Desenvolvido no início dos anos 60, o avião de reconhecimento supersônico A-12 teve que se distinguir pelas mais altas características de vôo, capazes de fornecer uma solução eficaz para as tarefas atribuídas. Ao mesmo tempo, ficou imediatamente claro que este carro teria algumas desvantagens. A aeronave revelou-se muito cara e difícil de operar e, além disso, não era invulnerável aos modernos sistemas de defesa aérea. Era preciso encontrar uma nova forma de fazer o reconhecimento do ar e criar os meios adequados. O veículo aéreo não tripulado D-21 seria a resposta aos desafios existentes.
A aeronave de reconhecimento A-12 foi criada pela Lockheed para a Agência Central de Inteligência. A aeronave U-2 existente não atendia mais totalmente aos requisitos, o que levou à formação de uma nova tarefa técnica, o que implicou em um aumento nas características principais. No entanto, as perspectivas para o A-12 têm sido um tema de controvérsia há algum tempo. Em 1º de maio de 1960, uma aeronave CIA U-2 foi abatida sobre a União Soviética. Este incidente levou à proibição de voos de aeronaves de reconhecimento tripuladas sobre o território da URSS. No entanto, o departamento de inteligência precisava de novas informações sobre um inimigo em potencial, que agora precisavam ser coletadas por novos meios.
Um porta-aviões M-21 com um drone D-21A. Foto CIA
Em outubro de 1962, funcionários do departamento secreto da Lockheed, chamado Skunk Works, liderado pela designer Kelly Johnson, propuseram uma possível solução para o problema existente. Com base na aeronave A-12 existente, foi proposto o desenvolvimento de um porta-aviões para um veículo de reconhecimento não tripulado. A tarefa do transportador era entregar o drone em uma determinada área, onde era necessário desacoplar. Além disso, o aparelho, equipado com um motor ramjet, tinha que ir de forma independente até a área necessária e tirar fotos.
No curso de pesquisas preliminares e estudos teóricos, a aparência ideal do complexo promissor foi estabelecida. Foi proposto construir um drone descartável e equipá-lo com um container drop no qual os sistemas de controle e equipamentos fotográficos seriam colocados. Foi assumido que tal arquitetura reduziria o custo de produção e operação do equipamento tanto quanto possível. Em particular, certas economias foram proporcionadas devido ao uso repetido de equipamentos de navegação complexos e caros.
D-21A na oficina do fabricante. Foto Testpilot.ru
Como um desenvolvimento adicional do complexo de reconhecimento baseado na aeronave A-12, o projeto promissor recebeu o símbolo Q-12. Essa foi a designação para o layout apresentado no final de 1962 pelo desenvolvedor a um cliente potencial na pessoa da CIA. Pelo que sabemos, a liderança da organização de inteligência reagiu ao novo projeto sem muito entusiasmo. Com o advento e a proliferação de sistemas de mísseis antiaéreos, a CIA precisava de aeronaves de reconhecimento de alta altitude e alta velocidade como o A-12. O drone Q-12, por sua vez, era de interesse muito limitado.
Apesar da falta de uma ordem oficial e da reação mista da Agência Central de Inteligência, os especialistas do Skink Work continuaram trabalhando. Nesse período, foram realizados testes do modelo Q-12 em túnel de vento, durante os quais foi plenamente confirmada a possibilidade de obtenção das características de vôo calculadas. Graças a isso, o trabalho poderia continuar, mas uma ordem oficial foi exigida de um departamento ou outro.
Trabalho cedo. Você pode ver os elementos estruturais da transportadora e do drone. Foto Testpilot.ru
Na virada de 1962 para 1963, a empresa Lockheed ofereceu seu novo desenvolvimento à Força Aérea. Essa organização interessou-se pelo complexo de reconhecimento, que, com as devidas modificações, poderia se tornar a base do sistema de ataque. Provavelmente, o interesse da Força Aérea tornou-se um incentivo adicional para a CIA, resultando em um contrato tripartite para o desenvolvimento de um projeto completo. O documento foi assinado no início da primavera de 1963.
O projeto de um promissor avião de reconhecimento não tripulado usado em conjunto com um porta-aviões foi denominado D-21. Como parte do trabalho de design, o departamento de Skunk Works deveria desenvolver um projeto para o próprio drone, bem como criar uma versão modernizada da aeronave A-12, que deveria apoiar o trabalho da aeronave de reconhecimento. O promissor portador D-21 foi denominado M-21. As letras dos nomes foram escolhidas de forma bastante simples. Inicialmente, o conceito de um sistema de inteligência de "dois estágios" era conhecido como "Mãe e Filha". Consequentemente, o porta-aviões recebeu a letra "M" de "Mãe"), e o drone - "D", ou seja, "Filha" ("filha"). Posteriormente, uma nova versão do projeto foi desenvolvida, por isso o nome do básico foi alterado para D-21A.
Diagrama do aparelho D-21 com uma descrição do compartimento de hardware destacável. Figura Testpilot.ru
O aparelho de reconhecimento do novo modelo teve que ser distinguido por dados de vôo elevados, o que consequentemente afetou seu design. A esmagadora maioria dos elementos estruturais foi proposta para ser feita de titânio. Ao mesmo tempo, algumas peças eram feitas de ligas de aço e plásticos. Estudos têm mostrado que apenas esse projeto permitirá que o D-21 alcance a velocidade necessária e suporte as cargas de calor resultantes. Como um meio adicional de reduzir o efeito negativo do calor, uma tinta especial à base de ferrita e revestimento de verniz, bem como um sistema de resfriamento de pele de combustível, semelhante aos usados nas aeronaves A-12 e SR-71, devem ser usados.
O D-21 recebeu uma fuselagem cilíndrica, suavemente acoplada a uma asa delta. O bordo de ataque da asa tinha nódulos arredondados que quase alcançavam a entrada de ar frontal. A parte frontal da fuselagem foi realizada em forma de tomada de ar com corpo central cônico. Na cauda havia uma unidade de afilamento, na qual parte das unidades de um motor ramjet foi colocada. A cauda foi fornecida na forma de uma quilha trapezoidal. O comprimento total do veículo era de 13,1 m, a envergadura era de 5,8 m. A altura era de 2,2 m. Durante o voo no porta-aviões, o dispositivo tinha que carregar a cabeça caída e as carenagens da cauda.
Unidades de um motor ramjet. Foto Testpilot.ru
O dispositivo foi equipado com uma asa delta com influxos ogivais bem desenvolvidos. A asa foi instalada com um ângulo negativo do transversal V. No bordo de fuga da asa, foram colocados planos móveis, que serviram como elevadores e ailerons. O controle de proa foi realizado com o leme no bordo de fuga da quilha.
Na proa do drone, a uma curta distância da entrada de ar, havia um compartimento para colocação de instrumentos. O equipamento de controle e as câmeras aéreas foram propostos para serem colocados em um recipiente comum de 1,9 m de comprimento, sendo a parte inferior um elemento da pele do fundo da fuselagem. Acima do equipamento, tampas de proteção também foram fornecidas. O compartimento de instrumentos era montado em suportes controlados e podia ser derrubado em um determinado momento do vôo.
O compartimento de hardware albergava um sistema de navegação inercial, um piloto automático, um computador para parâmetros do ar, bem como um meio de manter as condições climáticas exigidas. Foi previsto um volume para a instalação de uma câmera aérea dos modelos existentes correspondentes à tarefa em questão. Para economizar na produção de dispositivos de controle bastante complexos e caros, bem como para devolver filmes com imagens de reconhecimento, o projeto D-21 propôs deixar cair o compartimento de instrumentos e resgatá-lo com um paraquedas.
Um protótipo de complexo de reconhecimento está se preparando para decolar. Foto da Força Aérea dos EUA
Ainda no curso dos estudos preliminares, ficou estabelecido que o motor ramjet Marquardt RJ43-MA-11, anteriormente criado para o míssil antiaéreo de longo alcance Boeing CIM-10 Bomarc, deveria ser utilizado como usina de força. Após algumas alterações de projeto, como a finalização do dispositivo de estabilização de chama, a instalação de um novo bico e a modernização de alguns outros sistemas, o motor pôde ser usado em um veículo de reconhecimento. O objetivo principal dessas modificações era aumentar a duração da tração da obra. O motor atualizado, que recebeu a designação atualizada XRJ43-MA20S-4, podia funcionar sem interrupção por até uma hora e meia e dar um empuxo de 680 kgf.
A maior parte do volume livre da fuselagem foi destinada à colocação de tanques de combustível. Um volume significativo da fuselagem foi alocado sob o canal de admissão de ar, que fornecia o fornecimento de ar atmosférico ao motor. Como resultado, nem o maior veículo não tripulado foi distinguido por um layout muito denso de unidades internas. Durante o desenvolvimento do sistema de combustível, foram considerados os desenvolvimentos em projetos existentes. Em particular, para compensar o aquecimento da pele, o D-21 recebeu trocadores de calor através dos quais o combustível deveria circular. Na parte inferior do aparelho, válvulas foram fornecidas para conectar ao sistema de combustível do porta-aviões. Por meio de uma válvula, os tanques eram reabastecidos; por meio da segunda, o combustível era fornecido ao sistema de resfriamento da carcaça.
M-21 e D-21A em vôo. Foto da Força Aérea dos EUA
O drone de reconhecimento Lockheed D-21 tinha um peso de decolagem de 5 toneladas e o motor utilizado permitia atingir velocidades de até M = 3,35 e subir a uma altitude de 29 km. A autonomia de vôo era superior a 1930 km. Levando em consideração a utilização do porta-aviões, havia a possibilidade de um aumento significativo do raio do complexo de reconhecimento.
Um promissor veículo aéreo não tripulado seria usado com o porta-aviões M-21. O porta-aviões foi desenvolvido com base na aeronave de reconhecimento supersônico A-12 existente, que se distinguia por suas características elevadas. Na verdade, o M-21 era o A-12 original, desprovido de equipamento de reconhecimento e equipado com alguns outros dispositivos. Foi proposto remover câmeras do compartimento localizado atrás da cabine, em vez de uma cabine adicional deve ser colocada lá com um local de trabalho para o segundo membro da tripulação que controla o drone. O operador possuía um conjunto de equipamentos necessários, além de um periscópio para observação do dispositivo durante o vôo e o lançamento.
Aeronave JC-130B Cat’s-Whiskers com equipamento para "pegar" um contêiner de hardware. Foto Wvi.com
Na superfície superior da fuselagem do porta-aviões, entre as quilhas, foi proposta a montagem de um pilão com fixações para o D-21. O pilão possuía válvulas para conexão dos sistemas de combustível, além de travas mecânicas e pneumáticas com empurrador, que garantiam a liberação da "filha" ao comando do operador. De acordo com os resultados do sopro no túnel de vento, era recomendável reduzir a altura do pilão, por isso o drone deveria ficar entre as quilhas do porta-aviões. Ao mesmo tempo, restavam apenas 15 cm entre a ponta da asa do D-21 e a parte superior da quilha do M-21, o que poderia causar danos ao equipamento. O designer-chefe K. Johnson se opôs à redução da altura do poste por causa dos riscos associados a ele, mas na versão final do projeto, essa solução foi usada.
Como uma modificação da aeronave de reconhecimento existente, o porta-aviões M-21 tinha dados de voo semelhantes. A velocidade de vôo atingiu M = 3,35, o intervalo - até 2.000 km. Isso foi o suficiente para o aproveitamento total do novo batedor.
Conforme concebido pelos autores do projeto, o avião porta-aviões com uma aeronave de reconhecimento no pilão deveria decolar de um dos aeródromos e ir para o local onde o drone foi lançado. Tendo ganho a altitude necessária e acelerado a uma velocidade da ordem de M = 3, 2, o porta-aviões pode lançar o D-21. Depois de cair e retroceder até uma distância segura usando o controle remoto, o batedor teve que realizar o vôo de forma independente de acordo com o programa previamente carregado nele. Depois de completar o reconhecimento e tirar fotos do objeto requerido, o D-21 deveria ir para a área especificada e descer a uma altitude de 18 km. Lá, um contêiner de hardware foi derrubado, após o qual um autoliquidador foi acionado, destruindo o drone. O contêiner com sistemas de controle e filmes fotográficos caiu e abriu o paraquedas a uma altitude de 4,5 km. Além disso, deveria ter sido recolhido com a ajuda de aeronaves ou navios das forças navais. Em particular, o equipamento foi fornecido para "pegar" o contêiner no ar. Para isso, uma aeronave Lockheed JC-130B Cat's-Whiskers especial foi construída. De acordo com o nome do meio de captura do contêiner, esse avião foi denominado "Bigode de Gato".
O drone ao se desencaixar do porta-aviões. Fotografado em cinejornais
Duas aeronaves M-21 com números de série 60-6940 e 60-6941 foram especialmente construídas para testes em 1963-64. Além disso, a Lockheed montou sete protótipos do D-21. Toda essa técnica deveria ser usada em testes iniciados na primavera de 1964. Os pilotos Bill Park e Art Peterson estiveram envolvidos nas verificações, que iriam gerenciar as "mães", assim como os engenheiros da Skunk Works Ray Torik e Keith Beswick, que foram responsáveis pelo uso de equipamentos de reconhecimento. No futuro, as responsabilidades foram distribuídas da seguinte forma. B. Park controlava o porta-aviões e A. Peterson era responsável por pilotar a aeronave reserva. R. Torik e K. Beswick desempenharam alternadamente as funções de operador de sistemas da transportadora e de cameraman na aeronave acompanhante.
Em 1º de abril de 1964, uma das aeronaves M-21 decolou pela primeira vez. Em 19 de junho do mesmo ano, foram iniciados os testes de solo dos pacotes M-21 e D-21. O primeiro vôo de um porta-aviões com drone em poste ocorreu no dia 22 de dezembro, no mesmo dia do primeiro vôo da aeronave de reconhecimento SR-71A, criada a partir do A-12 e destinada à Força Aérea. O objetivo do primeiro voo era testar a interação entre a transportadora e sua "carga útil" ao voar em diferentes velocidades e altitudes. O veículo aéreo não tripulado com o número de série 501 não foi derrubado durante este vôo.
Danos recebidos por um veículo de reconhecimento durante um dos voos sem liberação. Foto Testpilot.ru
Durante esses testes, os autores do projeto enfrentaram sérios problemas técnicos e operacionais. A necessidade de corrigir as deficiências identificadas levou a uma revisão do cronograma do projeto. A primeira alta do D-21, marcada para março de 1965, teve de ser adiada por quase um ano. Por conta disso, o primeiro vôo independente da nova aeronave de reconhecimento ocorreu apenas no dia 5 de março de 66.
Neste dia, o protótipo do complexo de reconhecimento, operado por B. Park e K. Beswick, decolou da base aérea de Vandenberg (Califórnia), ganhou altitude e velocidade exigidas, após o que o operador reiniciou o veículo não tripulado. Durante a separação, o D-21 # 502 deixou cair as carenagens da cabeça e da cauda, o que levou a problemas perceptíveis. A carenagem da cabeça se estilhaçou em pedaços, o que atingiu e danificou as saliências. Mesmo assim, o D-21 conseguiu se afastar do porta-aviões de forma regular e iniciar um vôo independente. De acordo com as lembranças de K. Besvik, levou apenas alguns segundos para separar o aparelho, o que, no entanto, pareceu várias horas. Durante o vôo conjunto da "mãe" e da "filha", o motor do drone funcionou, o que simplificou a saída para o ponto de queda, mas levou ao uso de parte significativa do suprimento de combustível. Após um quarto do reabastecimento, o experiente D-21 era capaz de voar apenas cerca de 100 milhas (aproximadamente 280 km). Depois disso, o dispositivo desceu, derrubou o container com o equipamento e se autodestruiu.
O momento da colisão do D-21A # 504 com o porta-aviões. Foto Wvi.com
No dia 27 de abril foi utilizado nos testes o protótipo número 506. Tendo em conta a experiência do teste anterior, decidiu-se abandonar a carenagem da cabeça descendente. A tripulação de B. Park e R. Torik completou com sucesso sua tarefa e garantiu o vôo de um drone experiente. Este último foi capaz de voar cerca de 2070 km. Em 16 de junho do mesmo ano, o veículo # 505, lançado pela B. Park e K. Beswick, com reabastecimento total, percorreu a distância de 2.870 km.
O próximo voo de teste foi planejado para 30 de julho, no qual foi planejado o uso do modelo de pré-produção # 504. B. Park e R. Torik levantaram novamente o complexo no ar e foram para o ponto de descarga, que ficava perto do Atol de Midway. Ocorreu um acidente durante o desacoplamento. A onda de choque que emana do porta-aviões "tocou" o drone, fazendo com que o M-21 perdesse a quilha. Em velocidade de cruzeiro, a aeronave apresentava estabilidade neutra, devido à qual a perda da unidade da cauda levou a uma perda de estabilidade e controlabilidade. O avião começou a tremer e as sobrecargas resultantes levaram à sua destruição. O nariz da fuselagem se separou de outras unidades e começou a cair.
Após a colisão, o equipamento entrou em colapso. Foto Wvi.com
A tripulação da aeronave conseguiu ejetar, logo espirrou e foi recolhida a bordo de um dos navios da área. B. Park escapou com ferimentos leves, e o engenheiro R. Torik danificou seu traje de alta altitude durante a ejeção. Ao cair no oceano, o traje começou a se encher de água, o que levou à morte do especialista.
O chefe do departamento "Skunk Works" K. Johnson, por sua própria decisão, proibiu outros voos de porta-aviões M-21 com aeronaves de reconhecimento D-21. A opinião sobre os riscos associados à instalação do drone a uma distância mínima das quilhas recebeu a mais terrível confirmação. Devido ao cancelamento de novos voos de teste, o projeto D-21 foi ameaçado de fechamento.
A única aeronave M-21 restante no museu da aviação. Foto Wikimedia Commons
A única aeronave remanescente M-12 nº 60-6941 devido ao encerramento dos testes foi enviada para o estacionamento. Ninguém se interessou por este carro, que o deixou armazenado por muito tempo. Mais tarde, foi transferido para o Museu da Aviação de Seattle, onde ainda está localizado.
A morte de um colega foi um duro golpe, mas os especialistas da Skunk Works ainda encontraram forças para continuar o trabalho. Não querendo arriscar novamente, os autores do projeto D-21 propuseram uma nova versão do complexo de reconhecimento que poderia reduzir drasticamente o perigo para o porta-aviões e sua tripulação. Agora foi proposto dispensar a aeronave supersônica M-21. Em vez disso, um bombardeiro B-52 convertido deveria levantar o batedor no ar. A nova versão do projeto foi denominada D-21B. A letra "A" foi adicionada ao nome da primeira versão, respectivamente. O trabalho continuou.
