A metà degli anni Cinquanta, lo Strategic Air Command dell'US Air Force era alla ricerca di nuovi modi per migliorare le caratteristiche tecniche e di combattimento delle armi missilistiche. Tra le altre cose, è stata effettuata la ricerca di nuove idee e soluzioni, oltre a concetti insoliti di armi. Sono stati necessari campioni sperimentali per testare le idee originali, una delle quali era il prodotto WS-199D Alpha Draco di McDonnell.
A quel punto, i progettisti di missili balistici dovevano affrontare un grosso problema. La testa di un razzo con raggio intercontinentale sulla traiettoria discendente doveva essere esposta a stress meccanici e termici eccessivi. Aveva bisogno di essere protetto da fattori negativi, garantendo la consegna di una carica pienamente operativa all'obiettivo. Per cercare soluzioni ottimali in questo settore, è stato proposto di sviluppare uno speciale razzo sperimentale.
Il nuovo progetto è iniziato nel 1957. Inizialmente, era necessario solo studiare le caratteristiche del comportamento delle testate negli strati densi dell'atmosfera. In futuro, iniziò a essere considerato come un mezzo per testare un nuovo concetto di sistema di sciopero. Finalmente, da un certo tempo, è stata risolta la questione dell'uso di un missile promettente come arma anti-satellite. Notevole è il fatto che la soluzione di compiti così diversi non ha richiesto un'elaborazione radicale del razzo.
Rocket WS-199D sul lanciatore. Photo Designation-systems.net
Diversi progetti sperimentali lanciati dalla US Air Force alla fine degli anni Cinquanta avevano un nome simile. Lo sviluppo di nuove versioni di testate per missili balistici intercontinentali doveva essere effettuato nell'ambito del progetto con la designazione WS-199D (Weapon System 199D). Inoltre, al progetto è stato dato il nome di "stella" Alpha Draco ("Alpha Dragon"). Il contratto per lo sviluppo del razzo e dei suoi successivi test è stato ricevuto da McDonnell. Diverse altre organizzazioni hanno dovuto partecipare ai lavori come subappaltatori.
Nell'ambito del progetto WS-199D, è stato proposto di abbandonare il volo "tradizionale" lungo una traiettoria balistica e di elaborare il concetto di BGRV (veicolo di rientro Boost-glide - "Unità di combattimento con accelerazione e pianificazione"). È stato pianificato di includere una coppia di stadi con motori a propellente solido e una testata realizzata sotto forma di una cellula speciale nel razzo. Si presumeva che il primo stadio avrebbe lanciato il gruppo del razzo ad una determinata altezza, il compito del secondo stadio sarebbe stato quello di accelerare alla velocità di progetto e, dopo la sua separazione, la testata avrebbe continuato il suo volo orizzontale da sola, fino a la completa perdita di energia immagazzinata e la caduta nell'area specificata.
Secondo i calcoli, il secondo stadio avrebbe dovuto accelerare l'aliante a una velocità superiore a M = 5. Durante il volo, la velocità potrebbe diminuire notevolmente, ma rimanere comunque sufficiente per generare portanza. Tali indicatori di velocità consentono di classificare la testata missilistica WS-199D come aereo ipersonico. Inoltre, risulta essere uno dei primi esempi della sua classe sia negli Stati Uniti che nel mondo.
Usando un razzo con questi principi di funzionamento, gli scienziati potrebbero studiare il comportamento dell'aliante ad alta velocità negli strati densi dell'atmosfera. Inoltre, è stato possibile studiare la possibilità di utilizzare un missile di tipo BGRV come arma indipendente. In entrambi i casi, il progetto Alpha Draco avrebbe dovuto produrre risultati praticamente applicabili.
Il progetto WS-199D era di natura sperimentale e non ha richiesto molto tempo per la sua attuazione. Per accelerare lo sviluppo, la costruzione e il collaudo di nuove apparecchiature, McDonnell ha deciso di utilizzare ampiamente componenti disponibili di vario tipo, presi in prestito da apparecchiature di serie. Quindi, i motori per due stadi dovevano essere presi dai missili MGM-29 Sergeant e Nike-Hercules. I controlli per i modelli esistenti sono stati forniti da Honeywell.
Il razzo Alpha Dragon finito aveva un design abbastanza semplice. Una volta assemblato, era un prodotto cilindrico con una lunga carenatura a testa conica e timoni a forma di X sulla coda del primo stadio. La coda del secondo stadio si distingueva per la presenza di diversi coni curvi. Quasi tutti i volumi interni dei due stadi erano destinati all'installazione di motori a propellente solido. Piccoli scomparti per la strumentazione dei gradini ospitavano i comandi più semplici.
Preparazione per iniziare. Foto Museo spaziale e missilistico dell'aeronautica / afspacemuseum.org
L'elemento principale del primo stadio era il motore a propellente solido Thiokol TX-20 del razzo Sergeant. Aveva un corpo in acciaio con una lunghezza di 5, 9 m con un diametro di 7, 9 M. La carica di carburante standard si è esaurita in 29 s, creando una spinta di 21, 7 tf. Il secondo stadio era equipaggiato con un motore TX-30 più piccolo dello stesso produttore. Questo prodotto, anch'esso preso da uno dei missili di serie, sviluppò una spinta di circa 5,6 tf per 37 s. In conformità con il concetto BGRV, un motore di primo stadio più potente avrebbe dovuto sollevare il razzo a una determinata altezza e il secondo stadio era responsabile dell'accelerazione della testata sperimentale.
Secondo dati noti, sotto la carenatura conica del razzo WS-199D si trovava un aereo planante dal design insolito. Secondo i calcoli degli autori del progetto, all'inizio di un volo indipendente, doveva avere una velocità dell'ordine di M = 5, il che richiedeva requisiti speciali per il design. Doveva distinguersi per la sua resistenza meccanica e, inoltre, doveva resistere a carichi ad alta temperatura.
Secondo varie fonti, il carico utile del razzo Alpha Draco era simile a un cono con una testa arrotondata ed era costruito secondo le idee del corpo di sollevamento: il corpo portante. I contorni del corpo conico sono stati definiti in modo tale da creare portanza durante il volo ad alta velocità. Per proteggere i dispositivi interni dalle alte temperature, è stato proposto di utilizzare moderne leghe resistenti al calore, rivestimenti per ablazione e altre soluzioni promettenti. Il metodo di protezione più efficace potrebbe essere sviluppato e utilizzato in progetti futuri.
Il progetto WS-199D prevedeva l'uso di controlli abbastanza semplici. A bordo del razzo c'era un sistema di navigazione inerziale combinato con un pilota automatico. Sulla base dei dati sulla posizione del razzo nello spazio, sono stati sviluppati i comandi per le macchine sterzanti. Allo stesso tempo, il controllo del volo è continuato solo fino alla fine della seconda fase. Dopo la sua separazione, la testata è entrata in un volo planato incontrollato. Tuttavia, aveva a bordo le proprie apparecchiature per la raccolta e la trasmissione dei dati.
Il prodotto Alpha Draco assemblato aveva una lunghezza di poco più di 14 M. Il diametro massimo del corpo era determinato dalle dimensioni del motore TX-20 ed era di 790 mm. La portata degli stabilizzatori è di 2, 16 M. La massa, secondo varie fonti, ha superato le 4, 5-5 tonnellate.
Il razzo sperimentale doveva essere lanciato da un lanciatore terrestre del complesso seriale MGR-1 Honest John. Su un telaio a ruote a tre assi, c'era una cabina aperta e una guida del raggio di sollevamento. Prima del lancio del razzo, una macchina del genere doveva essere appesa ai martinetti e sollevare la guida a un determinato angolo. Successivamente, il motore è stato avviato e il razzo ha iniziato il suo volo.
Complesso missilistico MGR-1 Honest John, il cui lanciatore è stato utilizzato con il missile WS-199D. Foto Wikimedia Commons
Lo sviluppo del progetto WS-199D fu completato entro la fine del 1958, dopo di che McDonnell e i suoi subappaltatori iniziarono i preparativi per i test futuri. Sono state prodotte tutte le nuove unità, così come le parti in serie. Da loro sono stati assemblati diversi missili sperimentali, che nel prossimo futuro avrebbero dovuto essere inviati al sito di test di Cape Canaveral. Un trampolino di lancio LC-10 è stato assegnato per i lanci di prova. I voli dovevano aver luogo sull'Oceano Atlantico.
Il programma di volo standard per il razzo Alpha Dragon assomigliava a questo. Con l'aiuto della guida di lancio, il razzo è stato sollevato all'angolo di elevazione massimo consentito. Al comando dell'operatore, il motore del primo stadio è stato acceso. Per mezzo minuto di lavoro, ha sollevato il razzo a un'altitudine di 12.800 m, quindi il primo stadio è stato lasciato cadere e, inoltre, il razzo si è inclinato in avanti durante il volo. Dopo aver raggiunto l'angolo richiesto, il motore del secondo stadio è stato avviato. Con il suo aiuto, il WS-199D avrebbe dovuto salire a un'altitudine di 30.500 me accelerare a velocità di almeno M = 5. Inoltre, il secondo stadio esaurito è stato separato dalla testata e la carenatura è stata rimossa. L'aereo planante ha iniziato un volo indipendente. Secondo i calcoli, potrebbe ritirarsi a 380-400 km dal punto di partenza.
Il 16 febbraio 1959, gli specialisti dell'Air Force SAC e le società appaltatrici condussero il primo lancio di prova di un nuovo razzo sperimentale. Il prodotto WS-199D ha raggiunto con successo l'altitudine impostata e ha acquisito la velocità richiesta, dopodiché ha lasciato cadere l'unità di volo. Scendendo da un'altitudine di oltre 30 km, quest'ultimo ha mostrato un'autonomia di volo superiore a quella calcolata. L'aliante è caduto in acqua a una distanza di 415 km dal punto di partenza. Tutti i sistemi hanno funzionato correttamente e sono state raccolte le informazioni necessarie. Il primo lancio di prova è stato considerato riuscito.
Esattamente un mese dopo, è stato lanciato il secondo razzo. È possibile che il design dell'Alpha Draco esistente sia stato modificato prima di questi test, ma i dettagli al riguardo non sono disponibili. Anche il nuovo lancio ha avuto successo, ma questa volta il razzo ha mostrato caratteristiche di portata inferiore. Il punto della sua caduta in acqua era a 393 km dalla rampa di lancio.
Il 27 aprile ha avuto luogo il terzo e ultimo lancio di prova. Il primo stadio del razzo ha funzionato normalmente e lo ha sollevato a una determinata altezza. Dopo aver completato la rotazione, il motore del secondo stadio si è acceso, ma i sistemi di controllo hanno fallito. Il razzo ha preso la rotta sbagliata. Pochi secondi dopo, per evitare conseguenze negative, i collaudatori sono stati costretti ad attivare l'autoliquidatore del razzo. Il volo è durato meno di un minuto e durante questo periodo il razzo non ha avuto il tempo di allontanarsi in modo significativo dalla rampa di lancio.
Dei tre lanci effettuati, solo due sono andati a buon fine ei risultati dei test sono stati considerati soddisfacenti. Anche in due voli, gli specialisti sono riusciti a raccogliere una quantità significativa di informazioni sul funzionamento di vari sistemi in condizioni difficili e anche a testare nella pratica alcune nuove soluzioni. Non era più previsto di riprendere i test, poiché ora i progettisti di diverse organizzazioni dovevano fare i conti con l'introduzione di nuove esperienze.
Alpha Draco al lancio. Foto Space.skyrocket.de
L'analisi dei risultati dei test ha mostrato che i sistemi del tipo BGRV, in generale, sono interessanti dal punto di vista dell'uso militare, ma finora non possono trovare applicazione pratica. Questo concetto ha richiesto ulteriori ricerche, test e sperimentazioni. Solo dopo è stato possibile iniziare a sviluppare una testata di pianificazione a tutti gli effetti per promettenti missili balistici.
Allo stesso tempo, alcuni sviluppi per il progetto McDonnell WS-199D Alpha Draco potrebbero essere implementati ora. Quindi, in pratica, è stato dimostrato che la forma conica della testata consente di ottenere una qualità aerodinamica di almeno 3-3,5 unità e ciò ha permesso di aumentare il raggio di volo. Inoltre è stato possibile utilizzare i dispositivi di protezione termica testati in volo. Dovevano trovare applicazione nel campo delle armi strategiche, così come nella nascente astronautica.
Gli sviluppi teorici e pratici del progetto WS-199D sono stati utilizzati per la prima volta per creare un promettente missile balistico intercontinentale LGM-30 Minuteman. Sulla base dell'esperienza dell'Alpha Dragon, sono state costruite testate per un tale missile. In futuro, questi sviluppi sono stati sviluppati e già in una nuova forma sono stati utilizzati in tutti i successivi progetti di armi missilistiche strategiche.
Già alla fine degli anni Cinquanta, la NASA si interessò ai risultati dei test di un aereo con un corpo monoscocca. Presto questa organizzazione ha lanciato il proprio programma, il cui obiettivo era uno studio più dettagliato dell'architettura non standard degli aerei. Dall'inizio degli anni Sessanta, la NASA e le relative organizzazioni di costruzione di aeromobili hanno costruito e testato vari velivoli insoliti. Questo programma ha avuto un notevole impatto sugli ulteriori sviluppi nel campo dei veicoli spaziali recuperabili.
Secondo alcuni rapporti, il razzo Alpha Draco, come altri sviluppi sotto il codice WS-199, è stato considerato per un certo tempo un'arma promettente per combattere i veicoli spaziali in orbite basse. Tuttavia, non ci sono informazioni dettagliate su questo punteggio. Inoltre, le note informazioni sulle caratteristiche di questo prodotto sollevano dubbi sulla possibilità stessa del suo utilizzo per tali scopi. Il fatto è che le caratteristiche dei motori a due stadi potrebbero essere insufficienti per il lancio del razzo o della sua testata all'altezza richiesta di centinaia di chilometri.
Il lavoro sul progetto pilota McDonnell WS-199D Alpha Draco è durato meno di due anni e si è concluso con solo tre lanci di missili di prova. Tuttavia, nonostante la breve durata, si sono conclusi con la raccolta di una grande quantità di informazioni su tecnologie e soluzioni promettenti adatte all'uso nella creazione di nuova tecnologia missilistica. Alcune delle idee di questo progetto sono ancora utilizzate in vari campi e affrontano con successo la soluzione dei compiti impostati.
