Das Anfang der sechziger Jahre entwickelte Überschall-Aufklärungsflugzeug A-12 sollte sich durch höchste Flugeigenschaften auszeichnen, um die gestellten Aufgaben effektiv zu lösen. Gleichzeitig war sofort klar, dass dieses Auto einige Nachteile haben würde. Das Flugzeug erwies sich als sehr teuer und schwierig zu bedienen, und außerdem war es gegenüber modernen Luftverteidigungssystemen nicht unverwundbar. Es galt, eine neue Art der Aufklärung aus der Luft zu finden und die entsprechenden Mittel zu schaffen. Das unbemannte Fluggerät D-21 sollte die Antwort auf die bestehenden Herausforderungen sein.
Das Aufklärungsflugzeug A-12 wurde von Lockheed für die Central Intelligence Agency entwickelt. Die bestehenden U-2-Flugzeuge erfüllten die Anforderungen nicht mehr vollständig, was zur Bildung einer neuen technischen Aufgabe führte, die eine Erhöhung der Hauptmerkmale mit sich brachte. Die Aussichten für die A-12 sind jedoch seit einiger Zeit umstritten. Am 1. Mai 1960 wurde ein U-2-Flugzeug der CIA über der Sowjetunion abgeschossen. Dieser Vorfall führte zu einem Flugverbot für bemannte Aufklärungsflugzeuge über das Territorium der UdSSR. Der Geheimdienst benötigte jedoch neue Informationen über einen potentiellen Feind, die nun mit neuen Mitteln eingeholt werden mussten.
Ein M-21-Trägerflugzeug mit einer D-21A-Drohne. CIA-Foto
Im Oktober 1962 schlugen Mitarbeiter von Lockheeds Geheimabteilung namens Skunk Works unter der Leitung von Designer Kelly Johnson eine mögliche Lösung für das bestehende Problem vor. Auf Basis des bestehenden A-12-Flugzeugs wurde vorgeschlagen, einen Träger für ein unbemanntes Aufklärungsfahrzeug zu entwickeln. Die Aufgabe des Carriers bestand darin, die Drohne an ein bestimmtes Gebiet zu bringen, wo es abgekoppelt werden musste. Außerdem musste das mit einem Staustrahltriebwerk ausgestattete Gerät selbstständig in das erforderliche Gebiet fahren und Fotos machen.
Im Zuge von Vorforschungen und theoretischen Studien wurde das optimale Erscheinungsbild des vielversprechenden Komplexes ermittelt. Es wurde vorgeschlagen, eine Einweg-Drohne zu bauen und mit einem Abwurfbehälter auszustatten, in dem Kontrollsysteme und Fotoausrüstung untergebracht werden sollten. Es wurde davon ausgegangen, dass eine solche Architektur die Produktions- und Betriebskosten der Ausrüstung so weit wie möglich reduzieren würde. Insbesondere durch den wiederholten Einsatz komplexer und teurer Navigationsgeräte wurden gewisse Einsparungen erzielt.
D-21A in der Werkstatt des Herstellers. Foto Testpilot.ru
Als Weiterentwicklung des Aufklärungskomplexes auf Basis des A-12-Flugzeugs erhielt das vielversprechende Projekt das Symbol Q-12. Dies war die Bezeichnung für das Layout, das der Entwickler Ende 1962 einem potentiellen Kunden in Person der CIA präsentierte. Die Führung des Geheimdienstes reagierte unseres Wissens nach ohne große Begeisterung auf das neue Projekt. Mit dem Aufkommen und der Verbreitung von Flugabwehr-Raketensystemen benötigte die CIA Hochgeschwindigkeits-Aufklärungsflugzeuge wie die A-12. Die Drohne Q-12 wiederum war von sehr begrenztem Interesse.
Trotz des Fehlens einer offiziellen Anordnung und der gemischten Reaktion der CIA arbeiteten die Spezialisten von Skink Work weiter. Während dieser Zeit führten sie Tests des Q-12-Modells in einem Windkanal durch, bei denen die Möglichkeit, die berechneten Flugeigenschaften zu erhalten, vollständig bestätigt wurde. Dank dessen konnte die Arbeit fortgesetzt werden, aber es war eine behördliche Anordnung von der einen oder anderen Abteilung erforderlich.
Frühe Arbeit. Sie können die Strukturelemente des Trägers und der Drohne sehen. Foto Testpilot.ru
Um die Jahreswende 1962 und 1963 bot die Firma Lockheed der Air Force ihre Neuentwicklung an. Diese Organisation interessierte sich für den Aufklärungskomplex, der mit entsprechenden Modifikationen die Grundlage für das Streiksystem werden könnte. Wahrscheinlich wurde das Interesse der Air Force zu einem zusätzlichen Anreiz für die CIA, was zu einem Dreiervertrag für die Entwicklung eines vollwertigen Projekts führte. Das Dokument wurde im Frühjahr 1963 unterzeichnet.
Das Projekt eines vielversprechenden unbemannten Aufklärungsflugzeugs, das in Verbindung mit einem Trägerflugzeug eingesetzt wurde, wurde D-21 genannt. Im Rahmen der Konstruktionsarbeiten sollte die Abteilung Skunk Works ein Projekt für die Drohne selbst entwickeln sowie eine modernisierte Version des A-12-Flugzeugs erstellen, die die Arbeit des Aufklärungsflugzeugs unterstützen sollte. Der vielversprechende D-21-Träger wurde M-21 genannt. Die Buchstaben für die Namen wurden ganz einfach gewählt. Ursprünglich wurde das Konzept eines "zweistufigen" Intelligenzsystems als "Mutter und Tochter" bezeichnet. Dementsprechend erhielt das Trägerflugzeug den Buchstaben "M" von "Mutter") und die Drohne - "D", d.h. "Tochter" ("Tochter"). Anschließend wurde eine neue Version des Projekts entwickelt, weshalb der Name der Basis in D-21A geändert wurde.
Schema des D-21-Geräts mit Beschreibung des abnehmbaren Hardwarefachs. Abbildung Testpilot.ru
Das Aufklärungsgerät des neuen Modells musste sich durch hohe Flugdaten auszeichnen, was sich entsprechend auf seine Konstruktion auswirkte. Die überwiegende Mehrheit der Strukturelemente sollte aus Titan bestehen. Gleichzeitig wurden einige Teile aus Stahllegierungen und Kunststoffen hergestellt. Studien haben gezeigt, dass nur ein solches Design es der D-21 ermöglicht, die erforderliche Geschwindigkeit zu erreichen und den resultierenden Wärmebelastungen standzuhalten. Als zusätzliches Mittel zur Reduzierung der negativen Hitzeeinwirkung sollte eine spezielle Farb- und Lackbeschichtung auf Ferritbasis sowie ein Fuel Skin Cooling System verwendet werden, ähnlich wie bei den Flugzeugen A-12 und SR-71.
D-21 erhielt einen zylindrischen Rumpf, der glatt mit einem Deltaflügel verbunden war. Die Vorderkante des Flügels hatte abgerundete Knötchen, die fast den vorderen Lufteinlass erreichten. Der vordere Teil des Rumpfes wurde in Form eines Lufteinlasses mit einem konischen Mittelkörper hergestellt. Im Heck befand sich eine sich verjüngende Einheit, in der ein Teil der Einheiten eines Staustrahltriebwerks untergebracht war. Das Leitwerk war in Form eines Trapezkiels vorgesehen. Die Gesamtlänge des Fahrzeugs betrug 13,1 m, die Spannweite 5,8 m, die Höhe 2,2 m, während des Fluges auf dem Träger musste das Gerät die absenkbaren Kopf- und Heckverkleidungen tragen.
Einheiten eines Staustrahltriebwerks. Foto Testpilot.ru
Das Gerät war mit einem Deltaflügel mit gut entwickelten spitzbogigen Zuflüssen ausgestattet. Der Flügel wurde mit einem negativen Winkel des Quer-V installiert. An der Hinterkante des Flügels wurden bewegliche Flugzeuge platziert, die als Höhenruder und Querruder dienten. Die Steuerkurskontrolle erfolgte mit dem Ruder an der Hinterkante des Kiels.
Im Bug der Drohne befand sich in geringer Entfernung vom Lufteinlass ein Fach zum Ablegen von Instrumenten. Die Kontrollausrüstung und die Luftbildkameras sollten in einem gemeinsamen Container mit einer Länge von 1, 9 m untergebracht werden, dessen unterer Teil ein Element der Rumpfunterhaut war. Über der Ausrüstung wurden auch Schutzhüllen angebracht. Das Instrumentenfach war auf kontrollierten Halterungen montiert und konnte zu einem bestimmten Zeitpunkt des Fluges abgeworfen werden.
Das Hardwarefach beherbergte ein Trägheitsnavigationssystem, einen Autopiloten, einen Computer für Luftparameter sowie ein Mittel zur Aufrechterhaltung der erforderlichen klimatischen Bedingungen. Vorgesehen war ein der Aufgabenstellung entsprechendes Volumen für den Einbau einer Luftbildkamera bestehender Modelle. Um die Produktion ziemlich komplexer und teurer Kontrollgeräte zu sparen und Filme mit Aufklärungsbildern zurückzugeben, schlug das D-21-Projekt vor, das Instrumentenfach abzuwerfen und mit einem Fallschirm zu retten.
Ein prototypischer Aufklärungskomplex bereitet sich auf den Start vor. Foto von US Air Force
Bereits im Rahmen von Vorstudien wurde festgestellt, dass das Marquardt RJ43-MA-11 Staustrahltriebwerk, das zuvor für die Boeing CIM-10 Bomarc Langstrecken-Flugabwehrrakete entwickelt wurde, als Triebwerk eingesetzt werden soll. Nach einigen konstruktiven Änderungen, wie der Fertigstellung der Flammenstabilisierungsvorrichtung, dem Einbau einer neuen Düse und der Modernisierung einiger anderer Systeme, konnte der Motor in einem Aufklärungsfahrzeug eingesetzt werden. Das Hauptziel solcher Modifikationen war es, die Zugdauer der Arbeit zu erhöhen. Das aufgerüstete Triebwerk, das die aktualisierte Bezeichnung XRJ43-MA20S-4 erhielt, konnte bis zu eineinhalb Stunden ohne Unterbrechung arbeiten und einen Schub von 680 kgf geben.
Der größte Teil des freien Volumens der Flugzeugzelle wurde für die Platzierung von Kraftstofftanks bereitgestellt. Ein beträchtliches Volumen des Rumpfes wurde unter dem Lufteinlasskanal angeordnet, der dem Motor atmosphärische Luft zuführte. Infolgedessen zeichnete sich nicht das größte unbemannte Fahrzeug durch eine sehr dichte Anordnung der Inneneinheiten aus. Bei der Entwicklung des Kraftstoffsystems wurden die Entwicklungen in bestehenden Projekten berücksichtigt. Um insbesondere die Erwärmung der Haut auszugleichen, erhielt D-21 Wärmetauscher, durch die der Kraftstoff zirkulieren musste. An der Unterseite der Vorrichtung waren Ventile zum Anschluss an das Treibstoffsystem des Trägerflugzeugs vorgesehen. Über ein Ventil wurden die Tanks betankt, über das zweite wurde Kraftstoff dem Gehäusekühlsystem zugeführt.
M-21 und D-21A im Flug. Foto von US Air Force
Die Aufklärungsdrohne Lockheed D-21 hatte ein Startgewicht von 5 Tonnen, der verwendete Motor ermöglichte Geschwindigkeiten bis M = 3, 35 und den Aufstieg auf eine Höhe von 29 km. Die Flugreichweite sollte 1930 km überschreiten. Unter Berücksichtigung des Einsatzes des Trägerflugzeugs bestand die Möglichkeit einer deutlichen Vergrößerung des Radius des Aufklärungskomplexes.
Ein vielversprechendes unbemanntes Fluggerät sollte mit dem Trägerflugzeug M-21 eingesetzt werden. Der Träger wurde auf Basis des bestehenden Überschall-Aufklärungsflugzeugs A-12 entwickelt, das sich durch seine hohen Eigenschaften auszeichnete. Tatsächlich war die M-21 die ursprüngliche A-12, ohne Aufklärungsausrüstung und mit einigen anderen Geräten ausgestattet. Es wurde vorgeschlagen, Kameras aus dem hinter dem Cockpit befindlichen Abteil zu entfernen, stattdessen sollte dort ein zusätzliches Cockpit mit einem Arbeitsplatz für das zweite Besatzungsmitglied, das die Drohne steuert, platziert werden. Der Betreiber verfügte über eine Reihe notwendiger Ausrüstung und verfügte auch über ein Periskop, um das Gerät während des Flugs und des Starts zu beobachten.
JC-130B Cat’s-Whiskers-Flugzeug mit Ausrüstung zum „Einfangen“eines Hardware-Containers. Foto Wvi.com
Auf der Oberseite des Rumpfes des Trägers, zwischen den Kielen, wurde vorgeschlagen, einen Pylon mit Befestigungen für die D-21 zu montieren. Der Pylon hatte Ventile zum Anschließen von Kraftstoffsystemen sowie mechanische und pneumatische Schlösser mit einem Drücker, die die Freigabe der "Tochter" auf Befehl des Bedieners gewährleisteten. Nach den Ergebnissen des Blasens im Windkanal wurde empfohlen, die Höhe des Pylons zu reduzieren, wodurch sich die Drohne zwischen den Kielen des Trägers befinden musste. Gleichzeitig blieben zwischen der Flügelspitze der D-21 und dem oberen Teil des M-21-Kiels nur noch 15 cm, was zu Schäden an der Ausrüstung führen könnte. Chefdesigner K. Johnson lehnte es aufgrund der damit verbundenen Risiken ab, die Höhe des Pylons zu reduzieren, aber in der endgültigen Version des Projekts wurde genau eine solche Lösung verwendet.
Als Modifikation des bestehenden Aufklärungsflugzeugs hatte der M-21-Träger ähnliche Flugdaten. Die Fluggeschwindigkeit erreichte M = 3,35, die Reichweite - bis zu 2000 km. Das reichte für die volle Ausschöpfung des neuen Scouts.
Wie von den Autoren des Projekts konzipiert, sollte das Trägerflugzeug mit einem Aufklärungsflugzeug auf dem Pylon von einem der Flugplätze abheben und zu dem Ort fliegen, an dem die Drohne abgesetzt wurde. Nachdem der Träger die erforderliche Höhe erreicht und auf eine Geschwindigkeit in der Größenordnung von M = 3, 2 beschleunigt hatte, konnte der Träger die D-21 absetzen. Nach dem Fallenlassen und Zurückfahren in eine sichere Entfernung per Fernbedienung musste der Scout den Flug nach dem zuvor geladenen Programm selbstständig durchführen. Nach Abschluss der Aufklärung und dem Fotografieren des gewünschten Objekts sollte die D-21 in das angegebene Gebiet fahren und auf eine Höhe von 18 km absinken. Dort wurde ein Hardware-Container abgeworfen, woraufhin ein Selbstliquidator ausgelöst wurde, der die Drohne zerstörte. Der Container mit Kontrollsystemen und Fotofilmen stürzte ab und öffnete den Fallschirm in 4,5 km Höhe. Ferner soll es mit Hilfe von Flugzeugen oder Schiffen der Seestreitkräfte aufgenommen worden sein. Insbesondere wurde die Ausrüstung bereitgestellt, um den Container direkt in der Luft zu „fangen“. Dafür wurde ein spezielles Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers Flugzeug gebaut. Nach dem Namen des Mittels zum Einfangen des Containers wurde dieses Flugzeug "Cat's Whiskers" genannt.
Die Drohne beim Abdocken vom Träger. Aufnahme aus der Wochenschau
Zwei M-21-Flugzeuge mit den Seriennummern 60-6940 und 60-6941 wurden 1963-64 speziell für Tests gebaut. Darüber hinaus hat Lockheed sieben Prototypen der D-21 zusammengebaut. All diese Technik sollte in Tests verwendet werden, die im Frühjahr 1964 begannen. An den Kontrollen waren die Piloten Bill Park und Art Peterson beteiligt, die die "Mütter" verwalten sollten, sowie die Skunk Works-Ingenieure Ray Torik und Keith Beswick, die für den Einsatz der Aufklärungsausrüstung verantwortlich waren. Zukünftig wurden die Verantwortlichkeiten wie folgt verteilt. B. Park kontrollierte den Träger und A. Peterson war für die Steuerung des Ersatzflugzeugs verantwortlich. R. Torik und K. Beswick übernahmen abwechselnd die Aufgaben des Trägersystembetreibers und des Kameramanns auf dem begleitenden Flugzeug.
Am 1. April 1964 hob zum ersten Mal eines der M-21-Flugzeuge ab. Am 19. Juni desselben Jahres begannen die Bodentests der M-21- und D-21-Bündel. Der Erstflug eines Trägers mit einer Drohne auf einem Pylon fand am 22. Dezember statt, am selben Tag mit dem Erstflug des auf Basis der A-12 erstellten Aufklärungsflugzeugs SR-71A, das für die Luftwaffe bestimmt war. Ziel des Erstfluges war es, die Interaktion zwischen dem Träger und seiner „Nutzlast“beim Fliegen in unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Höhen zu testen. Das unbemannte Fluggerät mit der Seriennummer 501 wurde bei diesem Flug nicht abgeworfen.
Schäden, die ein Aufklärungsfahrzeug während eines der Flüge ohne Freigabe erlitten hat. Foto Testpilot.ru
Während dieser Tests waren die Autoren des Projekts mit schwerwiegenden technischen und betrieblichen Problemen konfrontiert. Die Notwendigkeit, die festgestellten Mängel zu beheben, führte zu einer Überarbeitung des Projektzeitplans. Die für März 1965 geplante erste Entladung von D-21 musste um fast ein Jahr verschoben werden. Aus diesem Grund fand der erste eigenständige Flug des neuen Aufklärungsflugzeugs erst am 5. März 66 statt.
An diesem Tag hob der Prototyp des von B. Park und K. Beswick betriebenen Aufklärungskomplexes vom Luftwaffenstützpunkt Vandenberg (Kalifornien) ab, erreichte die erforderliche Höhe und Geschwindigkeit, woraufhin der Betreiber das unbemannte Fahrzeug zurücksetzte. Bei der Trennung ließ die D-21 # 502 die Kopf- und Heckverkleidung fallen, was zu spürbaren Problemen führte. Die Kopfverkleidung zerbrach in Stücke, die die Überhänge trafen und beschädigten. Trotzdem konnte sich die D-21 regelmäßig vom Träger entfernen und einen eigenständigen Flug beginnen. Nach K. Besviks Erinnerungen dauerte es nur wenige Sekunden, um den Apparat zu trennen, was jedoch wie mehrere Stunden vorkam. Während des gemeinsamen Fluges von "Mutter" und "Tochter" funktionierte der Drohnenmotor, was den Ausstieg zum Abwurfpunkt vereinfachte, aber dazu führte, dass ein erheblicher Teil des Treibstoffvorrats verbraucht wurde. Bei einem Viertel des Auftankens konnte die erfahrene D-21 nur etwa 100 Meilen (ca. 280 km) fliegen. Danach stieg das Gerät ab, ließ den Container mit der Ausrüstung fallen und zerstörte sich selbst.
Der Moment der Kollision von D-21A # 504 mit dem Trägerflugzeug. Foto Wvi.com
Am 27. April wurde der Prototyp mit der Nummer 506 in Tests eingesetzt. Unter Berücksichtigung der Erfahrungen aus dem vorherigen Test wurde beschlossen, auf die fallende Kopfverkleidung zu verzichten. Die Crew von B. Park und R. Torik hat ihre Aufgabe erfolgreich abgeschlossen und den Flug einer erfahrenen Drohne sichergestellt. Letzterer konnte etwa 2070 km fliegen. Am 16. Juni desselben Jahres legte das von B. Park und K. Beswick gestartete Fahrzeug Nr. 505 mit voller Betankung die Strecke von 2870 km zurück.
Der nächste Testflug war für den 30. Juli geplant, bei dem das Vorserienmodell #504 eingesetzt werden sollte. B. Park und R. Torik hoben den Komplex erneut in die Luft und gingen zum Entladepunkt, der sich in der Nähe des Midway-Atolls befand. Beim Abkuppeln ereignete sich ein Unfall. Die vom Trägerflugzeug ausgehende Stoßwelle "berührte" die Drohne, wodurch die M-21 ihren Kiel verlor. Bei Reisegeschwindigkeit hatte das Flugzeug neutrale Stabilität, wodurch der Verlust des Leitwerks zu einem Verlust an Stabilität und Steuerbarkeit führte. Das Flugzeug begann zu zittern und die resultierenden Überlastungen führten zu seiner Zerstörung. Die Rumpfnase löste sich von anderen Einheiten und begann zu fallen.
Nach der Kollision kollabierte die Ausrüstung. Foto Wvi.com
Die Flugzeugbesatzung schaffte es auszusteigen, spritzte bald herunter und wurde an Bord eines der Schiffe in der Umgebung abgeholt. B. Park kam mit leichten Verletzungen davon, und Ingenieur R. Torik beschädigte seinen Höhenanzug während des Auswurfs. Beim Sturz in den Ozean begann sich der Anzug mit Wasser zu füllen, was zum Tod des Spezialisten führte.
Der Leiter der Abteilung "Skunk Works" K. Johnson untersagte nach eigenem Ermessen weitere Flüge von M-21-Trägern mit D-21-Aufklärungsflugzeugen. Die Meinung zu den Risiken, die mit der Installation der Drohne in einem Mindestabstand von den Kielen verbunden sind, erhielt die schrecklichste Bestätigung. Aufgrund der Absage weiterer Testflüge drohte dem D-21-Projekt die Schließung.
Das einzige verbliebene M-21-Flugzeug im Luftfahrtmuseum. Foto Wikimedia Commons
Das einzige verbliebene Flugzeug M-12 Nr. 60-6941 wurde aufgrund der Beendigung der Tests auf den Parkplatz geschickt. Niemand zeigte Interesse an diesem Auto, das es lange Zeit einlagerte. Später wurde es in das Seattle Aviation Museum überführt, wo es sich noch heute befindet.
Der Tod eines Kollegen war ein schwerer Schlag, aber die Spezialisten von Skunk Works fanden immer noch die Kraft, die Arbeit fortzusetzen. Um es nicht noch einmal zu riskieren, schlugen die Autoren des D-21-Projekts eine neue Version des Aufklärungskomplexes vor, die die Gefahr für den Träger und seine Besatzung drastisch reduzieren könnte. Nun wurde vorgeschlagen, auf das Überschallflugzeug M-21 zu verzichten. Stattdessen sollte ein umgebauter B-52-Bomber den Scout in die Luft heben. Die neue Version des Projekts wurde als D-21B bezeichnet. Dem Namen der ersten Version wurde jeweils der Buchstabe "A" hinzugefügt. Die Arbeit wurde fortgesetzt.
