Функция | Зондирующая ракета |
---|---|
Производитель | Douglas Aircraft Corporation , JPL , Aerojet |
Страна происхождения | Соединенные Штаты |
Размер | |
Высота | 7,37 м (24,2 фута) |
Диаметр | 30 см (12 дюймов) |
Этапы | 1 |
История запусков | |
Статус | Ушедший на пенсию |
Стартовые площадки | Ракетный полигон Уайт-Сэндс , мыс Канаверал |
Первый полет | 11 октября 1945 г. |
Последний полет | 29 июля 1950 г. |
Ускоритель – Tiny Tim | |
Масса брутто | 344,4 кг (759 фунтов) |
Масса топлива | 67,4 кг (149 фунтов) |
Максимальная тяга | 220 кН (49 000 фунт- сил ) |
Время горения | .6 секунд |
Пропеллент | твердый |
Стадия поддержки – капрал WAC | |
Пустая масса | 134,6 кг (297 фунтов) |
Масса брутто | 313,3 кг (691 фунт) |
Питаться от | Аэроджет 38ALDW-1500 |
Максимальная тяга | 6,7 кН (1500 фунт- сила ) |
Время горения | 47 секунд |
Пропеллент | РФНА + фурфуриловый спирт |
WAC Corporal была первой ракетой-зондом, разработанной в Соединенных Штатах, и первым аппаратом, достигшим гиперзвуковой скорости . [1] Это было ответвление программы Corporal , которая была начата партнерством между Корпусом артиллерийского вооружения армии США и Калифорнийским технологическим институтом (называемым «ORDCIT») в июне 1944 года с конечной целью разработки военной баллистической ракеты. [2]
Калифорнийский технологический институт в 1930-х годах воспитывал группу инженеров-ракетчиков в своей Авиационной лаборатории Гуггенхайма (GALCIT), включая Фрэнка Малину , Джека Парсонса и Эдварда Формана . [3] Они стали известны как «отряд самоубийц», потому что многие из их ранних экспериментов в Лаборатории закончились провалом. [4] [3] Некоторые из энтузиастов GALCIT основали бизнес по производству ракетных двигателей под названием Aerojet . [5]
В первые годы Второй мировой войны GALCIT занималась разработкой как твердотопливных, так и жидкотопливных реактивных ускорителей взлета (JATO) для улучшения взлетных характеристик самолетов. [6] Поскольку группа экспериментировала с ракетами в течение нескольких лет до войны, армия выбрала их для разработки баллистических ракет.
Первая ракета, разработанная группой для армии, была обозначена как XFS10S100-A, также известная как Private , что было первым армейским званием рядового состава . [7] Второй проект ORDCIT, который стал Corporal, названный в честь следующего армейского звания рядового состава, был проектом, первоначально названным XF30L 20,000. [8] Проект Corporal предполагал ракету на жидком топливе диаметром 30 дюймов (760 мм) и мощностью 20,000 фунтов-силы (89 кН). [8] Корпус связи создал требование к ракете-зонду, чтобы нести 25 фунтов (11 кг) инструментов на расстояние 100,000 футов (30 км) или выше. [9] Это было объединено с требованием Ракетного научно-исследовательского отдела артиллерийского корпуса для испытательной машины. [9] Фрэнк Джозеф Малина из Лаборатории реактивного движения (JPL) предложил разработать жидкотопливную зондирующую ракету для удовлетворения этого запроса, тем самым обеспечив практический шаг к разработке окончательной ракеты «Корпорал». [10] [11]
Теоретическая работа, заложившая основу для WAC Corporal, была изложена в статье 1943 года «Обзор и предварительный анализ ракетных снарядов дальнего действия» Малины и Сюэ-Шень Циена . [12] [13] Проектирование было начато Фрэнком Малиной и Гомером Джо Стюартом в ответ на запрос Корпуса связи в их исследовании «Соображения осуществимости разработки ракеты высотой 100 000 футов». [14] Окончательная работа по проектированию была выполнена группой специалистов в определенных областях и потребовала значительных усилий по получению характеристик теоретическими средствами (относительно новый метод для американской ракетной техники). [15] Ключевыми ответственными лицами были М. М. Миллс (ускоритель), П. Дж. Микс (зондирующая ракета), У. А. Сэндберг и У. Б. Барри (пусковая установка и носовая часть WAC), С. Дж. Голдберг (полевые испытания) и Х. Дж. Стюарт (внешняя баллистика), а также Г. Эммерсон (фотография). [16]
Для движения был выбран жидкостный двигатель 38ALDW-1500 Aerojet, который был разработан как система JATO для летающих лодок ВМС. [17] [18] 38ALDW-1500 был модифицирован для гиперголических топлив с красной дымящей азотной кислотой в качестве окислителя и фурфуриловым спиртом в качестве топлива. [19] [20] WAC Corporal должен был использовать ускоритель, созданный на основе ракеты класса «воздух-земля» Tiny Tim, чтобы набрать достаточную скорость вдоль пусковой башни для трех хвостовых стабилизаторов Corporal, обеспечивающих пассивную устойчивость. [21] [15] Несмотря на акцент на теоретическом подходе, было сочтено необходимым эмпирически доказать аэродинамику «Капрала», особенно конфигурацию с тремя плавниками, поэтому в июле 1945 года была испытана модель на твердом топливе в масштабе одной пятой, названная Baby WAC, с уменьшенной пусковой установки. [22] [23] Было запущено четыре Baby WAC. [24]
Конструкция WAC Corporal была инновационной в том, что основная конструкция, содержащая окислитель, топливо и баки с воздухом под давлением, имела монококовую конструкцию и имела только три стабилизирующих киля вместо четырех, которые предпочитала армия. [22] Поскольку WAC Corporal была задумана как ракета для зондирования атмосферы, которая должна была использоваться частично вблизи населенных пунктов, она была снабжена парашютной системой спасения для самой ракеты, а также отдельной системой спасения полезной нагрузки радиозонда Корпуса связи . [25] [26]
Производством WAC Corporal занималась компания Douglas Aircraft Corporation, основные детали поставляла JPL, а двигатели — Aerojet. [27]
Программа испытаний WAC Corporal началась на полигоне Уайт-Сэндс в конце сентября 1945 года с серии испытаний ускорителей, поднимающих макеты верхних ступеней. [28] [29] Это были первые ракеты, запущенные в Уайт-Сэндс. Они были запущены с того, что стало LC-33, который также был стартовой площадкой для многих других ранних ракет, таких как V-2 , Viking и Hermes . [30] [31] Эти первые запуски испытывали не только ускоритель, но и пусковую установку и средства управления стрельбой, а также давали возможность попрактиковаться экипажам радаров и камер. [16] В октябре было проведено два запуска WAC Corporal с одной третью загрузки топлива, за которыми последовало шесть полностью заправленных полетов. Несколько из этих полетов достигли высоты приблизительно 235 000 футов (72 км). [29] [32] Характеристики варьировались из-за нескольких факторов, включая изменение веса брутто от 683 до 704 фунтов (от 310 до 319 кг) и пустого веса от 289 до 310 фунтов (от 131 до 141 кг). [21]
Миссии, выполненные в ходе первой серии WAC Corporal, включали:
Радиолокационное слежение было затруднено, так как на высоте более 90 000 футов (27 км) ответный сигнал радара был слишком мал, чтобы его можно было обнаружить, а сигналы радиозондов не принимались. [33] Ни одна предыдущая американская жидкотопливная ракета не превышала и малой доли высот, которых регулярно достигал WAC Corporal. [34] [35] 9 ноября 1945 года было решено изменить конструкцию WAC Corporal, чтобы улучшить ее для другой серии полетов. [36] Эта переработанная ракета сначала называлась «Сержант» в соответствии со схемой наименования JPL , но вскоре была переименована в WAC Corporal B. [37] Название «Сержант» позже использовалось для твердотопливной ракеты, разработанной для армии США в JPL. [38] Проектирование WAC Corporal B было начато в марте 1946 года под руководством П. Дж. Микса в качестве координатора проекта и значительно отличалось в деталях, хотя его основная форма оставалась прежней. Он был на 4 дюйма (10 см) длиннее, весил на 100 фунтов (45 кг) меньше и содержал на 40 фунтов (18 кг) меньше топлива. [39] Конструкции системы наддува топлива и топливных клапанов были упрощены. [40] У него был более короткий двигатель с переработанными инжекторами, весившими 12 фунтов (5,4 кг), а не более длинный 50-фунтовый (23 кг) двигатель WAC Corporal A. [39] [41] Радикально переработанный корпус ракеты использовал отдельные баки из разнородных материалов. [42] [40] Были поставлены более крупные и легкие плавники, что оказалось проблематичным во время первого полета WAC Corporal B 6 декабря 1946 года. [40] [29]
Полеты во время второй серии полетов WAC Corporal были следующими:
Программа WAC Corporal была чрезвычайно успешной испытательной программой. Последние 6 WAC Corporal B, которые летали, использовались в программе Bumper в качестве второй ступени на захваченных ракетах V-2 в ранних экспериментах по воздушному освещению и ступеням. [43] [44] Для Bumper WAC Corporal был модифицирован для обеспечения устойчивости свыше 5 Махов путем увеличения количества килей до четырех и увеличения их размера. [45] [46] WAC Corporal пришлось модифицировать так, чтобы зажигание двигателя инициировалось интегрирующим акселерометром ступени V-2 непосредственно перед выключением двигателя V-2. [47] WAC Corporal стабилизировался вращением двумя твердотопливными ракетами, размещенными между баками окислителя и топлива. [48] Bumper/WAC имел грузоподъемность 50 фунтов и нес доплеровский передатчик/приемник, который передавал температуру носового конуса, а также информацию о скорости. [49] Было 6 полетов Bumper из Уайт-Сэндс , первые два из которых несли твердотопливные макеты WAC. [50] Полет номер шесть имел неудачу на V-2. [50] Bumper 7 и 8, последние два полета программы Bumper, были первыми запусками с нового Совместного испытательного полигона дальнего действия в Коко-Бич, Флорида , который позже будет известен как мыс Канаверал . Причиной этого шага было намерение использовать пониженную траекторию для достижения скоростей в районе 7 Маха на высоте от 120 000 до 150 000 футов (от 37 до 46 км). Это повлекло бы за собой полеты на дальность более 250 миль (400 км), что превысило бы границы Уайт-Сэндс. [51]
Полеты WAC/Bumper были следующими:
Корпорал ВВС из Bumper 7, последний из когда-либо летавших, достиг скорости 9 Махов — самой высокой скорости, когда-либо достигнутой снарядом в атмосфере на тот момент. [52]
WAC Corporal оказался в прямой конкуренции в своей предназначенной роли, поскольку V-2 предлагал гораздо большие возможности полезной нагрузки, которые стали доступны в программе Hermes, управляемой General Electric, в апреле 1946 года. [53] Он также конкурировал с Aerobee, прямым потомком Corporal, который был испытан в конце 1947 года и стал полностью работоспособным весной 1948 года. [54] [55] Другим конкурентом была ракета-зонд Neptune, позже известная как Viking. [56] V-2 мог поднять 2200 фунтов (1000 кг) на высоту 128 миль (206 км), Aerobee около 150 фунтов (68 кг) на высоту более 70 миль (110 км), а Viking 500 фунтов (230 кг) на высоту 100 миль (160 км). Все три из них показали лучшую производительность, чем полезная нагрузка Corporal в 25 фунтов (11 кг). По соотношению фунтов на высоту за доллар Corporal также проиграл конкурентам: каждый WAC Corporal B стоил 8000 долларов США (что эквивалентно 109 200 долларам США в 2023 году), по 320 долларов США за фунт до апогея, в то время как каждый V-2, собранный из захваченных деталей, стоил около 30 000 долларов США (14 долларов США за фунт), а Aerobee стоил 18 500 долларов США (123 доллара США за фунт). [57]
Хотя WAC Corporal вскоре был заменен в своей предполагаемой роли зондирующей ракеты, его наследие было долговечным. Его двигатель 38ALDW-1500 был прямым предшественником A21AL-2600 от Nike Ajax и 45AL-2600 от Aerobee, и был разработан в серию AJ10 , которая включает двигатель AJ10-37 на второй ступени первой в мире специально построенной ракеты-носителя для запуска спутников Vanguard. [17] [58] [59] Другие члены серии AJ10 включают AJ10-101, который приводил в действие верхнюю ступень Able на различных ракетах-носителях, служебную двигательную систему AJ10-137 на космическом корабле Apollo и AJ10-190, который действовал как система орбитального маневрирования космического челнока . [60] [58] [61] Капралы WAC выставлены в Национальном музее авиации и космонавтики и в Музее ракетного полигона Уайт-Сэндс .
Происхождение аббревиатуры «WAC» в WAC Corporal, как утверждается, означает несколько разных фраз. Некоторые историки White Sands (Кеннеди, ДеВоркин, Эклс) утверждали, что это означает «Без контроля отношения». [62] [63] [64] В «Bumper 8: 50th Anniversary of the First Launch on Cape Canaveral, Group Oral History» Уильям Пикеринг приписал ее «Женскому армейскому корпусу». [65]
Самые ранние публичные сообщения о назначении WAC — это серия статей Aviation Week , которые, по-видимому, поддерживают идею происхождения аббревиатуры «Женский армейский корпус». В выпуске от 18 марта 1946 года Aviation Week отметила: «Под забавным кодовым обозначением «Корпорация WAC» проект был начат в 1944 году...». В статье Aviation Week от 1 июня 1946 года описывается, как «Корпорация WAC» «запускается с треугольной 100-футовой пусковой вышки, а затем следует своим собственным веселым путем», и утверждается, что «эти характеристики указывают на некоторые из причин женского наименования «WAC», «Корпорация» происходит из того факта, что некоторые армейские ракеты обозначаются знакомыми званиями».
{{cite journal}}
: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )