SM-64 Navaho - SM-64 Navaho

Missile Navaho sur rampe de lancement

Le North American SM-64 Navaho était un projet de missile de croisière intercontinental supersonique construit par North American Aviation (NAA). La conception finale était capable de livrer une arme nucléaire à l' URSS à partir de bases aux États-Unis, tout en naviguant à Mach 3 (3 675 km/h ; 2 284 mph) à 60 000 pieds (18 000 m) d'altitude. Le missile porte le nom de la nation Navajo .

Le projet original de 1946 prévoyait un système à relativement courte portée, une arme à glissement accéléré basée sur une conception de fusée V-2 ailée . Au fil du temps, les exigences ont été étendues à plusieurs reprises, à la fois en raison du désir de l' US Air Force de disposer de systèmes à plus longue portée, ainsi que de la concurrence d'armes similaires qui ont rempli avec succès le créneau à plus courte portée. Cela a conduit à une nouvelle conception basée sur un missile de croisière à statoréacteur , qui s'est également développé en une série de versions toujours plus grandes, ainsi que des fusées d'appoint pour les lancer à pleine vitesse.

Pendant cette période, l' US Air Force développait le SM-65 Atlas , basé sur la technologie de fusée développée pour Navaho. Atlas remplissait les mêmes objectifs de performance, mais pouvait le faire avec des temps de vol totaux mesurés en minutes plutôt qu'en heures, et en volant à des vitesses et des altitudes qui les rendaient insensibles à l'interception, par opposition à simplement très difficiles à intercepter comme dans le cas de Navaho. Avec le lancement de Spoutnik 1 en 1957 et les craintes d'un missile gap qui s'ensuivit , Atlas reçut la plus haute autorité de développement. Navaho a continué en tant que sauvegarde, avant d'être annulé en 1958 lorsque Atlas a mûri avec succès.

Bien que Navaho ne soit pas entré en service, son développement a fourni des recherches utiles dans un certain nombre de domaines. Une version de la cellule Navaho propulsée par un seul turboréacteur est devenue l' AGM-28 Hound Dog , qui a été transportée vers ses cibles sur le Boeing B-52 Stratofortress , puis a effectué le reste du trajet à environ Mach 2. Le système de guidage a été utilisé. pour guider les premiers sous-marins Polaris . La conception du moteur d'appoint, dérivée de la nouvelle filiale Rocketdyne de la NAA , a été utilisée dans diverses versions des séries Atlas, PGM-11 Redstone , PGM-17 Thor , PGM-19 Jupiter , Mercury-Redstone et Juno ; c'est donc l'ancêtre direct des moteurs utilisés pour lancer les fusées lunaires Saturn I et Saturn V.

Développement

Études de missiles de l'armée d'après-guerre

Le V-1 a inspiré une gamme de conceptions de missiles de l'US Army Air Force.

Les Allemands avaient introduit un certain nombre de nouvelles "armes miracles" pendant la guerre qui étaient d'un grand intérêt pour toutes les forces alliées. Les moteurs à réaction étaient déjà largement utilisés après leur introduction au Royaume-Uni, mais la bombe volante V-1 et la fusée V-2 représentaient des technologies qui n'avaient pas été développées ailleurs. Dans l'usage allemand, ces armes avaient relativement peu d'effet stratégique et devaient être tirées par milliers pour causer des dommages réels. Mais si elle était armée d'une arme nucléaire , même une seule de ces armes causerait des dommages équivalents à des milliers de versions à armes conventionnelles, et cette ligne de recherche a été rapidement reprise par l' US Army Air Force (USAAF) à la fin de 1944.

Vannevar Bush du Conseil consultatif scientifique de l'USAAF était convaincu que les avions pilotés ou automatisés comme le V-1 étaient la seule solution possible pour les rôles à longue distance. Un missile balistique capable de transporter même la plus petite ogive était "dans au moins dix ans", et interrogé directement sur le sujet, a noté :

À mon avis, une telle chose est impossible. Je ne pense pas que quiconque au monde sache comment faire une telle chose et je suis convaincu que cela ne se fera pas avant très longtemps.

Les planificateurs de l'armée ont commencé à planifier une grande variété de systèmes de missiles d'après-guerre, allant des missiles balistiques à courte portée aux bombes volantes à longue portée. Après un débat interne considérable entre les branches de l'armée, en août 1945, ceux-ci ont été codifiés dans un document classifié décrivant de nombreux systèmes de ce type, parmi lesquels une variété de missiles de croisière , essentiellement des V-1 à portée étendue et la plus grande charge utile nécessaire pour transporter une ogive nucléaire. Il y avait trois grandes lignes selon la portée, une pour un missile volant de 175 à 500 milles (282 à 805 km), une autre de 500 à 1 500 milles (800 à 2 410 km), et enfin une pour 1 500 à 5 000 milles (2 400 à 8 000 km ). Des conceptions subsoniques et supersoniques seraient envisagées.

Conceptions concurrentes

Les différentes propositions sont envoyées à dix-sept compagnies aéronautiques le 31 octobre 1945. Sur les nombreuses propositions reçues, six compagnies se voient octroyer des contrats de développement. Les soumissions pour les exigences à plus longue portée étaient toutes basées sur des conceptions de missiles de croisière, tandis que les exemples à plus courte portée étaient un mélange de conceptions. Ceux-ci ont reçu des désignations conformes à la série "MX" de la section d'ingénierie expérimentale de l'USAAF.

NAA designer en chef, néerlandais Kindelberger , a été convaincu missiles étaient l'avenir, et embauché William Bollay de la marine américaine du Bureau de l' aéronautique pour lancer leur laboratoire de recherche nouvellement formé. Bollay avait auparavant dirigé le développement des turboréacteurs de la Marine . Bollay est arrivé pour trouver les propositions de l'armée et a décidé de soumettre une conception à courte portée basée sur un missile balistique ailé basé sur la conception allemande A-4b (parfois connue sous le nom de A-9), un développement du V-2 de base. Le 24 mars 1946, la NAA reçut la lettre-contrat W33-038-ac-1491 pour ce missile, désigné MX-770. La conception initiale prévoyait une autonomie de 500 miles (800 km) avec une charge utile de 2 000 livres (910 kg), mais le 26 juillet, elle a été portée à 3 000 livres (1 400 kg).

Un certain nombre d'autres conceptions ont également été acceptées, mais il s'agissait toutes de conceptions de missiles de croisière pour répondre aux exigences de plus longue portée. Il s'agissait des MX-771 -A de Martin pour un missile subsonique et -B pour une version supersonique, des MX-772 -A et -B de Curtiss-Wright , des MX-773 -A et -B de Republic Aircraft , et des MX-775- A et -B de Northrop . Il était prévu qu'un design subsonique et un design supersonique soient mis en production, et ceux-ci ont reçu les désignations SSM-A-1 et SSM-A-2, respectivement. Le seul missile balistique du groupe, le MX-774, est allé à Consolidated-Vultee .

Lorsque le président Harry S. Truman a ordonné une réduction massive des dépenses militaires pour l'exercice 1947, dans le cadre de la doctrine Truman , l'USAAF a été forcée de réduire considérablement son programme de développement de missiles. Le financement des missiles a été réduit de 29  millions de dollars à 13  millions de dollars (de 336  millions de dollars à 151  millions de dollars en dollars d'aujourd'hui). Dans ce qui est devenu connu sous le nom de « Noël noir de 1946 », de nombreux projets originaux ont été annulés, les entreprises restantes travaillant sur un seul design au lieu de deux. Seul Martin a poursuivi le développement d'une conception subsonique, leur MX-771-A, livrant le premier Matador SSM-A-1 en 1949. Le reste des entreprises a été invité à travailler uniquement sur des conceptions supersoniques.

Travail du moteur

La NAA a commencé à expérimenter des moteurs de fusée en 1946, tirant les fusées sur le parking de l'entreprise et protégeant les voitures en garant un bulldozer devant les moteurs. Ils ont d'abord utilisé une conception de 1 100 livres-force (4 900 N) d' Aerojet , puis ont conçu leur propre modèle de 300 livres de force (1 300 N). Au printemps 1946, les données allemandes capturées étaient diffusées dans l'industrie. En juin 1946, l'équipe a décidé d'abandonner ses propres conceptions et de construire un nouveau moteur basé sur le modèle 39 du V-2.

À la fin de 1946, deux moteurs du modèle 39 ont été envoyés à la NAA pour étude, où ils ont été appelés XLR-41 Mark I. "XLR" fait référence à "eXperimental Liquid Rocket", un nouveau système de désignation utilisé par l'armée de l'air. . Ils les ont utilisés comme base pour la conversion des mesures métriques aux mesures SAE et aux techniques de construction américaines, qu'ils ont appelées Mark II.

Au cours de cette période, la société a reçu un certain nombre de rapports de la fin de la guerre sur les développements d'un moteur modèle 39a pour le V-2, qui a remplacé les dix-huit chambres de combustion séparées du modèle d'origine par une seule plaque de « pomme de douche » à l'intérieur d'une seule chambre plus grande. Cela a non seulement simplifié la conception, mais l'a également rendu plus léger et a amélioré ses performances. Les Allemands n'ont jamais réussi à faire fonctionner cela en raison de l'instabilité de la combustion et ont continué à utiliser la conception précédente malgré des performances inférieures.

L'équipe qui avait conçu le moteur était maintenant aux États-Unis après avoir été capturée dans le cadre de l' opération Paperclip . Beaucoup d'entre eux mettaient en place un nouvel effort de recherche financé par l'armée sous la direction de Wernher von Braun . La société a engagé Dieter Huzel pour agir en tant que coordinateur entre la NAA et l'équipe de missiles de l'armée. En septembre 1947, la société a commencé la conception d'un moteur incorporant la conception de la pomme de douche, qu'elle a appelé le Mark III. Initialement, l'objectif était d'égaler la poussée de 56 000 livres-force (250 000 N) du modèle 39, mais d'être 15 % plus léger.

Les travaux sur le Mark II se sont poursuivis et la conception détaillée a été achevée en juin 1947. En mars, la société a loué une grande parcelle de terrain dans l'ouest de la vallée de San Fernando, au nord de Los Angeles, dans les montagnes de Santa Susana, pour tester les gros moteurs. . Un centre d'essai de fusées a été construit ici, en utilisant 1 million de dollars (équivalent à 12 $ en 2020) de fonds d'entreprise et 1,5 million de dollars (équivalent à 17,4 $ en 2020) de l'USAAF. Les premières pièces ont commencé à arriver en septembre. Le développement du Mark III s'est déroulé en parallèle en utilisant une version réduite développant 3 300 livres-force (15 000 N) qui pouvait être tirée dans le parking. L'équipe a apporté une série de modifications à cela et a finalement résolu les problèmes de combustion.

Conception évolutive

Une autre série de documents de recherche allemands reçus par la NAA concernait les travaux sur les statoréacteurs supersoniques, qui semblaient rendre possible une conception de missile de croisière hautement supersonique. Bollay a commencé une série de projets de conception parallèles; La phase 1 était la conception originale du plan de poussée , la phase 2 était une conception qui utilisait des statoréacteurs et la phase 3 était une étude sur le type de fusée d'appoint qui serait nécessaire pour amener le véhicule de la phase 2 à la vitesse d'un système de lancement vertical.

Pendant ce temps, les aérodynamiciens de l'entreprise ont découvert que la conception de l' aile en flèche de l'A-4b était intrinsèquement instable à des vitesses transsoniques . Ils ont redessiné le missile avec une aile delta à l'extrême arrière et des canards au nez. Les ingénieurs travaillant sur le système de navigation inertielle (INS) ont inventé une conception entièrement nouvelle connue sous le nom d'accéléromètre cinétique à double intégration (KDIA) qui mesurait non seulement la vitesse comme dans la version V-2, mais l'intégrait ensuite pour fournir également l'emplacement. Cela signifiait que le pilote automatique devait simplement comparer l'emplacement cible avec l'emplacement actuel de l'INS pour développer une correction, le cas échéant, qui devait ramener le missile sur la cible.

Ainsi, en juin 1947, la conception originale de l'A-4b avait été modifiée à chaque point ; le moteur, la cellule et les systèmes de navigation étaient désormais tous nouveaux.

Nouveau concept

En septembre 1947, l' US Air Force fut séparée de l' US Army . Dans le cadre de la scission, les forces ont convenu de diviser les projets de développement en cours en fonction de la portée, l'armée prenant tous les projets d'une portée de 1 000 milles (1 600 km) ou moins, et l'armée de l'air tout au-dessus. Le MX-770 était bien en dessous de cette limite, mais au lieu de le remettre au département de l'artillerie de l'armée qui travaillait avec von Braun sur les missiles balistiques, en février 1948, l'Air Force a plutôt demandé à la NAA de doubler la portée du MX-770 pour mettre dans le domaine de l'Air Force.

En examinant les travaux à ce jour, la NAA a abandonné le concept de plané accéléré et est passée au missile de croisière à statoréacteur comme conception principale. Même avec la propulsion plus efficace offerte par les statoréacteurs, le missile devrait être 33 % plus gros pour atteindre la portée requise. Cela nécessitait un moteur d'appoint plus puissant pour alimenter le lanceur, de sorte que l'exigence pour le XLR-41 Mark III a été portée à 75 000 livres-force (330 000 N). Le système N-1 INS a dérivé à une vitesse de 1 mile par heure, donc à sa portée maximale, il ne serait pas en mesure de respecter le CEP de 2 500 pieds (760 m) de l'Air Force . La société a commencé à développer le N-2 pour répondre à ce besoin et fournir une marge de sécurité considérable si une plus grande portée était demandée. C'était essentiellement le mécanisme du N-1 associé à un suiveur d'étoiles qui fournirait des mises à jour à mi-parcours pour corriger toute dérive accumulée.

L'Air Force a attribué au missile la désignation XSSM-A-2, puis a décrit un plan de développement en trois étapes. Pour la phase 1, la conception existante serait utilisée pour le développement technologique et comme banc d'essai pour divers concepts de lancement, y compris le concept de booster d'origine, ainsi que les lancements de fusées et les versions larguées. La phase 2 étendrait la portée du missile à 2 000 à 3 000 milles (3 200 à 4 800 km), et la phase 3 l'augmenterait encore à 5 000 milles (8 000 km) intercontinentaux tout en transportant une ogive plus lourde de 10 000 livres (4 500 kg). L'évolution de la conception s'est terminée en juillet 1950 avec les spécifications de l'Air Force of Weapon System 104A. En vertu de cette nouvelle exigence, l'objectif du programme était le développement d'un missile nucléaire d'une portée de 5 500 milles (8 900 km).

WS-104A

Sous WS-104A, le programme Navaho a été divisé en trois efforts de missiles guidés. Le premier de ces missiles était le X-10 nord-américain , un véhicule de sous-gamme volant pour prouver les technologies générales d'aérodynamique, de guidage et de contrôle pour les véhicules deux et trois. Le X-10 était essentiellement un jet haute performance sans pilote, propulsé par deux turboréacteurs Westinghouse J40 à postcombustion et équipé d'un train d'atterrissage rétractable pour le décollage et l'atterrissage. Il était capable d'atteindre des vitesses allant jusqu'à Mach 2 et pouvait parcourir près de 800 km. Son succès à Edwards AFB puis à Cap Canaveral a ouvert la voie au développement du deuxième véhicule : XSSM-A-4, Navaho II ou G-26.

La deuxième étape, le G-26, était un véhicule nucléaire Navaho presque pleine grandeur. Lancé verticalement par un propulseur de fusée à carburant liquide, le G-26 monterait en flèche jusqu'à ce qu'il ait atteint une vitesse d'environ Mach 3 et une altitude de 50 000 pieds (15 000 m). À ce stade, le booster serait épuisé et les statoréacteurs du véhicule seraient allumés pour propulser le véhicule vers sa cible. Le G-26 a effectué un total de 10 lancements à partir du complexe de lancement 9 (LC-9) à la base aérienne de Cap Canaveral (CCAFS) entre 1956 et 1957. Le complexe de lancement 10 (LC-10) a également été affecté au programme Navaho, mais aucun G-26 n'a jamais été lancé à partir de celui-ci (il n'a été utilisé que pour les essais au sol du lanceur portable prévu).

Le double moteur (XLR-71-NA-1) du SM-64 Navaho au Udvar-Hazy Center

La version opérationnelle finale, le G-38 ou XSM-64A, était la même conception de base que le G-26, mais plus grande. Il incorporait de nombreuses nouvelles technologies, des composants en titane , des moteurs de fusée à cardan, une combinaison de propulseur Kérosène/ LOX et des commandes électroniques à semi-conducteurs complètes . Aucun n'a jamais volé, le programme étant annulé avant que la première unité ne soit terminée. La technologie avancée de propulseur de fusée a ensuite été utilisée dans d'autres missiles, notamment le missile balistique intercontinental Atlas et le système de guidage inertiel a ensuite été utilisé comme système de guidage sur les premiers sous-marins à propulsion nucléaire américains.

Le développement du premier étage du moteur-fusée du Navaho a commencé avec deux moteurs V-2 remis à neuf en 1947. La même année, le moteur de phase II a été conçu, le XLR-41-NA-1, une version simplifiée du V-2 moteur fabriqué à partir de pièces américaines. Le moteur de phase III, XLR-43-NA-1 (également appelé 75K), a adopté une chambre de combustion cylindrique avec la plaque expérimentale allemande d'injecteur à flux projeté. Les ingénieurs de North American ont résolu le problème de stabilité de la combustion, qui avait empêché son utilisation dans le V-2, et le moteur a été testé avec succès à pleine puissance en 1951. Le moteur de la phase IV, XLR-43-NA-3 (120K), a remplacé la paroi lourde du moteur allemand mal refroidi par une construction tubulaire brasée ("spaghetti"), qui devenait la nouvelle méthode standard pour le refroidissement régénératif dans les moteurs américains. Une version à double moteur de celui-ci, XLR-71-NA-1 (240K), a été utilisée dans le G-26 Navaho. Avec un refroidissement amélioré, une version plus puissante à combustion de kérosène a été développée pour le triple moteur XLR-83-NA-1 (405K), utilisé dans le G-38 Navaho. Avec tous les éléments d'un moteur moderne (à l'exception d'une tuyère en forme de cloche), cela a conduit à des conceptions pour les moteurs Atlas, Thor et Titan.

Historique des opérations

La première tentative de lancement, le 6 novembre 1956, échoua après 26 secondes de vol. Dix lancements ratés s'ensuivirent, avant qu'un autre ne décolle avec succès, le 22 mars 1957, pour 4 minutes 39 secondes de vol. Une tentative du 25 avril a explosé quelques secondes après le décollage, tandis qu'un vol du 26 juin n'a duré que 4 minutes 29 secondes.

Officiellement, le programme a été annulé le 13 juillet 1957, après que les quatre premiers lancements se soient soldés par un échec. En réalité, le programme était obsolète au milieu de 1957, car le premier ICBM Atlas a commencé les essais en vol en juin et les IRBM Jupiter et Thor étaient très prometteurs. Ces missiles balistiques n'auraient cependant pas été possibles sans les développements de moteurs-fusées à carburant liquide réalisés dans le cadre du programme Navaho. Le lancement du satellite soviétique Spoutnik en octobre 1957 ne termina Navaho que lorsque l'armée de l'air transféra ses fonds de recherche aux ICBM. Mais les technologies développées pour le Navaho ont été réutilisées en 1957 pour le développement de l' AGM-28 Hound Dog , un missile de croisière nucléaire qui est entré en production en 1959.

L'Union soviétique avait travaillé sur des projets parallèles, le Myasishchev RSS-40 "Buran" et Lavochkin " Burya " et un peu plus tard, le Tupolev Tu-123 . Les deux premiers types étaient également de gros statoréacteurs propulsés par fusée, tandis que le troisième était une machine à turboréacteur. Avec l'annulation du Navaho et la promesse d'ICBM dans le rôle de missile stratégique, les deux premiers ont également été annulés, bien que le projet Lavochkin, qui a eu quelques vols d'essai réussis, ait été mené à des fins de recherche et développement, et le Tupolev a été retravaillé comme un gros drone de reconnaissance rapide.

Les opérateurs

Survivants

Navaho exposé au CCAFS , Floride

Un X-10 restant est exposé à l'annexe du musée de l'armée de l'air des États-Unis à Wright-Patterson AFB, OH. Une fusée d'appoint Navaho, bien que non marquée comme telle, est actuellement exposée devant un poste VFW à Fort McCoy, en Floride.

L'autre missile Navaho restant était auparavant affiché devant la porte d'entrée sud de la base aérienne de Cap Canaveral , en Floride. Ce survivant a été endommagé par l' ouragan Matthew le 7 octobre 2016, mais a été restauré par la Space and Missile Museum Foundation et réinstallé en mars 2021.

Caractéristiques

Caractéristiques générales

  • Longueur : 67 pi 11 po (20,7 m)
  • Envergure : 28 pi 7 po (8,71 m)
  • Poids brut : 64 850 lb (29 420 kg)
  • Groupe motopropulseur : 2 × statoréacteurs Wright Aeronautical XRJ47 -W-5, 15 000 lbf (67 kN) de poussée chacun
  • Groupe motopropulseur : 2 x propulseurs de fusée XLR83-NA-1, 200 000 lbf (890 kN) de poussée chacun

Performance

  • Vitesse maximale : 1 700 nœuds (2 000 mph, 3 200 km/h) (conception. Réalité 2 500 km/h)
  • Vitesse maximale : Mach 3
  • Autonomie : 3 500 nmi (4 000 mi, 6 500 km) (conception)
  • Plafond de service : 77 000 pi (23 000 m)
  • Poussée/poids : 0.46

Armement

  • 1 × ogive nucléaire W41

Voir également

Aéronefs de rôle, de configuration et d'époque comparables

Listes associées

Les références

Remarques

Bibliographie

  • Gibson, James (1996). Le projet de missile Navaho : l'histoire du missile de savoir-faire de la fusée américaine . Schiffer. ISBN 9780764300486.
  • Attention, Georges ; Bolton, Robert (2008). Missiles tactiques de l'US Air Force . Loulou. ISBN 9780557000296.
  • Rosenberg, Max (2012). L'armée de l'air et le programme national de missiles guidés . Lion de défense. ISBN 9780985973001.
  • Werrell, Kenneth P. L'évolution du missile de croisière. Montgomery, Alabama : Air University, Maxwell Air Force Base. 1998, Première édition 1995. ISBN  978-1-58566-005-6 . Également disponible en format électronique .
  • Mason, Curt. "projecthabu.com/post/151537963920/cape-canaveral-air-force-station-in-florida" . Récupéré le 30 juin 2017 .
  • @afspacemuseum (23 mars 2021). « Rupert a localisé le missile Navaho qui est arrivé pour être assemblé ce matin. Nous sommes ravis de le revoir à la porte sud ! (Tweet) – via Twitter .

Liens externes