Ракета Nike-48-4

Ракета Nike-48-4

Опытно-экспериментальная составная двухступенчатая ракета. США, 1950 г.

Ракета Nike-48-4 была испытана в ходе работ по созданию американского зенитно-ракетного комплекса Найк-Аякс для Армии США. Ракета предназначалась для проверки управляемости в полёте, выполния команд оператора, определения аэродинамических характкристик при маневрировании.

Стартовая ступень составной ракеты Nike-48-4 представляла собой твердотопливный стартовый ускоритель, разработанный JPL-JHU (Jet Propulsion Laboratory Johns Hopkins University, русск. - лаборатория реактивных двигателей Университета имени Джона Гопкинса) для ракеты Bumblebee и модернизированной под ракету Найк. Один твердотопливный ракетный двигатель (X-201) имел около 120 дюймов общей длины и 17 дюймов в диаметре. Его средняя тяга за время горения 2,6 секунды была оценена в 51100 фунтов с общим импульсом 140000 фунтов. У топлива был удельный импульс 187 фунт в секунду на фунт. Двухкомпонентное твердое топливо горело практически бездымно. Стартовый ускоритель был оснащен четырьмя достаточно большими трапециевидными стабилизаторами.

В качестве маршевой ступени выступила собственно ракета Nike-48-4. Силовая установка и общая конструкция ракеты Nike-48-4 были очень похожи на Найк-47. Однако в ракету было внесено несколько изменений. Внутреннее оборудование было переупаковано для лучшей доступности и использования пространства. Три масляных аккумулятора были манифольдированы, чтобы гарантировать, что все компоненты управления останутся в рабочем состоянии. Некоторые изменения были внесены в систему телеметрии, чтобы принять более ударопрочные и более линейные датчики, улучшенные коммутаторы выборки и более тонкие манометры скоростного напора. Датчик измерения давления скоростного напора был воплощен в новой телеметрической антенне носового типа. Испытания в аэродинамической трубе с использованием элеронов различных типов или аэродинамических балансов, предназначенных для уменьшения моментов шарнира и, таким образом, для сохранения масла, привели к компромиссному решению для простой конфигурации элеронов задней кромки. Чтобы обеспечить часть балласта, необходимого для ракет без боеголовок, основные стабилизаторы были изготовлены из твердого алюминиевого сплава.

Во избежание преждевременной остановки двигателя при поперечных или отрицательных ускорениях, приводящих к всплеску или рассечению жидкости в топливном баке, были разработаны и опробованы в лабораторных и испытательных условиях несколько конструкций конических внутренних бункеров и гибких пузырей, которые удерживали бы выходы закрытыми до тех пор, пока не будет исчерпано все топливо. Ответ к минимизации ексцентрической тяги окончательно был найден в неукоснительном управлении изготовления и выравнивания сопла. Единственное другое изменение, внесенное в конструкцию силовой установки, касалось конфигурации бака. Топливные и воздушные баки были объединены в единое целое.

Стартовая установка (Launcher)

Было внесено много усовершенствований и дополнений в стартовое оборудование, включая экспериментальную, чрезвычайно легкую, портативную монорельсовую пусковую установку. Хотя оригинальный лаунчер монорельса весил всего 5000 фунтов, была предпринята попытка разработать, еще более легкий вариант, так что бы установку можно было легко перевозить по воздуху и монтироватся вручную. Такая пусковая установка была фактически построена. Благодаря эффективной конструкции и широкому использованию алюминиевого сплава общий вес, за исключением балластных коробок, был уменьшен до 2050 фунтов. Демонстрация показала, что компоненты могут быть удовлетворительно обработаны экипажем из восьми человек, требующим менее десяти минут для разгрузки и сборки пусковой установки. Однако, облегченная модель была значительно дороже, чем типовая модель и не вошла в серию, хотя с ее помощью было проведено несколько стрельб.

Направление и итоги испытаний ракет Nike-48-4

Испытания проходили на ракетном полигоне Уайт Сэндс (White Sands Proving Ground).

Хотя полевые испытания ракет Nike-48-4 были в первую очередь направлены на демонстрацию поведения ракет в тяжелых и сложных условиях командования тангажом и рысканием, они служили ряду второстепенных целей, продиктованных отчасти необходимостью, отчасти возможностью. Они действительно продемонстрировали, что Nike является настоящей управляемой ракетой, дистанционно управляемой с земли, тем самым доказав командную направляющую связь радиолокатора слежения за ракетами с маяком и звеньями передачи порядка над пучком монопульсных радаров. Шестнадцать ракет дали дополнительные доказательства пригодности выбранной конфигурации, компонентов, структуры и методов строительства. Было представлено несколько вариантов, указывающих на целесообразность и желательность перемещения центра тяжести ближе к центру давления, а также запуска маршевого двигателя после отделения стартовой ступени.

В целом, стабилизация крена ракет была очень хорошей и в разы превосходила результаты предыдущих испытаний. Записи телеметрии и радиолокационного слежения свидетельствовали о том, что ракета принимала и точно выполняла все команды. Но эти результаты не были достигнуты без инцидентов и проблем.

Например, было установлено, что управляющие акселерометры и скоростные гироскопы улавливают динамические структурные изгибные колебания корпуса ракеты первого порядка со скоростью около 20 циклов в секунду, что катастрофически нарушает реакцию ракеты на управляющие сигналы. Эта проблема была, наконец, устранена путем перемещения акселерометров ближе к узлу и вставки затухания на 20 Гц в гироскопической цепи скорости.

Полевые испытания ракеты Nike-48-4 показали, что конструкция прототипа является удовлетворительной. Это позволило включить все удачные решения в последующую модель Nike-490, представленную как Nike X201 Ajax.

Общие сведения о пусках ракет Nike-48-4

В скобках указано количество пусков. Красным цветом выделено количество пусков, завершившихся неудачей.

Пуски Nike-48-4 в хронологическом порядке

Красным цветом выделены ракеты, пуски которых завершились неудачей.