Northrop HL-10 | |
O piloto de pesquisa da NASA, Bill Dana, observa o NB-52B passar por cima após um voo de pesquisa HL-10 . À esquerda, John Reeves pode ser visto na cabine do HL-10 (20 de maio de 1969) | |
Construtor | Northrop Corporation |
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Função | Demonstrador de tecnologia da fuselagem transportadora |
Status | Programa completo |
Primeiro voo | 22 de dezembro de 1966 |
Data de retirada | 17 de julho de 1970 |
Número construído | 1 |
O Northrop HL-10 foi um dos cinco conceitos de corpo de transporte de aeronaves pesadas americanas projetadas para o Flight Research Center da NASA ( Flight Research Center , mais tarde renomeado Dryden Flight Research Center ) em Edwards (Califórnia) (em) , de Julho de 1966 no novembro de 1975, com o objetivo de estudar e validar uma técnica que permita trazer de volta à segurança um veículo com low finesse (relação elevador-arrasto ) projetado para realizar uma reentrada atmosférica do espaço.
Ele foi projetado pela NASA (embora fabricado pela Northrop Corporation ) e foi usado para avaliar um perfil de suporte de carga do tipo "invertido" e uma plataforma do tipo "Delta". Ele está atualmente em exibição na entrada do Neil A. Armstrong Research Center (o novo nome do Dryden Center) na Edwards Air Force Base .
A Northrop Corporation construiu o HL-10 e o Northrop M2-F2 , os dois primeiros da frota de içadores “pesados” colocados em vôo pelo Centro de Pesquisa da NASA . O contrato de construção para essas duas aeronaves foi concedido emJunho de 1964. Custou US $ 1,8 milhão e demorou 19 meses para ser construído. “HL” significava “ Horizontal Lander ” e “10” foi o décimo conceito investigado por engenheiros do Langley Research Center da NASA em Hampton , Virginia .
O primeiro trabalho do grupo de engenheiros teve como foco a forma a ser dada ao dispositivo. Bem no início do programa, em 1962 , os astrofísicos definiram objetivos específicos a serem alcançados com fuselagens de porta-aviões. A aeronave deveria ter finura 1 em velocidade hipersônica sem fazer uso de seus ailerons, para não expor este último ao aquecimento cinético da reentrada, e ter finura 4 em vôo subsônico para poder realizar um pouso horizontal. Ele também precisava ter boa manobrabilidade em velocidade hipersônica, a fim de ser capaz de modificar significativamente sua trajetória ainda em alta altitude. Além disso, o veículo precisava fornecer um alto nível de eficiência volumétrica (a relação entre o volume interno utilizável e o volume externo total) e suportar corretamente as temperaturas e tensões sofridas em todas as velocidades, incluindo velocidades. A estabilidade também foi um fator importante.
Inúmeros estudos foram realizados relacionando a espessura do perfil, a deflexão, a configuração dos bordos de ataque e a localização da espessura máxima do perfil. O design de curvatura negativa do HL-10 surgiu em 1962 , após uma longa série de debates internos sobre a escolha de uma curvatura zero (perfil simétrico) ou perfil negativo. Após extensos testes em túnel de vento, verificou-se que a curvatura negativa atendeu a nove dos dez objetivos definidos pelo projeto do perfil, enquanto a curvatura zero atendeu a apenas cinco. A aeronave foi então equipada com um fundo plano com curvatura negativa, com um bordo de fuga equipado com elevons, podendo se mover simultaneamente (controle em pitch) ou diferencial (controle em roll). A porção dianteira da superfície superior se apertou nas extremidades para formar embriões de asas, reduzindo o arrasto aerodinâmico criado em velocidades subsônicas e diminuindo os problemas encontrados nas fases transônicas . O volume disponível na frente do veículo foi suficiente para acomodar os sistemas e o piloto, e manter um centro de gravidade correto durante o vôo. De acordo com o desejo dos engenheiros, o dispositivo era apenas um exemplo em pequena escala de um futuro modelo muito maior, que poderia transportar doze pessoas. Previa-se também que seu fundo plano permitiria pousar em caso de algum problema, mas essa ideia foi abandonada após alguns testes em uma área especializada do centro de pesquisas.
Para reduzir os custos de fabricação, muitas peças foram retiradas de aeronaves existentes. Assim, o trem de pouso principal do HL-10 veio de um Northrop T-38 Talon , e a roda do nariz veio de um T-39 . Esses dois elementos sofreram modificações; eles foram recolhidos manualmente (pelas equipes de solo) e implantados em vôo por um sistema contendo nitrogênio pressurizado. Isso significava que, uma vez implantados em vôo, eles não poderiam mais ser recolhidos. Este sistema foi usado mais tarde no orbitador do ônibus espacial . O sistema de ejeção do piloto era o de um F-106 modificado. Das baterias zinco-prata fornecia energia elétrica para sistemas de controle, instrumentação, rádios, aquecimento da cabine e aumento da estabilidade do sistema da aeronave. O desenho dos dois aviões, M2-F2 e HL-10 , viu o surgimento de um sistema eletrônico de estabilização muito útil conhecido como SAS ( Stability Augmentation System ), que ajudava o piloto a manter o controle desses aviões, considerados bastante instáveis em roll, ou por sua forma bastante achatada. Para auxiliar o piloto nos momentos finais do pouso, ele possuía quatro motores de peróxido de hidrogênio de empuxo ajustável, capazes de produzir empuxo cumulativo máximo de 1,8 kN . A propulsão principal era fornecida por um motor de foguete de propelente líquido XLR11 Motores de Reação , com quatro câmaras de combustão e produzindo um empuxo máximo de 35,7 kN . Como esses motores não eram mais fabricados desde o programa X-1 e o início do X-15, era necessário encontrar esses motores em museus! Eles foram retirados das exposições e colocados de volta em funcionamento para realizar os voos motorizados do HL-10 .
Para contrariar a tendência de nariz para cima do HL-10 e M2-F2 , causada pelo peso do motor do foguete na parte traseira da fuselagem, foi feito o peso da frente de ambas as aeronaves. Enquanto por um tempo foi considerada a instalação de um bloco de lastro de metal pesado, a perspectiva de pilotos sentados em um bloco de urânio empobrecido não os atraiu, e essa ideia foi abandonada em favor do projeto de 'um cockpit blindado em grosso aço rebitado. Essa solução também teve a vantagem de proteger melhor o piloto em caso de acidente. Foi esta mesma armadura que salvou o piloto Bruce Peterson alguns meses depois a bordo de seu M2-F2 o10 de maio de 1967.
Após a entrega à NASA em Janeiro de 1966, o HL-10 e o M2-F2 foram equipados com sua instrumentação e realizados testes em túnel de vento no Ames Research Center . Os primeiros testes foram realizados com os aviões presos ao pilão do porta-aviões " Balls 8 ", o Boeing NB-52B, que então já havia sido utilizado para o lançamento do X-15 . O imponente bombardeiro foi então modificado para evitar que os dois aviões colidissem quando se separaram. O comportamento dos dois aviões foi até simulado usando um Lockheed T-33 equipado com pétalas se abrindo em cada tanque de ponta de asa, recriando assim a descida de 2 g que os dois protótipos teriam que realizar. Outra novidade para a época, a aeronave também foi equipada com um computador de circuito integrado para calcular os efeitos de sustentação obtidos. Uma série de voos de teste em cativeiro foi então realizada com cada um dos dois dispositivos pendurados sob o B-52.
O HL-10 fez seu primeiro vôo em22 de dezembro de 1966, com o piloto de teste Bruce Peterson nos controles . Embora o motor de foguete XLR11 (o mesmo do Bell X-1 ) fosse às vezes instalado, as primeiras onze quedas do B-52 eram planadores não propulsionados, a fim de medir a capacidade de manobra da nave, sua estabilidade e ao controle. O primeiro voo teve uma aparência relativamente boa, mas a aeronave revelou muitas falhas. Na verdade, ele havia sido submetido a fortes vibrações indesejáveis, tinha um manche muito sensível e sua velocidade de pouso era muito maior do que a de seu primo M2-F2 , lançado pela primeira vez cinco meses antes. A nave pousou a uma velocidade de 518 km / h após um vôo de apenas 189 segundos, o que significava que havia realizado seu planeio a uma razão de descida de mais de 4.200 m / min , um número considerado assustador para os engenheiros em Northrop. Wen Painter, engenheiro responsável pela fabricante, decidiu pregar o HL-10 no chão até que suas várias falhas não fossem solucionadas, o que durou quinze meses. A aeronave viu suas "asas" modificadas, curvando suas bordas de ataque para fora. Esta importante modificação estrutural permitiu eliminar os vórtices perturbadores criados na superfície superior, responsáveis pelas vibrações. O avião então fez 36 voos adicionais, durante os quais se tornou muito popular entre seus pilotos.
O HL-10 voou 37 vezes durante o Carrier Airframe Research Program, e atingiu a maior altitude e velocidade mais rápida de todo o programa. O18 de fevereiro de 1970, O piloto de teste da Força Aérea dos EUA , Peter Hoag, levou o HL-10 a uma velocidade de Mach 1,86. Nove dias depois, o piloto da NASA William "Bill" Dana levou a nave a uma altitude de 27.440 m , que se tornou o maior sucesso de todo o programa.
Para um vôo normal, a aeronave foi pendurada sob um poste de carga sob a asa direita do B-52 modificado, entre a fuselagem e a nacela interna do motor. A montagem tirou e subiu para uma altitude de cerca de 14.000 m e uma velocidade de lançamento de cerca de 720 km ao / h O . A aeronave foi então alijada e, alguns momentos depois, o motor do foguete XLR11 foi aceso pelo piloto. A velocidade e altitude foram então aumentadas até que o motor fosse desligado, seja por exaustão dos propulsores que o alimentavam, seja pela vontade do piloto, dependendo do perfil de vôo determinado para cada missão. Os tirantes geralmente levada combustível suficiente para cerca de 100 segundos de voo motorizado, e geralmente alcançado altitudes entre 15.000 e 24.000 m e velocidades acima que de som.
Após desligar o motor, o piloto manobrou o aparato de um corredor simulado de retorno do espaço e conduziu uma aproximação planejada para pousar em uma das trilhas traçadas no leito do lago seco Rogers Dry Lake (en) até Edwards. Uma abordagem circular foi usada para perder altitude durante a fase de pouso. Durante a fase final de aproximação, o piloto aumentou sua taxa de descida para armazenar energia. A cerca de 30 m do solo, uma manobra de “flare” foi realizada e a velocidade do ar caiu para cerca de 320 km / h para o pouso.
Lições incomuns e valiosas foram aprendidas com os testes de vôo bem-sucedidos do HL-10 . Durante os primeiros estágios de desenvolvimento do ônibus espacial , os corpos de sustentação baseados no formato do HL-10 foram uma das três propostas finais para o formato do futuro ônibus espacial. Eles foram rejeitados porque provou ser difícil encaixar tanques cilíndricos dentro da fuselagem curvilínea da aeronave, e os conceitos subsequentes se concentraram em um projeto de asa delta mais convencional .
Pilotos HL-10De acordo com o livro Wingless Flight , escrito pelo engenheiro de projeto R. Dale Reed (in), se o projeto HL-10 tivesse continuado, a aeronave teria voado para o espaço no início dos anos 1970 . De fato, após o cancelamento dos últimos voos do programa Apollo , Reed percebeu que restaria uma quantidade significativa de material relacionado a essas missões abandonadas, incluindo vários módulos de comando e vários foguetes Saturn V em funcionamento.
Seu plano era modificar fortemente o HL-10 no NASA Flight Research Center, com a adição de um escudo térmico ablativo, sistema de controle de feedback (RCS) e outros sistemas necessários para o vôo espacial tripulado. A nova aeronave, agora adequada para voos espaciais, teria então sido lançada pelo foguete Saturn V ao ser instalada no local inicialmente reservado para o módulo lunar Apollo . Uma vez em órbita, esperava-se que um braço de extração robótico removeria o HL-10 do terceiro estágio do foguete e o colocaria próximo ao Módulo de Comando Apollo . Um dos astronautas, que teria sido treinado para pilotar o dispositivo, teria feito uma saída extra-veicular para embarcar no HL-10 e fazer uma verificação pré-reentrada de seus sistemas.
O programa teria consistido em dois voos. No primeiro, o piloto do HL-10 teria retornado à espaçonave Apollo após a verificação dos sistemas da aeronave, e teria deixado que esta fizesse sua reentrada atmosférica sem piloto a bordo. Se este vôo tivesse sido bem sucedido, no vôo seguinte o piloto teria então voado com o HL-10 para trazê-lo de volta à Terra em vôo planado para a base de Edwards.
Aparentemente muito encantado com a ideia, Wernher von Braun se ofereceu para preparar dois foguetes Saturn V completos para realizar essas missões, mas o diretor do centro de pesquisa Paul Bickle recusou, afirmando que este programa estava além de sua área de interesse.
Havia apenas uma cópia fabricada do HL-10 , com o número de série " NASA 804 ". Ele fez 37 voos, 24 dos quais foram acionados por seu motor de foguete XLR11. Agora está em exibição na entrada do Armstrong Flight Research Center em Edwards, Califórnia.
Número do vôo | Datado | Piloto | Velocidade máxima | Número Mach | Altitude | Duração do voo | Comentários |
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01 | 22 de dezembro de 1966 | Peterson | 735 km / h | Mach 0,693 | 13.716 m | 0 h 3 min 7 s | Primeiro voo de planeio sem propulsão |
02 | 15 de março de 1968 | Gentry | 684 km / h | Mach 0,609 | 13.716 m | 0 h 4 min 3 s | Planador sem propulsão |
03 | 3 de abril de 1968 | Gentry | 732 km / h | Mach 0,690 | 13.716 m | 0 h 4 min 2 s | Planador sem propulsão |
04 | 25 de abril de 1968 | Gentry | 739 km / h | Mach 0,697 | 13.716 m | 0 h 4 min 18 s | Planador sem propulsão |
05 | 3 de maio de 1968 | Gentry | 731 km / h | Mach 0,688 | 13.716 m | 0 h 4 min 5 s | Planador sem propulsão |
06 | 16 de maio de 1968 | Gentry | 719 km / h | Mach 0,678 | 13.716 m | 0 h 4 min 25 s | Planador sem propulsão |
07 | 28 de maio de 1968 | Manke | 698 km / h | Mach 0,657 | 13.716 m | 0 h 4 min 5 s | Planador sem propulsão |
08 | 11 de junho de 1968 | Manke | 697 km / h | Mach 0,635 | 13.716 m | 0 h 4 min 6 s | Planador sem propulsão |
09 | 21 de junho de 1968 | Gentry | 700 km / h | Mach 0,637 | 13.716 m | 0 h 4 min 31 s | Planador sem propulsão |
10 | 24 de setembro de 1968 | Gentry | 723 km / h | Mach 0,682 | 13.716 m | 0 h 4 min 5 s | Planador XLR-11 sem motor instalado |
11 | 3 de outubro de 1968 | Manke | 758 km / h | Mach 0,714 | 13.716 m | 0 h 4 min 3 s | Planador sem propulsão |
12 | 23 de outubro de 1968 | Gentry | 723 km / h | Mach 0,666 | 12.101 m | 0 h 3 min 9 s |
1 st vôo motorizado falha do motor Landing em Rosamond |
13 | 13 de novembro de 1968 | Manke | 843 km / h | Mach 0,840 | 13.000 m | 0 h 6 min 25 s | 3 testes de ignição do motor |
14 | 9 de dezembro de 1968 | Gentry | 872 km / h | Mach 0,870 | 14.454 m | 0 h 6 min 34 s | - |
15 | 17 de abril de 1969 | Manke | 974 km / h | Mach 0,994 | 16.075 m | 0 h 6 min 40 s | - |
16 | 25 de abril de 1969 | Dana | 744 km / h | Mach 0,701 | 13.716 m | 0 h 4 min 12 s | Planador sem propulsão |
17 | 9 de maio de 1969 | Manke | 1.197 km / h | Mach 1.127 | 16.246 m | 0 h 6 min 50 s | 1 r voo supersónico um corpo de suporte |
18 | 20 de maio de 1969 | Dana | 959 km / h | Mach 0,904 | 14.966 m | 0 h 6 min 54 s | - |
19 | 28 de maio de 1969 | Manke | 1312 km / h | Mach 1.236 | 18.959 m | 0 h 6 min 38 s | - |
20 | 6 de junho de 1969 | Hoag | 727 km / h | Mach 0,665 | 13.716 m | 0 h 3 min 51 s | Planador sem propulsão |
21 | 19 de junho de 1969 | Manke | 1.484 km / h | Mach 1.398 | 19.538 m | 0 h 6 min 18 s | - |
22 | 23 de julho de 1969 | Dana | 1350 km / h | Mach 1.444 | 19.446 m | 0 h 6 min 13 s | - |
23 | 6 de agosto de 1969 | Manke | 1.656 km / h | Mach 1.540 | 23 195 m | 0 h 6 min 12 s |
1 st de fuga potência máxima (4 quartos no) |
24 | 3 de setembro de 1969 | Dana | 1.542 km / h | Mach 1.446 | 23.762 m | 0 h 6 min 54 s | - |
25 | 18 de setembro de 1969 | Manke | 1.341 km / h | Mach 1.256 | 24.137 m | 0 h 7 min 6 s | - |
26 | 30 de setembro de 1969 | Hoag | 980 km / h | Mach 0,924 | 16.383 m | 0 h 7 min 16 s | - |
27 | 27 de outubro de 1969 | Dana | 1.675 km / h | Mach 1.577 | 18.474 m | 0 h 6 min 57 s | - |
28 | 3 de novembro de 1969 | Hoag | 1.482 km / h | Mach 1.396 | 19.544 m | 0 h 7 min 19 s | - |
29 | 17 de novembro de 1969 | Dana | 1.693 km / h | Mach 1.594 | 19.687 m | 0 h 6 min 48 s | - |
30 | 21 de novembro de 1969 | Hoag | 1.532 km / h | Mach 1.432 | 24 165 m | 0 h 6 min 18 s | - |
31 | 12 de dezembro de 1969 | Dana | 1.402 km / h | Mach 1.310 | 24.372 m | 0 h 7 min 8 s | - |
32 | 19 de janeiro de 1970 | Hoag | 1.399 km / h | Mach 1.310 | 26.414 m | 0 h 6 min 50 s | - |
33 | 26 de janeiro de 1970 | Dana | 1.444 km / h | Mach 1.351 | 26.726 m | 0 h 6 min 51 s | - |
34 | 18 de fevereiro de 1970 | Hoag | 1.976 km / h | Mach 1.861 | 20.516 m | 0 h 6 min 20 s | Vôo mais rápido |
35 | 27 de fevereiro de 1970 | Dana | 1.400 km / h | Mach 1.314 | 27.524 m | 0 h 6 min 56 s | Maior altitude alcançada |
36 | 11 de junho de 1970 | Hoag | 810 km / h | Mach 0,744 | 13.716 m | 0 h 3 min 22 s | Aproximação impulsionada para pouso |
37 | 17 de julho de 1970 | Hoag | 803 km / h | Mach 0,733 | 13.716 m | 0 h 4 min 12 s | Último voo |
Principais características
Desempenho
No piloto e em um episódio da série " The Man Worth Three Billion ", intitulado " The Deadly Replay ", o HL-10 é identificado como a aeronave pilotada pelo Coronel Steve Austin durante sua queda, levando à sua transformação em um homem biônico , e o HL-10 também é visível neste episódio. Outros episódios e o romance original de Martin Caidin, " Cyborg " , contradizem isso, entretanto, identificando o avião de Austin como um primo fictício do HL-10 , o M3-F5 . Mais confusão é trazida pelo fato de que o HL-10 e o M2-F2 estão ambos visíveis no trailer do programa de TV.
: documento usado como fonte para este artigo.