Kuuekümnendate aastate alguses välja töötatud ülehelikiirusega luurelennukit A-12 tuli eristada kõrgeimate lennuomadustega, mis suudavad pakkuda tõhusat lahendust määratud ülesannetele. Samas oli kohe selge, et sellel autol on mõningaid puudusi. Lennuk osutus väga kalliks ja raskesti kasutatavaks ning pealegi polnud see kaasaegsete õhutõrjesüsteemide suhtes haavatav. Oli vaja leida uus viis õhust luure läbiviimiseks ja luua sobivad vahendid. Mehitamata õhusõiduk D-21 pidi olema vastus olemasolevatele väljakutsetele.
Luurelennuk A-12 lõi Lockheed Luure Keskagentuuri jaoks. Olemasolevad U-2 lennukid ei vastanud enam täielikult nõuetele, mis tõi kaasa uue tehnilise ülesande moodustamise, mis tähendas põhiomaduste suurenemist. A-12 väljavaated on aga juba mõnda aega vaidlusi tekitanud. 1. mail 1960 tulistati Nõukogude Liidu kohal alla CIA U-2 lennuk. See juhtum tõi kaasa mehitatud luurelennukite lendude keelamise NSV Liidu territooriumi kohal. Luureosakond vajas aga potentsiaalse vaenlase kohta uut teavet, mis tuli nüüd uute vahendite abil kokku koguda.
Kandjalennuk M-21 drooniga D-21A. CIA foto
Oktoobris 1962 pakkusid Lockheedi salajase osakonna Skunk Works töötajad disainer Kelly Johnsoni juhtimisel välja võimaliku lahenduse olemasolevale probleemile. Olemasolevate lennukite A-12 põhjal tehti ettepanek töötada välja kandja mehitamata luureautole. Vedaja ülesanne oli toimetada droon etteantud piirkonda, kus see oli vaja lahti haakida. Lisaks pidi ramjetmootoriga varustatud aparaat iseseisvalt minema vajalikule alale ja pildistama.
Eeluuringute ja teoreetiliste uuringute käigus tehti kindlaks paljutõotava kompleksi optimaalne välimus. Tehti ettepanek ehitada ühekordselt kasutatav droon ja varustada see tilgutusmahutiga, millesse tuleks paigutada juhtimissüsteemid ja fotoseadmed. Eeldati, et selline arhitektuur vähendab võimalikult palju seadmete tootmise ja käitamise kulusid. Eelkõige säästeti keeruliste ja kallite navigatsiooniseadmete korduva kasutamise tõttu.
D-21A tootja töökojas. Foto Testpilot.ru
Lennukil A-12 põhineva luurekompleksi edasiarendusena sai paljutõotav projekt sümboli Q-12. See oli kujunduse nimetus, mille arendaja esitas 1962. aasta lõpus potentsiaalsele kliendile CIA isikus. Meile teadaolevalt reageeris luureorganisatsiooni juhtkond uuele projektile ilma suurema entusiasmita. Õhutõrjeraketisüsteemide tuleku ja levikuga oli CIA-l vaja kõrgetel ja kiiretel luurelennukitel nagu A-12. Droon Q-12 pakkus omakorda väga piiratud huvi.
Vaatamata ametliku korralduse puudumisele ja luure keskagentuuri segasele reaktsioonile jätkasid Skink Work spetsialistid tööd. Sel perioodil viisid nad tuuletunnelis läbi mudeli Q-12 katseid, mille käigus kinnitati täielikult arvutatud lennuomaduste saamise võimalus. Tänu sellele sai töö edasi minna, kuid ühelt või teiselt osakonnalt nõuti ametlikku korraldust.
Varajane töö. Näete kanduri ja drooni konstruktsioonielemente. Foto Testpilot.ru
1962. ja 1963. aasta vahetusel pakkus Lockheedi ettevõte õhuväele oma uut arendust. See organisatsioon hakkas huvi tundma luurekompleksi vastu, mis sobivate muudatustega võiks saada löögisüsteemi aluseks. Tõenäoliselt sai õhuväe huvidest CIA-le täiendav stiimul, mille tulemuseks oli kolmepoolne leping täisväärtusliku projekti väljatöötamiseks. Dokument allkirjastati 1963. aasta varakevadel.
Paljulubava mehitamata luurelennuki projekt, mida kasutati koos kandelennukiga, sai nime D-21. Projekteerimistööde raames pidi Skunk Works osakond välja töötama drooni enda jaoks projekti, samuti looma lennuki A-12 moderniseeritud versiooni, mis pidi toetama luurelennuki tööd. Paljutõotav D-21 kandja sai nimeks M-21. Nimede tähed valiti üsna lihtsalt. Esialgu nimetati "kaheastmelise" luure süsteemi mõisteks "ema ja tütar". Vastavalt sellele sai kandelennuk "Ema" tähe "M") ja droon - "D", s.t. "Tütar" ("tütar"). Seejärel töötati välja projekti uus versioon, mistõttu muudeti baasversiooni nimi D-21A-ks.
D-21 aparaadi skeem koos eemaldatava riistvara sektsiooni kirjeldusega. Joonis Testpilot.ru
Uue mudeli luureaparaati tuli eristada kõrgete lennuandmetega, mis vastavalt mõjutasid selle disaini. Valdav enamus konstruktsioonielemente tehti titaanist. Samal ajal valmistati mõned osad terasest sulamitest ja plastist. Uuringud on näidanud, et ainult selline konstruktsioon võimaldab D-21-l saavutada vajaliku kiiruse ja taluda sellest tulenevaid soojuskoormusi. Kuumuse negatiivse mõju vähendamise lisavahendina tuleks kasutada spetsiaalset ferriidipõhist värvi- ja lakkkatet, samuti kütuse naha jahutussüsteemi, mis sarnaneb lennukite A-12 ja SR-71 kasutamisega.
D-21 sai silindrilise kere, mis oli sujuvalt ühendatud delta tiivaga. Tiiva esiserval olid ümarad sõlmed, mis jõudsid peaaegu esiosa õhu sisselaskeava juurde. Kere esiosa tehti koonilise keskkorpusega õhuvõtuava kujul. Sabas oli kitsenev agregaat, millesse paigutati osa rammimootori üksustest. Sabaüksus oli trapetsikujulise kiilu kujul. Sõiduki kogupikkus oli 13,1 m, tiibade siruulatus 5,8 m. Kõrgus 2,2 m. Kandjal lendamise ajal pidi seade kandma kukkumispea- ja sabapilte.
Ramjet -mootori ühikud. Foto Testpilot.ru
Seade oli varustatud delta tiivaga, millel oli hästi arenenud oivaline sissevool. Tiib paigaldati põiki V. negatiivse nurga all. Tiiva tagumisele servale paigutati liikuvad lennukid, mis toimisid liftide ja eleroonidena. Suuna juhtimine viidi läbi kiilu tagumise serva rooli abil.
Drooni vööris, õhu sisselaskeavast lühikese vahemaa taga, oli sahtel instrumentide paigutamiseks. Juhtimisseadmed ja õhukaamerad tehti ettepanek paigutada ühisesse 1, 9 m pikkusse konteinerisse, mille alumine osa oli kere põhjaosa element. Seadmete kohal olid ka kaitsekatted. Armatuurlauale paigaldati kontrollitud kinnitused ja selle võis lennuhetkel maha visata.
Riistvaraosas oli inertsiaalne navigatsioonisüsteem, autopiloot, õhuparameetrite arvuti, samuti vahendid vajalike kliimatingimuste säilitamiseks. Olemasolevate mudelite õhukaamera paigaldamiseks kavandati maht, mis vastab antud ülesandele. Üsna keerukate ja kallite juhtimisseadmete tootmise kokkuhoiuks ning luurekujutistega filmide tagastamiseks tegi D-21 projekt ettepaneku instrumendikambrist loobuda ja langevarjuga päästa.
Prototüübi luurekompleks valmistub õhkutõusmiseks. Foto USA õhujõud
Isegi eeluuringute käigus tehti kindlaks, et elektrijaamana tuleks kasutada Marquardt RJ43-MA-11 ramjetmootorit, mis on varem loodud Boeing CIM-10 Bomarc pikamaa õhutõrjeraketi jaoks. Pärast mõningaid konstruktsioonimuudatusi, nagu leegi stabiliseerimisseadme lõplik valmimine, uue düüsi paigaldamine ja mõne muu süsteemi kaasajastamine, võis mootorit kasutada luuresõidukil. Selliste muudatuste peamine eesmärk oli pikendada töö veojõu kestust. Täiendatud mootor, mis sai uuendatud nimetuse XRJ43-MA20S-4, võis töötada katkestusteta kuni poolteist tundi ja anda tõukejõu 680 kgf.
Suurem osa lennuki korpuse vabast mahust anti kütusepaakide paigutamiseks. Märkimisväärne osa kerest eraldati õhu sisselaskekanali alla, mis varustas mootorit atmosfääriõhuga. Selle tulemusena eristus mitte kõige suurem mehitamata sõiduk siseüksuste väga tiheda paigutusega. Kütusesüsteemi väljatöötamisel võeti arvesse olemasolevate projektide arenguid. Eelkõige naha kuumutamise kompenseerimiseks sai D-21 soojusvahetid, mille kaudu pidi kütus ringlema. Seadme põhjas olid ventiilid kandelennuki kütusesüsteemiga ühendamiseks. Ühe klapi kaudu tankiti paake, teise kaudu tarniti kütust korpuse jahutussüsteemi.
M-21 ja D-21A lennu ajal. Foto USA õhujõud
Luuredrooni Lockheed D-21 stardimass oli 5 tonni. Kasutatud mootor võimaldas saavutada kiiruse kuni M = 3, 35 ja ronida 29 km kõrgusele. Lennuraadius pidi ületama 1930 km. Võttes arvesse kandelennuki kasutamist, tekkis võimalus luurekompleksi raadiuse oluliseks suurendamiseks.
Koos kandelennukiga M-21 pidi kasutama paljutõotavat mehitamata õhusõidukit. Kandur töötati välja olemasoleva A-12 ülehelikiirusega luurelennuki põhjal, mida eristasid kõrged omadused. Tegelikult oli M-21 originaal A-12, millel polnud luurevarustust ja mis oli varustatud mõne muu seadmega. Tehti ettepanek eemaldada kabiinid kokpiti taga asuvast kupeest, selle asemel tuleks sinna paigutada täiendav kabiin koos töökohaga teisele drooni juhtivale meeskonnaliikmele. Operaatoril oli komplekt vajalikku varustust ning tal oli ka periskoop seadme jälgimiseks lennu ja stardi ajal.
Lennuk JC-130B Cat's-Whiskers koos varustusega riistvarakonteineri "püüdmiseks". Foto Wvi.com
Vedaja kere ülemisele pinnale, kiilude vahele, tehti ettepanek paigaldada püstol koos lisadega D-21 jaoks. Pylonil olid ventiilid kütusesüsteemide ühendamiseks, samuti tõukuriga mehaanilised ja pneumaatilised lukud, mis tagasid "tütre" vabastamise operaatori käsul. Vastavalt tuuletunnelis puhumise tulemustele soovitati vähendada pülooni kõrgust, mille tõttu pidi droon olema kanduri kiilude vahel. Samal ajal jäi D-21 tiivaotsa ja M-21 kiilu ülemise osa vahele vaid 15 cm, mis võib põhjustada varustuse kahjustusi. Peadisainer K. Johnson oli sellega seotud riskide tõttu püstli kõrguse vähendamise vastu, kuid projekti lõppversioonis kasutati just sellist lahendust.
Olemasoleva luurelennuki modifikatsioonina olid lennuettevõtjal M-21 sarnased lennuandmed. Lennukiirus ulatus M = 3,35, lennuulatus - kuni 2000 km. Sellest piisas uue skaudi täielikuks ärakasutamiseks.
Nagu projekti autorid ette kujutasid, pidi kandelennuk koos luurelennukiga püloonil tõusma ühelt lennuväljalt ja minema kohale, kuhu droon maha lasti. Olles saavutanud vajaliku kõrguse ja kiirendanud kiirusele suurusjärgus M = 3, 2, võis vedaja D-21 maha lasta. Pärast kukutamist ja kaugjuhtimispuldi abil ohutusse kaugusesse tagasitõmbamist pidi skaut lendu iseseisvalt sooritama vastavalt sellele eelnevalt laaditud programmile. Pärast tutvumist ja nõutud objekti pildistamist pidi D-21 minema määratud alale ja laskuma 18 km kõrgusele. Seal heideti maha riistvarakonteiner, misjärel käivitati enesele likvideerija, mis hävitas drooni. Juhtimissüsteemide ja fotofilmidega konteiner kukkus maha ja avas langevarju 4,5 km kõrgusel. Lisaks oleks tulnud see kätte saada mereväe lennukite või laevade abil. Eelkõige pakuti varustust konteineri "püüdmiseks" otse õhku. Selleks ehitati spetsiaalne lennuk Lockheed JC-130B Cat's-Whiskers. Konteineri püüdmisvahendite nimetuse järgi kandis see lennuk nime "Kassi vurrud".
Droon kandurist lahti tehes. Kaader uudistekanalist
Kaks lennukit M-21 seerianumbritega 60-6940 ja 60-6941 ehitati spetsiaalselt katsetamiseks aastatel 1963-64. Lisaks on Lockheed kokku pannud seitse D-21 prototüüpi. Kogu seda tehnikat pidi kasutama katsetustel, mis algasid 1964. aasta kevadel. Kontrollidesse olid kaasatud piloodid Bill Park ja Art Peterson, kes pidid juhtima "emasid", samuti Skunk Works'i insenerid Ray Torik ja Keith Beswick, kes vastutasid luurevarustuse kasutamise eest. Edaspidi jaotati kohustused järgmiselt. B. Park kontrollis vedajat ja A. Peterson vastutas tagavaralennuki juhtimise eest. R. Torik ja K. Beswick täitsid kaasasoleval lennukil vaheldumisi kandesüsteemide operaatori ja operaatori ülesandeid.
1. aprillil 1964 tõusis esimest korda õhku üks lennukitest M-21. Sama aasta 19. juunil alustati kimpude M-21 ja D-21 maapealseid katseid. Vedaja esimene lend drooniga püstolil toimus 22. detsembril, samal päeval A-12 baasil loodud ja õhuväele mõeldud luurelennuki SR-71A esimese lennuga. Esimese lennu eesmärk oli testida vedaja ja selle "kasulikku koormust" vastastikmõju erinevatel kiirustel ja kõrgustel lendamisel. Mehitamata õhusõiduk seerianumbriga 501 selle lennu ajal maha ei kukkunud.
Kahju, mida luureauto sai ühe lennu ajal ilma vabastamiseta. Foto Testpilot.ru
Nende testide ajal seisid projekti autorid silmitsi tõsiste tehniliste ja operatiivsete probleemidega. Vajadus kõrvaldada tuvastatud puudused viisid projekti ajakava muutmiseni. Esimene D-21 tühjendamine, mis oli kavandatud märtsis 1965, tuli peaaegu aasta võrra edasi lükata. Seetõttu toimus uue luurelennuki esimene iseseisev lend alles 5. märtsil 66. päeval.
Sel päeval tõusis B. Parki ja K. Beswicki juhitud luurekompleksi prototüüp Vandenbergi lennubaasist (California) õhku, saavutas vajaliku kõrguse ja kiiruse, misjärel operaator lähtestas mehitamata sõiduki. Eraldamise ajal kukkus D-21 # 502 pea- ja sabaümbrised maha, mis tõi kaasa märgatavaid probleeme. Peaümbris purunes tükkideks, mis tabasid ja kahjustasid üleulatuvaid osi. Sellest hoolimata suutis D-21 vedaja juurest regulaarselt eemalduda ja alustada iseseisvat lendu. K. Besviku meenutuste kohaselt kulus aparaadi eraldamiseks vaid paar sekundit, mis tundus aga mitu tundi. "Ema" ja "tütre" ühislennu ajal töötas droonimootor, mis lihtsustas väljumist kukkumispunkti, kuid tõi kaasa märkimisväärse osa kütusevarustuse kasutamise. Veerandi tankimisega suutis kogenud D-21 lennata vaid umbes 100 miili (umbes 280 km). Pärast seda laskus seade alla, viskas konteineri koos seadmetega maha ja hävitas ennast.
D-21A # 504 kokkupõrkehetk kandelennukiga. Foto Wvi.com
27. aprillil kasutati katsetes prototüüpi number 506. Võttes arvesse eelmise katse kogemusi, otsustati loobuda kukkumispea pealispinnast. B. Parki ja R. Toriku meeskond täitis edukalt oma ülesande ja tagas kogenud drooni lennu. Viimane suutis lennata umbes 2070 km. Sama aasta 16. juunil läbis B. Parki ja K. Beswicki turule lastud sõiduk nr 505 täieliku tankimisega 2870 km.
Järgmine katselend oli planeeritud 30. juulile, kus kavatseti kasutada eeltoodangu mudelit # 504. B. Park ja R. Torik tõstsid kompleksi uuesti õhku ja läksid tühjenduspunkti, mis asus Midway atolli lähedal. Lahtiühendamise ajal juhtus õnnetus. Kandjalennukist väljuv lööklaine "puudutas" drooni, mille tagajärjel kaotas M-21 oma kiilu. Reisikiirusel oli lennuk neutraalne stabiilsus, mille tõttu sabaüksuse kaotus tõi kaasa stabiilsuse ja juhitavuse kadumise. Lennuk hakkas värisema ja sellest tulenevad ülekoormused viisid selle hävitamiseni. Kere nina murdus teistest üksustest lahti ja hakkas kukkuma.
Pärast kokkupõrget varises seade kokku. Foto Wvi.com
Lennuki meeskonnal õnnestus välja visata, pritsis peagi maha ja ta võeti üles ühe piirkonna laeva pardale. B. Park pääses kergete vigastustega ja insener R. Torik rikkus väljatõrjumise ajal tema kõrgmäe ülikonda. Ookeani kukkudes hakkas ülikond veega täituma, mis viis spetsialisti surma.
"Skunk Works" osakonna juhataja K. Johnson keelas omal otsusel M-21 vedajate edasised lennud luurelennukitega D-21. Arvamus droonide minimaalsele kaugusele kiilidest paigaldamisega seotud riskide kohta sai kõige kohutavama kinnituse. Edasiste katselendude tühistamise tõttu ähvardas D-21 projekti sulgemine.
Lennukimuuseumis ainsad allesjäänud lennukid M-21. Foto Wikimedia Commons
Ainus allesjäänud lennuk M-12 nr 60-6941 seoses katsete lõpetamisega saadeti parklasse. Keegi ei näidanud selle auto vastu huvi üles, mis jättis selle pikaks ajaks lattu. Hiljem viidi see üle Seattle'i lennundusmuuseumisse, kus see asub siiani.
Kolleegi surm oli tõsine löök, kuid Skunk Works'i spetsialistid leidsid siiski jõudu tööd jätkata. Tahtmata sellega uuesti riskida, pakkusid projekti D-21 autorid välja luurekompleksi uue versiooni, mis võib oluliselt vähendada ohtu vedajale ja selle meeskonnale. Nüüd tehti ettepanek teha ülehelikiirusega lennuk M-21. Selle asemel pidi skaut õhku tõstma ümberehitatud pommitaja B-52. Projekti uus versioon sai nimeks D-21B. Esimese versiooni nimele lisati vastavalt täht "A". Tööd jätkati.
