Northrop HL-10 یکی از 5 هواپیما در مرکز تحقیقات پرواز ادواردز ناسا (دریدا ، کالیفرنیا) است. این ماشین ها برای مطالعه و آزمایش قابلیت مانور و فرود ایمن هواپیما با کیفیت آیرودینامیکی پایین پس از بازگشت از فضا ساخته شده اند. مطالعات با استفاده از HL -10 و سایر دستگاه های مشابه در جولای 1966 - نوامبر 1975 انجام شد.
بر اساس مطالعات نظری در اوایل دهه 1950 ، یک مخروط بینی خالی به عنوان مطلوب ترین شکل برای سر موشک های بالستیک امیدوار کننده شناخته شد. هنگام ورود به جو ، موج ضربه ای جدا شده در جلوی دستگاه با چنین سر ظاهر می شود بارهای حرارتی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد و با کاهش ضخامت پوشش های محافظ حرارتی ، جرم کلاهک را افزایش می دهد.
متخصصان NACA که در این کارها شرکت کردند دریافتند که این وابستگی برای نیمه مخروط ها نیز حفظ می شود. آنها همچنین ویژگی دیگری را آشکار کردند: در جریان مافوق صوت ، اختلاف فشار جریان در سطوح پایین و بالا باعث ایجاد بالابرنده می شود ، که این امر قدرت مانور هواپیما را هنگام خروج از مدار به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
وسایل نقلیه با بدنه حامل (این طرح این نام را دریافت کرد) ، از نظر ویژگی های لغزش ، موقعیت متوسطی را بین کپسول های بالستیک و هواپیماهای مداری اشغال می کنند. علاوه بر این ، استفاده از کپسول های فرود در فضاپیماهای سرنشین دار نیاز به هزینه های قابل توجه پرتاب و بازیابی دارد. از مزایای "محفظه های باربر" می توان به کمال طراحی بالا ، قابلیت استفاده مجدد ، هزینه های توسعه کمتر در مقایسه با سیستم های ویدئویی کنفرانس سنتی و غیره اشاره کرد.
متخصصان آزمایشگاه. ایمز ، (از این پس مرکز ایمز) ، یک مدل از دستگاه به شکل نیم مخروطی بلان با سطح بالای صاف محاسبه شد. برای ثبات جهت ، قرار بود از دو میلگرد عمودی استفاده شود که خطوط بدنه را ادامه می دهند. فضاپیمای برگشتی این پیکربندی نام M2 داشت.
مطالعات مشابهی در مرکز لانگلی انجام شد. کارکنان چندین طرح برای یک سیستم ویدئویی کنفرانس با بدنه تحمل کننده محاسبه کرده اند. امیدوارکننده ترین آنها پروژه HL-10 بود ("فرود افقی" ؛ 10 شماره سریال مدل پیشنهادی است). دستگاه HL-10 دارای سطحی تقریباً گرد در میانه کشتی با سه کویل ، پایین صاف و کمی خمیده بود.
با توجه به عملکرد بالای فضاپیما ، ناسا به همراه نیروی هوایی در سال 1961 پیشنهاداتی را برای استفاده از آنها در برنامه قمری برای بازگشت فضانوردان در نظر گرفت. اما پروژه ها پذیرفته نشد. با وجود کاهش بودجه برای پروژه های آزمایشی ، این کار به لطف تلاش علاقه مندان ادامه یافت. یک مدل هواپیما مدل مقیاس هواپیما را ساخت و آزمایش پرتاب انجام داد. موفقیت واقعی باعث شده است ضبط آزمایشات به مدیریت مراکز دریدن و ایمز نشان داده شود. اولی 10000 دلار از بودجه ذخیره برای ساخت یک دستگاه در مقیاس کامل اختصاص داد و دومی با انجام آزمایشات آیرودینامیکی موافقت کرد. این دستگاه با نام M2-F1 شناخته شد.
مدل شش متری از لوله های آلومینیومی (ساختار قدرت) و تخته سه لا (بدنه) ساخته شده بود. یک جفت بالابر روی لبه بالایی قسمت دم نصب شده بود. کویل های آلومینیومی خارجی مجهز به سکان بودند.نتایج خوب انفجارها امکان شروع آزمایش تاکسی را فراهم کرد. اما فقدان یک ابزار اورکلاک مناسب ، خرید یک پونتیاک با موتور اجباری را مجبور کرد ، که شتاب مدل 450 کیلوگرمی را تا 160-195 کیلومتر در ساعت فراهم می کند. کنترل ها بازده پایینی داشتند و تثبیت کننده مورد نیاز محصول را فراهم نمی کردند. مشکل با از بین بردن میل مرکزی و بهبود سطوح کنترل حل شد.
در چندین دور ، این مدل از سطح زمین به ارتفاع 6 متر بلند شد. موفقیت در آزمایشات به شرکت کنندگان در پروژه این امکان را داد تا مدیر مرکز Dryden را متقاعد کنند که دستگاه را برای برنامه ریزی خود از ماشین باز کند. پس از آن ، آزمایشات پرتاب مدل شروع شد ، دستگاه توسط یک هواپیمای C-47 به ارتفاع 3-4 کیلومتر کشیده شد. اولین پرواز با سرسره در 16 اوت 1963 انجام شد. به طور کلی ، M2-F1 ثبات و هندلینگ خوبی از خود نشان داد.
پرواز دیدنی دستگاه جدید و همچنین هزینه کم کار انجام شده ، امکان گسترش کار در این زمینه را فراهم کرد.
در اواسط سال 1964 ، آژانس هوافضای آمریکا ناسا قراردادی را با نورثروپ برای ساخت دو وسیله نقلیه قابل استفاده مجدد از جنس فلز بدون بال با بدنه خود پشتیبانی کرد. خودروهای جدید HL-10 و M2-F2 نامگذاری شده اند که از نظر مشخصات بدنه حمل متفاوت است.
در ظاهر ، M2-F2 اساساً M2-F1 را تکرار کرد: یک نیم مخروط با سطح صاف فوقانی مجهز به یک جفت کویل عمودی بدون بالابر خارجی بود ، از سکان می توان به عنوان فلپ ترمز استفاده کرد. برای گسترش دید ، کابین خلبان به جلو منتقل شد ، و بینی لعاب داشت. برای کاهش کشش و بهبود شرایط جریان ، بدنه مدل کمی طولانی تر شد. در قسمت دم M2-F2 ، یک فلپ شکمی برای کنترل زمین قرار داده شد ، سطح بالای بدنه توسط یک جفت فلپ بالابر تکمیل شد ، که کنترل رول را در آنتی فاز فراهم می کرد.
بدنه Northrop HL-10 یک نیمه مخروطی وارونه با بدنه بالایی گرد و پایین صاف بود. علاوه بر این ، یک دیسک مرکزی وجود داشت. در قسمت دم ، دو بالابر ذوزنقه ای با سپرهای کوچک نصب شد. پانل های متعادل کننده بر روی کویل های بیرونی نصب شده بودند و کویل مرکزی یک سکان تقسیم شده بود. از پانل های متعادل کننده و سپرهای بالابر برای تثبیت تنها در پروازهای فراصوت و مافوق صوت استفاده شد. هنگام لغزش پس از بخش فعال با سرعت M = 0 ، 6-0 ، 8 ، آنها برای جلوگیری از کاهش شدید کیفیت آیرودینامیک در هنگام فرود ثابت می شوند. سرعت تخمینی فرود حدود 360 کیلومتر در ساعت بود.
از آنجا که هواپیماهای موشکی با محدودیت های مالی نسبتاً شدید توسعه یافته اند ، برای صرفه جویی در هزینه ، خودروها به واحدها و عناصر آماده مجهز شده اند: دنده اصلی فرود از جنگنده F-5 ، صندلی تخلیه جنگنده F-106 گرفته شده است. صندلی ، پشتیبانی جلو - از هواپیمای T -39.
ابزار دقیق هواپیما نیز به دلیل سادگی متمایز می شد - در اولین پروازها ، آنها حتی فاقد حسگرهای نگرش بودند. ابزارهای اندازه گیری اصلی عبارتند از شتاب سنج ، ارتفاع سنج ، سرعت ، لغزش و زاویه حمله.
هر دو خودرو مجهز به موتور XLR-11 (رانش 3.6 تن) بودند که برای مدت کوتاهی در هواپیماهای X-15 مورد استفاده قرار گرفت. برای افزایش برد در هنگام فرود اضطراری ، M2-F2 و HL-10 مجهز به موتورهای کمکی موشک پیشران مایع با سوخت پراکسید هیدروژن بودند.
مخازن سوخت مدلها در حین آزمایش پرتاب با آب به وزن 1.81 تن پر شد.
در 12 ژوئیه 1966 ، اولین پرواز سرسره M2-F2 انجام شد. مدل وزن 2.67 تن از B-52 در ارتفاع 13500 متر با سرعت M = 0.6 (697 کیلومتر در ساعت) جدا شد. مدت زمان پرواز خودکار 3 دقیقه و 37 ثانیه بود. در 10 مه 1967 ، فرود اضطراری رخ داد. دلیل از دست دادن کنترل "گام هلندی" بود که طی آن زاویه چرخش 140 درجه بود.
تصمیم گرفته شد با ویرایش طرح ، دستگاه فرسوده را بازیابی کنیم.برای ایجاد ثبات جانبی بر روی مدل ، که نام M2-F3 را دریافت کرده است ، یک قطب مرکزی و موتورهای جت سیستم کنترل نصب شده است.
آزمایشات پرتاب در ژوئن 1970 از سر گرفته شد. شش ماه بعد ، اولین پرواز با گنجاندن موتور موشک نگهدارنده مایع انجام شد. در آخرین مرحله آزمایش ، که در سال 1972 تکمیل شد ، M2-F3 برای حل کارهای مختلف کمکی از جمله توسعه سیستم کنترل از راه دور به عنوان بخشی از برنامه شاتل فضایی مورد استفاده قرار گرفت. ویژگی های پرواز مدل نیز در ارتفاع محدود و حالت پرواز سریع مورد ارزیابی قرار گرفت.
در دسامبر 1966 ، آزمایش پرتاب HL-10 آغاز شد. برای آنها ، B-52 نیز استفاده شد. اولین پرواز خودکار با مشکلات جدی پیچیده شد - کنترل پذیری در جهت عرضی بسیار رضایت بخش نبود ، کارایی بالابرها در پیچ ها به شدت کاهش یافت. این نقص با تجدید نظر قابل ملاحظه ای در کویل های خارجی که جریان روی سطوح کنترل را تشکیل می داد ، برطرف شد.
در بهار 1968 پروازهای برنامه ریزی شده Northrop HL-10 ادامه یافت. اولین پرتاب موتور موشک حامل مایع در اکتبر 1968 انجام شد.
HL-10 همچنین به نفع شاتل فضایی مورد استفاده قرار گرفت. دو پرواز آخر این دستگاه که در تابستان 1970 انجام شد ، به تمرین فرود با روشن شدن نیروگاه اختصاص داشت. برای این منظور ، XLR-11 با سه موتور موشک پیشران مایع پراکسید هیدروژن جایگزین شد.
این آزمایش به طور کلی موفقیت آمیز تلقی شد - موتورهایی که هنگام فرود کار می کردند ، زاویه مسیر سر خوردن را از 18 به 6 درجه کاهش دادند. با این حال ، خلبان دستگاه خاطرنشان کرد که با وجود کارکرد وسایل هدایت زمینی ، در تعیین لحظه روشن شدن موتورهای موشک مشکلاتی وجود داشت.
در کل دوره آزمایش ، HL-10 37 پرتاب را تکمیل کرد. در همان زمان ، این مدل ارتفاع (27.5 کیلومتر) و سرعت (M = 1.86) را برای گلایدرهای موشکی با بدنه تحمل کننده تعیین کرد.
ویژگیهای تاکتیکی و فنی:
طول - 6.45 متر ؛
ارتفاع - 2.92 متر ؛
طول بال - 4 ، 15 متر ؛
مساحت بال - 14 ، 9 متر مربع ؛
وزن خالی - 2397 کیلوگرم ؛
وزن کامل - 2721 کیلوگرم ؛
حداکثر وزن برخاست - 4540 کیلوگرم (سوخت - 1604 کیلوگرم) ؛
نیروگاه-موتور راکت چهار محفظه Reaction Motors XLR-11 (نیروی محرکه تا 35.7 کیلو نیوتن) ؛
برد پرواز - 72 کیلومتر ؛
سقف عملی - 27524 متر ؛
حداکثر سرعت - 1976 کیلومتر در ساعت ؛
ضریب رانش در واحد جرم 1: 0 ، 99 است.
بارگذاری بال - 304 ، 7 کیلوگرم در متر مربع ؛
خدمه - 1 نفر
تهیه شده بر اساس مواد:
