El North American SM-64 Navaho fue un proyecto de misil de crucero intercontinental supersónico construido por North American Aviation (NAA). El diseño final era capaz de lanzar un arma nuclear a la URSS desde bases dentro de los EE. UU., mientras volaba a Mach 3 (3700 km/h; 2300 mph) a 60 000 pies (18 000 m) de altitud. El nombre del misil es un acrónimo de North American Vehicle using Alcohol and Hydrogen peroxide and Oxygen (Vehículo norteamericano que utiliza alcohol, peróxido de hidrógeno y oxígeno).
El proyecto original de 1946 requería un sistema de alcance relativamente corto, un arma propulsada por planeo basada en un diseño de cohete V-2 alado . Con el tiempo, los requisitos se ampliaron repetidamente, tanto por el deseo de la Fuerza Aérea de los EE. UU. de sistemas de mayor alcance, como por la competencia de armas similares que llenaron con éxito el nicho de corto alcance. Esto condujo a un nuevo diseño basado en un misil de crucero propulsado por estatorreactor , que también se desarrolló en una serie de versiones cada vez más grandes, junto con los cohetes propulsores para lanzarlos a alta velocidad.
Durante este período, la Fuerza Aérea de los EE. UU. estaba desarrollando el SM-65 Atlas , basado en la tecnología de cohetes desarrollada para Navaho. Atlas cumplía los mismos objetivos de rendimiento, pero podía hacerlo con tiempos de vuelo totales medidos en minutos en lugar de horas, y volando a velocidades y altitudes que los hacían inmunes a la interceptación, en lugar de simplemente muy difíciles de interceptar como en el caso de Navaho. Con el lanzamiento del Sputnik 1 en 1957 y los temores subsiguientes de una brecha de misiles , Atlas recibió la máxima autoridad de desarrollo. Navaho continuó como respaldo, antes de ser cancelado en 1958, cuando Atlas maduró con éxito.
Aunque el Navaho no entró en servicio, su desarrollo proporcionó una investigación útil en varios campos. Una versión del fuselaje del Navaho propulsado por un solo turborreactor se convirtió en el AGM-28 Hound Dog , que fue transportado hacia sus objetivos en el Boeing B-52 Stratofortress y luego voló el resto del camino a aproximadamente Mach 2. El sistema de guía se utilizó para guiar a los primeros submarinos Polaris . El diseño del motor de refuerzo, derivado de la nueva subsidiaria Rocketdyne de la NAA , se utilizó en varias versiones del Atlas, PGM-11 Redstone , PGM-17 Thor , PGM-19 Jupiter , Mercury-Redstone y la serie Juno ; por lo tanto, es el antecesor directo de los motores utilizados para lanzar los cohetes lunares Saturno I y Saturno V.
Los alemanes habían introducido durante la guerra una serie de nuevas "armas maravillosas" que eran de gran interés para todas las fuerzas aliadas. Los motores a reacción ya se utilizaban ampliamente después de su introducción en el Reino Unido, pero la bomba volante V-1 y el cohete V-2 representaban tecnologías que no se habían desarrollado en ningún otro lugar. En el uso alemán, estas armas tenían un efecto estratégico relativamente pequeño y tenían que dispararse miles de ellas para causar algún daño real. Pero si se armaba con un arma nuclear , incluso una sola de esas armas causaría un daño equivalente a miles de versiones armadas convencionalmente, y esta línea de investigación fue rápidamente adoptada por la Fuerza Aérea del Ejército de los Estados Unidos (USAAF) a fines de 1944. [1]
Vannevar Bush, del Consejo Científico Asesor de la USAAF , estaba convencido de que los aviones tripulados o automatizados como el V-1 eran la única solución posible para misiones de largo alcance. Un misil balístico capaz de transportar incluso la ojiva más pequeña estaba "por lo menos a diez años de distancia", y cuando se le preguntó directamente sobre el tema, señaló:
En mi opinión, algo así es imposible. No creo que nadie en el mundo sepa cómo hacer algo así y estoy seguro de que no se hará en mucho tiempo. [2]
Los planificadores del ejército comenzaron a planificar una amplia variedad de sistemas de misiles de posguerra que variaban desde misiles balísticos de corto alcance hasta bombas volantes de largo alcance. Después de un considerable debate interno entre las ramas del ejército, en agosto de 1945 estos fueron codificados en un documento clasificado que describía muchos de esos sistemas, entre ellos una variedad de misiles de crucero , esencialmente V-1 con un alcance extendido y la mayor carga útil necesaria para llevar una ojiva nuclear. [3] Había tres esquemas generales según el alcance, uno para un misil que volaba de 175 a 500 millas (282-805 km), otro de 500 a 1,500 millas (800-2,410 km) y finalmente uno de 1,500 a 5,000 millas (2,400-8,000 km). Se considerarían tanto diseños subsónicos como supersónicos. [4]
El diseñador jefe de la NAA, Dutch Kindelberger , estaba convencido de que los misiles eran el futuro y contrató a William Bollay de la Oficina de Aeronáutica de la Armada de los EE. UU. para dirigir su laboratorio de investigación recién formado. Bollay había dirigido previamente el desarrollo de turborreactores de la Armada . Bollay llegó para encontrar las propuestas del Ejército y decidió presentar un diseño de corto alcance basado en un misil balístico alado basado en el diseño alemán A-4b (a veces conocido como A-9), un desarrollo del V-2 básico. El 24 de marzo de 1946, la NAA recibió la carta de contrato W33-038-ac-1491 para este misil, designado MX-770. El diseño inicial requería un alcance de 500 millas (800 km) con una carga útil de 2000 libras (910 kg), pero el 26 de julio esto se aumentó a 3000 libras (1400 kg). [5]
También se aceptaron otros diseños, pero todos ellos eran diseños de misiles de crucero para cumplir con los requisitos de mayor alcance. Estos fueron el MX-771-A de Martin para un misil subsónico y el -B para una versión supersónica, el MX-772-A y -B de Curtiss-Wright , el MX-773-A y -B de Republic Aircraft , y el MX-775-A y -B de Northrop . Se pretendía que se pusiera en producción un diseño subsónico y uno supersónico, y a estos se les otorgaron las designaciones SSM-A-1 y SSM-A-2, respectivamente. [4] El único misil balístico del grupo, el MX-774, fue para Consolidated-Vultee . [2]
Cuando el presidente Harry S. Truman ordenó un recorte masivo del gasto militar para el año fiscal 1947, como parte de la Doctrina Truman , la USAAF se vio obligada a realizar importantes recortes en su programa de desarrollo de misiles. La financiación de los misiles se redujo de 29 millones de dólares a 13 millones (de 396 millones de dólares a 177 millones de dólares en dólares actuales). [2] En lo que se conoció como "la Navidad negra de 1946", muchos de los proyectos originales se cancelaron, y las empresas restantes trabajaron en un solo diseño en lugar de dos. [6] Solo Martin continuó el desarrollo de un diseño subsónico, su MX-771-A, entregando el primer SSM-A-1 Matador en 1949. Al resto de las empresas se les dijo que trabajaran solo en diseños supersónicos. [7]
La NAA comenzó a experimentar con motores de cohetes en 1946, disparando los cohetes en el estacionamiento de la compañía y protegiendo los vehículos estacionando una excavadora frente a los motores. Primero utilizaron un diseño de 1100 libras de fuerza (4900 N) de Aerojet , y luego diseñaron su propio modelo de 300 libras de fuerza (1300 N). En la primavera de 1946, los datos alemanes capturados se estaban difundiendo en toda la industria. En junio de 1946, el equipo decidió abandonar sus propios diseños y construir un nuevo motor basado en el Modelo 39 del V-2. [5]
A finales de 1946, se enviaron dos motores Modelo 39 a la NAA para su estudio, donde se los denominó XLR-41 Mark I. "XLR" hacía referencia a "eXperimental Liquid Rocket", un nuevo sistema de designación que utilizaba la Fuerza Aérea del Ejército. Los utilizaron como base para la conversión de las medidas métricas a las SAE y las técnicas de construcción estadounidenses, a las que llamaron Mark II. [5]
Durante este período, la compañía recibió una serie de informes de finales de la guerra sobre el desarrollo de un motor Modelo 39a para el V-2, que reemplazó las dieciocho cámaras de combustión separadas del modelo original con una sola placa de "cabezal de ducha" dentro de una sola cámara más grande. Esto no solo simplificó el diseño, sino que también lo hizo más liviano y mejoró el rendimiento. Los alemanes nunca pudieron hacer que esto funcionara debido a la inestabilidad de la combustión y continuaron utilizando el diseño anterior a pesar de su menor rendimiento. [5]
El equipo que había diseñado el motor se encontraba ahora en los Estados Unidos después de haber sido capturado como parte de la Operación Paperclip . Muchos de ellos estaban preparando un nuevo esfuerzo de investigación financiado por el Ejército bajo la dirección de Wernher von Braun . La empresa contrató a Dieter Huzel para que actuara como coordinador entre la NAA y el equipo de misiles del Ejército. En septiembre de 1947, la empresa comenzó el diseño de un motor que incorporaba el diseño de cabezal de ducha, al que llamaron Mark III. Inicialmente, el objetivo era igualar el empuje de 56.000 libras-fuerza (250.000 N) del Modelo 39, pero ser un 15% más ligero. [5]
El trabajo en el Mark II continuó y el diseño detallado se completó en junio de 1947. En marzo, la compañía alquiló una gran extensión de tierra en el oeste del Valle de San Fernando al norte de Los Ángeles, en las montañas de Santa Susana, para utilizarla en pruebas de motores de gran tamaño. Se construyó un centro de pruebas de cohetes, utilizando un millón de dólares (equivalente a 13.645.306 dólares en 2023) de fondos corporativos y 1,5 millones de dólares (equivalente a 20.467.958,3 dólares en 2023) de la USAAF. Las primeras piezas comenzaron a llegar en septiembre. El desarrollo del Mark III se realizó en paralelo utilizando una versión reducida que desarrollaba 3.300 libras-fuerza (15.000 N) que podía dispararse en el estacionamiento. El equipo realizó una serie de cambios en esto y finalmente solucionó los problemas de combustión. [5]
Otro conjunto de trabajos de investigación alemanes recibidos por la NAA se referían a trabajos sobre estatorreactores supersónicos, que parecían hacer posible el diseño de un misil de crucero altamente supersónico. Bollay inició una serie de proyectos de diseño paralelos; la Fase 1 fue el diseño original de planeo con impulso , la Fase 2 fue un diseño que utilizó estatorreactores y la Fase 3 fue un estudio sobre qué tipo de cohete propulsor sería necesario para que el vehículo de la Fase 2 alcanzara la velocidad necesaria desde un sistema de lanzamiento vertical. [5]
Mientras tanto, los aerodinamistas de la compañía descubrieron que el diseño de ala en flecha del A-4b era inherentemente inestable a velocidades transónicas . Rediseñaron el misil con un ala delta en la parte trasera extrema y canards en el morro. Los ingenieros que trabajaban en el sistema de navegación inercial (INS) inventaron un diseño completamente nuevo conocido como el acelerómetro cinético de doble integración (KDIA) que no solo medía la velocidad como en la versión del V-2, sino que luego la integraba para proporcionar también la ubicación. Esto significaba que el piloto automático simplemente tenía que comparar la ubicación del objetivo con la ubicación actual del INS para desarrollar una corrección, si la hubiera, que fuera necesaria para que el misil volviera al objetivo.
Así, en junio de 1947, el diseño original del A-4b había sido cambiado en todos sus aspectos: el motor, la estructura del avión y los sistemas de navegación eran ahora todos nuevos.
En septiembre de 1947, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos se separó del Ejército de los Estados Unidos . Como parte de la división, las fuerzas acordaron dividir los proyectos de desarrollo en curso en función del alcance, con el Ejército asumiendo todos los proyectos con un alcance de 1.000 millas (1.600 km) o menos, y la Fuerza Aérea todo lo que estuviera por encima de eso. El MX-770 estaba muy por debajo de ese límite, pero en lugar de entregárselo al Departamento de Artillería del Ejército que estaba trabajando con von Braun en misiles balísticos, en febrero de 1948 la Fuerza Aérea solicitó a la NAA que duplicara el alcance del MX-770 para ponerlo en el dominio de la Fuerza Aérea.
Al examinar el trabajo realizado hasta la fecha, la NAA abandonó el concepto de planeo con impulso y pasó al misil de crucero propulsado por estatorreactores como diseño principal. Incluso con la propulsión más eficiente que ofrecen los estatorreactores, el misil tendría que ser un 33% más grande para lograr el alcance requerido. Esto requería un motor propulsor más potente para impulsar el lanzador, por lo que el requisito para el XLR-41 Mark III se elevó a 75.000 libras-fuerza (330.000 N). El sistema INS N-1 se desplazaba a una velocidad de 1 milla por hora, por lo que en su alcance máximo no podría cumplir con el CEP de 2.500 pies (760 m) de la Fuerza Aérea . La compañía comenzó a desarrollar el N-2 para satisfacer esta necesidad y proporcionar un margen considerable si se solicitaba un mayor alcance. Era esencialmente el mecanismo del N-1 emparejado con un rastreador de estrellas que proporcionaría actualizaciones a mitad de camino para corregir cualquier deriva acumulada. [5]
La Fuerza Aérea asignó al misil la designación XSSM-A-2 y luego delineó un plan de desarrollo en tres etapas. Para la Fase 1, el diseño existente se utilizaría para el desarrollo de tecnología y como banco de pruebas para varios conceptos de lanzamiento, incluido el concepto original de propulsor, así como lanzamientos sobre orugas de cohetes y versiones lanzadas desde el aire. La Fase 2 ampliaría el alcance del misil a 2.000 a 3.000 millas (3.200-4.800 km), y la Fase 3 lo aumentaría aún más a 5.000 millas (8.000 km) intercontinentales mientras transportaba una ojiva más pesada de 10.000 libras (4.500 kg). La evolución del diseño terminó en julio de 1950 con las especificaciones del Sistema de Armas 104A de la Fuerza Aérea. Bajo este nuevo requisito, el propósito del programa era el desarrollo de un misil nuclear de alcance de 5.500 millas (8.900 km). [8]
En el marco del programa WS-104A, el programa Navaho se dividió en tres proyectos de misiles guiados. El primero de estos misiles fue el North American X-10 , un vehículo volador de rango subrango para probar las tecnologías generales de aerodinámica, guía y control de los vehículos dos y tres. El X-10 era esencialmente un avión a reacción no tripulado de alto rendimiento, propulsado por dos turborreactores Westinghouse J40 con postcombustión y equipado con tren de aterrizaje retráctil para despegar y aterrizar. Era capaz de alcanzar velocidades de hasta Mach 2 y podía volar casi 500 millas (800 km). Su éxito en la Base de la Fuerza Aérea Edwards y luego en Cabo Cañaveral preparó el terreno para el desarrollo del segundo vehículo: XSSM-A-4, Navaho II o G-26. [9]
El segundo paso, el G-26, era un vehículo nuclear Navaho de tamaño casi completo. Lanzado verticalmente por un cohete propulsor de combustible líquido, el G-26 se elevaba hasta alcanzar una velocidad de aproximadamente Mach 3 y una altitud de 50.000 pies (15.000 m). En ese momento, el propulsor se agotaría y los estatorreactores del vehículo se encenderían para impulsar el vehículo hacia su objetivo. El G-26 realizó un total de 10 lanzamientos desde el Complejo de Lanzamiento 9 (LC-9) en la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral (CCAFS) entre 1956 y 1957. El Complejo de Lanzamiento 10 (LC-10) también estaba asignado al programa Navaho, pero nunca se lanzaron G-26 desde allí (solo se utilizó para pruebas terrestres del lanzador portátil planeado).
La versión operativa final, el G-38 o XSM-64A, tenía el mismo diseño básico que el G-26, sólo que más grande. Incorporaba numerosas tecnologías nuevas, componentes de titanio , motores de cohetes con cardán, una combinación de combustible de queroseno y oxígeno disuelto y controles electrónicos de estado sólido . Ninguno de ellos llegó a volar, ya que el programa se canceló antes de que se completara la primera unidad. La tecnología avanzada de cohetes propulsores se utilizó posteriormente en otros misiles, incluido el misil balístico intercontinental Atlas , y el sistema de guía inercial se utilizó más tarde como sistema de guía en los primeros submarinos estadounidenses de propulsión nuclear.
El desarrollo del motor cohete de primera etapa para el Navaho comenzó con dos motores V-2 renovados en 1947. Ese mismo año, se diseñó el motor de fase II, el XLR-41-NA-1, una versión simplificada del motor V-2 hecha con piezas estadounidenses. El motor de fase III, XLR-43-NA-1 (también llamado 75K), adoptó una cámara de combustión cilíndrica con la placa de inyección de corriente de impacto alemana experimental. Los ingenieros de North American resolvieron el problema de estabilidad de la combustión, que había impedido su uso en el V-2, y el motor se probó con éxito a plena potencia en 1951. El motor de fase IV, XLR-43-NA-3 (120K), reemplazó la pesada pared del motor alemán mal refrigerada por una construcción tubular soldada ("espagueti"), que se estaba convirtiendo en el nuevo método estándar para la refrigeración regenerativa en los motores estadounidenses. Una versión de dos motores de este motor, el XLR-71-NA-1 (240K), se utilizó en el G-26 Navaho. Con una refrigeración mejorada, se desarrolló una versión de combustión de queroseno más potente para el XLR-83-NA-1 (405K) de tres motores, utilizado en el G-38 Navaho. Con todos los elementos de un motor moderno (excepto una tobera en forma de campana), esto dio lugar a diseños para los motores Atlas, Thor y Titan.
El primer intento de lanzamiento, el 6 de noviembre de 1956, fracasó tras 26 segundos de vuelo. Siguieron diez lanzamientos fallidos, antes de que otro despegara con éxito, el 22 de marzo de 1957, durante 4 minutos y 39 segundos de vuelo. Un intento del 25 de abril fracasó segundos después del despegue, mientras que un vuelo del 26 de junio duró solo 4 minutos y 29 segundos. [10]
Oficialmente, el programa fue cancelado el 13 de julio de 1957, después de que los primeros cuatro lanzamientos fracasaran. En realidad, el programa quedó obsoleto a mediados de 1957, cuando el primer misil balístico intercontinental Atlas comenzó las pruebas de vuelo en junio y los misiles balísticos intercontinentales Jupiter y Thor mostraban una gran promesa. Sin embargo, estos misiles balísticos no habrían sido posibles sin los desarrollos de motores de cohetes de combustible líquido logrados en el programa Navaho. El lanzamiento del satélite soviético Sputnik en octubre de 1957 solo puso fin a Navaho, ya que la Fuerza Aérea desvió su dinero de investigación a los misiles balísticos intercontinentales. Pero las tecnologías desarrolladas para el Navaho se reutilizaron en 1957 para el desarrollo del AGM-28 Hound Dog , un misil de crucero nuclear que entró en producción en 1959.
La Unión Soviética había estado trabajando en proyectos paralelos, el Myasishchev RSS-40 "Buran" y el Lavochkin " Burya " y, un poco más tarde, el Tupolev Tu-123 . Los dos primeros tipos también eran grandes estatorreactores propulsados por cohetes, mientras que el tercero era una máquina propulsada por turborreactores. Con la cancelación del Navaho y la promesa de los ICBM en el papel de misiles estratégicos, los dos primeros también fueron cancelados, aunque el proyecto Lavochkin, que tuvo algunos vuelos de prueba exitosos, continuó con fines de investigación y desarrollo, y el Tupolev fue reelaborado como un gran y rápido avión no tripulado de reconocimiento.
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Un X-10 restante está en exhibición en la Galería de Investigación y Desarrollo del Museo de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos.
Un cohete propulsor Navaho, aunque no está marcado como tal, se exhibe actualmente frente a un puesto de VFW en Fort McCoy, Florida.
El otro misil Navaho restante se exhibió anteriormente afuera de la puerta de entrada sur de la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , Florida. Este sobreviviente resultó dañado por el huracán Matthew el 7 de octubre de 2016, [11] pero fue restaurado por la Fundación del Museo del Espacio y los Misiles y reinstalado en marzo de 2021. [12]
La serie de la década de 1960 Men Into Space utilizó imágenes de las pruebas del SM-64 y el X-10 en la Base de la Fuerza Aérea Edwards para representar aterrizajes de naves espaciales en una pista desértica.
Datos de [ cita requerida ]
Características generales
Actuación
Armamento
Aeronaves de función, configuración y época comparables
Listas relacionadas
