All'inizio degli anni Sessanta, la CIA e l'aeronautica statunitense ordinarono alla Lockheed di sviluppare e costruire un promettente velivolo senza pilota da ricognizione ad alte prestazioni. Il compito è stato risolto con successo nell'ambito del progetto D-21, sulla base delle decisioni e delle idee più audaci. La parte tecnica e tecnologica di questo progetto è ancora di grande interesse.
Una sfida speciale
Il 1 maggio 1960, la difesa aerea sovietica abbatté con successo un aereo U-2 americano e dimostrò così che tale equipaggiamento non poteva più funzionare impunemente sull'URSS. A questo proposito, negli Stati Uniti è iniziata la ricerca di soluzioni alternative. Il dipartimento segreto di Lockheed, noto come Skunk Works, escogitò presto il concetto di un UAV da ricognizione ad alta velocità unico in grado di ricognizione fotografica.
L'idea proposta interessò i committenti e nell'ottobre 1962 vi fu un ordine ufficiale per lo studio preliminare del progetto. Nel più breve tempo possibile, è stato possibile completare la formazione dell'aspetto generale e iniziare i test aerodinamici. Sulla base dei risultati dei primi successi, nel marzo 1963 fu firmato un contratto di progettazione a tutti gli effetti. A quel tempo, il futuro drone portava la designazione Q-21. Successivamente è stato ribattezzato D-21.
La prima versione del progetto, nota come D-21A, proponeva l'uso di un UAV con un aereo da trasporto di tipo M-21. Quest'ultima era una modifica a due posti dell'aereo da ricognizione A-12 con un pilone tra le chiglie e alcuni altri dispositivi per lavorare con gli UAV. Nel dicembre del 1964, un esperto M-21 fece il suo primo volo di esportazione con un D-21 a bordo.
Il 5 marzo 1966 fu lanciato il primo drone da un aereo da trasporto. Nonostante alcune difficoltà e rischi, la separazione e l'inizio di un volo indipendente sono andati senza problemi. In futuro, sono stati effettuati molti altri test simili. Il 30 luglio, il quarto lancio si è concluso in un incidente. L'UAV non è stato in grado di allontanarsi dal vettore e ha colpito la sua coda. Entrambe le auto sono crollate e sono cadute. I piloti si sono espulsi, ma uno di loro non è stato salvato.
Sulla base dei risultati dei test del complesso sperimentale, è stato deciso di abbandonare il vettore sotto forma di M-21. Il progetto di ricognizione D-21B aggiornato proponeva il lancio da sotto l'ala di un bombardiere B-52H. L'accelerazione iniziale del drone doveva essere effettuata utilizzando un booster a propellente solido. I test di un tale complesso iniziarono nell'autunno del 1967, ma il primo lancio riuscito ebbe luogo solo nel giugno 1968.
Prove 1968-69 dimostrato le elevate caratteristiche del nuovo complesso di ricognizione. Grazie a ciò, è apparso un grande ordine per apparecchiature seriali per l'ulteriore operazione dell'Air Force e della CIA. Nel novembre 1969 ebbe luogo il primo volo di "combattimento" per sparare a un oggetto reale di un potenziale nemico.
Base tecnologica
Il D-21A/B UAV potrebbe raggiungere una velocità massima di M=3,35 ad una quota di circa 3600 km/h. Allo stesso tempo, è stato in grado di volare automaticamente lungo un determinato percorso, recarsi nell'area del bersaglio designato e fotografarlo. Quindi il drone si è sdraiato su una rotta di ritorno, ha lasciato cadere un container con equipaggiamento da ricognizione nell'area desiderata e si è autodistrutto.
Lo sviluppo di un aereo con tali caratteristiche e capacità in quel momento era molto difficile. Tuttavia, i compiti impostati sono stati risolti attraverso l'uso dei materiali e delle tecnologie più moderne. Alcune idee e sviluppi sono stati presi in prestito da progetti esistenti, mentre altri hanno dovuto essere creati da zero. In alcuni casi è stato necessario correre un notevole rischio tecnico, che ha comportato nuove difficoltà.
Uno dei compiti principali del progetto Q-21 / D-21 era la creazione di un aliante in grado di fornire un lungo volo a velocità superiori a 3M. Un tale progetto doveva avere le caratteristiche aerodinamiche richieste, oltre a resistere a carichi meccanici e termici elevati. Nello sviluppo di un tale aliante, è stata utilizzata l'esperienza del progetto A-12. Inoltre, sono state prese in prestito alcune soluzioni progettuali e materiali.
Il D-21 ricevette una fusoliera cilindrica con una presa d'aria frontale dotata di un corpo centrale affusolato. Esternamente e nel suo design, la fusoliera era simile alla navicella dell'aereo A-12. L'aliante era dotato di un'ala a "doppio delta" con una parte principale triangolare e sviluppava lunghi afflussi. Uno schema simile è già stato testato nel progetto di un aeromobile a grandezza naturale e ha dimostrato la conformità ai requisiti di base.
La cellula di tali forme è stata proposta per essere realizzata interamente in titanio. Altri metalli sono stati utilizzati solo come parte di altri sistemi e assemblaggi. Le superfici esterne e interne della cellula a contatto con l'aria calda hanno ricevuto uno speciale rivestimento in ferrite, anch'esso preso dal progetto A-12.
Inizialmente è stata considerata la possibilità di utilizzare il motore Pratt & Whitney J58 sviluppato per l'A-12, ma ciò ha comportato un aumento inaccettabile del costo del progetto. Un'alternativa è stata trovata sotto forma del motore ramjet RJ43-MA-11 di Marquard Corp. - Questo prodotto è stato utilizzato sul missile antiaereo CIM-10 Bomarc. Per il D-21, è stato modificato: il motore RJ43-MA20S-4 aggiornato si distingueva per un tempo di funzionamento aumentato, che corrispondeva al profilo del volo di ricognizione.
Un nuovo sistema di controllo automatico è stato sviluppato appositamente per il D-21, in grado di guidare l'UAV lungo un determinato percorso. Utilizzava dispositivi di navigazione inerziale presi in prestito dall'A-12. A causa della complessità e dell'alto costo, il sistema di controllo è stato reso salvabile.
Nel muso della fusoliera è stato fornito un contenitore a caduta chiamato Q-bay con un sistema di paracadute e galleggianti gonfiabili. All'interno di questo contenitore sono stati collocati il sistema di controllo e le apparecchiature di navigazione, nonché tutte le telecamere con cassette di pellicola. Nella fase finale del volo, D-21A/B ha dovuto far cadere un container, che è stato poi raccolto da un aereo in aria o da una nave dall'acqua. La ricerca di Q-bay è stata effettuata utilizzando un radiofaro integrato. In precedenza, tecnologie simili venivano utilizzate per cercare e salvare contenitori di film lanciati da satelliti di ricognizione.
Controllo pratico
I primi droni D-21 furono costruiti nel 1963-64 e presto iniziò la produzione su piccola scala. Prima di fermarlo nel 1971, Lockheed aveva prodotto 38 prodotti in due modifiche principali. Alcuni di questi UAV sono stati utilizzati in test e in veri voli di ricognizione.
Nella prima fase del progetto, nel 1964-66. c'erano cinque sortite dell'aereo M-21 con l'UAV D-21A sul pilone. Di questi, quattro hanno previsto il ripristino dell'apparato: tre hanno avuto successo e l'ultimo si è concluso in un disastro. I test del D-21B sono durati dal 1967 al 1970, durante i quali hanno effettuato 13 voli, incl. con l'imitazione della soluzione dei compiti di ricognizione.
L'uso in combattimento includeva solo quattro voli. Il primo di essi ebbe luogo il 9 novembre 1969 e si concluse in modo anomalo. L'UAV D-21B ha raggiunto con successo il campo di addestramento cinese Lop Nor, ha scattato fotografie e non è tornato indietro. Ha continuato il suo volo, ha finito il carburante e, con qualche danno, si è "seduto" sul territorio dell'URSS kazaka, dove è stato scoperto dall'esercito sovietico.
Il 16 dicembre 1970 avvenne il secondo lancio per la ricognizione di oggetti cinesi. L'UAV ha completato con successo il sondaggio, è tornato nell'area specificata e ha lasciato cadere il container Q-bay. Non poteva essere catturato in aria e l'ascesa dall'acqua fallì: il prodotto, insieme all'attrezzatura e ai film, affondò. Il terzo volo il 4 marzo 1971 si concluse con risultati simili, il container fu perso.
L'ultimo volo del D-21B ha avuto luogo poche settimane dopo, il 20 marzo. Il dispositivo, per ragioni sconosciute, è caduto sul territorio della Rifondazione, non lontano dalla discarica verso cui era diretto. Dopo questo fallimento, la CIA e l'Air Force furono finalmente deluse dal progetto D-21B e decisero di smettere di usare tali attrezzature.
Considerando i risultati dei test e l'uso effettivo del D-21A/B, è possibile vedere le ragioni principali dei guasti. Pertanto, la mancanza di affidabilità del sistema di controllo è diventata un problema serio. In particolare, è per questo motivo che l'UAV segreto dopo la primissima sortita di "combattimento" è andato a un potenziale nemico. Inoltre, sono sorti problemi imprevisti con la ricerca e il salvataggio del container con l'attrezzatura, tuttavia la colpa del drone in questo è stata minima.
Con tutto ciò, l'UAV D-21A / B era tecnicamente complesso e costoso. Il costo medio di ciascuno di questi prodotti, tenendo conto del lavoro di sviluppo, ha raggiunto $ 5,5 milioni nei prezzi del 1970 - circa 40 milioni oggi. Va notato che il costo di un singolo drone è stato notevolmente ridotto a causa dell'uso ripetuto di un container con i componenti più costosi.
Capacità limitata
Ai designer di Lockheed / Skunk Works è stato assegnato un compito molto difficile e generalmente lo hanno affrontato. L'apparato di ricognizione risultante mostrava le più alte caratteristiche tattiche e tecniche, ma non soddisfaceva ancora pienamente i requisiti dell'operazione reale. Il prodotto D-21 si è rivelato troppo complesso, costoso e inaffidabile.
Forse un ulteriore perfezionamento del design avrebbe eliminato i problemi individuati, ma è stato abbandonato. Inoltre, abbandonarono il concetto di aereo da ricognizione supersonico a lungo raggio senza pilota. Di conseguenza, soluzioni tecniche audaci e promettenti, nonostante il loro alto potenziale, non hanno trovato ulteriore applicazione.
