In den fünfziger Jahren des letzten Jahrhunderts wurde aktiv nach neuen Ideen und Lösungen im Bereich der strategischen Waffen gesucht. Einige der vorgeschlagenen Ideen waren von großem Interesse, erwiesen sich jedoch als zu schwierig umzusetzen und umzusetzen. So entwickeln die Vereinigten Staaten seit 1955 einen vielversprechenden strategischen Marschflugkörper SLAM, der mehrere Sprengköpfe in einer Entfernung von mehreren zehntausend Kilometern abfeuern kann. Um solche Eigenschaften zu erhalten, wurden die kühnsten Ideen vorgeschlagen, aber all dies führte letztendlich zum Abschluss des Projekts.
Erste Etappen
Bis Mitte der fünfziger Jahre hatte sich im Bereich der strategischen Waffen und Trägerfahrzeuge eine besondere Situation entwickelt. Durch die Entwicklung von Luftverteidigungssystemen verloren Bomber ihr Potenzial und ballistische Raketen konnten noch immer keine vergleichbare Reichweite aufweisen. Es galt, Raketen und Flugzeuge weiter zu verbessern oder andere Bereiche zu entwickeln. In den Vereinigten Staaten wurden zu dieser Zeit mehrere verschiedene Konzepte gleichzeitig studiert.
Die SLAM-Rakete aus Sicht des Künstlers. Abbildung Globalsecurity.org
1955 gab es den Vorschlag, einen neuen strategischen Marschflugkörper mit besonderen Fähigkeiten zu entwickeln. Dieses Produkt sollte aufgrund von Überschallgeschwindigkeit und geringer Flughöhe die feindliche Luftverteidigung durchbrechen. Es war erforderlich, die Möglichkeit einer autonomen Navigation in allen Phasen des Fluges und die Möglichkeit der Lieferung eines thermonuklearen Hochleistungssprengkopfes zu gewährleisten. Unabhängig davon wurde das Vorhandensein eines Kommunikationssystems vorgeschrieben, das den Rückruf einer angreifenden Rakete zu jedem Zeitpunkt des Fluges ermöglicht.
Mehrere amerikanische Flugzeughersteller haben mit der Arbeit an dem neuen Konzept begonnen. Ling-Temco-Vought startete sein Projekt mit dem vorläufigen Namen SLAM, Nordamerika nannte eine ähnliche Entwicklung BOLO, und Convair entwickelte das Big-Stick-Projekt. In den nächsten Jahren wurden die drei Projekte parallel erarbeitet, einige staatliche Wissenschaftsorganisationen waren daran beteiligt.
Ziemlich schnell standen die Designer aller am Programm teilnehmenden Firmen vor einem ernsthaften Problem. Die Schaffung einer Hochgeschwindigkeitsrakete in niedriger Höhe stellte besondere Anforderungen an das Antriebssystem und eine große Reichweite - an die Kraftstoffversorgung. Eine Rakete mit den erforderlichen Eigenschaften erwies sich als inakzeptabel groß und schwer, was radikale Lösungen erforderte. Anfang 1957 gab es erste Vorschläge, neue Raketen mit nuklearen Staustrahltriebwerken auszustatten.
Gleich zu Beginn des Jahres 1957 wurde das Lawrence Radiation Laboratory (jetzt Livermore National Laboratory) an das Programm angeschlossen. Sie musste die Probleme von Nuklearmotoren untersuchen und ein solches vollwertiges Modell entwickeln. Die Arbeiten am neuen Kraftwerk wurden im Rahmen eines Programms mit dem Codenamen Pluto durchgeführt. Dr. Ted Merkle wurde zum Leiter von Pluto ernannt.
Produktlayout SLAM. Abbildung Merkle.com
Zukünftig wurde gleichzeitig an einem vielversprechenden Triebwerk und drei Arten von Marschflugkörpern gearbeitet. Im September 1959 ermittelte das Pentagon die beste Version der neuen Waffe. Gewinner des Wettbewerbs war Ling-Temco-Vought (LTV) mit dem SLAM-Projekt (Supersonic Low-Altitude Missile). Sie war es, die das Design fertigstellen und dann experimentelle Raketen zum Testen bauen und später die Massenproduktion etablieren musste.
SLAM-Projekt
An die neue Waffe wurden besondere Anforderungen gestellt, die dazu führten, dass die kühnsten Entscheidungen getroffen werden mussten. Konkrete Vorschläge bezogen sich auf die Flugzeugzelle, das Triebwerk und sogar die Nutzlast und deren Verwendung. All dies ermöglichte es jedoch, die Anforderungen des Kunden zu erfüllen.
LTV schlug einen Canard-Marschflugkörper mit einer Länge von ca. 27 m und einem Abfluggewicht von ca. 27,5 Tonnen vor, wobei ein spindelförmiger Rumpf mit hoher Streckung vorgesehen war, in dessen Nase das vordere Leitwerk platziert war, und in der Mitte und im Heck befand sich ein Deltaflügel mit kleiner Spannweite. Unter dem Rumpf befand sich schräg zur Längsachse ein hervorstehender Lufteinlasskübel. An der Außenfläche der Rakete sollten startende Feststofftriebwerke installiert werden.
Berechnungen zufolge sollte die Reisefluggeschwindigkeit M = 3, 5 erreicht haben und der Hauptteil der Flugbahn hatte eine Höhe von nur 300 m, in diesem Fall ein Aufstieg auf eine Höhe von 10, 7 km und eine Beschleunigung auf a Vorgesehen waren Geschwindigkeiten von M = 4, 2. Dies führte zu starken thermischen und mechanischen Belastungen und stellte besondere Anforderungen an die Flugzeugzelle. Letzteres wurde vorgeschlagen, aus hitzebeständigen Legierungen zusammengebaut zu werden. Außerdem sollten einige Abschnitte der Verkleidung aus strahlendurchlässigen Materialien der erforderlichen Festigkeit bestehen.
Raketenflugdiagramm. Abbildung Globalsecurity.org
Letztendlich ist es den Ingenieuren gelungen, eine hervorragende strukturelle Festigkeit und Stabilität zu erreichen, die die bestehenden Anforderungen übertrifft. Aus diesem Grund erhielt die Rakete den inoffiziellen Spitznamen "fliegende Brechstange". Es ist erwähnenswert, dass dieser Spitzname im Gegensatz zu den anderen nicht anstößig war und auf die Stärken des Projekts hinwies.
Ein spezielles Kraftwerk ermöglichte es, die Anordnung der internen Volumina durch den Wegfall von Kraftstofftanks zu optimieren. Die Nase des Rumpfes wurde unter dem Autopiloten, der Leitausrüstung und anderen Mitteln gegeben. Nahe dem Schwerpunkt wurde ein Nutzlastraum mit Sonderausstattung platziert. Das Heck des Rumpfes beherbergte ein nukleares Staustrahltriebwerk.
Für den Typ TERCOM war das Raketenleitsystem SLAM verantwortlich. An Bord des Produkts wurde vorgeschlagen, eine Radarstation zur Geländevermessung zu platzieren. Die Automatisierung sollte den Untergrund mit der Referenzfläche vergleichen und darauf aufbauend die Flugbahn korrigieren. Befehle wurden an die Bugruderwagen erteilt. Ähnliche Tools wurden bereits in früheren Projekten getestet und haben sich gut bewährt.
Im Gegensatz zu anderen Marschflugkörpern musste das SLAM-Produkt nicht einen Sprengkopf, sondern 16 separate Sprengköpfe tragen. Thermonukleare Ladungen mit einer Kapazität von 1,2 Mt wurden im zentralen Fach des Rumpfes platziert und mussten einzeln abgeworfen werden. Berechnungen haben gezeigt, dass das Fallenlassen einer Ladung aus 300 m Höhe die Wirksamkeit stark einschränkt und auch die Trägerrakete bedroht. In dieser Hinsicht wurde ein originelles System zum Abfeuern von Sprengköpfen vorgeschlagen. Es wurde vorgeschlagen, den Block nach oben zu schießen und ihn entlang einer ballistischen Flugbahn zum Ziel zu schicken, die es ermöglichte, in optimaler Höhe zu detonieren und der Rakete genügend Zeit zum Verlassen zu lassen.
Tests des SLAM-Modells im Windkanal, 22. August 1963. Foto: NASA
Die Rakete sollte von einer stationären oder mobilen Trägerrakete mit drei Feststofftriebwerken abheben. Nachdem die erforderliche Geschwindigkeit erreicht war, konnte sich der Sustainer einschalten. Als letzteres kam ein vielversprechendes Produkt des Lawrence Laboratory in Betracht. Sie musste ein Staustrahl-Atomtriebwerk mit den erforderlichen Schubparametern erstellen.
Berechnungen zufolge könnte eine vom Pluto-Programm angetriebene SLAM-Rakete eine nahezu unbegrenzte Flugreichweite haben. Beim Fliegen in einer Höhe von 300 m überschritt die berechnete Reichweite 21.000 km und erreichte in maximaler Höhe 182.000 km. Die Höchstgeschwindigkeit wurde in großer Höhe erreicht und überschritt M = 4.
Das LTV SLAM-Projekt sah eine originelle Methode der Kampfarbeit vor. Die Rakete sollte mit Hilfe von startenden Triebwerken abheben und zum Ziel oder zu einem vorbestimmten Haltebereich gehen. Die hohe Reichweite des Höhenfluges ermöglichte den Start nicht nur unmittelbar vor dem Angriff, sondern auch während der bedrohten Zeit. Im letzteren Fall musste die Rakete im angegebenen Bereich bleiben und auf den Befehl warten, und nach Erhalt sollte sie an die Ziele gesendet werden.
Es wurde vorgeschlagen, den maximal möglichen Teil des Fluges in großer Höhe und hoher Geschwindigkeit durchzuführen. Bei Annäherung an den Verantwortungsbereich der feindlichen Luftverteidigung sollte die Rakete auf eine Höhe von 300 m absinken und auf das erste der zugewiesenen Ziele gerichtet werden. Beim Passieren daneben wurde vorgeschlagen, den ersten Sprengkopf abzuwerfen. Außerdem könnte die Rakete 15 weitere feindliche Ziele treffen. Nachdem die Munition aufgebraucht war, könnte ein mit einem Nuklearmotor ausgestattetes SLAM-Produkt auf ein anderes Ziel fallen und ebenfalls zu einer Atombombe werden.
Erfahrener Tory II-A-Motor. Foto Wikimedia Commons
Auch zwei weitere Möglichkeiten, dem Feind Schaden zuzufügen, wurden ernsthaft in Betracht gezogen. Während des Fluges mit einer Geschwindigkeit von M = 3, 5 erzeugte die SLAM-Rakete eine starke Stoßwelle: Im Tiefflug stellte sie eine Gefahr für Bodenobjekte dar. Darüber hinaus zeichnete sich der vorgeschlagene Kernmotor durch einen extrem starken Strahlungs-"Auspuff" aus, der das Gebiet infizieren kann. Somit könnte die Rakete dem Feind Schaden zufügen, indem sie einfach über sein Territorium fliegt. Nach dem Abwurf des 16-Sprengkopfes konnte er weiterfliegen und erst nachdem ihm der Kernbrennstoff ausgegangen war, konnte er das letzte Ziel treffen.
Pluto-Projekt
Gemäß dem SLAM-Projekt sollte das Lawrence Laboratory ein Staustrahltriebwerk auf Basis eines Kernreaktors entwickeln. Dieses Produkt musste einen Durchmesser von weniger als 1,5 m bei einer Länge von ca. 1,63 m haben, um die gewünschten Leistungsmerkmale zu erreichen, musste der Triebwerksreaktor eine thermische Leistung von 600 MW aufweisen.
Das Funktionsprinzip eines solchen Motors war einfach. Die durch den Lufteinlass einströmende Luft musste direkt in den Reaktorkern eintreten, erhitzt und durch die Düse ausgestoßen werden, um Schub zu erzeugen. Die Umsetzung dieser Grundsätze in der Praxis hat sich jedoch als äußerst schwierig erwiesen. Zunächst gab es ein Problem mit den Materialien. Selbst hitzebeständige Metalle und Legierungen waren den zu erwartenden thermischen Belastungen nicht gewachsen. Es wurde beschlossen, einige der Metallteile des Kerns durch Keramik zu ersetzen. Materialien mit den erforderlichen Parametern wurden von Coors Porcelain bestellt.
Dem Projekt zufolge hatte der Kern eines nuklearen Staustrahltriebwerks einen Durchmesser von 1,2 m bei einer Länge von etwas weniger als 1,3 m. Es wurde vorgeschlagen, 465 Tausend Brennelemente auf einer Keramikbasis in Form von Keramik zu platzieren Rohre 100 mm lang und 7,6 mm im Durchmesser … Die Kanäle innerhalb und zwischen den Elementen waren für den Luftdurchlass bestimmt. Die Gesamtmasse des Urans erreichte 59,9 kg. Während des Motorbetriebs sollte die Temperatur im Kern 1277 °C erreicht haben und aufgrund des Kühlluftstroms auf diesem Niveau gehalten werden. Ein weiterer Temperaturanstieg um nur 150° könnte zur Zerstörung der Hauptstrukturelemente führen.
Breadboard-Beispiele
Der schwierigste Teil des SLAM-Projekts war der ungewöhnliche Motor, und er war es, der zuerst überprüft und verfeinert werden musste. Speziell zum Testen neuer Geräte hat das Lawrence Laboratory einen neuen Testkomplex mit einer Fläche von 21 qm gebaut. km. Einer der ersten war ein Stand zum Testen von Staustrahltriebwerken mit Druckluftversorgung. Die Standtanks enthielten 450 Tonnen Druckluft. In einiger Entfernung von der Triebwerksposition wurde ein Gefechtsstand mit einem Unterstand aufgestellt, der für einen zweiwöchigen Aufenthalt der Tester ausgelegt war.
Tory II-A, Ansicht von oben. Foto Globalsecurity.org
Der Bau des Komplexes dauerte lange. Gleichzeitig entwickelten Spezialisten um T. Merkle ein Projekt für ein Triebwerk für eine zukünftige Rakete und erstellten auch eine Prototypenversion für Prüfstandsversuche. In den frühen sechziger Jahren führte diese Arbeit zu einem Produkt mit dem Codenamen Tory II-A. Die Lokomotive selbst und eine Vielzahl von Hilfssystemen wurden auf dem Bahnsteig platziert. Die Abmessungen des Motors entsprachen nicht den Anforderungen des Kunden, aber auch in dieser Form konnte der Prototyp seine Leistungsfähigkeit zeigen.
Am 14. Mai 1961 fand der erste und letzte Teststart des Tory II-A-Triebwerks statt. Das Triebwerk lief nur wenige Sekunden und entwickelte einen Schub, der deutlich unter dem einer Rakete lag. Dennoch bestätigte er die grundsätzliche Möglichkeit, ein nukleares Staustrahltriebwerk zu schaffen. Zudem gab es Grund für verhaltenen Optimismus: Messungen ergaben, dass die tatsächlichen Motoremissionen deutlich unter den berechneten liegen.
Als Ergebnis der Tory II-A-Tests begann die Entwicklung eines verbesserten B-Motors. Das neue Tory II-B-Produkt sollte Vorteile gegenüber seinem Vorgänger haben, aber es wurde entschieden, nicht gebaut oder getestet zu werden. Mit den Erfahrungen aus zwei Projekten wurde das nächste Bench-Sample entwickelt - Tory II-C. Vom vorherigen Prototyp unterschied sich dieser Motor in reduzierten Abmessungen, entsprechend den Einschränkungen der Raketenzelle. Gleichzeitig konnte er Eigenschaften aufweisen, die denen der SLAM-Entwickler nahe kommen.
Im Mai 1964 wurde der Tory II-C-Motor für seinen ersten Testlauf vorbereitet. Die Kontrolle sollte in Anwesenheit von Vertretern des Luftwaffenkommandos erfolgen. Der Motor wurde erfolgreich gestartet und funktionierte ungefähr 5 Minuten lang, wobei die gesamte Luft am Stand verbraucht wurde. Das Produkt entwickelte eine Leistung von 513 MW und erzeugte einen Schub von etwas weniger als 15,9 Tonnen, was für die SLAM-Rakete noch nicht ausreichte, aber das Projekt näher an den Zeitpunkt der Entwicklung eines nuklearen Staustrahltriebwerks mit den erforderlichen Eigenschaften brachte.
Die aktive Zone des Versuchsmotors. Foto Globalsecurity.org
Experten notierten erfolgreiche Tests in einer nahegelegenen Bar und begannen am nächsten Tag mit der Arbeit am nächsten Projekt. Das neue Triebwerk mit dem vorläufigen Namen Tory III sollte die Anforderungen des Kunden vollständig erfüllen und der SLAM-Rakete die gewünschten Eigenschaften verleihen. Nach damaligen Schätzungen könnte eine Versuchsrakete mit einem solchen Triebwerk 1967-68 ihren Erstflug gemacht haben.
Probleme und Nachteile
Tests einer vollwertigen SLAM-Rakete lagen noch in weiter Ferne, doch der Kunde in Person des Pentagon hatte schon unbequeme Fragen zu diesem Projekt. Sowohl einzelne Komponenten der Rakete als auch ihr Gesamtkonzept wurden kritisiert. All dies beeinträchtigte die Aussichten des Projekts, und ein zusätzlicher negativer Faktor war die Verfügbarkeit einer erfolgreicheren Alternative in Form der ersten ballistischen Interkontinentalraketen.
Zunächst stellte sich heraus, dass das neue Projekt unerschwinglich teuer war. Die SLAM-Rakete enthielt nicht die billigsten Materialien, und die Entwicklung des Triebwerks dafür wurde für die Pentagon-Finanziers zu einem separaten Problem. Die zweite Beschwerde betraf die Produktsicherheit. Trotz der ermutigenden Ergebnisse des Pluto-Programms kontaminierten die Motoren der Tory-Serie das Gelände und stellten eine Gefahr für ihre Besitzer dar.
Daraus folgte die Frage nach einem Bereich zum Testen zukünftiger Prototyp-Raketen. Der Kunde verlangte, die Möglichkeit auszuschließen, dass eine Rakete die Siedlungsgebiete trifft. Der erste war der Vorschlag für angebundene Tests. Es wurde vorgeschlagen, die Rakete mit einem angebundenen Kabel auszustatten, das mit einem Anker am Boden verbunden ist, um den sie im Kreis fliegen kann. Ein solcher Vorschlag wurde jedoch aufgrund offensichtlicher Mängel abgelehnt. Dann die Idee von Testflügen über dem Pazifischen Ozean im Bereich von ca. Aufwachen. Nachdem der Treibstoff ausgegangen war und der Flug beendet war, musste die Rakete in großer Tiefe sinken. Auch diese Option war für das Militär nicht ganz geeignet.
Tory II-C-Motor. Foto Globalsecurity.org
Die skeptische Haltung gegenüber dem neuen Marschflugkörper äußerte sich auf unterschiedliche Weise. Zum Beispiel begann sich die Abkürzung SLAM ab einer bestimmten Zeit als Slow, Low And Messy - "Slow, low and dirty" - zu entziffern, was auf die charakteristischen Probleme des Raketenantriebs hindeutete.
Am 1. Juli 1964 beschloss das Pentagon, die SLAM- und Pluto-Projekte zu schließen. Sie waren zu teuer und komplex und nicht sicher genug, um erfolgreich vorzugehen und die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Zu diesem Zeitpunkt waren etwa 260 Millionen US-Dollar (über 2 Milliarden US-Dollar in aktuellen Preisen) für das Programm zur Entwicklung eines strategischen Marschflugkörpers und eines Triebwerks dafür ausgegeben worden.
Erfahrene Motoren wurden als unnötig entsorgt und die gesamte Dokumentation ins Archiv geschickt. Die Projekte haben jedoch einige echte Ergebnisse gebracht. Für SLAM entwickelte neue Metalllegierungen und Keramiken wurden später in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Die eigentlichen Ideen eines strategischen Marschflugkörpers und eines nuklearen Staustrahltriebwerks wurden von Zeit zu Zeit auf verschiedenen Ebenen diskutiert, aber nicht mehr zur Umsetzung akzeptiert.
Das SLAM-Projekt könnte zur Entstehung einzigartiger Waffen mit herausragenden Eigenschaften führen, die das Angriffspotenzial der strategischen Nuklearstreitkräfte der USA ernsthaft beeinträchtigen könnten. Der Erhalt solcher Ergebnisse war jedoch mit vielen Problemen unterschiedlicher Art verbunden, von den Materialien bis hin zu den Kosten. Infolgedessen wurden die SLAM- und Pluto-Projekte zugunsten weniger gewagter, aber einfacher, erschwinglicher und billiger Entwicklungen eingestellt.
