Sredinom pedesetih godina Strateško zračno zapovjedništvo američkih zračnih snaga tražilo je nove načine za poboljšanje tehničkih i borbenih karakteristika raketnog naoružanja. Između ostalog, vršila se potraga za novim idejama i rješenjima, kao i neobičnim konceptima oružja. Za testiranje izvornih ideja bili su potrebni eksperimentalni uzorci, od kojih je jedan bio proizvod WS-199D Alpha Draco iz McDonnella.
Do tada su se dizajneri balističkih projektila suočili s velikim problemom. Glava rakete s međukontinentalnim dometom na silaznoj putanji morala je biti izložena prekomjernom mehaničkom i toplinskom naprezanju. Trebalo ga je zaštititi od negativnih čimbenika, osiguravajući isporuku potpuno operativne naknade cilju. Za traženje optimalnih rješenja u ovom području predloženo je razviti posebnu eksperimentalnu raketu.
Novi projekt započeo je 1957. godine. U početku je bilo potrebno samo proučiti karakteristike ponašanja bojevih glava u gustim slojevima atmosfere. U budućnosti se to počelo smatrati sredstvom testiranja novog koncepta štrajkaškog sustava. Konačno, od određenog vremena razrađeno je pitanje korištenja obećavajuće rakete kao protusatelitskog oružja. Izvanredna je činjenica da za rješavanje tako različitih zadataka nije bila potrebna radikalna obrada rakete.
Raketa WS-199D na lanseru. Označavanje fotografija- sustavi.net
Nekoliko eksperimentalnih projekata koje su američke zračne snage pokrenule krajem pedesetih imalo je sličan naziv. Razvoj novih verzija bojevih glava za ICBM trebao je biti proveden u okviru projekta s oznakom WS-199D (Weapon System 199D). Također, projekt je dobio "zvjezdano" ime Alpha Draco ("Alpha Dragon"). Ugovor za razvoj rakete i njezina kasnija ispitivanja primio je McDonnell. Nekoliko drugih organizacija moralo je sudjelovati u poslu kao kooperanti.
U sklopu projekta WS-199D predloženo je napuštanje "tradicionalnog" leta po balističkoj putanji i razrada koncepta BGRV (Boost-glide reentry vehicle-"Borbena jedinica s ubrzanjem i planiranjem"). Planirano je uključiti par stupnjeva s motorima na kruti pogon i bojevom glavom izrađenom u obliku posebnog okvira u raketi. Pretpostavljalo se da će prva faza lansirati raketni sklop na zadanu visinu, zadatak druge faze bit će ubrzanje do projektirane brzine, a nakon njezina odvajanja bojna glava će nastaviti svoj vodoravni let, sve do potpuni gubitak pohranjene energije i pad u navedeno područje.
Prema proračunima, druga je faza trebala ubrzati jedrilicu na brzinu veću od M = 5. Tijekom leta brzina bi se mogla znatno smanjiti, ali i dalje ostati dovoljna za stvaranje uzgona. Takvi pokazatelji brzine omogućuju klasifikaciju raketne bojeve glave WS-199D kao hiperzvučni zrakoplov. Štoviše, ispada da je to jedan od prvih primjera ove klase u Sjedinjenim Državama i u svijetu.
Koristeći raketu s ovim principima rada, znanstvenici bi mogli istražiti ponašanje jedrilice pri velikim brzinama u gustim slojevima atmosfere. Osim toga, bilo je moguće proučiti mogućnost uporabe projektila tipa BGRV kao neovisnog oružja. U oba slučaja, projekt Alpha Draco trebao je dati praktički primjenjive rezultate.
Projekt WS-199D bio je eksperimentalne prirode i nije mu trebalo previše vremena za provedbu. Kako bi ubrzao razvoj, izgradnju i testiranje nove opreme, McDonnell je odlučio široko koristiti dostupne komponente različitih vrsta, posuđene iz serijske opreme. Dakle, planirano je da se motori za dvije faze uzmu iz projektila MGM-29 Sergeant i Nike-Hercules. Kontrole za postojeće modele osigurao je Honeywell.
Gotova raketa Alpha Dragon imala je prilično jednostavan dizajn. Kad je sastavljen, bio je to cilindrični proizvod s dugim suženim glavama i kormilima u obliku slova X na repu prve faze. Rep druge faze razlikovao se po prisutnosti nekoliko zakrivljenih čunjeva. Gotovo svi unutarnji volumeni dviju faza dati su za ugradnju motora na kruta goriva. Mali odjeljci za instrumente na stepenicama smjestili su najjednostavnije kontrole.
Priprema za početak. Fotografija Muzej svemirskih i projektila zračnih snaga / afspacemuseum.org
Glavni element prve faze bio je motor na čvrsto gorivo Thiokol TX-20 iz rakete narednik. Imao je čelično tijelo duljine 5,9 m s promjerom 7,9 m. Standardno punjenje gorivom izgorjelo je za 29 s, stvarajući potisak od 21,7 tf. Druga faza opremljena je manjim motorom TX-30 istog proizvođača. Ovaj proizvod, također uzet iz jedne od serijskih projektila, razvijao je potisak od oko 5,6 tf tijekom 37 s. U skladu s BGRV konceptom, snažniji motor prve faze trebao je podići raketu na zadanu visinu, a druga je faza bila odgovorna za ubrzanje eksperimentalne bojeve glave.
Prema poznatim podacima, klizni zrakoplov neobičnog dizajna nalazio se ispod konusnog oplata rakete WS-199D. Prema izračunima autora projekta, na početku samostalnog leta morao je imati brzinu reda M = 5, što je postavljalo posebne zahtjeve za dizajn. Morala se razlikovati po mehaničkoj čvrstoći, a osim toga morala je izdržati i visoka temperaturna opterećenja.
Prema različitim izvorima, korisni teret rakete Alpha Draco bio je sličan konusu sa zaobljenom glavom i izgrađen je u skladu s idejama podiznog tijela - nosivog tijela. Konture konusnog tijela definirane su na takav način da su stvarale uzgon tijekom leta velike brzine. Za zaštitu unutarnjih uređaja od visokih temperatura predloženo je korištenje modernih legura otpornih na toplinu, premaza za ablaciju i drugih obećavajućih rješenja. Najučinkovitija metoda zaštite mogla bi se razviti i koristiti u budućim projektima.
Projekt WS-199D uključivao je upotrebu prilično jednostavnih kontrola. Na raketi je bio inercijski navigacijski sustav u kombinaciji s autopilotom. Na temelju podataka o položaju rakete u svemiru razvijene su naredbe za upravljačke strojeve. Istodobno, kontrola leta nastavljena je samo do kraja druge faze. Nakon odvajanja bojna glava je krenula u nekontrolirano klizanje. Međutim, na brodu je imala vlastitu opremu - za prikupljanje i prijenos podataka.
Sastavljeni proizvod Alpha Draco imao je duljinu nešto više od 14 m. Najveći promjer karoserije određen je dimenzijama motora TX-20 i iznosio je 790 mm. Opseg stabilizatora je 2, 16 m. Masa je, prema različitim izvorima, prelazila 4, 5-5 tona.
Eksperimentalna raketa trebala je biti lansirana iz zemaljskog lansera iz serijskog kompleksa MGR-1 Honest John. Na šasiji s tri osovine na kotačima nalazila se otvorena kabina i vodilica grede za podizanje. Prije lansiranja rakete takav je stroj morao biti obješen na dizalice i podići vodilicu pod zadanim kutom. Zatim je motor pokrenut, a raketa je započela let.
Raketni kompleks MGR-1 Honest John, čiji je lanser korišten s projektilom WS-199D. Fotografija Wikimedia Commons
Razvoj projekta WS-199D dovršen je do kraja 1958. godine, nakon čega su McDonnell i njegovi podizvođači započeli pripreme za buduća ispitivanja. Proizvedene su sve nove jedinice, kao i serijski dijelovi. Od njih je sastavljeno nekoliko eksperimentalnih projektila koji su u bliskoj budućnosti trebali biti poslani na poligon na rtu Canaveral. Lansirna rampa LC-10 dodijeljena je za probna lansiranja. Letovi su se trebali odvijati iznad Atlantskog oceana.
Standardni program leta za raketu Alpha Dragon izgledao je ovako. Uz pomoć vodiča za lansiranje raketa je podignuta do najvećeg dopuštenog kuta elevacije. Na zapovijed operatora motor prve faze je upaljen. Za pola minute rada podigao je raketu na visinu od 12.800 m. Tada je pala prva etapa, a osim toga, raketa se tijekom leta nagnula naprijed. Nakon postizanja potrebnog kuta, motor druge faze je pokrenut. Uz njegovu pomoć, WS-199D se trebao uzdići na visinu od 30.500 m i ubrzati do brzina od najmanje M = 5. Nadalje, potrošena druga faza odvojena je od bojeve glave, a oplata je odbačena. Klizni zrakoplov započeo je neovisan let. Prema izračunima, mogao se povući 380-400 km od početne točke.
16. veljače 1959. stručnjaci iz zrakoplovnih snaga SAC -a i tvrtki izvođača izveli su prvo probno lansiranje nove eksperimentalne rakete. Proizvod WS-199D uspješno je dosegao zadanu visinu i pokupio potrebnu brzinu, nakon čega je ispustio kliznu jedinicu. Silazeći s visine veće od 30 km, potonji je pokazao raspon leta veći od izračunatog. Jedrilica je pala u vodu na udaljenosti od 415 km od početne točke. Svi su sustavi radili ispravno i prikupljene su potrebne informacije. Prvo testiranje lansirano je kao uspješno.
Točno mjesec dana kasnije lansirana je druga raketa. Moguće je da je postojeći dizajn Alpha Draco izmijenjen prije ovih testova, ali detalji o tome nisu dostupni. Novo lansiranje također je bilo uspješno, ali ovaj put raketa je pokazala karakteristike nižeg dometa. Točka njegovog pada u vodu bila je 393 km od lansirne rampe.
27. travnja održano je treće i posljednje probno lansiranje. Prva faza rakete radila je normalno i podigla je na zadanu visinu. Nakon završetka rotacije, motor druge faze se uključio, ali su upravljački sustavi otkazali. Raketa je krenula krivim smjerom. Nekoliko sekundi nakon toga, kako bi se izbjegle negativne posljedice, ispitivači su bili prisiljeni aktivirati samolikvidatora rakete. Let je trajao manje od minute, a za to vrijeme raketa nije imala vremena značajno se odmaknuti od lansirne rampe.
Od tri izvedena lansiranja, samo su dva bila uspješna, a rezultati ispitivanja ocijenjeni su zadovoljavajućim. Čak su u dva leta stručnjaci uspjeli prikupiti značajnu količinu informacija o radu različitih sustava u teškim uvjetima, a također i isprobati neka nova rješenja u praksi. Više se nije planiralo nastaviti s testiranjem, jer su se sada dizajneri različitih organizacija morali pozabaviti uvođenjem novog iskustva.
Alfa Draco pri lansiranju. Fotografija Space.skyrocket.de
Analiza rezultata ispitivanja pokazala je da su sustavi tipa BGRV općenito interesantni sa stajališta vojne uporabe, ali zasad ne mogu pronaći praktičnu primjenu. Taj je koncept zahtijevao dodatna istraživanja, ispitivanja i eksperimentiranje. Tek nakon toga bilo je moguće započeti s razvijanjem cjelovite bojne glave za planiranje balističkih projektila.
Istodobno, određeni razvoj za projekt McDonnell WS-199D Alpha Draco mogao bi se provesti sada. Dakle, u praksi se pokazalo da konusni oblik bojeve glave omogućuje dobivanje aerodinamičke kvalitete od najmanje 3-3,5 jedinica, što je omogućilo povećanje dometa leta. Osim toga, bilo je moguće koristiti opremu za toplinsku zaštitu testiranu u letu. Trebali su pronaći primjenu na području strateškog naoružanja, kao i u nastajanju astronautike.
Teoretski i praktični razvoj projekta WS-199D prvi su put korišteni za stvaranje obećavajuće interkontinentalne balističke rakete LGM-30 Minuteman. Na temelju iskustva Alfa Zmaja, za takve projektile izrađene su bojeve glave. U budućnosti su se ti razvoji razvijali i već u novom obliku koristili u svim narednim projektima strateškog raketnog naoružanja.
Već krajem pedesetih godina NASA se zainteresirala za rezultate ispitivanja zrakoplova s monokoknim tijelom. Ubrzo je ova organizacija pokrenula vlastiti program čiji je cilj bilo detaljnije proučavanje nestandardne arhitekture zrakoplova. Od ranih šezdesetih godina NASA i srodne zrakoplovne organizacije izgradile su i testirale različite neobične zrakoplove. Ovaj je program imao značajan utjecaj na daljnji razvoj u području oporabljivih svemirskih letjelica.
Prema nekim izvješćima, raketa Alpha Draco, kao i drugi događaji pod šifrom WS-199, već se neko vrijeme smatra obećavajućim oružjem za borbu protiv svemirskih letjelica na niskim orbitama. Međutim, nema detaljnih informacija o ovom rezultatu. Štoviše, poznati podaci o karakteristikama ovog proizvoda izazivaju sumnju u samu mogućnost njegove uporabe u takve svrhe. Činjenica je da bi karakteristike dvostupanjskih motora mogle biti nedostatne za lansiranje rakete ili njene bojeve glave na potrebnu visinu od stotine kilometara.
Rad na pilot projektu McDonnell WS-199D Alpha Draco trajao je manje od dvije godine i završio je sa samo tri lansiranja probnih projektila. Međutim, unatoč kratkom trajanju, završili su prikupljanjem velike količine podataka o obećavajućim tehnologijama i rješenjima prikladnim za uporabu u stvaranju nove raketne tehnologije. Neke od ideja ovog projekta i dalje se koriste u raznim područjima i uspješno se nose s rješavanjem postavljenih zadataka.
