В средата на петдесетте години Стратегическото въздушно командване на ВВС на САЩ търси нови начини за подобряване на техническите и бойни характеристики на ракетните оръжия. Наред с други неща, търсенето беше извършено за нови идеи и решения, както и за необичайни концепции за оръжия. За тестване на оригиналните идеи бяха необходими експериментални проби, една от които беше продуктът WS-199D Alpha Draco от McDonnell.
По това време конструкторите на балистични ракети бяха изправени пред голям проблем. Главата на ракета с междуконтинентален обхват по низходяща траектория трябваше да бъде изложена на прекомерно механично и термично напрежение. Тя трябваше да бъде защитена от негативни фактори, като се гарантира доставянето на напълно оперативна такса до целта. За да се търсят оптимални решения в тази област, беше предложено да се разработи специална експериментална ракета.
Новият проект стартира през 1957 г. Първоначално беше необходимо само да се проучат характеристиките на поведението на бойните глави в плътните слоеве на атмосферата. В бъдеще тя започна да се разглежда като средство за изпробване на нова концепция на стачката система. И накрая, от определено време е разработен въпросът за използването на обещаваща ракета като противосателитно оръжие. Забележителен е фактът, че решаването на толкова различни задачи не изискваше радикална обработка на ракетата.
Ракета WS-199D на стартера. Photo Designation-systems.net
Няколко експериментални проекта, стартирани от ВВС на САЩ в края на петдесетте години, имаха подобно име. Разработването на нови версии на бойни глави за МБР трябваше да се извърши в рамките на проекта с обозначението WS-199D (Weapon System 199D). Също така, проектът получи "звездното" име Alpha Draco ("Alpha Dragon"). Договорът за разработването на ракетата и последващите й изпитания е получен от McDonnell. Няколко други организации трябваше да участват в работата като подизпълнители.
Като част от проекта WS-199D беше предложено да се изостави "традиционният" полет по балистична траектория и да се разработи концепцията за BGRV (Boost-glide reentry vehicle-"Combat unit with acceleration and planning"). Планирано е да се включат чифт етапи с твърдодвигателни двигатели и бойна глава, направена под формата на специален корпус в ракетата. Предполагаше се, че първият етап ще изстреля ракетния възел до дадена височина, задачата на втория етап ще бъде да се ускори до проектната скорост, а след отделянето му бойната глава ще продължи хоризонталния си полет самостоятелно, до пълна загуба на съхранена енергия и попадане в определената зона.
Според изчисленията вторият етап е трябвало да ускори планера до скорост над M = 5. По време на полета скоростта може значително да намалее, но все пак да остане достатъчна за генериране на повдигане. Подобни индикатори за скорост позволяват да се класифицира ракетната бойна глава WS-199D като хиперзвуков самолет. Нещо повече, той се оказва един от първите примери от своя клас както в САЩ, така и в света.
Използвайки ракета с тези принципи на действие, учените биха могли да изследват поведението на планера при високи скорости в плътните слоеве на атмосферата. Освен това беше възможно да се проучи възможността за използване на ракета тип BGRV като независимо оръжие. И в двата случая проектът Alpha Draco трябваше да даде практически приложими резултати.
Проектът WS-199D имаше експериментален характер и не отне много време за неговото изпълнение. За да ускори разработването, изграждането и тестването на ново оборудване, McDonnell реши да използва широко налични компоненти от различни типове, заимствани от серийно оборудване. Така че двигателите за два етапа бяха планирани да бъдат взети от ракетите MGM-29 Sergeant и Nike-Hercules. Контролите за съществуващите модели са предоставени от Honeywell.
Готовата ракета Alpha Dragon имаше доста прост дизайн. Когато се сглобява, това е цилиндричен продукт с дълъг заострен обтекател на главата и X-образни кормила на опашката на първия етап. Опашката на втория етап се отличаваше с наличието на няколко извити конуса. Почти всички вътрешни обеми на двата етапа бяха дадени за инсталиране на двигатели с твърдо гориво. Малките отделения за инструменти на стъпалата побираха най -простите контроли.
Подготовка за стартиране. Снимка Космически и ракетни музеи на ВВС / аfspacemuseum.org
Основният елемент на първия етап беше двигателят с твърдо гориво Thiokol TX-20 от ракетата "Сержант". Той имаше стоманено тяло с дължина 5,9 м с диаметър 7,9 м. Стандартният заряд на горивото изгоря за 29 секунди, създавайки тяга от 21,7 тс. Вторият етап беше оборудван с по-малък двигател TX-30 от същия производител. Този продукт, също взет от една от серийните ракети, развива тяга от около 5,6 tf за 37 s. В съответствие с концепцията BGRV, по -мощен двигател от първи етап е трябвало да вдигне ракетата до определена височина, а вторият етап е отговорен за ускоряване на експерименталната бойна глава.
Според известни данни под коничния обтекател на ракетата WS-199D се е намирал плъзгащ се самолет с необичаен дизайн. Според изчисленията на авторите на проекта, в началото на самостоятелен полет той трябваше да има скорост от порядъка на M = 5, което поставя специални изисквания към дизайна. Той трябваше да се отличава с механичната си здравина и освен това трябваше да издържа на високи температурни натоварвания.
Според различни източници полезният товар на ракетата Alpha Draco е бил подобен на конус със заоблена глава и е построен в съответствие с идеите на повдигащото тяло - носещото тяло. Контурите на коничното тяло бяха дефинирани по такъв начин, че създадоха повдигане по време на високоскоростен полет. За да се предпазят вътрешните устройства от високи температури, беше предложено да се използват съвременни топлоустойчиви сплави, аблационни покрития и други обещаващи решения. Най -ефективният метод за защита може да бъде разработен и използван в бъдещи проекти.
Проектът WS-199D включваше използването на доста прости контроли. На борда на ракетата имаше инерционна навигационна система, комбинирана с автопилот. Въз основа на данните за положението на ракетата в космоса бяха разработени команди за кормилните машини. В същото време управлението на полета продължи само до края на втория етап. След отделянето си, бойната глава влезе в неконтролиран плъзгащ полет. На борда обаче имаше собствено оборудване - за събиране и предаване на данни.
Сглобеният продукт Alpha Draco е с дължина малко над 14 м. Максималният диаметър на каросерията се определя от размерите на двигателя TX-20 и е 790 мм. Обхватът на стабилизаторите е 2, 16 м. Масата според различни източници надвишава 4, 5-5 тона.
Експерименталната ракета трябваше да бъде изстреляна от наземна пускова установка от серийния комплекс MGR-1 Honest John. На триосно колесно шаси имаше отворена кабина и водач на повдигаща се греда. Преди изстрелването на ракетата такава машина трябваше да бъде окачена на крикове и да повдигне водача до зададен ъгъл. След това двигателят беше стартиран и ракетата започна полета си.
Ракетен комплекс MGR-1 Honest John, чиято стартова ракета е използвана с ракетата WS-199D. Снимка Wikimedia Commons
Разработването на проекта WS-199D приключи до края на 1958 г., след което McDonnell и неговите подизпълнители започнаха подготовка за бъдещи изпитания. Произведени са всички нови агрегати, както и серийни части. От тях бяха събрани няколко експериментални ракети, които в близко бъдеще трябваше да бъдат изпратени на полигона на нос Канаверал. За тестови изстрелвания беше разпределена стартова площадка LC-10. Полетите трябваше да се извършват над Атлантическия океан.
Стандартната полетна програма за ракетата Alpha Dragon изглеждаше така. С помощта на стартовия водач ракетата беше повдигната до максимално допустимия ъгъл на кота. По команда на оператора двигателят от първа степен е запален. За половин минута работа той вдигна ракетата на височина 12 800 м. След това първият етап беше изпуснат, а освен това ракетата се наведе напред по време на полета. След достигане на необходимия ъгъл двигателят на втория етап беше стартиран. С негова помощ WS-199D трябваше да се издигне на височина 30 500 м и да ускори до скорости най-малко М = 5. Освен това изразходваният втори етап беше отделен от бойната глава и обтекателят отпадна. Плъзгащият самолет започна независим полет. Според изчисленията той би могъл да се оттегли на 380-400 км от изходната точка.
На 16 февруари 1959 г. специалисти от SAC на ВВС и компании -изпълнители проведоха първото тестово изстрелване на нова експериментална ракета. Продуктът WS-199D успешно достигна зададената надморска височина и набра необходимата скорост, след което изпусна плъзгащия блок. Спускайки се от надморска височина над 30 км, последният показва обхват на полета по -висок от изчисления. Планерът падна във водата на разстояние 415 км от изходната точка. Всички системи работеха правилно и беше събрана необходимата информация. Първото тестово стартиране се счита за успешно.
Точно месец по -късно беше изстреляна втората ракета. Възможно е съществуващият дизайн на Alpha Draco да е променен преди тези тестове, но подробности за това не са налични. Новото изстрелване също беше успешно, но този път ракетата показа характеристики с по -малък обсег. Точката на падането му във водата беше на 393 км от стартовата площадка.
На 27 април се състоя третото и последно тестово изстрелване. Първият етап на ракетата работи нормално и я повдига на определена височина. След завършване на въртенето двигателят от втория етап се включи, но системите за управление се отказаха. Ракетата пое по грешен курс. Няколко секунди след това, за да се избегнат негативни последици, изпитателите бяха принудени да активират самоликвидатора на ракетата. Полетът продължи по -малко от минута и през това време ракетата нямаше време да се отдалечи значително от стартовата площадка.
От трите извършени изстрела само два са успешни и резултатите от тестовете се считат за задоволителни. Дори при два полета специалистите успяха да съберат значително количество информация за работата на различни системи в трудни условия, а също и да изпробват някои нови решения на практика. Вече не се планираше възобновяване на тестването, тъй като сега дизайнерите на различни организации трябваше да се справят с въвеждането на нов опит.
Алфа Драко при старта. Снимка Space.skyrocket.de
Анализ на резултатите от тестовете показа, че системите от типа BGRV като цяло представляват интерес от гледна точка на военната употреба, но засега не могат да намерят практическо приложение. Тази концепция изисква допълнителни изследвания, тестове и експерименти. Едва след това беше възможно да се започне разработването на пълноценна планираща бойна глава за обещаващи балистични ракети.
В същото време някои разработки за проекта McDonnell WS-199D Alpha Draco биха могли да бъдат приложени сега. Така че на практика беше показано, че конусовидната форма на бойната глава прави възможно получаването на аеродинамично качество от най-малко 3-3,5 единици и това направи възможно увеличаването на обхвата на полета. Освен това беше възможно да се използва оборудването за термична защита, тествано по време на полет. Те трябваше да намерят приложение в областта на стратегическите оръжия, както и в зараждащата се астронавтика.
Теоретичните и практически разработки по проекта WS-199D за първи път бяха използвани за създаването на обещаваща междуконтинентална балистична ракета LGM-30 Minuteman. Въз основа на опита на Алфа Дракона за такава ракета са изградени бойни глави. В бъдеще тези разработки бяха разработени и вече в нова форма бяха използвани във всички последващи проекти на стратегически ракетни оръжия.
Още в края на петдесетте години НАСА се заинтересува от резултатите от тестовете на самолет с монококово тяло. Скоро тази организация стартира своя собствена програма, чиято цел беше по-подробно проучване на нестандартната архитектура на самолетите. От началото на шестдесетте години НАСА и свързаните с тях самолетостроителни организации са изграждали и тествали различни необичайни самолети. Тази програма оказа значително влияние върху по -нататъшното развитие в областта на възстановимите космически кораби.
Според някои доклади ракетата Alpha Draco, подобно на други разработки под кода WS-199, от известно време се счита за обещаващо оръжие за борба с космически кораби на ниски орбити. Няма подробна информация за този резултат. Освен това известната информация за характеристиките на този продукт поражда съмнения относно самата възможност за използването му за такива цели. Факт е, че характеристиките на двустепенните двигатели може да са недостатъчни за изстрелването на ракетата или нейната бойна глава до необходимата височина от стотици километри.
Работата по пилотния проект на McDonnell WS-199D Alpha Draco продължи по-малко от две години и завърши само с три изпитателни ракети. Въпреки кратката продължителност, те завършиха със събирането на голямо количество информация за обещаващи технологии и решения, подходящи за използване при създаването на нови ракетни технологии. Някои от идеите на този проект все още се използват в различни области и успешно се справят с решаването на поставените задачи.
