In de jaren vijftig van de vorige eeuw werd actief gezocht naar nieuwe ideeën en oplossingen op het gebied van strategische wapens. Sommige van de voorgestelde ideeën waren van groot belang, maar bleken te moeilijk te implementeren en te implementeren. Dus sinds 1955 hebben de Verenigde Staten een veelbelovende strategische kruisraket SLAM ontwikkeld, die meerdere kernkoppen kan afleveren op een afstand van tienduizenden mijlen. Om dergelijke kenmerken te verkrijgen, werden de meest gedurfde ideeën voorgesteld, maar dit alles leidde uiteindelijk tot de sluiting van het project.
eerste etappes
Halverwege de jaren vijftig was er een specifieke situatie ontstaan op het gebied van strategische wapens en bestelwagens. Door de ontwikkeling van luchtverdedigingssystemen verloren bommenwerpers hun potentieel en ballistische raketten konden nog steeds geen vergelijkbaar bereik vertonen. Het was nodig om raketten en vliegtuigen verder te verbeteren of andere gebieden te ontwikkelen. In de Verenigde Staten was er op dat moment een gelijktijdige studie van verschillende concepten tegelijk.
De SLAM-raket zoals gezien door de kunstenaar. Afbeelding Globalsecurity.org
In 1955 was er een voorstel om een nieuwe strategische kruisraket met speciale capaciteiten te maken. Dit product moest de vijandelijke luchtverdediging doorbreken vanwege de supersonische snelheid en lage vlieghoogte. Het was nodig om de mogelijkheid van autonome navigatie in alle stadia van de vlucht en de mogelijkheid om een krachtige thermonucleaire kernkop te leveren te garanderen. Afzonderlijk werd de aanwezigheid van een communicatiesysteem bepaald dat het mogelijk zou maken om op elk moment van de vlucht een aanvallende raket terug te roepen.
Verschillende Amerikaanse vliegtuigmaatschappijen zijn aan de slag gegaan met het nieuwe concept. Ling-Temco-Vought lanceerde zijn project met de voorlopige naam SLAM, Noord-Amerika noemde een soortgelijke ontwikkeling BOLO, en Convair kwam met het Big Stick-project. In de loop van de volgende jaren werden de drie projecten parallel uitgewerkt, enkele wetenschappelijke staatsorganisaties waren erbij betrokken.
Al snel kregen de ontwerpers van alle bedrijven die aan het programma deelnamen, een serieus probleem. De creatie van een hogesnelheidsraket voor lage hoogte stelde speciale eisen aan het voortstuwingssysteem en een groot bereik - aan de brandstoftoevoer. Een raket met de vereiste eigenschappen bleek onaanvaardbaar groot en zwaar, wat om radicale oplossingen vroeg. Begin 1957 verschenen de eerste voorstellen om nieuwe raketten uit te rusten met nucleaire straalmotoren.
Helemaal aan het begin van 1957 werd het Lawrence Radiation Laboratory (nu Livermore National Laboratory) bij het programma aangesloten. Ze moest de problemen van kernmotoren bestuderen en een dergelijk volwaardig model ontwikkelen. Het werk aan de nieuwe energiecentrale werd uitgevoerd als onderdeel van een programma met de codenaam Pluto. Dr. Ted Merkle werd aangesteld om Pluto te leiden.
Productindeling SLAM. Figuur Merkle.com
In de toekomst was er gelijktijdig werk aan een veelbelovende motor en drie soorten kruisraketten. In september 1959 bepaalde het Pentagon de beste versie van het nieuwe wapen. De winnaar van de wedstrijd was Ling-Temco-Vought (LTV) met het SLAM-project (Supersonic Low-Altitude Missile). Zij was het die het ontwerp moest voltooien en vervolgens experimentele raketten moest bouwen om te testen en later massaproductie tot stand te brengen.
SLAM-project
Aan het nieuwe wapen werden speciale eisen gesteld, waardoor de meest gedurfde beslissingen moesten worden genomen. Specifieke voorstellen kwamen uit in de context van het casco, de motor en zelfs het laadvermogen en de manier waarop het werd gebruikt. Dit alles maakte het echter mogelijk om aan de eisen van de klant te voldoen.
LTV stelde een canard-kruisraket voor met een lengte van ongeveer 27 m en een startgewicht van ongeveer 27,5 ton. Het was de bedoeling om een spoelvormige romp met een hoge aspectverhouding te gebruiken, in de neus waarvan de voorste empennage was geplaatst, en in het midden en de staart was een deltavleugel met een kleine overspanning. Onder de romp, onder een hoek met de lengteas, bevond zich een uitstekende luchtinlaatbak. Op het buitenoppervlak van de raket moeten startende motoren met vaste stuwstof worden geïnstalleerd.
Volgens berekeningen had de kruisvliegsnelheid M = 3, 5 moeten bereiken en had het grootste deel van het traject een hoogte van slechts 300 m. In dit geval een stijging naar een hoogte van 10, 7 km en een versnelling naar een snelheid van M = 4, 2. Dit leidde tot ernstige thermische en mechanische belastingen en stelde speciale eisen aan het casco. De laatste werd voorgesteld om te worden samengesteld uit hittebestendige legeringen. Ook was het de bedoeling dat sommige delen van de bekleding zouden worden gemaakt van radiotransparante materialen met de vereiste sterkte.
Raket vlucht diagram. Afbeelding Globalsecurity.org
De ingenieurs slaagden er uiteindelijk in om een uitstekende structurele sterkte en stabiliteit te bereiken, die de bestaande vereisten overtrof. Hierdoor kreeg de raket de onofficiële bijnaam "vliegende koevoet". Het is vermeldenswaard dat deze bijnaam, in tegenstelling tot de andere, niet aanstootgevend was en de sterke punten van het project aangaf.
Een speciale krachtcentrale maakte het mogelijk om de indeling van de interne volumes te optimaliseren door de noodzaak voor brandstoftanks te elimineren. De neus van de romp werd gegeven onder de automatische piloot, geleidingsapparatuur en andere middelen. Een laadruimte met speciale uitrusting werd nabij het zwaartepunt geplaatst. Het staartgedeelte van de romp herbergde een nucleaire straalmotor.
Het SLAM-raketgeleidingssysteem was verantwoordelijk voor het type TERCOM. Aan boord van het product werd voorgesteld om een radarstation voor terreinonderzoek te plaatsen. Automatisering moest het onderliggende oppervlak vergelijken met het referentieoppervlak en op basis daarvan het vliegtraject corrigeren. Er werden commando's gegeven aan de boegroerwagens. Soortgelijke tools zijn al getest in eerdere projecten en hebben zich goed bewezen.
In tegenstelling tot andere kruisraketten moest het SLAM-product niet één kernkop dragen, maar 16 afzonderlijke kernkoppen. Thermonucleaire ladingen met een capaciteit van 1,2 Mt werden in het centrale compartiment van de romp geplaatst en moesten één voor één worden gedropt. Berekeningen hebben aangetoond dat het laten vallen van een lading van een hoogte van 300 m de effectiviteit ervan ernstig beperkt en ook het lanceervoertuig bedreigt. In dit verband werd een origineel systeem voor het afvuren van kernkoppen voorgesteld. Er werd voorgesteld om het blok omhoog te schieten en het langs een ballistische baan naar het doelwit te sturen, waardoor het op een optimale hoogte tot ontploffing kon worden gebracht en er ook genoeg tijd was voor de raket om te vertrekken.
Tests van het SLAM-model in een windtunnel, 22 augustus 1963. Foto door NASA
De raket moest opstijgen vanaf een stationaire of mobiele draagraket met behulp van drie startmotoren met vaste stuwstof. Nadat de vereiste snelheid was bereikt, kon de aanhanger worden ingeschakeld. Als laatste werd een veelbelovend product van het Lawrence Laboratory overwogen. Ze moest een straalmotor-kernmotor maken met de vereiste stuwkrachtparameters.
Volgens berekeningen zou een SLAM-raket aangedreven door het Pluto-programma een bijna onbeperkt vliegbereik kunnen hebben. Bij het vliegen op een hoogte van 300 m overschreed het berekende bereik 21.000 km en op maximale hoogte bereikte het 182.000 km. De maximale snelheid werd op grote hoogte bereikt en overschreed M = 4.
Het LTV SLAM-project beoogde een originele methode van gevechtswerk. De raket moest opstijgen met behulp van startende motoren en naar het doel gaan of naar een vooraf bepaald wachtgebied. Het grote bereik van vluchten op grote hoogte maakte het mogelijk om niet alleen direct voor de aanval te lanceren, maar ook tijdens de bedreigde periode. In het laatste geval moest de raket in het gegeven gebied blijven en wachten op het commando, en na ontvangst ervan, zou het naar de doelen moeten worden gestuurd.
Er werd voorgesteld om het maximaal mogelijke deel van de vlucht op grote hoogte en met hoge snelheid uit te voeren. Bij het naderen van de verantwoordelijkheidszone van de vijandelijke luchtverdediging, moest de raket afdalen tot een hoogte van 300 m en naar het eerste van de toegewezen doelen worden geleid. Bij het passeren ernaast, werd voorgesteld om de eerste kernkop te laten vallen. Verder zou de raket nog 15 vijandelijke doelen kunnen raken. Nadat de munitie is opgebruikt, kan een SLAM-product uitgerust met een kernmotor op een ander doelwit vallen en ook een atoombom worden.
Ervaren Tory II-A-motor. Foto Wikimedia Commons
Ook werden nog twee opties voor het toebrengen van schade aan de vijand serieus overwogen. Tijdens de vlucht met een snelheid van M = 3, 5 veroorzaakte de SLAM-raket een krachtige schokgolf: tijdens vluchten op lage hoogte vormde het een gevaar voor grondobjecten. Bovendien onderscheidde de voorgestelde kernmotor zich door een extreem sterke "uitlaat" van straling die het gebied kon infecteren. Zo kon de raket de vijand schaden door simpelweg over zijn territorium te vliegen. Nadat hij de 16 kernkop had laten vallen, kon hij blijven vliegen en pas als de nucleaire brandstof op was, kon hij het laatste doelwit raken.
Pluto-project
In overeenstemming met het SLAM-project moest het Lawrence Laboratory een straalmotor creëren op basis van een kernreactor. Dit product moest een diameter hebben van minder dan 1,5 m met een lengte van ongeveer 1,63 m. Om de gewenste prestatiekenmerken te bereiken, moest de motorreactor een thermisch vermogen van 600 MW hebben.
Het werkingsprincipe van een dergelijke motor was eenvoudig. De binnenkomende lucht via de luchtinlaat moest direct in de reactorkern komen, worden verwarmd en door het mondstuk worden uitgeworpen, waardoor stuwkracht ontstond. De implementatie van deze principes in de praktijk is echter buitengewoon moeilijk gebleken. Allereerst was er een probleem met de materialen. Zelfs hittebestendige metalen en legeringen konden de verwachte thermische belastingen niet aan. Besloten werd om een deel van de metalen delen van de kern te vervangen door keramiek. Materialen met de vereiste parameters werden besteld door Coors Porcelain.
Volgens het project had de kern van een nucleaire straalmotor een diameter van 1,2 m met een lengte van iets minder dan 1,3 m. Er werd voorgesteld om 465 duizend brandstofelementen erin te plaatsen op een keramische basis, gemaakt in de vorm van keramiek buizen 100 mm lang en 7,6 mm in diameter … De kanalen binnen en tussen de elementen waren bedoeld voor het doorlaten van lucht. De totale massa van uranium bereikte 59,9 kg. Tijdens de werking van de motor zou de temperatuur in de kern 1277 ° C moeten hebben bereikt en op dit niveau moeten worden gehouden vanwege de koelluchtstroom. Een verdere temperatuurstijging met slechts 150 ° zou kunnen leiden tot de vernietiging van de belangrijkste structurele elementen.
Breadboard-voorbeelden
Het moeilijkste deel van het SLAM-project was de ongebruikelijke motor, en hij was het die in de eerste plaats moest worden gecontroleerd en verfijnd. Speciaal voor het testen van nieuwe apparatuur heeft het Lawrence Laboratory een nieuw testcomplex gebouwd met een oppervlakte van 21 vierkante meter. kilometer. Een van de eerste was een stand voor het testen van straalmotoren uitgerust met persluchttoevoer. De standtanks bevatten 450 ton perslucht. Op afstand van de motoropstelling was een commandopost geplaatst met een afdak bedoeld voor een verblijf van twee weken voor de testers.
Tory II-A, bovenaanzicht. Foto Globalsecurity.org
De bouw van het complex heeft lang geduurd. Tegelijkertijd ontwikkelden specialisten onder leiding van T. Merkle een project voor een motor voor een toekomstige raket en creëerden ze ook een prototypeversie voor banktests. Begin jaren zestig leidde dit werk tot een product met de codenaam Tory II-A. De motor zelf en een groot aantal hulpsystemen werden op het perron geplaatst. De afmetingen van de motor voldeden niet aan de eisen van de klant, maar zelfs in deze vorm kon het prototype zijn capaciteiten tonen.
Op 14 mei 1961 vond de eerste en laatste testlancering van de Tory II-A-motor plaats. De motor liep maar een paar seconden en ontwikkelde een stuwkracht die ver onder de voor een raket vereiste stuwkracht lag. Niettemin bevestigde hij de fundamentele mogelijkheid om een nucleaire straalmotor te creëren. Daarnaast was er reden voor gematigd optimisme: uit metingen bleek dat de werkelijke motoremissies beduidend lager zijn dan de berekende.
Als resultaat van de Tory II-A-tests begon de ontwikkeling van een verbeterde B-motor. Het nieuwe Tory II-B-product zou voordelen hebben ten opzichte van zijn voorganger, maar er werd besloten niet te worden gebouwd of getest. Gebruikmakend van de ervaring van twee projecten, werd het volgende bankmonster ontwikkeld - Tory II-C. Van het vorige prototype verschilde deze motor in kleinere afmetingen, wat overeenkomt met de beperkingen van het raketcasco. Tegelijkertijd kon hij kenmerken vertonen die dicht in de buurt kwamen van de eisen van de SLAM-ontwikkelaars.
In mei 1964 werd de Tory II-C-motor klaargemaakt voor zijn eerste testrit. De controle zou plaatsvinden in aanwezigheid van vertegenwoordigers van het luchtmachtcommando. De motor werd succesvol gestart en werkte ongeveer 5 minuten, waarbij alle lucht op de stand werd gebruikt. Het product ontwikkelde een vermogen van 513 MW en produceerde een stuwkracht van iets minder dan 15,9 ton. Dit was nog niet genoeg voor de SLAM-raket, maar bracht het project dichter bij het moment van het creëren van een nucleaire straalmotor met de vereiste eigenschappen.
De actieve zone van de experimentele motor. Foto Globalsecurity.org
Experts merkten succesvolle tests op in een nabijgelegen bar en de volgende dag begonnen ze aan het volgende project. De nieuwe motor, voorlopig Tory III genoemd, moest volledig voldoen aan de eisen van de klant en de SLAM-raket de gewenste eigenschappen geven. Volgens schattingen van die tijd zou een experimentele raket met een dergelijke motor zijn eerste vlucht in 1967-68 hebben kunnen maken.
Problemen en nadelen
Testen van een volwaardige SLAM-raket lagen nog in de verre toekomst, maar de klant in de persoon van het Pentagon had al ongemakkelijke vragen over dit project. Zowel afzonderlijke componenten van de raket als het concept als geheel werden bekritiseerd. Dit alles had een negatieve invloed op de vooruitzichten van het project, en een bijkomende negatieve factor was de beschikbaarheid van een succesvoller alternatief in de vorm van de eerste intercontinentale ballistische raketten.
Ten eerste bleek het nieuwe project onbetaalbaar. De SLAM-raket bevatte niet de goedkoopste materialen en de ontwikkeling van de motor ervoor werd een apart probleem voor de financiers van het Pentagon. De tweede klacht ging over productveiligheid. Ondanks de bemoedigende resultaten van het Pluto-programma, verontreinigden de motoren van de Tory-serie het terrein en vormden ze een gevaar voor hun eigenaren.
Vandaar de vraag naar een gebied voor het testen van toekomstige prototyperaketten. De klant eiste om de mogelijkheid uit te sluiten dat een raket de gebieden van nederzettingen zou raken. De eerste was het voorstel voor tethered tests. Er werd voorgesteld om de raket uit te rusten met een vastgebonden kabel die was verbonden met een anker op de grond, waar hij in een cirkel omheen kon vliegen. Een dergelijk voorstel werd echter afgewezen vanwege duidelijke tekortkomingen. Dan het idee van testvluchten over de Stille Oceaan in de buurt van ongeveer. Wakker worden. Nadat de brandstof op was en de vlucht was voltooid, moest de raket op grote diepte zinken. Ook deze optie paste niet helemaal bij het leger.
Tory II-C-motor. Foto Globalsecurity.org
De sceptische houding ten opzichte van de nieuwe kruisraket manifesteerde zich op verschillende manieren. Vanaf een bepaalde tijd begon de afkorting SLAM bijvoorbeeld te ontcijferen als Slow, Low And Messy - "Slow, low and dirty", wat duidt op de karakteristieke problemen van de raketmotor.
Op 1 juli 1964 besloot het Pentagon de SLAM- en Pluto-projecten te sluiten. Ze waren te duur en te complex en niet veilig genoeg om succesvol door te gaan en de gewenste resultaten te behalen. Tegen die tijd was ongeveer $ 260 miljoen (meer dan $ 2 miljard in lopende prijzen) besteed aan het programma voor de ontwikkeling van een strategische kruisraket en een motor daarvoor.
Ervaren motoren werden als overbodig weggegooid en alle documentatie werd naar het archief gestuurd. De projecten hebben echter enkele reële resultaten opgeleverd. Nieuwe metaallegeringen en keramiek ontwikkeld voor SLAM werden later op verschillende gebieden gebruikt. Wat betreft de ideeën zelf van een strategische kruisraket en een nucleaire straalmotor, deze werden van tijd tot tijd op verschillende niveaus besproken, maar werden niet langer geaccepteerd voor uitvoering.
Het SLAM-project zou kunnen leiden tot de opkomst van unieke wapens met uitstekende eigenschappen die het aanvalspotentieel van de Amerikaanse strategische nucleaire strijdkrachten ernstig zouden kunnen beïnvloeden. Het verkrijgen van dergelijke resultaten ging echter gepaard met veel problemen van verschillende aard, van materialen tot kosten. Als gevolg hiervan werden de projecten SLAM en Pluto afgebouwd ten gunste van minder gedurfde, maar eenvoudige, betaalbare en goedkope ontwikkelingen.
