Het A-12 supersonische verkenningsvliegtuig, ontwikkeld in het begin van de jaren zestig, moest zich onderscheiden door de hoogste vliegeigenschappen die in staat waren een effectieve oplossing te bieden voor de toegewezen taken. Tegelijkertijd was het meteen duidelijk dat deze auto enkele nadelen zou hebben. Het vliegtuig bleek erg duur en moeilijk te bedienen en bovendien niet onkwetsbaar voor moderne luchtverdedigingssystemen. Het was noodzakelijk om een nieuwe manier te vinden om verkenningen vanuit de lucht uit te voeren en de juiste middelen te creëren. Het onbemande luchtvaartuig D-21 moest het antwoord zijn op de bestaande uitdagingen.
Het A-12 verkenningsvliegtuig is gemaakt door Lockheed voor de Central Intelligence Agency. Het bestaande U-2-vliegtuig voldeed niet meer volledig aan de eisen, wat leidde tot de vorming van een nieuwe technische taak, wat een toename van de belangrijkste kenmerken impliceerde. De vooruitzichten voor de A-12 zijn echter al enige tijd een onderwerp van controverse. Op 1 mei 1960 werd boven de Sovjet-Unie een U-2-vliegtuig van de CIA neergeschoten. Dit incident leidde tot een verbod op vluchten van bemande verkenningsvliegtuigen boven het grondgebied van de USSR. De inlichtingendienst had echter nieuwe informatie over een potentiële vijand nodig, die nu met nieuwe middelen moest worden verzameld.
Een M-21-draagvliegtuig met een D-21A-drone. CIA-foto
In oktober 1962 stelden medewerkers van de geheime afdeling van Lockheed, Skunk Works, onder leiding van ontwerper Kelly Johnson, een mogelijke oplossing voor het bestaande probleem voor. Op basis van het bestaande A-12 toestel werd voorgesteld om een vliegdekschip te ontwikkelen voor een onbemand verkenningsvoertuig. De taak van de vervoerder was om de drone op een bepaald gebied af te leveren, waar het nodig was om af te koppelen. Verder moest het apparaat, uitgerust met een straalmotor, zelfstandig naar het gewenste gebied gaan en foto's maken.
In de loop van vooronderzoek en theoretische studies werd het optimale uiterlijk van het veelbelovende complex vastgesteld. Er werd voorgesteld om een wegwerpdrone te bouwen en deze uit te rusten met een dropcontainer waarin controlesystemen en fotografische apparatuur zouden worden geplaatst. Er werd aangenomen dat een dergelijke architectuur de productie- en exploitatiekosten van apparatuur zoveel mogelijk zou verminderen. Er werden met name bepaalde besparingen gerealiseerd door het herhaalde gebruik van complexe en dure navigatieapparatuur.
D-21A in de werkplaats van de fabrikant. Foto Testpilot.ru
Als een verdere ontwikkeling van het verkenningscomplex op basis van het A-12-vliegtuig, kreeg het veelbelovende project het symbool Q-12. Dit was de aanduiding voor de lay-out die de ontwikkelaar eind 1962 aan een potentiële klant in de persoon van de CIA overhandigde. Voor zover wij weten, reageerde de leiding van de inlichtingenorganisatie zonder veel enthousiasme op het nieuwe project. Met de komst en verspreiding van luchtafweerraketsystemen had de CIA behoefte aan verkenningsvliegtuigen op grote hoogte en met hoge snelheid, zoals de A-12. De Q-12-drone was op zijn beurt van zeer beperkt belang.
Ondanks het uitblijven van een officieel bevel en de gemengde reactie van de Central Intelligence Agency, bleven Skink Work-specialisten doorwerken. Tijdens deze periode voerden ze tests uit van het Q-12-model in een windtunnel, waarbij de mogelijkheid om de berekende vliegeigenschappen te verkrijgen volledig werd bevestigd. Hierdoor kon het werk verder doorgaan, maar was er een officiële opdracht nodig van de een of andere afdeling.
Vroeg werk. Je kunt de structurele elementen van de drager en de drone zien. Foto Testpilot.ru
Aan het begin van 1962 en 1963 bood het bedrijf Lockheed zijn nieuwe ontwikkeling aan de luchtmacht aan. Deze organisatie raakte geïnteresseerd in het verkenningscomplex, dat, met de nodige aanpassingen, de basis zou kunnen worden voor het stakingssysteem. Waarschijnlijk werd het belang van de luchtmacht een extra stimulans voor de CIA, resulterend in een tripartiet contract voor de ontwikkeling van een volwaardig project. Het document werd in het vroege voorjaar van 1963 ondertekend.
Het project van een veelbelovend onbemand verkenningsvliegtuig dat wordt gebruikt in combinatie met een draagvliegtuig, kreeg de naam D-21. Als onderdeel van het ontwerpwerk moest de afdeling Skunk Works een project voor de drone zelf ontwikkelen en een gemoderniseerde versie van het A-12-vliegtuig maken, dat het werk van het verkenningsvliegtuig moest ondersteunen. De veelbelovende D-21 carrier kreeg de naam M-21. De letters voor de namen zijn vrij eenvoudig gekozen. Aanvankelijk werd het concept van een "tweetraps" intelligentiesysteem "moeder en dochter" genoemd. Dienovereenkomstig ontving het draagvliegtuig de letter "M" van "Moeder") en de drone - "D", d.w.z. "Dochter" ("dochter"). Vervolgens werd een nieuwe versie van het project ontwikkeld, daarom werd de naam van de basisversie gewijzigd in D-21A.
Schema van het D-21-apparaat met een beschrijving van het afneembare hardwarecompartiment. Figuur Testpilot.ru
Het verkenningsapparaat van het nieuwe model moest worden onderscheiden door hoge vluchtgegevens, die dienovereenkomstig het ontwerp beïnvloedden. De overgrote meerderheid van de structurele elementen werd voorgesteld te worden gemaakt van titanium. Tegelijkertijd werden sommige onderdelen gemaakt van staallegeringen en kunststoffen. Studies hebben aangetoond dat alleen een dergelijk ontwerp de D-21 in staat zal stellen de vereiste snelheid te bereiken en de resulterende warmtebelastingen te weerstaan. Als extra middel om het negatieve effect van warmte te verminderen, moet een speciale verf- en lakcoating op ferrietbasis worden gebruikt, evenals een brandstofhuidkoelsysteem, vergelijkbaar met dat van de A-12 en SR-71-vliegtuigen.
D-21 kreeg een cilindrische romp, soepel gekoppeld aan een deltavleugel. De voorrand van de vleugel had afgeronde knobbeltjes die bijna de frontale luchtinlaat bereikten. Het voorste deel van de romp was gemaakt in de vorm van een luchtinlaat met een conisch centraal lichaam. In de staart zat een taps toelopende unit, waarin een deel van de units van een straalmotor was geplaatst. De staarteenheid was voorzien in de vorm van een trapeziumvormige kiel. De totale lengte van het voertuig was 13,1 m, de spanwijdte was 5,8 m. De hoogte was 2,2 m. Tijdens de vlucht op de drager moest het apparaat de vallende kop- en staartstroomlijnkappen dragen.
Eenheden van een straalmotor. Foto Testpilot.ru
Het apparaat was uitgerust met een deltavleugel met goed ontwikkelde ogivale instroom. De vleugel werd geïnstalleerd met een negatieve hoek van de dwarse V. Aan de achterrand van de vleugel werden beweegbare vlakken geplaatst, die dienst deden als liften en rolroeren. De koerscontrole werd uitgevoerd met behulp van het roer aan de achterrand van de kiel.
In de boeg van de drone, op korte afstand van de luchtinlaat, bevond zich een compartiment voor het plaatsen van instrumenten. De controleapparatuur en luchtcamera's werden voorgesteld om in een gemeenschappelijke container van 1, 9 m lang te worden geplaatst, waarvan het onderste deel een element van de bodemhuid van de romp was. Boven de apparatuur waren ook beschermhoezen voorzien. Het instrumentencompartiment was gemonteerd op gecontroleerde bevestigingen en kon op een bepaald moment van de vlucht worden gedropt.
Het hardwarecompartiment bevatte een traagheidsnavigatiesysteem, een stuurautomaat, een computer voor luchtparameters en een middel om de vereiste klimatologische omstandigheden te handhaven. Er werd een volume voorzien voor de installatie van een luchtcamera van bestaande modellen die overeenkomen met de taak die voorhanden is. Om te besparen op de productie van vrij complexe en dure bedieningsapparatuur en om films met verkenningsbeelden terug te sturen, stelde het D-21-project voor om het instrumentencompartiment te laten vallen en het te redden met een parachute.
Een prototype verkenningscomplex maakt zich klaar om op te stijgen. Foto door de Amerikaanse luchtmacht
Zelfs in de loop van voorbereidende studies werd vastgesteld dat de Marquardt RJ43-MA-11 straalmotor, eerder gemaakt voor de Boeing CIM-10 Bomarc langeafstandsluchtafweerraket, als energiecentrale zou moeten worden gebruikt. Na enkele ontwerpwijzigingen, zoals de voltooiing van de vlamstabilisatie-inrichting, de installatie van een nieuw mondstuk en de modernisering van enkele andere systemen, kon de motor worden gebruikt op een verkenningsvoertuig. Het belangrijkste doel van dergelijke aanpassingen was om de tractieduur van het werk te verlengen. De verbeterde motor, die de bijgewerkte aanduiding XRJ43-MA20S-4 kreeg, kon tot anderhalf uur ononderbroken werken en een stuwkracht geven van 680 kgf.
Het grootste deel van het vrije volume van het casco werd gegeven voor de plaatsing van brandstoftanks. Een aanzienlijk volume van de romp werd toegewezen onder het luchtinlaatkanaal, dat voor de toevoer van atmosferische lucht naar de motor zorgde. Als gevolg hiervan onderscheidde niet het grootste onbemande voertuig zich door een zeer dichte lay-out van interne eenheden. Bij de ontwikkeling van het brandstofsysteem is rekening gehouden met de ontwikkelingen in bestaande projecten. Om met name de verwarming van de huid te compenseren, kreeg D-21 warmtewisselaars waardoor de brandstof moest circuleren. Aan de onderkant van het apparaat waren kleppen aangebracht voor aansluiting op het brandstofsysteem van het draagvliegtuig. Via één klep werden de tanks bijgetankt, via de tweede werd brandstof toegevoerd aan het koelsysteem van de behuizing.
M-21 en D-21A tijdens de vlucht. Foto door de Amerikaanse luchtmacht
De Lockheed D-21 verkenningsdrone had een startgewicht van 5 ton. De gebruikte motor maakte het mogelijk om snelheden te bereiken tot M = 3, 35 en te klimmen naar een hoogte van 29 km. Het vliegbereik zou 1930 km overschrijden. Rekening houdend met het gebruik van het draagvliegtuig, was er de mogelijkheid van een aanzienlijke toename van de straal van het verkenningscomplex.
Een veelbelovend onbemand luchtvaartuig zou worden gebruikt met het M-21-draagvliegtuig. Het vliegdekschip is ontwikkeld op basis van het bestaande A-12 supersonische verkenningsvliegtuig, dat zich onderscheidde door zijn hoge eigenschappen. In feite was de M-21 de originele A-12, verstoken van verkenningsapparatuur en uitgerust met enkele andere apparaten. Voorgesteld werd om camera's uit het achter de cockpit gelegen compartiment te verwijderen, in plaats van daar een extra cockpit te plaatsen met een werkplek voor het tweede bemanningslid dat de drone bestuurt. De operator had een set benodigde apparatuur en had ook een periscoop om het apparaat tijdens de vlucht en lancering te observeren.
JC-130B Cat's-Whiskers-vliegtuig met apparatuur voor het "vangen" van een hardwarecontainer. Foto Wvi.com
Op het bovenoppervlak van de romp van de vervoerder, tussen de kielen, werd voorgesteld om een pyloon met bevestigingen voor de D-21 te monteren. De pyloon had kleppen voor het aansluiten van brandstofsystemen, evenals mechanische en pneumatische vergrendelingen met een duwer, die zorgden voor de vrijlating van de "dochter" op bevel van de operator. Volgens de resultaten van het blazen in de windtunnel werd aanbevolen om de hoogte van de pyloon te verminderen, waardoor de drone tussen de kielen van de drager moest zijn. Tegelijkertijd bleef er slechts 15 cm over tussen de vleugeltip van de D-21 en het bovenste deel van de M-21-kiel, wat tot schade aan de uitrusting zou kunnen leiden. Chief Designer K. Johnson was tegen het verlagen van de hoogte van de pyloon vanwege de risico's die ermee gepaard gingen, maar in de definitieve versie van het project werd precies zo'n oplossing gebruikt.
Als aanpassing van het bestaande verkenningsvliegtuig beschikte de M-21-carrier over vergelijkbare vluchtgegevens. De vliegsnelheid bereikte M = 3,35, het bereik - tot 2000 km. Dit was voldoende voor de volledige exploitatie van de nieuwe verkenner.
Zoals bedacht door de auteurs van het project, moest het draagvliegtuig met een verkenningsvliegtuig op de pyloon opstijgen vanaf een van de vliegvelden en naar de plaats gaan waar de drone was gedropt. Nadat hij de vereiste hoogte had bereikt en versneld tot een snelheid in de orde van grootte van M = 3, 2, kon de koerier de D-21 laten vallen. Na te zijn gevallen en met de afstandsbediening op veilige afstand te zijn teruggekeerd, moest de verkenner de vlucht zelfstandig uitvoeren volgens het programma dat er eerder in was geladen. Na het voltooien van de verkenning en het nemen van foto's van het vereiste object, zou de D-21 naar het gespecificeerde gebied gaan en afdalen naar een hoogte van 18 km. Daar werd een hardwarecontainer gedropt, waarna een zelfvernietiger werd geactiveerd, waardoor de drone werd vernietigd. De container met controlesystemen en fotografische films viel naar beneden en opende de parachute op een hoogte van 4,5 km. Verder had het opgepikt moeten worden met behulp van vliegtuigen of schepen van de zeemacht. Met name de apparatuur was bedoeld om de container recht in de lucht te "vangen". Hiervoor werd een speciaal Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers vliegtuig gebouwd. Volgens de naam van het middel om de container te vangen, werd dit vliegtuig "Cat's Whiskers" genoemd.
De drone tijdens het loskoppelen van de drager. Geschoten uit journaal
Twee M-21 vliegtuigen met serienummers 60-6940 en 60-6941 werden speciaal gebouwd voor testen in 1963-64. Daarnaast heeft Lockheed zeven prototypes van de D-21 in elkaar gezet. Al deze techniek zou worden gebruikt in tests die in het voorjaar van 1964 begonnen. Piloten Bill Park en Art Peterson waren betrokken bij de controles, die de "moeders" moesten leiden, evenals Skunk Works-ingenieurs Ray Torik en Keith Beswick, die verantwoordelijk waren voor het gebruik van verkenningsapparatuur. In de toekomst waren de verantwoordelijkheden als volgt verdeeld. B. Park bestuurde het vliegdekschip en A. Peterson was verantwoordelijk voor het besturen van het reservevliegtuig. R. Torik en K. Beswick vervulden afwisselend de taken van de carrier systems operator en de cameraman op het begeleidende vliegtuig.
Op 1 april 1964 vertrok een van de M-21 vliegtuigen voor het eerst. Op 19 juni van hetzelfde jaar begonnen grondtests van de M-21- en D-21-bundels. De eerste vlucht van een vliegdekschip met een drone op een pyloon vond plaats op 22 december, op dezelfde dag met de eerste vlucht van het SR-71A verkenningsvliegtuig, gemaakt op basis van de A-12 en bedoeld voor de luchtmacht. Het doel van de eerste vlucht was om de interactie tussen de vervoerder en zijn "payload" te testen bij het vliegen met verschillende snelheden en hoogtes. Het onbemande luchtvaartuig met het serienummer 501 is tijdens deze vlucht niet gedropt.
Schade opgelopen door een verkenningsvoertuig tijdens een van de vluchten zonder vrijgave. Foto Testpilot.ru
Tijdens deze tests werden de auteurs van het project geconfronteerd met ernstige technische en operationele problemen. De noodzaak om de vastgestelde tekortkomingen te corrigeren, leidde tot een herziening van de projectplanning. De eerste lozing van de D-21, gepland voor maart 1965, moest bijna een jaar worden uitgesteld. Hierdoor vond de eerste onafhankelijke vlucht van het nieuwe verkenningsvliegtuig pas op 5 maart 66 plaats.
Op deze dag steeg het prototype van het verkenningscomplex, geëxploiteerd door B. Park en K. Beswick, op vanaf vliegbasis Vandenberg (Californië), bereikte de vereiste hoogte en snelheid, waarna de operator het onbemande voertuig resette. Tijdens de scheiding liet de D-21 #502 de kop en staart stroomlijnkappen vallen, wat tot merkbare problemen leidde. De hoofdkuip brak in stukken, die de overhangen raakten en beschadigden. Desalniettemin kon de D-21 op een normale manier van de koerier weggaan en een onafhankelijke vlucht beginnen. Volgens de herinneringen van K. Besvik duurde het slechts een paar seconden om het apparaat uit elkaar te halen, wat echter enkele uren leek te duren. Tijdens de gezamenlijke vlucht van de "moeder" en "dochter" werkte de dronemotor, wat de uitgang naar het droppunt vereenvoudigde, maar leidde tot het gebruik van een aanzienlijk deel van de brandstofvoorraad. Na een kwart van het tanken kon de ervaren D-21 slechts ongeveer 100 mijl (ongeveer 280 km) vliegen. Daarna daalde het apparaat neer, liet de container met de apparatuur vallen en vernietigde zichzelf.
Het moment van botsing van D-21A #504 met het vliegdekschip. Foto Wvi.com
Op 27 april werd er getest met prototype nummer 506. Rekening houdend met de ervaring van de vorige test, werd besloten om de kuip met hangende kop los te laten. De bemanning van B. Park en R. Torik hebben hun taak met succes volbracht en zorgden voor de vlucht van een ervaren drone. De laatste kon ongeveer 2070 km vliegen. Op 16 juni van hetzelfde jaar legde voertuig # 505, gelanceerd door B. Park en K. Beswick, met een volledige tankbeurt een afstand van 2870 km af.
De volgende testvlucht was gepland voor 30 juli, waarin het preproductiemodel # 504 zou worden gebruikt. B. Park en R. Torik tilden het complex opnieuw de lucht in en gingen naar het lospunt, dat vlakbij het Midway-atol was. Tijdens het afkoppelen is een ongeluk gebeurd. De schokgolf afkomstig van het draagvliegtuig "raakte" de drone, waardoor de M-21 zijn kiel verloor. Op kruissnelheid had het vliegtuig een neutrale stabiliteit, waardoor het verlies van de staarteenheid leidde tot verlies van stabiliteit en bestuurbaarheid. Het vliegtuig begon te trillen en de resulterende overbelasting leidde tot de vernietiging ervan. De neus van de romp brak los van andere eenheden en begon te vallen.
Na de aanrijding stortte de apparatuur in. Foto Wvi.com
De vliegtuigbemanning slaagde erin uit te werpen, spatte al snel naar beneden en werd opgepikt aan boord van een van de schepen in het gebied. B. Park ontsnapte met lichte verwondingen en ingenieur R. Torik beschadigde zijn hooggelegen pak tijdens het uitwerpen. Toen het in de oceaan viel, begon het pak zich met water te vullen, wat leidde tot de dood van de specialist.
Het hoofd van de afdeling "Skunk Works" K. Johnson verbood naar eigen inzicht verdere vluchten van M-21-carriers met D-21-verkenningsvliegtuigen. De mening over de risico's die gepaard gaan met het installeren van de drone op een minimale afstand van de kielen kreeg de meest verschrikkelijke bevestiging. Door het afgelasten van verdere testvluchten werd het D-21-project met sluiting bedreigd.
Het enige overgebleven M-21 vliegtuig in het luchtvaartmuseum. Foto Wikimedia Commons
Het enige overgebleven vliegtuig M-12 nr. 60-6941 werd vanwege de beëindiging van de tests naar de parkeerplaats gestuurd. Niemand toonde interesse in deze auto, waardoor hij lange tijd in de stalling stond. Later werd het overgebracht naar het Seattle Aviation Museum, waar het zich nog steeds bevindt.
Het overlijden van een collega was een zware slag, maar de specialisten van Skunk Works vonden toch de kracht om het werk voort te zetten. Omdat ze het niet opnieuw wilden riskeren, stelden de auteurs van het D-21-project een nieuwe versie van het verkenningscomplex voor dat het gevaar voor de koerier en zijn bemanning drastisch zou kunnen verminderen. Nu werd voorgesteld om het zonder het supersonische vliegtuig M-21 te doen. In plaats daarvan zou een omgebouwde B-52 bommenwerper de verkenner de lucht in moeten tillen. De nieuwe versie van het project werd aangeduid als D-21B. De letter "A" werd respectievelijk toegevoegd aan de naam van de eerste versie. Het werk werd voortgezet.
