Được phát triển vào đầu những năm 60, máy bay trinh sát siêu thanh A-12 phải được phân biệt bởi các đặc tính bay cao nhất có khả năng cung cấp giải pháp hiệu quả cho các nhiệm vụ được giao. Đồng thời, rõ ràng ngay lập tức rằng chiếc xe này sẽ có một số nhược điểm. Loại máy bay này hóa ra rất đắt và khó hoạt động, ngoài ra, nó không phải là vật bất khả xâm phạm đối với các hệ thống phòng không hiện đại. Cần phải tìm ra một phương pháp mới để tiến hành trinh sát từ trên không và tạo ra các phương tiện thích hợp. Máy bay không người lái D-21 là câu trả lời cho những thách thức hiện có.
Máy bay trinh sát A-12 được Lockheed chế tạo cho Cơ quan Tình báo Trung ương. Các máy bay U-2 hiện có không còn đáp ứng đầy đủ các yêu cầu, dẫn đến việc hình thành một nhiệm vụ kỹ thuật mới, đồng nghĩa với việc gia tăng các đặc điểm chính. Tuy nhiên, triển vọng của A-12 đã là chủ đề gây tranh cãi trong một thời gian. Vào ngày 1 tháng 5 năm 1960, một máy bay U-2 của CIA bị bắn rơi trên bầu trời Liên Xô. Vụ việc này dẫn đến lệnh cấm các chuyến bay của máy bay trinh sát có người lái trên lãnh thổ của Liên Xô. Tuy nhiên, bộ phận tình báo cần thông tin mới về một kẻ thù tiềm tàng, mà bây giờ chúng phải được thu thập bằng các phương tiện mới.
Một máy bay hàng không M-21 với một máy bay không người lái D-21A. Ảnh CIA
Vào tháng 10 năm 1962, các nhân viên của bộ phận bí mật của Lockheed có tên là Skunk Works, do nhà thiết kế Kelly Johnson đứng đầu, đã đề xuất một giải pháp khả thi cho vấn đề đang tồn tại. Trên cơ sở máy bay A-12 hiện có, người ta đề xuất phát triển tàu sân bay làm phương tiện trinh sát không người lái. Nhiệm vụ của người vận chuyển là đưa máy bay không người lái đến một khu vực nhất định, nơi cần phải tách rời. Hơn nữa, thiết bị, được trang bị động cơ ramjet, phải độc lập đi đến khu vực cần thiết và chụp ảnh.
Trong quá trình nghiên cứu sơ bộ và nghiên cứu lý thuyết, sự xuất hiện tối ưu của phức hợp đầy hứa hẹn đã được thiết lập. Người ta đã đề xuất chế tạo một chiếc máy bay không người lái dùng một lần và trang bị cho nó một thùng chứa đồ để đặt các hệ thống điều khiển và thiết bị chụp ảnh. Người ta cho rằng kiến trúc như vậy sẽ giảm chi phí sản xuất và vận hành thiết bị càng nhiều càng tốt. Đặc biệt, tiết kiệm nhất định đã được cung cấp do việc sử dụng nhiều lần các thiết bị dẫn đường phức tạp và đắt tiền.
D-21A trong xưởng của nhà sản xuất. Ảnh Testpilot.ru
Là một bước phát triển tiếp theo của tổ hợp trinh sát dựa trên máy bay A-12, dự án đầy hứa hẹn nhận được ký hiệu Q-12. Đây là chỉ định cho cách bố trí được trình bày vào cuối năm 1962 bởi nhà phát triển cho một khách hàng tiềm năng là người của CIA. Theo những gì chúng tôi được biết, ban lãnh đạo của tổ chức tình báo đã phản ứng với dự án mới mà không có nhiều nhiệt tình. Với sự ra đời và phổ biến của các hệ thống tên lửa phòng không, CIA cần những máy bay trinh sát tốc độ cao, tầm cao như A-12. Máy bay không người lái Q-12 được quan tâm rất hạn chế.
Mặc dù không có lệnh chính thức và phản ứng trái chiều của Cơ quan Tình báo Trung ương, các chuyên gia của Skink Work vẫn tiếp tục làm việc. Trong giai đoạn này, họ đã tiến hành các cuộc thử nghiệm mô hình Q-12 trong một đường hầm gió, trong đó khả năng đạt được các đặc tính bay đã tính toán được hoàn toàn xác nhận. Nhờ đó, công việc có thể tiếp tục hơn nữa, nhưng phải có đơn đặt hàng chính thức từ bộ phận này hay bộ phận khác.
Đi làm sớm. Bạn có thể thấy các yếu tố cấu trúc của tàu sân bay và máy bay không người lái. Ảnh Testpilot.ru
Vào đầu năm 1962 và 1963, công ty Lockheed đã đề xuất sự phát triển mới của mình cho Không quân. Tổ chức này bắt đầu quan tâm đến tổ hợp trinh sát, với những sửa đổi thích hợp, có thể trở thành cơ sở cho hệ thống tấn công. Có thể, sự quan tâm của Lực lượng Không quân đã trở thành một động lực bổ sung cho CIA, dẫn đến một hợp đồng ba bên để phát triển một dự án chính thức. Văn kiện được ký vào đầu mùa xuân năm 1963.
Dự án máy bay trinh sát không người lái đầy hứa hẹn được sử dụng kết hợp với máy bay tác chiến trên tàu sân bay được đặt tên là D-21. Là một phần của công việc thiết kế, bộ phận Skunk Works có nhiệm vụ phát triển một dự án cho chính máy bay không người lái, cũng như tạo ra một phiên bản hiện đại hóa của máy bay A-12, nhằm hỗ trợ công việc của máy bay do thám. Tàu sân bay D-21 đầy hứa hẹn được đặt tên là M-21. Các chữ cái cho tên được chọn khá đơn giản. Ban đầu, khái niệm về hệ thống thông minh "hai giai đoạn" được gọi là "Mẹ và Con gái". Theo đó, tàu sân bay nhận được ký tự "M" từ "Mẹ"), và máy bay không người lái - "D", tức là "Daughter" ("con gái"). Sau đó, một phiên bản mới của dự án đã được phát triển, đó là lý do tại sao tên của căn cứ được đổi thành D-21A.
Sơ đồ của thiết bị D-21 với mô tả về khoang phần cứng có thể tháo rời. Hình Testpilot.ru
Bộ máy trinh sát của mẫu máy bay mới phải được phân biệt bởi dữ liệu bay cao, do đó ảnh hưởng đến thiết kế của nó. Phần lớn các yếu tố cấu trúc được đề xuất làm bằng titan. Đồng thời, một số bộ phận được làm bằng hợp kim thép và nhựa. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chỉ có thiết kế như vậy mới cho phép D-21 đạt được tốc độ cần thiết và chịu được tải nhiệt gây ra. Để làm giảm tác động tiêu cực của nhiệt, nên sử dụng một loại sơn đặc biệt dựa trên ferit và lớp phủ vecni, cũng như hệ thống làm mát vỏ nhiên liệu, tương tự như hệ thống được sử dụng trên máy bay A-12 và SR-71, nên được sử dụng.
D-21 nhận được một thân máy bay hình trụ, kết hợp nhịp nhàng với một cánh delta. Cạnh đầu của cánh có các nốt tròn gần chạm tới khe hút gió phía trước. Phần phía trước của thân máy bay được làm dưới dạng khe hút gió với phần thân trung tâm hình nón. Ở đuôi có một bộ phận thuôn nhọn, trong đó một bộ phận của động cơ phản lực được đặt. Bộ phận đuôi được cung cấp dưới dạng một keel hình thang. Tổng chiều dài của phương tiện là 13,1 m, sải cánh 5,8 m, cao 2,2 m, trong quá trình bay trên tàu sân bay, thiết bị phải mang theo thiết bị thả đầu và đuôi.
Các đơn vị của động cơ ramjet. Ảnh Testpilot.ru
Thiết bị được trang bị một cánh đồng bằng với dòng chảy ogival phát triển tốt. Cánh được lắp đặt với một góc âm của phương ngang V. Trên mép sau của cánh, người ta đặt các mặt phẳng chuyển động, chúng được dùng như thang máy và máy bay. Kiểm soát đánh đầu được thực hiện bằng cách sử dụng bánh lái trên mép sau của keel.
Ở phần mũi của máy bay không người lái, cách cửa hút gió một đoạn ngắn, có một ngăn để đặt các dụng cụ. Thiết bị điều khiển và camera trên không được đề xuất đặt trong một thùng chứa chung dài 1, 9 m, phần dưới của thùng chứa này là một phần của lớp da đáy thân máy bay. Bên trên thiết bị, các nắp bảo vệ cũng được cung cấp. Khoang thiết bị được gắn trên các giá đỡ có kiểm soát và có thể được thả xuống tại một thời điểm nhất định của chuyến bay.
Khoang phần cứng có hệ thống định vị quán tính, hệ thống lái tự động, máy tính cho các thông số không khí, cũng như phương tiện duy trì các điều kiện khí hậu cần thiết. Một khối lượng đã được dự kiến cho việc lắp đặt một camera trên không của các mô hình hiện có tương ứng với nhiệm vụ đang thực hiện. Để tiết kiệm chi phí sản xuất các thiết bị điều khiển khá phức tạp và đắt tiền, cũng như để quay lại các đoạn phim có hình ảnh trinh sát, dự án D-21 đã đề xuất thả khoang thiết bị và giải cứu nó bằng dù.
Một tổ hợp trinh sát nguyên mẫu đang chuẩn bị cất cánh. Ảnh của Lực lượng Không quân Hoa Kỳ
Ngay cả trong quá trình nghiên cứu sơ bộ, động cơ phản lực Marquardt RJ43-MA-11, trước đây được tạo ra cho tên lửa phòng không tầm xa Boeing CIM-10 Bomarc, nên được sử dụng như một nhà máy điện. Sau một số thay đổi về thiết kế, chẳng hạn như hoàn thiện thiết bị ổn định ngọn lửa, lắp đặt vòi phun mới và hiện đại hóa một số hệ thống khác, động cơ này có thể được sử dụng trên xe trinh sát. Mục tiêu chính của những sửa đổi như vậy là để tăng thời gian kéo của tác phẩm. Động cơ được nâng cấp, nhận được ký hiệu cập nhật XRJ43-MA20S-4, có thể hoạt động mà không bị gián đoạn trong tối đa một giờ rưỡi và cho lực đẩy 680 kgf.
Phần lớn thể tích trống của khung máy bay được dành cho việc bố trí các thùng nhiên liệu. Một thể tích đáng kể của thân máy bay được phân bổ dưới kênh nạp khí, cung cấp khí quyển cho động cơ. Kết quả là, không phải chiếc xe không người lái lớn nhất được phân biệt bằng cách bố trí các đơn vị bên trong rất dày đặc. Trong quá trình phát triển hệ thống nhiên liệu, sự phát triển của các dự án hiện có đã được tính đến. Đặc biệt, để bù đắp cho sự nóng lên của da, D-21 đã nhận được các bộ trao đổi nhiệt mà qua đó nhiên liệu phải luân chuyển. Ở dưới đáy của thiết bị, các van đã được cung cấp để kết nối với hệ thống nhiên liệu của tàu sân bay. Thông qua một van, các két được tiếp nhiên liệu, qua van thứ hai, nhiên liệu được cung cấp cho hệ thống làm mát vỏ.
M-21 và D-21A đang bay. Ảnh của Lực lượng Không quân Hoa Kỳ
Máy bay không người lái do thám Lockheed D-21 có trọng lượng cất cánh 5 tấn, động cơ được sử dụng giúp nó có thể đạt tốc độ lên tới M = 3, 35 và lên độ cao 29 km. Phạm vi bay vượt quá 1930 km. Có tính đến việc sử dụng máy bay tác chiến, có khả năng tăng đáng kể bán kính của tổ hợp trinh sát.
Một phương tiện bay không người lái đầy hứa hẹn đã được sử dụng với máy bay tác chiến M-21. Tàu sân bay được phát triển trên cơ sở máy bay trinh sát siêu thanh A-12 hiện có, được phân biệt bởi các đặc tính cao của nó. Trên thực tế, M-21 là A-12 ban đầu, không có thiết bị trinh sát và được trang bị một số thiết bị khác. Người ta đề xuất loại bỏ các camera khỏi khoang nằm phía sau buồng lái, thay vào đó nên đặt một buồng lái bổ sung ở đó với nơi làm việc cho thành viên phi hành đoàn thứ hai điều khiển máy bay không người lái. Người điều khiển đã có một bộ thiết bị cần thiết và cũng có một kính tiềm vọng để quan sát thiết bị trong quá trình bay và phóng.
Máy bay JC-130B Cat’s-Whiskers với thiết bị "bắt" một thùng chứa phần cứng. Ảnh Wvi.com
Trên bề mặt trên của thân tàu sân bay, giữa các ke, người ta đề xuất gắn một cột tháp với các phụ kiện cho D-21. Trụ tháp có các van để kết nối hệ thống nhiên liệu, cũng như các khóa cơ khí và khí nén với một bộ đẩy, đảm bảo thả "con gái" theo lệnh của người điều khiển. Theo kết quả của việc thổi trong đường hầm gió, người ta khuyến nghị giảm chiều cao của cột tháp, vì như vậy máy bay không người lái phải nằm giữa các keels của tàu sân bay. Đồng thời, chỉ còn lại 15 cm giữa đầu cánh máy bay D-21 và phần trên của keel M-21, điều này có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị. Thiết kế trưởng K. Johnson phản đối việc giảm chiều cao của cột tháp vì những rủi ro liên quan đến nó, nhưng trong phiên bản cuối cùng của dự án, một giải pháp như vậy đã được sử dụng.
Là một sửa đổi của máy bay trinh sát hiện có, tàu sân bay M-21 có dữ liệu bay tương tự. Tốc độ bay đạt M = 3,35, tầm bay - 2000 km. Điều này là đủ cho việc khai thác đầy đủ của trinh sát mới.
Theo hình dung của các tác giả của dự án, chiếc máy bay tác chiến với một máy bay trinh sát trên cột tháp được cho là cất cánh từ một trong những sân bay và đi đến nơi chiếc máy bay không người lái được thả xuống. Khi đạt được độ cao cần thiết và tăng tốc đến tốc độ theo bậc M = 3, 2, tàu sân bay có thể thả chiếc D-21. Sau khi thả và lùi về khoảng cách an toàn bằng điều khiển từ xa, trinh sát viên phải độc lập thực hiện chuyến bay theo chương trình đã được nạp trước đó. Sau khi hoàn thành việc trinh sát và chụp ảnh đối tượng được yêu cầu, chiếc D-21 được cho là đi đến khu vực quy định và hạ xuống độ cao 18 km. Tại đó, một hộp đựng phần cứng đã bị rơi, sau đó một bộ phận tự thanh lý được kích hoạt, phá hủy máy bay không người lái. Chiếc container với hệ thống điều khiển và phim chụp ảnh đã rơi xuống và bung dù ở độ cao 4,5 km. Xa hơn nữa, nó đáng lẽ phải được vớt lên với sự trợ giúp của máy bay hoặc tàu của lực lượng hải quân. Đặc biệt, thiết bị đã được cung cấp để "bắt" container ngay trên không. Để làm được điều này, một chiếc máy bay Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers đặc biệt đã được chế tạo. Theo tên gọi của phương tiện bắt container, chiếc máy bay này được gọi là "Râu mèo".
Máy bay không người lái trong khi dỡ hàng khỏi tàu sân bay. Ảnh từ newsreel
Hai máy bay M-21 mang số hiệu 60-6940 và 60-6941 được chế tạo đặc biệt để thử nghiệm vào các năm 1963-64. Ngoài ra, Lockheed đã lắp ráp bảy nguyên mẫu của D-21. Tất cả kỹ thuật này được cho là sẽ được sử dụng trong các thử nghiệm bắt đầu vào mùa xuân năm 1964. Phi công Bill Park và Art Peterson đã tham gia vào cuộc kiểm tra, những người sẽ quản lý các "bà mẹ", cũng như các kỹ sư của Skunk Works là Ray Torik và Keith Beswick, những người chịu trách nhiệm sử dụng thiết bị do thám. Trong tương lai, trách nhiệm được phân bổ như sau. B. Park điều khiển chiếc tàu sân bay, và A. Peterson chịu trách nhiệm điều khiển chiếc máy bay dự phòng. R. Torik và K. Beswick luân phiên thực hiện nhiệm vụ của người điều hành hệ thống tàu sân bay và người quay phim trên chiếc máy bay đi cùng.
Vào ngày 1 tháng 4 năm 1964, một trong những chiếc máy bay M-21 đã cất cánh lần đầu tiên. Vào ngày 19 tháng 6 cùng năm, các cuộc thử nghiệm mặt đất của các bó M-21 và D-21 bắt đầu. Chuyến bay đầu tiên của tàu sân bay có thiết bị bay không người lái trên cột tháp diễn ra vào ngày 22 tháng 12, cùng ngày với chuyến bay đầu tiên của máy bay trinh sát SR-71A, được tạo ra trên cơ sở A-12 và dành cho Không quân. Mục đích của chuyến bay đầu tiên là để kiểm tra sự tương tác giữa tàu sân bay và "trọng tải" của nó khi bay ở các tốc độ và độ cao khác nhau. Máy bay không người lái mang số hiệu 501 đã không bị rơi trong chuyến bay này.
Thiệt hại do một phương tiện trinh sát nhận được trong một trong các chuyến bay mà không được giải phóng. Ảnh Testpilot.ru
Trong các cuộc thử nghiệm này, các tác giả của dự án đã phải đối mặt với các vấn đề nghiêm trọng về kỹ thuật và vận hành. Sự cần thiết phải sửa chữa những thiếu sót đã được xác định dẫn đến việc sửa đổi lịch trình của dự án. Lần xuất ngũ đầu tiên của D-21, dự kiến vào tháng 3 năm 1965, đã phải hoãn lại gần một năm. Do đó, chuyến bay độc lập đầu tiên của máy bay trinh sát mới chỉ diễn ra vào ngày 5 tháng 3 năm 66.
Vào ngày này, nguyên mẫu của tổ hợp trinh sát, do B. Park và K. Beswick điều hành, cất cánh từ căn cứ không quân Vandenberg (California), đạt được độ cao và tốc độ cần thiết, sau đó người điều khiển đặt lại phương tiện không người lái. Trong quá trình tách biệt, D-21 # 502 đã làm rơi phần đầu và đuôi, dẫn đến các vấn đề đáng chú ý. Phần đầu vỡ vụn thành nhiều mảnh, va đập và làm hỏng phần nhô ra. Tuy nhiên, D-21 có thể di chuyển khỏi tàu sân bay một cách bình thường và bắt đầu một chuyến bay độc lập. Theo hồi ức của K. Besvik, chỉ mất vài giây để tách bộ máy, tuy nhiên, dường như mất vài giờ. Trong chuyến bay chung của "mẹ" và "con gái", động cơ bay không người lái đã hoạt động, giúp đơn giản hóa việc thoát ra điểm rơi, nhưng dẫn đến việc sử dụng một phần đáng kể nguồn cung cấp nhiên liệu. Sau một phần tư lần tiếp nhiên liệu, chiếc D-21 có kinh nghiệm chỉ bay được khoảng 100 dặm (tương đương 280 km). Sau đó, thiết bị hạ xuống, rơi thùng chứa thiết bị và tự hủy.
Khoảnh khắc va chạm của D-21A # 504 với tàu sân bay. Ảnh Wvi.com
Vào ngày 27 tháng 4, nguyên mẫu số 506 đã được sử dụng trong các cuộc thử nghiệm. Dựa trên kinh nghiệm của lần thử nghiệm trước, nó đã quyết định loại bỏ bộ phận ngăn đầu rơi. Phi hành đoàn của B. Park và R. Torik đã hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ của họ và đảm bảo chuyến bay của một máy bay không người lái có kinh nghiệm. Chiếc thứ hai đã bay được khoảng 2070 km. Vào ngày 16 tháng 6 cùng năm, chiếc xe số 505, do B. Park và K. Beswick khởi động, với một lần tiếp nhiên liệu đầy đủ, đã đi được quãng đường 2870 km.
Chuyến bay thử nghiệm tiếp theo được lên kế hoạch vào ngày 30 tháng 7, trong đó nó được lên kế hoạch sử dụng mẫu # 504 tiền sản xuất. B. Park và R. Torik lại nâng khu phức hợp lên không trung và đi đến điểm phóng điện, gần đảo san hô vòng Midway. Một tai nạn xảy ra trong quá trình tháo gỡ. Sóng xung kích phát ra từ tàu sân bay đã "chạm" vào thiết bị bay không người lái, kết quả là M-21 bị mất keel. Ở tốc độ bay, máy bay có độ ổn định trung tính, do đó việc mất bộ phận đuôi dẫn đến mất ổn định và khả năng điều khiển. Máy bay bắt đầu rung lắc, và kết quả là quá tải dẫn đến việc nó bị phá hủy. Mũi của thân máy bay tách khỏi các đơn vị khác và bắt đầu rơi xuống.
Sau va chạm, các thiết bị bị đổ sập. Ảnh Wvi.com
Phi hành đoàn cố gắng đẩy ra, ngay sau đó văng xuống và được vớt lên một trong những con tàu trong khu vực. B. Park trốn thoát với vết thương nhẹ, và kỹ sư R. Torik đã làm hỏng bộ đồ độ cao của anh ta trong quá trình phóng. Khi rơi xuống biển, bộ đồ bắt đầu đầy nước, dẫn đến cái chết của chuyên gia.
Người đứng đầu bộ phận "Skunk Works" K. Johnson, theo quyết định của riêng mình, đã cấm các chuyến bay tiếp theo của tàu sân bay M-21 bằng máy bay trinh sát D-21. Ý kiến về những rủi ro liên quan đến việc lắp đặt máy bay không người lái ở khoảng cách tối thiểu so với các keel nhận được sự xác nhận khủng khiếp nhất. Do các chuyến bay thử nghiệm tiếp theo bị hủy bỏ, dự án D-21 bị đe dọa đóng cửa.
Máy bay M-21 duy nhất còn lại trong bảo tàng hàng không. Ảnh Wikimedia Commons
Chiếc máy bay duy nhất còn lại M-12 số hiệu 60-6941 do chấm dứt các cuộc thử nghiệm đã được gửi vào bãi đậu. Không ai tỏ ra thích thú với chiếc xe này, vì đã để nó trong kho trong một thời gian dài. Sau đó nó được chuyển đến Bảo tàng Hàng không Seattle, nơi nó vẫn được đặt.
Cái chết của một đồng nghiệp là một đòn nặng, nhưng các chuyên gia của Skunk Works vẫn tìm thấy sức mạnh để tiếp tục công việc. Không muốn mạo hiểm một lần nữa, các tác giả của dự án D-21 đã đề xuất một phiên bản mới của tổ hợp trinh sát có thể giảm đáng kể nguy hiểm cho tàu sân bay và phi hành đoàn của nó. Bây giờ nó đã được đề xuất để làm mà không có máy bay siêu thanh M-21. Thay vào đó, một máy bay ném bom B-52 được hoán cải được cho là sẽ nâng chiếc trinh sát lên không trung. Phiên bản mới của dự án được đặt tên là D-21B. Chữ "A" đã được thêm vào tên của phiên bản đầu tiên, tương ứng. Công việc được tiếp tục.
