Il Northrop HL-10 è uno dei 5 velivoli dell'Edwards Flight Research Center della NASA (Dryda, California). Queste macchine sono state costruite per studiare e testare le capacità di manovra e atterraggio sicure di un aereo con bassa qualità aerodinamica dopo il ritorno dallo spazio. Gli studi che utilizzano l'HL-10 e altri dispositivi simili sono stati condotti nel luglio 1966 - novembre 1975.
Sulla base di studi teorici nei primi anni '50, un ogiva smussato è stato riconosciuto come la forma più ottimale per la testa di promettenti missili balistici. Quando entra nell'atmosfera, l'onda d'urto staccata che appare davanti all'apparato con una tale testa riduce significativamente i carichi termici e consente di aumentare la massa della testata riducendo lo spessore dei rivestimenti di schermatura del calore.
Gli specialisti NACA che hanno preso parte a questi lavori hanno riscontrato che questa dipendenza è conservata anche per i semiconi. Hanno anche rivelato un'altra caratteristica: durante il flusso ipersonico, la differenza di pressione del flusso sulle superfici inferiore e superiore crea un sollevamento, che aumenta significativamente la manovrabilità dell'aereo quando lascia l'orbita.
I veicoli con un corpo portante (questo schema ha ricevuto questo nome), in termini di caratteristiche di planata, occupano una posizione intermedia tra le capsule balistiche e gli aerei orbitali. Inoltre, l'uso di capsule di discesa in veicoli spaziali con equipaggio richiede notevoli costi di lancio e recupero. I vantaggi delle "custodie portanti" includono un'elevata perfezione del design, riutilizzabilità, costi di sviluppo inferiori rispetto ai tradizionali sistemi di videoconferenza, ecc.
Specialisti del Laboratorio. Ames, (di seguito Centro Ames), è stato calcolato un modello dell'apparato a forma di semicono smussato con superficie superiore piana. Per la stabilità direzionale, avrebbe dovuto utilizzare due chiglie verticali, che continuano i contorni della fusoliera. Il veicolo spaziale restituito di questa configurazione è stato dato il nome M2.
Studi simili sono stati condotti al Langley Center. I dipendenti hanno calcolato diversi schemi per un sistema di videoconferenza con un corpo portante. Il più promettente di questi è stato il progetto HL-10 ("Horizontal Landing"; 10 è il numero di serie del modello proposto). L'apparato HL-10 aveva una superficie superiore a mezza nave quasi rotonda con tre chiglie, un fondo piatto e leggermente ricurvo.
Date le elevate prestazioni del veicolo spaziale, la NASA, insieme all'Air Force, nel 1961 prese in considerazione proposte per il loro utilizzo nel programma lunare per il ritorno degli astronauti. Tuttavia, i progetti non sono stati accettati. Nonostante i tagli ai finanziamenti per i progetti pilota, questo lavoro è proseguito grazie all'impegno degli appassionati. Un modello di aeroplano ha realizzato un modello in scala dell'aeromobile ed ha effettuato prove di lancio. Il vero successo ha permesso di dimostrare le registrazioni dei test alla direzione dei centri Dryden e Ames. Il primo ha stanziato $ 10.000 dai fondi di riserva per la produzione di un apparato su larga scala e il secondo ha accettato di condurre test aerodinamici. Al dispositivo è stata data la designazione M2-F1.
Il modello da sei metri era realizzato con tubi di alluminio (struttura di potenza) e compensato (corpo). Una coppia di elevoni è stata montata sul bordo superiore della sezione di coda. Le chiglie esterne in alluminio erano dotate di timoni. Buoni risultati di abbattimenti hanno permesso di iniziare i test di rullaggio. Ma la mancanza di uno strumento di overclocking adatto ha costretto l'acquisto di una Pontiac con un motore forzato, che fornisce un'accelerazione del modello da 450 kg a 160-195 km / h. I controlli avevano una bassa efficienza e non fornivano la necessaria stabilizzazione del prodotto. Il problema è stato risolto eliminando la chiglia centrale e migliorando le superfici di controllo.
In una serie di corse, il modello è stato sollevato da terra fino a un'altezza di 6 M. Il successo dei test ha permesso ai partecipanti al progetto di convincere il direttore del Dryden Center a sganciare il dispositivo per l'autoprogettazione dall'auto. Successivamente, sono iniziati i test di lancio del modello, il dispositivo è stato rimorchiato da un aereo C-47 ad un'altitudine di 3-4 km. Il primo volo a vela ha avuto luogo il 16 agosto 1963. Nel complesso, l'M2-F1 ha dimostrato una buona stabilità e maneggevolezza.
Il volo spettacolare del nuovo dispositivo, nonché il basso costo del lavoro svolto, hanno permesso di espandere il lavoro su questo argomento.
A metà del 1964, l'agenzia aerospaziale americana NASA firmò un accordo con Northrop per la costruzione di due veicoli riutilizzabili interamente in metallo senza ali con un corpo autoportante. I nuovi veicoli furono designati HL-10 e M2-F2, che differivano per il profilo del corpo portante.
In apparenza, l'M2-F2 ripeteva sostanzialmente l'M2-F1: un semicono con superficie piana superiore era dotato di una coppia di chiglie verticali prive di elevoni esterni, i timoni potevano essere utilizzati come flap dei freni. Per ampliare la visuale, l'abitacolo è stato spostato in avanti e il muso è stato vetrato. Per ridurre la resistenza e migliorare le condizioni di flusso, il corpo del modello è stato leggermente allungato. Nella sezione di coda dell'M2-F2 era posto un flap ventrale per il controllo del beccheggio, la superficie superiore dello scafo era completata da una coppia di flap elevonici, che fornivano il controllo del rollio in antifase.
Lo scafo Northrop HL-10 era un semi-cono rovesciato con una fusoliera superiore arrotondata e un fondo piatto. Inoltre, c'era una chiglia centrale. Nella sezione di coda sono stati installati due elevoni trapezoidali con piccoli scudi. I pannelli di bilanciamento erano montati sulle chiglie esterne e la chiglia centrale era un timone diviso. Pannelli di bilanciamento e scudi di elevoni sono stati utilizzati per la stabilizzazione solo durante il volo trans- e supersonico. Quando si planava dopo la sezione attiva a una velocità di M = 0, 6-0, 8, sono stati fissati per evitare una forte diminuzione della qualità aerodinamica durante l'atterraggio. La velocità di atterraggio stimata doveva essere di circa 360 km / h.
Poiché gli aerei a razzo sono stati sviluppati con vincoli finanziari piuttosto rigidi, per risparmiare denaro, i veicoli sono stati dotati di unità ed elementi già pronti: il carrello di atterraggio principale è stato preso dal caccia F-5, il sedile di espulsione del caccia F-106 sedile, il supporto anteriore - dall'aereo T-39.
Anche la strumentazione dell'aeromobile si distingueva per la sua semplicità: durante i primi voli mancavano persino i sensori di assetto. I principali strumenti di misura sono i sensori accelerometro, altimetro, velocità, slittamento e angolo di attacco.
Entrambi i veicoli erano equipaggiati con un motore XLR-11 (spinta 3,6 tonnellate), che fu utilizzato per un breve periodo sull'aereo X-15. Per aumentare la portata durante un atterraggio di emergenza, l'M2-F2 e l'HL-10 erano dotati di motori a razzo ausiliari a propellente liquido alimentati a perossido di idrogeno.
I serbatoi del carburante dei modelli durante le prove di lancio sono stati riempiti con acqua del peso di 1,81 tonnellate.
Il 12 luglio 1966 ebbe luogo il primo volo planato dell'M2-F2. Il modello del peso di 2,67 tonnellate è stato separato dal B-52 ad un'altitudine di 13500 m ad una velocità di M = 0,6 (697 km / h). La durata del volo autonomo è stata di 3 minuti 37 secondi. Il 10 maggio 1967 si verificò un atterraggio di emergenza. Il motivo della perdita di controllo era il "passo olandese", durante il quale l'angolo di rollio era di 140 gradi.
Si decise di restaurare l'apparato fatiscente modificando il progetto. Per fornire stabilità laterale sul modello, che ha ricevuto la designazione M2-F3, ha installato una chiglia centrale e blocchi motore a reazione del sistema di controllo.
I test di lancio furono ripresi nel giugno 1970. Sei mesi dopo, il primo volo ha avuto luogo con l'inclusione di un motore a razzo a propellente liquido. Nella fase finale dei test, completata nel 1972, l'M2-F3 è stato utilizzato per risolvere vari compiti ausiliari, incluso lo sviluppo di un sistema di controllo remoto come parte del programma Space Shuttle. Le caratteristiche di volo del modello sono state valutate anche alle modalità di volo limite di altitudine e velocità.
Nel dicembre 1966 iniziarono i test di lancio dell'HL-10. Per loro è stato utilizzato anche il B-52. Il primo volo autonomo è stato complicato da seri problemi: la controllabilità nella direzione trasversale era estremamente insoddisfacente, l'efficienza degli elevoni durante le virate è diminuita drasticamente. Il difetto è stato eliminato da una revisione significativa delle chiglie esterne, che hanno formato un flusso sulle superfici di controllo.
Nella primavera del 1968, i voli programmati Northrop HL-10 continuarono. Il primo lancio del motore a razzo a propellente liquido avvenne nell'ottobre 1968.
L'HL-10 è stato utilizzato anche nell'interesse dello Space Shuttle. Gli ultimi due voli dell'apparato, eseguiti nell'estate del 1970, furono dedicati alla pratica dell'atterraggio con la centrale accesa. A tal fine, l'XLR-11 è stato sostituito con tre motori a razzo a propellente liquido al perossido di idrogeno.
L'esperimento è stato generalmente considerato di successo: i motori in funzione durante l'atterraggio hanno ridotto l'angolo di planata da 18 a 6 gradi. Tuttavia, il pilota dell'apparato ha notato che, nonostante il lavoro dei mezzi di guida a terra, c'erano alcune difficoltà nel determinare il momento di accensione dei motori a razzo.
Durante l'intero periodo di test, l'HL-10 ha completato 37 lanci. Allo stesso tempo, il modello ha stabilito un'altitudine record (27,5 km) e una velocità (M = 1,86) per gli alianti a razzo con un corpo portante.
Caratteristiche tattiche e tecniche:
Lunghezza - 6,45 m;
Altezza - 2,92 m;
Apertura alare - 4, 15 m;
Area alare - 14, 9 m²;
Peso a vuoto - 2397 kg;
Peso totale - 2721 kg;
Peso massimo al decollo - 4540 kg (carburante - 1604 kg);
Centrale elettrica - motore a razzo a quattro camere Reaction Motors XLR-11 (spinta fino a 35,7 kN);
Gamma di volo - 72 km;
Soffitto pratico - 27524 m;
Velocità massima - 1976 km / h;
Il coefficiente di spinta per unità di massa è 1: 0, 99;
Carico alare - 304, 7 kg / m²;
Equipaggio - 1 persona.
Preparato a base di materiali:
