Northrop HL-10 е един от 5 самолета в Центъра за полетни изследвания Edwards на НАСА (Дрида, Калифорния). Тези машини са създадени, за да проучат и изпитат възможностите за безопасно маневриране и кацане на самолет с ниско аеродинамично качество след завръщане от космоса. Изследвания, използващи HL -10 и други подобни устройства, са проведени през юли 1966 г. - ноември 1975 г.
Въз основа на теоретичните изследвания в началото на 50 -те години на миналия век конус с тъп нос е признат за най -оптималната форма за главата на обещаващите балистични ракети. При навлизане в атмосферата отделената ударна вълна, която се появява пред апарата с такава глава, значително намалява топлинните натоварвания и прави възможно увеличаването на масата на бойната глава чрез намаляване на дебелината на топлозащитните покрития.
Специалистите от NACA, участвали в тези работи, установиха, че тази зависимост се запазва и за полуконусите. Те разкриха и друга особеност: по време на хиперзвуков поток разликата в налягането на потока върху долната и горната повърхност създава повдигане, което значително увеличава маневреността на самолета при излизане от орбита.
Превозните средства с носещ корпус (тази схема получи това име), по отношение на техните плъзгащи характеристики, заемат междинно положение между балистични капсули и орбитални самолети. В допълнение, използването на капсули за спускане в пилотирани космически кораби изисква значителни разходи за изстрелване и възстановяване. Предимствата на "носещите корпуси" включват високо съвършенство на дизайна, повторно използване, по-ниски разходи за разработка в сравнение с традиционните системи за видеоконференции и др.
Специалисти от лабораторията. Еймс, (по-нататък центърът на Еймс), беше изчислен модел на апарата под формата на тъп полуконус с плоска горна повърхност. За стабилност на посоката е трябвало да се използват два вертикални кила, които продължават контурите на фюзелажа. Върнатият космически кораб с тази конфигурация получи името M2.
Подобни проучвания са проведени в центъра на Langley. Служителите са изчислили няколко схеми за система за видеоконферентна връзка с носещо тяло. Най-обещаващият от тях беше проектът HL-10 ("Хоризонтално кацане"; 10 е серийният номер на предложения модел). Апаратът HL-10 имаше почти кръгла горна повърхност средни кораби с три кила, плоско, леко извито дъно.
Предвид високата производителност на космическия кораб, НАСА, заедно с ВВС, през 1961 г. разглежда предложения за използването им в лунната програма за завръщане на астронавти. Проектите обаче не бяха приети. Въпреки съкращаването на финансирането за пилотни проекти, тази работа продължи благодарение на усилията на ентусиастите. Един модел самолет направи умален модел на самолета и извърши тестове за хвърляне. Истинският успех позволи записването на тестовете да бъде демонстрирано пред ръководството на центровете Драйдън и Еймс. Първият отпусна 10 000 долара от резервните фондове за производството на пълномащабен апарат, а вторият се съгласи да проведе аеродинамични тестове. Устройството получи обозначението M2-F1.
Шестметровият модел е направен от алуминиеви тръби (силова структура) и шперплат (корпус). Чифт елевони бяха монтирани на горния ръб на опашната част. Външните алуминиеви килове бяха оборудвани с кормила. Добрите резултати от продухвания направиха възможно стартирането на тестове за рулиране. Но липсата на подходящ инструмент за овърклок наложи закупуването на Pontiac с принудителен двигател, който осигурява ускоряване на 450-килограмовия модел до 160-195 км / ч. Контролите са с ниска ефективност и не осигуряват необходимото стабилизиране на продукта. Проблемът беше решен чрез премахване на централния кил и подобряване на контролните повърхности.
В редица тиражи моделът беше повдигнат над земята на височина 6 м. Успехът на тестовете позволи на участниците в проекта да убедят директора на центъра Dryden да откачи устройството за самопланиране от колата. След това започнаха хвърлящи тестове на модела, устройството беше теглено от самолет С-47 на височина 3-4 км. Първият плъзгащ полет се състоя на 16 август 1963 г. Като цяло M2-F1 демонстрира добра стабилност и управление.
Грандиозният полет на новото устройство, както и ниската цена на извършената работа, направиха възможно разширяването на работата по тази тема.
В средата на 1964 г. американската космическа агенция НАСА подписа споразумение с Northrop за конструирането на две безкрили изцяло метални превозни средства за многократна употреба със самоносещ се корпус. Новите превозни средства бяха обозначени като HL-10 и M2-F2, които се различаваха по профила на носещото тяло.
На външен вид M2-F2 основно повтаряше M2-F1: полуконус с горна плоска повърхност беше оборудван с чифт вертикални кили без външни елевани, кормилата можеха да се използват като спирачни клапани. За да се разшири обзорът, кабината беше изместена напред, а носът остъклен. За да се намали съпротивлението и да се подобрят условията на потока, тялото на модела беше леко удължено. В опашната част на M2-F2 е поставен вентрален клапан за контрол на височината, горната повърхност на корпуса е завършена от двойка елевни клапи, които осигуряват контрол на ролката в антифаза.
Корпусът на Northrop HL-10 представляваше обърнат полу-конус със заоблен горен фюзелаж и плоско дъно. Освен това имаше централен кил. В опашната част бяха монтирани два трапецовидни елена с малки щитове. Балансиращите панели бяха монтирани на външните килове, а централният кил беше разделен рул. Балансиращите панели и елевонските щитове бяха използвани за стабилизиране само по време на транс- и свръхзвуков полет. При плъзгане след активната секция със скорост M = 0, 6-0, 8 те бяха фиксирани, за да се избегне рязко намаляване на аеродинамичното качество по време на кацане. Очакваната скорост на кацане трябваше да бъде около 360 км / ч.
Тъй като ракетните самолети бяха разработени в доста строги финансови ограничения, за да се спестят пари, превозните средства бяха оборудвани с готови възли и елементи: основният колесник беше взет от изтребителя F-5, седалката за изхвърляне на изтребителя F-106 седалка, предната опора - от самолета Т -39.
Измервателните уреди на самолета също се отличават със своята простота - по време на първите полети дори им липсват сензори за отношение. Основните измервателни уреди са сензори за акселерометър, висотомер, скорост, приплъзване и ъгъл на атака.
И двете превозни средства бяха оборудвани с двигател XLR-11 (тяга 3,6 тона), който беше използван за кратко на самолета Х-15. За да се увеличи обхватът при аварийно кацане, M2-F2 и HL-10 бяха оборудвани с помощни ракетни двигатели с течно гориво, захранвани с водороден пероксид.
Резервоарите за гориво на моделите по време на хвърлящите тестове бяха пълни с вода с тегло 1,81 тона.
На 12 юли 1966 г. се извършва първият плъзгащ полет на M2-F2. Моделът с тегло 2,67 тона беше отделен от В-52 на височина 13500 м при скорост М = 0,6 (697 км / ч). Продължителността на автономния полет беше 3 минути 37 секунди. На 10 май 1967 г. се случи аварийно кацане. Причината за загубата на контрол беше „холандската стъпка“, по време на която ъгълът на преобръщане беше 140 градуса.
Беше решено да се възстанови разрушеният апарат чрез промяна на дизайна. За да се осигури странична стабилност на модела, получил обозначението M2-F3, са инсталирани централен кил и реактивни двигателни блокове на системата за управление.
Тестовете за хвърляне бяха възобновени през юни 1970 г. Шест месеца по-късно се осъществи първият полет с включване на ракетен двигател с течно гориво. На последния етап от изпитанията, завършен през 1972 г., M2-F3 се използва за решаване на различни спомагателни задачи, включително разработването на система за дистанционно управление като част от програмата Space Shuttle. Характеристиките на полета на модела също бяха оценени при режими на ограничаване на височина и скорост на полет.
През декември 1966 г. започнаха хвърлящи тестове на HL-10. За тях е използван и В-52. Първият автономен полет беше усложнен от сериозни проблеми - управляемостта в напречна посока беше изключително незадоволителна, ефективността на елевоните по време на завои рязко спадна. Дефектът е отстранен чрез значителна ревизия на външните кили, които образуват поток върху контролните повърхности.
През пролетта на 1968 г. планираните полети на Northrop HL-10 продължават. Първото изстрелване на ракетен двигател с течно гориво на поддръжката се състоя през октомври 1968 г.
HL-10 е използван и в интерес на космическата совалка. Последните два полета на апарата, извършени през лятото на 1970 г., бяха посветени на практикуването на кацане с включена електроцентрала. За тази цел XLR-11 беше заменен с три ракетни двигателя с течно гориво с водороден пероксид.
Експериментът като цяло се счита за успешен - двигателите, работещи по време на кацане, намаляват ъгъла на плъзгане от 18 на 6 градуса. Пилотът на апарата обаче отбеляза, че въпреки работата на наземните средства за насочване, имаше някои трудности при определянето на момента на включване на ракетните двигатели.
За целия период на тестване HL-10 завърши 37 изстрелвания. В същото време моделът задава рекордна височина (27,5 км) и скорост (М = 1,86) за ракетни планери с носещ корпус.
Тактически и технически характеристики:
Дължина - 6,45 м;
Височина - 2,92 м;
Размах на крилата - 4, 15 м;
Площ на крилото - 14,9 м²;
Празно тегло - 2397 кг;
Пълно тегло - 2721 кг;
Максимално тегло при излитане - 4540 кг (гориво - 1604 кг);
Електроцентрала-Реакционни двигатели XLR-11 четирикамерен ракетен двигател (тяга до 35,7 kN);
Обхват на полета - 72 км;
Практичен таван - 27524 м;
Максимална скорост - 1976 км / ч;
Коефициентът на тяга на единица маса е 1: 0, 99;
Натоварване на крилото - 304, 7 кг / м²;
Екипаж - 1 човек.
Изготвено на базата на материали:
