat saivat Dryden Centerin johtajan suostuttelemaan laitteen irrottamaan itsensä suunnittelevan laitteen autosta. Tämän jälkeen aloitettiin mallin heittotestit, laite hinautettiin C-47-lentokoneella 3-4 km: n korkeuteen. Ensimmäinen luistolento tapahtui 16. elokuuta 1963. Kaiken kaikkiaan M2-F1 osoitti hyvää vakautta ja käsiteltävyyttä.
Uuden laitteen näyttävä lento ja suoritetun työn alhaiset kustannukset antoivat mahdollisuuden laajentaa tätä aihetta koskevaa työtä.
Vuoden 1964 puolivälissä amerikkalainen ilmailu- ja avaruusvirasto NASA allekirjoitti sopimuksen Northropin kanssa kahden siivettömän täysmetallisen uudelleenkäytettävän ajoneuvon rakentamisesta, joissa on itsekantava runko. Uudet ajoneuvot nimettiin nimillä HL-10 ja M2-F2, jotka erosivat toisistaan kantavan rungon profiilin suhteen.
Ulkonäöltään M2-F2 toisti pohjimmiltaan M2-F1: puolikartio, jonka yläpinta oli tasainen, varustettiin parilla pystysuoria kiittejä ilman ulkoisia elevoneja, peräsimiä voitiin käyttää jarrulevyinä. Näkymän laajentamiseksi ohjaamoa siirrettiin eteenpäin ja nenä lasitettiin. Veden vähentämiseksi ja virtausolosuhteiden parantamiseksi mallin runkoa pidennettiin hieman. M2-F2: n hännän osassa venttiililäppä asetettiin nousun säätöön, rungon yläpintaa täydensi pari elevonläppää, jotka tarjosivat vierintäohjauksen antifaasissa.
Northrop HL-10 -runko oli käänteinen puolikartio, jossa oli pyöristetty ylempi runko ja tasainen pohja. Lisäksi siellä oli keskusköli. Häntäosaan asennettiin kaksi puolisuunnikkaan muotoista elevonia, joilla oli pienet suojat. Tasapainotuspaneelit asennettiin ulommille kiiloille, ja keskimmäinen köli oli halkaistu peräsin. Tasapainotuslevyjä ja elevon-kilpiä käytettiin vakauttamiseen vain trans- ja yliäänen lennon aikana. Kun liukui aktiivisen osan jälkeen nopeudella M = 0, 6-0, 8, ne kiinnitettiin, jotta vältyttäisiin aerodynaamisen laadun jyrkältä heikkenemiseltä laskeutumisen aikana. Lasketun nopeuden arvioitiin olevan noin 360 km / h.
Koska rakettilentokoneita kehitettiin melko tiukoilla taloudellisilla rajoituksilla, säästettiin rahaa, ajoneuvot varustettiin valmiilla yksiköillä ja elementeillä: tärkein laskuteline otettiin F-5-hävittäjältä, F-106-hävittäjän istuimelta istuin, etutuki - T -39 -lentokoneesta.
Lentokoneen instrumentointi erottui myös sen yksinkertaisuudesta - ensimmäisten lentojen aikana heiltä puuttui jopa asentoanturit. Tärkeimmät mittauslaitteet ovat kiihtyvyysmittari, korkeusmittari, nopeus, luisto ja hyökkäyskulma -anturit.
Molemmat ajoneuvot oli varustettu XLR-11-moottorilla (työntövoima 3,6 tonnia), jota käytettiin lyhyen aikaa X-15-lentokoneessa. Toimintamatkan lisäämiseksi hätälaskun aikana M2-F2 ja HL-10 varustettiin vetyperoksidilla toimivilla nestemäisiä lisäaineita sisältävillä lisärakettimoottoreilla.
Mallien polttoainesäiliöt heittotestien aikana täytettiin vedellä, joka painoi 1,81 tonnia.
12. heinäkuuta 1966 M2-F2: n ensimmäinen luistolento tapahtui. 2,67 tonnin painoinen malli erotettiin B-52: stä 13500 metrin korkeudessa nopeudella M = 0,6 (697 km / h). Itsenäisen lennon kesto oli 3 minuuttia 37 sekuntia. 10. toukokuuta 1967 tapahtui hätälasku. Syy hallinnan menettämiseen oli "hollantilainen askel", jonka aikana kallistuksen kulma oli 140 astetta.
Räjähtänyt laite päätettiin palauttaa muuttamalla muotoilua. M2-F3-nimisen mallin sivuttaisen vakauden aikaansaamiseksi asennettiin ohjauskeskuksen keski köli ja suihkumoottorilohko.
Heittotestejä jatkettiin kesäkuussa 1970. Kuusi kuukautta myöhemmin ensimmäinen lento tapahtui sisällyttämällä siihen nestepolttoainetta tukeva rakettimoottori. Testauksen viimeisessä vaiheessa, joka valmistui vuonna 1972, M2-F3: ta käytettiin erilaisten lisätehtävien ratkaisemiseen, mukaan lukien kauko-ohjausjärjestelmän kehittäminen osana Space Shuttle -ohjelmaa. Mallin lento -ominaisuuksia arvioitiin myös rajoitetussa korkeus- ja nopeuslentotilassa.
Joulukuussa 1966 aloitettiin HL-10: n heittokokeet. Heitä varten käytettiin myös B-52: tä. Ensimmäistä itsenäistä lentoa vaikeuttivat vakavat ongelmat - ohjattavuus poikittaissuunnassa oli erittäin epätyydyttävä, elevonien hyötysuhde kääntyi jyrkästi. Vika poistettiin merkittävällä ulkoreunojen tarkistuksella, joka muodosti virtauksen ohjauspintojen yli.
Keväällä 1968 Northrop HL-10: n suunnitellut lennot jatkuivat. Neste-ponneainerakettimoottorin ensimmäinen lanseeraus tapahtui lokakuussa 1968.
HL-10: tä käytettiin myös avaruussukkulan etujen mukaisesti. Laitteen kaksi viimeistä lentoa, jotka suoritettiin kesällä 1970, käytettiin laskeutumisen harjoitteluun voimalaitoksen ollessa päällä. Tätä varten XLR-11 korvattiin kolmella vetyperoksidi-nestepolttoainetta käyttävällä rakettimoottorilla.
Kokeen katsottiin yleensä onnistuneen - laskeutumisen aikana toimivat moottorit pienensivät liukukulman 18 asteesta 6 asteeseen. Laitteen lentäjä kuitenkin huomasi, että huolimatta maanpäällisten ohjausvälineiden työstä, oli joitain vaikeuksia rakettimoottorien käynnistyshetken määrittämisessä.
Koko testausjakson aikana HL-10 suoritti 37 laukaisua. Samaan aikaan malli asetti ennätyskorkeuden (27,5 km) ja nopeuden (M = 1,86) kantavalla rungolla toimiville rakettiliikkeille.
Taktiset ja tekniset ominaisuudet:
Pituus - 6,45 m;
Korkeus - 2,92 m;
Siipiväli - 4,15 m;
Siipialue - 14, 9 m²;
Tyhjäpaino - 2397 kg;
Täysi paino - 2721 kg;
Suurin lentoonlähtöpaino - 4540 kg (polttoaine - 1604 kg);
Voimala-Reaction Motors XLR-11, nelikammioinen rakettimoottori (työntövoima jopa 35,7 kN);
Lentoalue - 72 km;
Käytännöllinen katto - 27524 m;
Suurin nopeus - 1976 km / h;
Työntövoimakerroin massayksikköä kohden on 1: 0, 99;
Siipikuorma - 304, 7 kg / m²;
Miehistö - 1 henkilö.
Valmistettu materiaalien perusteella:
