Desenvolupat a principis dels anys seixanta, l'avió de reconeixement supersònic A-12 s'havia de distingir per les característiques de vol més altes capaces de proporcionar una solució eficaç a les tasques assignades. Al mateix temps, es va comprovar immediatament que aquest cotxe tindria alguns inconvenients. L’avió va resultar ser molt car i difícil d’operar i, a més, no era invulnerable per als moderns sistemes de defensa antiaèria. Calia trobar una nova manera de realitzar el reconeixement des de l’aire i crear els mitjans adequats. El vehicle aeri no tripulat D-21 havia de ser la resposta als reptes existents.
L'avió de reconeixement A-12 va ser creat per Lockheed per a l'Agència Central d'Intel·ligència. L'avió U-2 existent ja no complia completament els requisits, cosa que va provocar la formació d'una nova tasca tècnica, que va implicar un augment de les característiques principals. No obstant això, les perspectives de l'A-12 han estat tema de controvèrsia des de fa temps. L'1 de maig de 1960, un avió U-2 de la CIA va ser abatut sobre la Unió Soviètica. Aquest incident va provocar la prohibició dels vols d’avions de reconeixement tripulats sobre el territori de l’URSS. No obstant això, el departament d'intel·ligència necessitava nova informació sobre un enemic potencial, que ara s'havia de recollir utilitzant nous mitjans.
Un avió portador M-21 amb un dron D-21A. Foto de la CIA
L'octubre de 1962, els empleats del departament secret de Lockheed anomenat Skunk Works, dirigit per la dissenyadora Kelly Johnson, van proposar una possible solució al problema existent. Sobre la base de l'avió A-12 existent, es va proposar desenvolupar un portaavions per a un vehicle de reconeixement no tripulat. La tasca del transportista era lliurar el dron a una zona determinada, on era necessari desvincular-se. A més, l’aparell, equipat amb un motor ramjet, havia d’anar independentment a la zona requerida i fer fotografies.
En el curs d’investigacions preliminars i estudis teòrics, es va establir l’aspecte òptim del complex prometedor. Es va proposar construir un dron d’un sol ús i dotar-lo d’un contenidor de gota en el qual s’haurien d’ubicar sistemes de control i equips fotogràfics. Es va suposar que aquesta arquitectura reduiria al màxim el cost de producció i operació dels equips. En particular, es van proporcionar certs estalvis a causa de l’ús repetit d’equips de navegació complexos i costosos.
D-21A al taller del fabricant. Foto Testpilot.ru
Com a desenvolupament del complex de reconeixement basat en l'avió A-12, el prometedor projecte va rebre el símbol Q-12. Aquesta era la designació del disseny presentat a finals de 1962 pel desenvolupador a un client potencial en la persona de la CIA. Pel que sabem, el lideratge de l'organització d'intel·ligència va reaccionar al nou projecte sense gaire entusiasme. Amb l’aparició i la proliferació de sistemes de míssils antiaeris, la CIA necessitava avions de reconeixement d’alta altitud i velocitat com l’A-12. El dron Q-12, al seu torn, tenia un interès molt limitat.
Tot i la manca d'una ordre oficial i la reacció mixta de l'Agència Central d'Intel·ligència, els especialistes de Skink Work van continuar treballant. Durant aquest període, van realitzar proves del model Q-12 en un túnel de vent, durant les quals es va confirmar plenament la possibilitat d’obtenir les característiques de vol calculades. Gràcies a això, els treballs podrien continuar encara més, però calia fer una comanda oficial d’un departament o d’un altre.
Treball inicial. Es poden veure els elements estructurals del transportista i del dron. Foto Testpilot.ru
Al tombant de 1962 i 1963, la companyia Lockheed va oferir el seu nou desenvolupament a la Força Aèria. Aquesta organització es va interessar pel complex de reconeixement, que, amb les modificacions adequades, podria convertir-se en la base del sistema de vaga. Probablement, l'interès de la força aèria es va convertir en un incentiu addicional per a la CIA, cosa que va resultar en un contracte tripartit per al desenvolupament d'un projecte complet. El document es va signar a principis de primavera del 1963.
El projecte d'un prometedor avió de reconeixement no tripulat utilitzat conjuntament amb un avió portador es va anomenar D-21. Com a part del treball de disseny, el departament de Skunk Works havia de desenvolupar un projecte per al propi dron, així com crear una versió modernitzada de l'avió A-12, que havia de donar suport al treball de l'avió de reconeixement. El prometedor transportista D-21 es deia M-21. Les lletres dels noms es van triar de forma senzilla. Inicialment, el concepte d’un sistema d’intel·ligència “en dues etapes” es coneixia com a “mare i filla”. En conseqüència, l'avió transportista va rebre la lletra "M" de "Mare") i el dron - "D", és a dir, "Filla" ("filla"). Posteriorment, es va desenvolupar una nova versió del projecte, raó per la qual el nom de la base es va canviar a D-21A.
Esquema de l’aparell D-21 amb una descripció del compartiment de maquinari desmuntable. Figura Testpilot.ru
L'aparell de reconeixement del nou model s'havia de distingir per les dades de vol elevat, que afectaven el seu disseny. Es va proposar que la immensa majoria dels elements estructurals fossin de titani. Al mateix temps, algunes peces estaven fetes d’aliatges d’acer i plàstics. Els estudis han demostrat que només aquest disseny permetrà al D-21 assolir la velocitat requerida i suportar les càrregues de calor resultants. Com a mitjà addicional per reduir l’efecte negatiu de la calor, s’hauria d’utilitzar un recobriment especial de pintura i vernís a base de ferrita, així com un sistema de refrigeració de la pell combustible, similar als que s’utilitzen als avions A-12 i SR-71.
El D-21 va rebre un fuselatge cilíndric, perfectament aparellat amb una ala delta. La vora davantera de l’ala tenia nòduls arrodonits que gairebé arribaven a la presa d’aire frontal. La part frontal del fuselatge es va fer en forma d’entrada d’aire amb un cos central cònic. A la cua hi havia una unitat cònica, en la qual es col·locava part de les unitats d’un motor ramjet. La unitat de cua es proporcionava en forma de quilla trapezoïdal. La longitud total del vehicle era de 13,1 m, l’envergadura de les ales era de 5,8 m. L’alçada era de 2,2 m. Durant el vol a la portadora, el dispositiu havia de portar els carenats de cap i cua caiguts.
Unitats d’un motor ramjet. Foto Testpilot.ru
El dispositiu estava equipat amb una ala delta amb entrades ogivals ben desenvolupades. L'ala es va instal·lar amb un angle negatiu de la transversal V. A la vora de l'ala, es van col·locar plans mòbils, que servien d'ascensors i alerons. El control de cap es va dur a terme mitjançant el timó a la vora de la quilla.
A la proa del dron, a poca distància de la presa d’aire, hi havia un compartiment per col·locar instruments. Es va proposar la col·locació dels equips de control i de les càmeres aèries en un contenidor comú d’1, 9 m de longitud, la part inferior del qual era un element de la pell inferior del fuselatge. Per sobre de l’equip, també es proporcionaven fundes de protecció. El compartiment de l’instrument estava muntat en muntatges controlats i es podia deixar caure en un moment determinat de vol.
El compartiment de maquinari contenia un sistema de navegació inercial, un pilot automàtic, un ordinador per a paràmetres d’aire, així com un mitjà per mantenir les condicions climàtiques requerides. Es preveia un volum per a la instal·lació d’una càmera aèria de models existents corresponent a la tasca en curs. Per estalviar en la producció de dispositius de control bastant complexos i costosos, així com per retornar pel·lícules amb imatges de reconeixement, el projecte D-21 va proposar deixar caure el compartiment de l’instrument i rescatar-lo amb un paracaigudes.
Un prototip de complex de reconeixement es prepara per a l'enlairament. Foto de la Força Aèria dels Estats Units
Fins i tot en el curs d’estudis preliminars, es va establir que el motor ramjet Marquardt RJ43-MA-11, creat anteriorment per al míssil antiaeri de llarg abast Boeing CIM-10 Bomarc, s’hauria d’utilitzar com a central elèctrica. Després d’alguns canvis de disseny, com ara la finalització del dispositiu d’estabilització de la flama, la instal·lació d’un nou broquet i la modernització d’altres sistemes, el motor es podria utilitzar en un vehicle de reconeixement. L'objectiu principal d'aquestes modificacions era augmentar la durada de la tracció de l'obra. El motor actualitzat, que va rebre la designació actualitzada XRJ43-MA20S-4, podria funcionar sense interrupcions fins a una hora i mitja i donar una empenta de 680 kgf.
La major part del volum lliure de la cèl·lula es va donar per a la col·locació de tancs de combustible. Es va assignar un volum important del fuselatge sota el canal d’entrada d’aire, que proporcionava el subministrament d’aire atmosfèric al motor. Com a resultat, no el vehicle no tripulat més gran es va distingir per una disposició molt densa d’unitats internes. Durant el desenvolupament del sistema de combustible, es van tenir en compte els desenvolupaments dels projectes existents. En particular, per compensar l'escalfament de la pell, el D-21 va rebre intercanviadors de calor pels quals havia de circular el combustible. A la part inferior de l'aparell, es proporcionaven vàlvules per connectar-se al sistema de combustible de l'avió portador. Mitjançant una vàlvula, es proveïen els dipòsits, a través de la segona, es subministrava combustible al sistema de refrigeració de la carcassa.
M-21 i D-21A en vol. Foto de la Força Aèria dels Estats Units
El dron de reconeixement Lockheed D-21 tenia un pes a l’enlairament de 5 tones. El motor utilitzat va permetre arribar a velocitats de fins a M = 3, 35 i pujar a una altitud de 29 km. El rang de vol havia de superar els 1930 km. Tenint en compte l'ús de l'avió portador, hi havia la possibilitat d'un augment significatiu del radi del complex de reconeixement.
Un vehicle aeri no tripulat prometedor s'havia d'utilitzar amb l'avió portador M-21. El transportista es va desenvolupar sobre la base de l'avió supersònic de reconeixement supersònic A-12, que es distingia per les seves altes característiques. De fet, el M-21 era l'A-12 original, sense equipament de reconeixement i equipat amb alguns altres dispositius. Es va proposar treure les càmeres del compartiment situat darrere de la cabina, en lloc de la qual s’hi hauria de col·locar una cabina addicional amb un lloc de treball per al segon membre de la tripulació que controla el dron. L’operador disposava d’un conjunt d’equips necessaris i també disposava d’un periscopi per observar el dispositiu durant el vol i el llançament.
Avió JC-130B Cat’s-Whiskers amb equipament per a “atrapar” un contenidor de maquinari. Foto Wvi.com
A la superfície superior del fuselatge del portador, entre les quilles, es va proposar muntar un piló amb accessoris per al D-21. El piló tenia vàlvules per connectar sistemes de combustible, així com panys mecànics i pneumàtics amb un empenyedor, que asseguraven l'alliberament de la "filla" a les ordres de l'operador. Segons els resultats de bufar al túnel del vent, es va recomanar reduir l'alçada del piló, a causa del qual el dron havia d'estar entre les quilles del portador. Al mateix temps, només quedaven 15 cm entre la punta de l’ala D-21 i la part superior de la quilla M-21, cosa que podria provocar danys a l’equip. El dissenyador en cap, K. Johnson, es va oposar a reduir l’alçada del piló a causa dels riscos que s’hi associaven, però a la versió final del projecte es va utilitzar només aquesta solució.
Com a modificació de l'avió de reconeixement existent, la companyia M-21 tenia dades de vol similars. La velocitat del vol va arribar a M = 3,35, fins a 2000 km. Això va ser suficient per a la plena explotació del nou explorador.
Tal com van idear els autors del projecte, l’avió portador amb un avió de reconeixement a la pilona se suposava que hauria d’enlairar-se d’un dels camps d’aviació i anar al lloc on va caure el dron. Havent guanyat l’altitud necessària i accelerat a una velocitat de l’ordre de M = 3, 2, el transportista podria deixar caure el D-21. Després de caure i retrobar-se a una distància segura mitjançant el control remot, l’escoltista va haver de realitzar el vol de forma independent segons el programa carregat anteriorment. Després de completar el reconeixement i fer fotografies de l’objecte requerit, se suposava que el D-21 anava a la zona especificada i baixava a una altitud de 18 km. Allà, es va deixar caure un contenidor de maquinari, després del qual es va activar un autoliquidador que va destruir el dron. El contenidor amb sistemes de control i pel·lícules fotogràfiques va caure i va obrir el paracaigudes a una altitud de 4,5 km. A més, s’hauria d’haver recollit amb l’ajut d’avions o vaixells de les forces navals. En particular, es va proporcionar l'equip per "agafar" el contenidor a l'aire. Per a això, es va construir un avió especial Lockheed JC-130B Cat’s-Whiskers. Segons el nom del mitjà de captura del contenidor, aquest avió es deia "Bigotis de gat".
El dron mentre desencaixava del transportista. Tir del noticiari
Dos avions M-21 amb números de sèrie 60-6940 i 60-6941 van ser construïts especialment per a proves el 1963-64. A més, Lockheed ha reunit set prototips del D-21. Tota aquesta tècnica s’havia d’utilitzar en proves que van començar a la primavera del 1964. En els controls van participar els pilots Bill Park i Art Peterson, que havien de gestionar les "mares", així com els enginyers de Skunk Works Ray Torik i Keith Beswick, responsables de l'ús d'equips de reconeixement. En el futur, les responsabilitats es distribuiran de la següent manera. B. Park controlava el transportista i A. Peterson era el responsable de pilotar l'avió de seguretat. R. Torik i K. Beswick van exercir alternativament les funcions de l'operador de sistemes de transport i del càmera a l'avió que l'acompanyava.
L'1 d'abril de 1964, un dels avions M-21 va enlairar-se per primera vegada. El 19 de juny del mateix any van començar les proves a terra dels paquets M-21 i D-21. El primer vol d'una companyia amb un dron sobre un piló es va produir el 22 de desembre, el mateix dia amb el primer vol de l'avió de reconeixement SR-71A, creat sobre la base de l'A-12 i destinat a la Força Aèria. El propòsit del primer vol era provar la interacció entre la companyia i la seva "càrrega útil" quan es volava a diferents velocitats i altituds. El vehicle aeri no tripulat amb el número de sèrie 501 no es va deixar caure durant aquest vol.
Danys rebuts per un vehicle de reconeixement durant un dels vols sense alliberament. Foto Testpilot.ru
Durant aquestes proves, els autors del projecte es van enfrontar a greus problemes tècnics i operatius. La necessitat de corregir les deficiències identificades va provocar una revisió del calendari del projecte. La primera descàrrega del D-21, prevista per al març de 1965, es va haver d'ajornar durant gairebé un any. Per això, el primer vol independent del nou avió de reconeixement va tenir lloc només el 5 de març del 66.
Aquest dia, el prototip del complex de reconeixement, operat per B. Park i K. Beswick, va enlairar-se de la base aèria de Vandenberg (Califòrnia), va guanyar l'altitud i la velocitat necessàries, després de les quals l'operador va restablir el vehicle no tripulat. Durant la separació, el D-21 # 502 va deixar caure els carenats de cap i cua, cosa que va provocar problemes notables. El carenat del cap es va trencar en trossos, que van colpejar i danyar els voladissos. Malgrat tot, el D-21 va ser capaç d’allunyar-se de la companyia de manera regular i començar un vol independent. Segons els records de K. Besvik, van trigar només un parell de segons a separar l’aparell, que, tanmateix, va semblar diverses hores. Durant el vol conjunt de la "mare" i la "filla", el motor del dron va funcionar, cosa que va simplificar la sortida al punt de caiguda, però va provocar l'ús d'una part important del subministrament de combustible. Amb una quarta part de proveïment de combustible, l'experimentat D-21 va poder volar només aproximadament 280 km. Després d'això, el dispositiu va baixar, va deixar caure el contenidor amb l'equip i es va autodestruir.
El moment de la col·lisió del D-21A # 504 amb l'avió portador. Foto Wvi.com
El 27 d'abril es va utilitzar el prototip número 506 a les proves. Tenint en compte l'experiència de la prova anterior, es va decidir abandonar el carenat del cap caient. La tripulació de B. Park i R. Torik van completar amb èxit la seva tasca i van assegurar el vol d'un dron experimentat. Aquest últim va poder volar uns 2070 km. El 16 de juny del mateix any, el vehicle núm. 505, llançat per B. Park i K. Beswick, amb un repostatge complet, cobria la distància de 2870 km.
El proper vol de prova estava previst per al 30 de juliol, en què es preveia utilitzar el model de preproducció # 504. B. Park i R. Torik van tornar a aixecar el complex a l'aire i van anar al punt de descàrrega, que era a prop de l'atoló de Midway. Es va produir un accident durant el desacoblament. L'ona de xoc que emanava de l'avió portador va "tocar" el dron, com a conseqüència de la qual el M-21 va perdre la quilla. A velocitat de creuer, l'avió tenia una estabilitat neutra, a causa de la qual la pèrdua de la unitat de cua va provocar una pèrdua d'estabilitat i controlabilitat. L’avió va començar a tremolar i les sobrecàrregues resultants van provocar la seva destrucció. El nas del fuselatge es va separar d'altres unitats i va començar a caure.
Després de la col·lisió, l'equip es va esfondrar. Foto Wvi.com
La tripulació de l'avió va aconseguir expulsar, aviat va esclatar i va ser recollida a bord d'un dels vaixells de la zona. B. Park va escapar amb ferides lleus i l'enginyer R. Torik va danyar el seu vestit a gran altura durant l'ejecció. En caure a l'oceà, el vestit es va començar a omplir d'aigua, cosa que va provocar la mort de l'especialista.
El cap del departament de "Skunk Works", K. Johnson, per decisió pròpia, va prohibir nous vols de companyies M-21 amb avions de reconeixement D-21. L’opinió sobre els riscos associats a la instal·lació del dron a una distància mínima de les quilles va rebre la confirmació més terrible. A causa de la cancel·lació de nous vols de prova, el projecte D-21 es va veure amenaçat amb el tancament.
L'únic avió M-21 que queda al museu de l'aviació. Foto Wikimedia Commons
L'únic avió M-12 núm. 60-6941 restant a causa de la finalització de les proves va ser enviat al pàrquing. Ningú no va mostrar interès per aquest cotxe, que el va deixar emmagatzemat durant molt de temps. Més tard va ser traslladat al Seattle Aviation Museum, on encara es troba.
La mort d’un company va ser un cop greu, però els especialistes de Skunk Works encara van trobar la força per continuar la feina. Els autors del projecte D-21, que no volien arriscar-se de nou, van proposar una nova versió del complex de reconeixement que podria reduir dràsticament el perill per al transportista i la seva tripulació. Ara es va proposar prescindir de l'avió supersònic M-21. En lloc d'això, se suposava que un bombarder B-52 convertit aixecaria el cercavent a l'aire. La nova versió del projecte es va designar D-21B. La lletra "A" es va afegir al nom de la primera versió, respectivament. La feina es va continuar.
