Northrop HL-10 là một trong 5 máy bay tại Trung tâm Nghiên cứu Chuyến bay Edwards của NASA (Dryda, California). Những cỗ máy này được chế tạo để nghiên cứu và kiểm tra khả năng cơ động và hạ cánh an toàn của một chiếc máy bay có chất lượng khí động học thấp sau khi trở về từ vũ trụ. Các nghiên cứu sử dụng HL-10 và các thiết bị tương tự khác được thực hiện từ tháng 7 năm 1966 - tháng 11 năm 1975.
Trên cơ sở các nghiên cứu lý thuyết vào đầu những năm 1950, hình nón mũi cùn được công nhận là hình dạng tối ưu nhất cho phần đầu của tên lửa đạn đạo đầy hứa hẹn. Khi đi vào khí quyển, sóng xung kích tách rời xuất hiện trước thiết bị có đầu như vậy làm giảm đáng kể tải nhiệt và có thể làm tăng khối lượng của đầu đạn bằng cách giảm độ dày của lớp phủ che chắn nhiệt.
Các chuyên gia của NACA đã tham gia vào các công trình này phát hiện ra rằng sự phụ thuộc này cũng được bảo tồn đối với các nửa hình nón. Họ cũng tiết lộ một đặc điểm khác: trong quá trình dòng siêu âm, sự chênh lệch áp suất dòng chảy trên bề mặt dưới và bề mặt trên tạo ra lực nâng, làm tăng đáng kể khả năng cơ động của máy bay khi rời quỹ đạo.
Các phương tiện có thân tàu sân bay (sơ đồ này nhận được tên này), xét về đặc tính bay của chúng, chiếm vị trí trung gian giữa các viên đạn đạo và máy bay quỹ đạo. Ngoài ra, việc sử dụng các viên nang bay xuống trong tàu vũ trụ có người lái đòi hỏi chi phí phóng và thu hồi đáng kể. Ưu điểm của "vỏ chịu lực" bao gồm độ hoàn thiện thiết kế cao, khả năng tái sử dụng, chi phí phát triển thấp hơn so với hệ thống hội nghị truyền hình truyền thống, v.v.
Các chuyên gia của Phòng thí nghiệm. Ames, (sau đây gọi là Trung tâm Ames), một mô hình của bộ máy có dạng nửa hình nón cùn với mặt trên phẳng đã được tính toán. Để ổn định hướng, nó được cho là sử dụng hai ke dọc, tiếp nối các đường viền của thân máy bay. Tàu vũ trụ trở về của cấu hình này được đặt tên là M2.
Các nghiên cứu tương tự cũng được thực hiện tại Trung tâm Langley. Các nhân viên đã tính toán một số phương án cho hệ thống hội nghị truyền hình có thân chịu lực. Triển vọng nhất trong số đó là dự án HL-10 ("Hạ cánh ngang"; 10 là số thứ tự của mô hình được đề xuất). Bộ máy HL-10 có mặt trên gần như hình tròn với ba ke, đáy phẳng, hơi cong.
Với hiệu suất cao của tàu vũ trụ, NASA, cùng với Không quân, vào năm 1961 đã xem xét các đề xuất sử dụng chúng trong chương trình mặt trăng để đưa các phi hành gia trở về. Tuy nhiên, các dự án đã không được chấp nhận. Bất chấp việc cắt giảm kinh phí cho các dự án thí điểm, công việc này vẫn được tiếp tục nhờ nỗ lực của những người đam mê. Một máy bay mô hình đã làm mô hình tỷ lệ của máy bay và thực hiện các bài kiểm tra ném. Thành công thực sự đã cho phép các bản ghi âm của các thử nghiệm được chứng minh cho ban quản lý của Trung tâm Dryden và Ames. Lần đầu tiên được phân bổ 10.000 đô la từ quỹ dự trữ để sản xuất một bộ máy quy mô lớn và lần thứ hai đồng ý tiến hành các thử nghiệm khí động học. Thiết bị này được đặt tên là M2-F1.
Mô hình dài sáu mét được làm bằng ống nhôm (cấu trúc nguồn) và ván ép (phần thân). Một cặp điện trở được gắn ở mép trên của phần đuôi. Các ke nhôm bên ngoài được trang bị bánh lái. Kết quả tốt của việc xả đáy đã giúp nó có thể bắt đầu thử nghiệm vận hành. Nhưng việc thiếu công cụ ép xung phù hợp buộc phải mua một chiếc Pontiac với động cơ cưỡng bức, giúp tăng tốc cho mẫu xe nặng 450 kg lên 160-195 km / h. Các biện pháp kiểm soát có hiệu quả thấp và không mang lại sự ổn định cần thiết cho sản phẩm. Vấn đề đã được giải quyết bằng cách loại bỏ ke trung tâm và cải thiện các bề mặt điều khiển.
Trong một số lần chạy, mô hình được nâng lên khỏi mặt đất lên độ cao 6 m, thành công của các cuộc thử nghiệm đã cho phép những người tham gia dự án thuyết phục giám đốc Trung tâm Dryden tháo thiết bị để tự lập kế hoạch khỏi xe. Sau đó, các cuộc thử nghiệm ném mô hình bắt đầu, thiết bị được máy bay C-47 kéo lên độ cao 3-4 km. Chuyến bay lượn đầu tiên diễn ra vào ngày 16 tháng 8 năm 1963. Nhìn chung, M2-F1 thể hiện độ ổn định và khả năng xử lý tốt.
Chuyến bay ngoạn mục của thiết bị mới, cũng như chi phí thấp của công việc được thực hiện, khiến nó có thể mở rộng công việc về chủ đề này.
Vào giữa năm 1964, cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA đã ký một thỏa thuận với Northrop về việc chế tạo hai phương tiện có thể tái sử dụng hoàn toàn bằng kim loại không cánh với thân tự hỗ trợ. Các phương tiện mới được đặt tên là HL-10 và M2-F2, khác nhau về cấu tạo của thân chở.
Về ngoại hình, M2-F2 về cơ bản lặp lại M2-F1: một nửa hình nón với bề mặt phẳng phía trên được trang bị một cặp ke dọc không có góc nâng bên ngoài, bánh lái có thể được sử dụng làm cánh phanh. Để mở rộng tầm nhìn, buồng lái được chuyển về phía trước và phần mũi được lắp kính. Để giảm lực cản và cải thiện điều kiện dòng chảy, phần thân của mô hình đã được kéo dài một chút. Ở phần đuôi của M2-F2, một nắp bụng được đặt để kiểm soát độ cao, bề mặt trên của thân tàu được hoàn thiện bởi một cặp cánh lật nâng, cung cấp khả năng kiểm soát cuộn trong phản lực.
Thân tàu Northrop HL-10 là một nửa hình nón ngược với thân trên tròn và đáy phẳng. Ngoài ra, còn có một keel trung tâm. Ở phần đuôi, hai tấm chắn hình thang với các tấm chắn nhỏ đã được lắp đặt. Các tấm cân bằng được gắn trên các ke ngoài, và ke trung tâm là một bánh lái tách đôi. Các tấm cân bằng và tấm chắn nâng chỉ được sử dụng để ổn định trong chuyến bay xuyên và siêu thanh. Khi lượn sau đoạn chủ động với tốc độ M = 0, 6-0, 8, chúng được cố định để tránh giảm mạnh chất lượng khí động học trong quá trình hạ cánh. Tốc độ hạ cánh ước tính được cho là khoảng 360 km / h.
Do máy bay tên lửa được phát triển trong điều kiện tài chính khá khắt khe nên để tiết kiệm chi phí, các phương tiện này được trang bị các đơn vị và các yếu tố sẵn sàng: bộ phận hạ cánh chính được lấy từ tiêm kích F-5, ghế phóng của tiêm kích F-106 chỗ ngồi, phần hỗ trợ phía trước - từ máy bay T-39.
Thiết bị đo đạc của máy bay cũng được phân biệt bởi sự đơn giản của nó - trong những chuyến bay đầu tiên, chúng thậm chí còn thiếu cảm biến thái độ. Các công cụ đo chính là cảm biến gia tốc, đo độ cao, tốc độ, độ trượt và góc tấn công.
Cả hai phương tiện đều được trang bị động cơ XLR-11 (lực đẩy 3,6 tấn), được sử dụng trong thời gian ngắn trên máy bay X-15. Để tăng tầm bắn khi hạ cánh khẩn cấp, M2-F2 và HL-10 được trang bị động cơ tên lửa đẩy chất lỏng phụ trợ chạy bằng hydro peroxit.
Các thùng nhiên liệu của các mô hình trong cuộc thử nghiệm ném đầy nước nặng 1,81 tấn.
Vào ngày 12 tháng 7 năm 1966, chuyến bay lượn đầu tiên của M2-F2 đã diễn ra. Mô hình nặng 2,67 tấn được tách khỏi B-52 ở độ cao 13500 m với tốc độ M = 0,6 (697 km / h). Thời gian của chuyến bay tự hành là 3 phút 37 giây. Vào ngày 10 tháng 5 năm 1967, một cuộc hạ cánh khẩn cấp đã xảy ra. Lý do của việc mất kiểm soát là do "bước đi của người Hà Lan", trong đó góc cuộn là 140 độ.
Người ta quyết định khôi phục lại bộ máy đã đổ nát bằng cách sửa đổi thiết kế. Để mang lại sự ổn định bên trên mô hình, vốn được đặt tên là M2-F3, đã lắp đặt một trục trung tâm và các khối động cơ phản lực của hệ thống điều khiển.
Thử nghiệm ném được tiếp tục vào tháng 6 năm 1970. Sáu tháng sau, chuyến bay đầu tiên diễn ra với động cơ tên lửa đẩy chất lỏng bền vững. Ở giai đoạn thử nghiệm cuối cùng, hoàn thành vào năm 1972, M2-F3 được sử dụng để giải quyết các nhiệm vụ phụ trợ khác nhau, bao gồm cả việc phát triển hệ thống điều khiển từ xa như một phần của chương trình Tàu con thoi. Các đặc tính bay của mô hình cũng được đánh giá ở chế độ bay giới hạn độ cao và tốc độ.
Vào tháng 12 năm 1966, các cuộc thử nghiệm ném HL-10 bắt đầu. Đối với họ, B-52 cũng đã được sử dụng. Chuyến bay tự hành đầu tiên đã rất phức tạp bởi các vấn đề nghiêm trọng - khả năng điều khiển theo hướng ngang là cực kỳ không đạt yêu cầu, hiệu quả của các chuyến bay tự hành trong các lượt giảm mạnh. Lỗ hổng đã được loại bỏ bằng cách sửa đổi đáng kể các ke bên ngoài, tạo thành dòng chảy trên các bề mặt điều khiển.
Vào mùa xuân năm 1968, các chuyến bay theo kế hoạch Northrop HL-10 tiếp tục. Lần phóng đầu tiên của động cơ tên lửa đẩy chất lỏng bền vững diễn ra vào tháng 10 năm 1968.
HL-10 cũng được sử dụng cho mục đích của Tàu con thoi. Hai chuyến bay cuối cùng của bộ máy, được thực hiện vào mùa hè năm 1970, được dành để thực hành hạ cánh với nhà máy điện được bật. Vì vậy, XLR-11 đã được thay thế bằng ba động cơ tên lửa đẩy chất lỏng hydro peroxit.
Thí nghiệm nói chung được coi là thành công - các động cơ hoạt động khi hạ cánh đã giảm góc đường lượn từ 18 xuống 6 độ. Tuy nhiên, người điều khiển bộ máy lưu ý rằng, mặc dù đã làm việc với các phương tiện dẫn đường trên mặt đất, nhưng việc xác định thời điểm bật động cơ tên lửa cũng gặp một số khó khăn.
Trong toàn bộ thời gian thử nghiệm, HL-10 đã hoàn thành 37 lần phóng. Đồng thời, mô hình đã thiết lập kỷ lục độ cao (27,5 km) và tốc độ (M = 1,86) cho tàu lượn tên lửa có thân chịu lực.
Đặc điểm chiến thuật và kỹ thuật:
Chiều dài - 6,45 m;
Chiều cao - 2,92 m;
Sải cánh - 4, 15 m;
Diện tích cánh - 14, 9 m²;
Trọng lượng rỗng - 2397 kg;
Trọng lượng toàn bộ - 2721 kg;
Trọng lượng cất cánh tối đa - 4540 kg (nhiên liệu - 1604 kg);
Nhà máy điện - Động cơ tên lửa bốn buồng Reaction Motors XLR-11 (lực đẩy tới 35,7 kN);
Tầm bay - 72 km;
Trần thực hành - 27524 m;
Tốc độ tối đa - 1976 km / h;
Hệ số lực đẩy trên một đơn vị khối lượng là 1: 0, 99;
Tải trọng cánh - 304, 7 kg / m²;
Phi hành đoàn - 1 người.
Được chế biến dựa trên các vật liệu:
