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Cabo WAC

El WAC Corporal fue el primer cohete sonda desarrollado en Estados Unidos y el primer vehículo en alcanzar velocidades hipersónicas . [1] Fue una rama del programa Corporal , que se inició mediante una asociación entre el Cuerpo de Artillería del Ejército de los Estados Unidos y el Instituto de Tecnología de California (llamado "ORDCIT") en junio de 1944 con el objetivo final de desarrollar un misil balístico militar. . [2]

Historia del desarrollo

El Instituto de Tecnología de California había estado fomentando un grupo de ingenieros de cohetes en la década de 1930 en su Laboratorio Aeronáutico Guggenheim (GALCIT), entre ellos Frank Malina , Jack Parsons y Edward Forman . [3] Se les conoció como el "escuadrón suicida" porque muchos de sus primeros experimentos en el laboratorio explotaron. [4] [3] Algunos de los entusiastas de GALCIT habían fundado una empresa para fabricar motores de cohetes llamada Aerojet . [5]

Durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial , GALCIT había perseguido el desarrollo de propulsores de despegue asistido por jet (JATO) de combustible sólido y líquido para ayudar al rendimiento de despegue de los aviones. [6] Como el grupo había experimentado con cohetes durante varios años antes de la guerra, fueron seleccionados por el Ejército para continuar con el desarrollo de cohetes balísticos.

El primer cohete diseñado por el grupo para el Ejército fue designado como XFS10S100-A, también conocido como Privado , siendo ese el primer rango de alistados del Ejército . [7] El segundo proyecto ORDCIT, que se convirtió en Cabo, llamado así por el siguiente rango alistado en el Ejército, fue un proyecto originalmente llamado XF30L 20,000. [8] El proyecto Corporal preveía un misil de propulsor líquido de 30 pulgadas (760 mm) de diámetro y una potencia de 20.000 libras de fuerza (89 kN). [8] El Cuerpo de Señales había creado el requisito de que un cohete sonoro transportara 25 libras (11 kg) de instrumentos a 100.000 pies (30 km) o más. [9] Esto se fusionó con un requisito de la División de Investigación y Desarrollo de Cohetes del Cuerpo de Artillería para un vehículo de prueba. [9] Frank Joseph Malina del Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) propuso el desarrollo de un cohete sonda de combustible líquido para satisfacer esta solicitud, proporcionando así un paso práctico en el desarrollo hacia el misil Corporal definitivo. [10] [11]

El trabajo teórico que sentó las bases para el cabo WAC se estableció en un artículo de 1943 "Una revisión y análisis preliminar de proyectiles de cohetes de largo alcance" de Malina y Hsue-Shen Tsien . [12] [13] El diseño fue iniciado por Frank Malina y Homer Joe Stewart para satisfacer la solicitud del Cuerpo de Señales con su estudio "Consideraciones sobre la viabilidad de desarrollar un cohete de altitud de 100.000 pies". [14] El trabajo de diseño final fue realizado por un equipo de personas especializadas en áreas particulares e implicó esfuerzos significativos para derivar el rendimiento a partir de medios teóricos (un método relativamente nuevo para los cohetes estadounidenses). [15] Las personas clave responsables fueron MM Mills (propulsor), PJ Meeks (cohete sonoro), WA Sandburg y WB Barry (lanzador y morro WAC), SJ Goldberg (pruebas de campo) y HJ Stewart (balística externa) y G, Emmerson. (fotografía). [dieciséis]

Para la propulsión se eligió el motor de combustible líquido 38ALDW-1500 Aerojet, que había sido desarrollado como sistema JATO para hidroaviones de la Armada. [17] [18] El 38ALDW-1500 fue modificado para propulsores hipergólicos , con ácido nítrico fumante rojo como oxidante y alcohol furfurílico como combustible. [19] [20] El WAC Corporal estaba destinado a utilizar un propulsor derivado del cohete de ataque aire-tierra Tiny Tim para ganar suficiente velocidad a lo largo de una torre de lanzamiento para que las tres aletas de cola del cabo proporcionaran estabilidad pasiva. [21] [15] A pesar del énfasis en un enfoque teórico, se consideró necesario probar empíricamente la aerodinámica del Cabo, especialmente la configuración de tres aletas, por lo que se probó un modelo a escala de un quinto con propulsor sólido llamado Baby WAC a partir de una escala. lanzador derribado en julio de 1945. [22] [23] Se volaron cuatro Baby WAC. [24]

El diseño del WAC Corporal fue innovador en el sentido de que la estructura principal que contenía los tanques de oxidante, combustible y aire presurizado era de diseño monocasco y tenía solo tres aletas estabilizadoras, en lugar de las cuatro que prefería el Ejército. [22] Dado que el WAC Corporal fue concebido como un cohete de sondeo atmosférico para ser utilizado en parte cerca de lugares poblados, se le proporcionó un sistema de recuperación de paracaídas para el cohete en sí, junto con un sistema separado para recuperar la carga útil de la radiosonda del Signal Corps . [25] [26]

La producción del WAC Corporal estuvo a cargo de Douglas Aircraft Corporation con las piezas críticas suministradas por JPL y los motores por Aerojet. [27]

Pruebas

El programa de pruebas de WAC Corporal comenzó en White Sands Proving Grounds a finales de septiembre de 1945 con una serie de pruebas de refuerzo elevando etapas superiores ficticias. [28] [29] Estos fueron los primeros misiles lanzados en White Sands. Fueron lanzados desde lo que se convirtió en LC-33, que también fue el sitio de lanzamiento de muchos otros primeros misiles como el V-2 , Viking y Hermes . [30] [31] Estos primeros lanzamientos probaron no solo el propulsor, sino también el lanzador y los controles de disparo, además de proporcionar práctica para los equipos de radar y cámara. [16] En octubre se produjeron dos lanzamientos del WAC Corporal con un tercio de carga de propulsor seguidos de seis vuelos con combustible completo. Varios de estos vuelos alcanzaron altitudes de aproximadamente 235.000 pies (72 km). [29] [32] El rendimiento varió debido a varios factores, incluida la variación en el peso bruto de 683 a 704 libras (310 a 319 kg), con pesos vacíos de 289 a 310 libras (131 a 141 kg). [21]

Las misiones realizadas durante la primera serie de WAC Corporal fueron:

El seguimiento por radar fue difícil, ya que por encima de 90.000 pies (27 km) el retorno del radar era demasiado pequeño para ser detectado y no se recibieron señales de radiosonda. [33] Ningún cohete estadounidense anterior de combustible líquido había excedido una pequeña fracción de las altitudes que el cabo WAC alcanzaba regularmente. [34] [35] El 9 de noviembre de 1945 se decidió modificar el diseño del WAC Corporal para mejorarlo para otra serie de vuelos. [36] Este cohete rediseñado se consideró por primera vez "Sargento" de acuerdo con el esquema de nombres del JPL , pero pronto pasó a llamarse WAC Cabo B. [37] El nombre "Sargento" se usó más tarde para un misil de propulsor sólido diseñado para el Ejército de los Estados Unidos en JPL. [38] El diseño del WAC Cabo B se inició en marzo de 1946 con PJ Meeks como Coordinador del Proyecto, y difería significativamente en los detalles, aunque su forma básica seguía siendo la misma. Era 4 pulgadas (10 cm) más largo, pesaba 100 libras (45 kg) menos y contenía 40 libras (18 kg) menos de propulsor. [39] Se simplificaron los diseños del sistema de presurización de combustible y las válvulas de combustible. [40] Tenía un motor más corto con inyectores rediseñados que pesaba 12 libras (5,4 kg), en lugar del motor más largo de 50 libras (23 kg) del WAC Corporal A. [39] [41] El cuerpo del cohete drásticamente rediseñado utilizaba motores separados. tanques de diferentes materiales. [42] [40] Se suministraron aletas más grandes y livianas, lo que resultó problemático en el primer vuelo del WAC Corporal B el 6 de diciembre de 1946. [40] [29]

Los vuelos durante la segunda serie de vuelos de WAC Corporal fueron:

El programa WAC Corporal fue un programa de prueba extremadamente exitoso. Los últimos 6 WAC Corporal B que volaron se utilizaron en el programa Bumper como segunda etapa sobre misiles V-2 capturados en los primeros experimentos de puesta en escena y aire-luz. [43] [44] Para Bumper, el WAC Corporal se modificó para proporcionar estabilidad superior a Mach 5 aumentando el número de aletas a cuatro y aumentando su tamaño. [45] [46] El WAC Corporal tuvo que ser modificado para que el encendido del motor fuera iniciado por el acelerómetro integrador de la etapa V-2 justo antes del corte del motor V-2. [47] El WAC Corporal fue estabilizado por rotación mediante dos cohetes sólidos colocados entre el oxidante y los tanques de combustible. [48] ​​El Bumper/WAC tenía una capacidad de carga útil de 50 libras y llevaba un transmisor/receptor Doppler que transmitía la temperatura del cono de la nariz, así como información de velocidad. [49] Hubo 6 vuelos parachoques desde White Sands , los dos primeros llevaban WAC ficticios de combustible sólido. [50] El vuelo número seis tuvo una falla en el V-2. [50] Los parachoques 7 y 8, los dos últimos vuelos del programa Bumper, fueron los primeros lanzamientos desde el nuevo campo de pruebas conjunto de largo alcance en Cocoa Beach, Florida , que más tarde se conocería como Cabo Cañaveral . El motivo del movimiento fue la intención de utilizar una trayectoria deprimida para alcanzar velocidades cercanas a Mach 7 de 120.000 a 150.000 pies (37 a 46 km). Esto implicaría vuelos de más de 250 millas (400 km), lo que excedería los límites de White Sands. [51]

Los vuelos WAC/Bumper fueron:

El WAC Cabo de Parachoques 7, el último en volar, alcanzó Mach 9, la velocidad más alta jamás alcanzada por un proyectil en la atmósfera en ese momento. [52]

Resultado y legado

Cabo WAC en exhibición en el Museo White Sands Missile Range
Cabo WAC en exhibición en el Museo Nacional del Aire y el Espacio

El WAC Corporal se encontró en competencia directa en su función diseñada, con el V-2 ofreciendo capacidades de carga útil mucho mayores que estuvieron disponibles en el programa Hermes operado por General Electric en abril de 1946. [53] También competía con el Aerobee, un descendiente directo del Corporal, que fue probado a finales de 1947 y entró en pleno funcionamiento en la primavera de 1948. [54] [55] Otro competidor fue el cohete sonda Neptuno, más tarde conocido como Viking. [56] El V-2 podía levantar 2200 libras (1000 kg) a 128 millas (206 km), el Aerobee alrededor de 150 libras (68 kg) a más de 70 millas (110 km) y el Viking 500 libras (230 kg) a 100 millas (160 kilómetros). Los tres ofrecieron un mejor rendimiento que la carga útil de 11 kg (25 libras) del Cabo. En términos de libras a altitud por dólar, el cabo también perdió frente a la competencia: cada WAC Cabo B costó 8.000 dólares (equivalente a 109.200 dólares en 2023), por 320 dólares/libra hasta el apogeo, mientras que cada V-2 reensamblado a partir de piezas capturadas costó alrededor de $30,000 ($14/lb), y el Aerobee cuesta $18,500 ($123/lb). [57]

Si bien el cabo WAC pronto fue reemplazado en su función prevista de cohete sonoro, su legado fue duradero. Su motor 38ALDW-1500 fue el predecesor directo del A21AL-2600 de Nike Ajax y del 45AL-2600 de Aerobee, y se desarrolló en la serie AJ10 , que incluye el motor AJ10-37 en la segunda etapa del primer lanzamiento de satélite especialmente diseñado del mundo. Vehículo, Vanguardia. [17] [58] [59] Otros miembros de la serie AJ10 incluyen el AJ10-101, que impulsó la etapa superior Able en una variedad de vehículos de lanzamiento, el sistema de propulsión de servicio AJ10-137 en la nave espacial Apollo y el AJ10-190 que Actuó como el sistema de maniobras orbitales del transbordador espacial . [60] [58] [61] Los cabos WAC están en exhibición en el Museo Nacional del Aire y el Espacio y en el Museo White Sands Missile Range .

Nombre

Se ha afirmado que el origen del acrónimo "WAC" en WAC Corporal representa varias frases diferentes. Algunos historiadores de White Sands (Kennedy, DeVorkin, Eckles) han afirmado que significa "Sin control de actitud". [62] [63] [64] En "Parachoques 8: 50.º aniversario del primer lanzamiento en Cabo Cañaveral, Historia oral del grupo", William Pickering lo atribuyó al "Cuerpo de mujeres del ejército". [sesenta y cinco]

Los primeros informes públicos sobre la designación WAC son una serie de artículos de la Semana de la Aviación , que parecen apoyar que "Cuerpo de Ejército de Mujeres" sea la derivación del acrónimo. En su edición del 18 de marzo de 1946, Aviation Week señaló: "[d]a la divertida designación del código de seguridad de 'WAC Corporal', el proyecto se inició en 1944..." En el artículo del 1 de junio de 1946 de Aviation Week , describe cómo el WAC Corporal "se lanza desde una torre de lanzamiento triangular de 100 pies y luego sigue su propio camino alegre" y afirma que "[e]stas características sugieren algunas de las razones del apelativo femenino de 'WAC', el 'Cabo' proviene del hecho de que algunos cohetes del Ejército están designados por rangos familiares".

Especificaciones

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Dimensiones totales WAC Cabo A

Pequeño refuerzo de Tim

Sostenedor Corporal WAC

Notas

  1. ^ "Cohetes sonoros de la NASA, 1958-1968: resumen histórico, capítulo 2". NASA. 1971.
  2. ^ Bragg 1961, pag. 7.
  3. ^ ab Frank. J Malina: Pionero astronáutico dedicado a la cooperación internacional y los usos pacíficos del espacio ultraterrestre . 57º Congreso Astronáutico Internacional. 2006. doi :10.2514/6.IAC-06-HL4.01.p11
  4. ^ Landis 2005.
  5. ^ Kennedy 2009, pag. 7.
  6. ^ Sutton 2006, págs. 360–367.
  7. ^ Kennedy 2009, pag. 14.
  8. ^ ab Zibit 1999, pág. 11.
  9. ^ ab Bragg 1961, pág. 42.
  10. ^ Bragg 1961, pag. 43.
  11. ^ Zibit 1999, pag. 3.
  12. ^ Zibit 1999, pag. 6.
  13. ^ Proyecto GALCIT de investigación de propulsión a chorro del Cuerpo Aéreo del Ejército de EE. UU., n ° 1, 1939-1946: memoria, ensayos sobre la historia de la cohetería y la astronáutica, volumen II, actas del tercer al sexto simposio de historia de la Academia Internacional de Astronáutica, 1969-1972, pág.356
  14. ^ Malina 1972, pag. 359.
  15. ^ ab Zibit 1999, pág. dieciséis.
  16. ^ ab Malina 1972, pág. 364.
  17. ^ ab Sutton 2006, pág. 371.
  18. ^ Sutton 2006, pág. 361.
  19. ^ Bragg 1961, pag. 44.
  20. ^ Malina 1972, pag. 360.
  21. ^ ab Bragg 1961, pág. 50.
  22. ^ ab Malina 1972, pág. 361.
  23. ^ Bragg 1961, pag. 55.
  24. ^ Bragg 1961, pag. 56.
  25. ^ Malina 1972, pag. 367.
  26. ^ Bragg 1961, pag. 53.
  27. ^ Kennedy 2009, pag. 29.
  28. ^ Bragg 1961, pag. 56-57.
  29. ^ abcd Kennedy 2009, pag. 161.
  30. ^ Eckles 2013, pag. 178.
  31. ^ Kennedy 2009, pag. 58.
  32. ^ Malina 1972, págs. 365–367.
  33. ^ Bragg 1961, pag. 59.
  34. ^ Cohetes, por Robert H. Goddard, American Rocket Society, 29 West 39th Street, Nueva York, Nueva York, 1946
  35. ^ Robert H. Goddard Los años de Roswell, Museo Nacional del Aire y el Espacio, Institución Smithsonian, Washington DC 1973
  36. ^ Malina 1972, pag. 369.
  37. ^ Trabajo de investigación sobre artillería del ejército citado como refutación a las demandas de la AAF, Aviation News, 8 de julio de 1946, página 8
  38. ^ Malina 1972, pag. 368.
  39. ^ ab Bragg 1961, pág. 61.
  40. ^ abc Bragg 1961, pag. 63.
  41. ^ Kennedy 2009, pag. 40.
  42. ^ Kennedy 2009, pag. 41.
  43. ^ Bragg 1961, pag. 76.
  44. ^ Kennedy 2009, pag. 160.
  45. ^ Bragg 1961, págs.78, 92.
  46. ^ Kennedy 2009, pag. 50.
  47. ^ Bragg 1961, pag. 92.
  48. ^ Bragg 1961, pag. 98.
  49. ^ Bragg 1961, pag. 102.
  50. ^ ab Bragg 1961, pág. 105.
  51. ^ Kennedy 2009, pag. 51.
  52. ^ Bragg 1961, pag. 107.
  53. ^ DeVorkin 1992.
  54. ^ Rosen 1955, pág. 25.
  55. ^ Kennedy 2009, pag. 106.
  56. ^ Rosen 1955, pág. 27.
  57. ^ DeVorkin 1992, pág. 171.
  58. ^ ab Sutton 2006, pág. 372.
  59. ^ Verde y Lomask 1970, pág. 50, 87.
  60. ^ Sutton 2006, pág. 376.
  61. ^ Sutton 2006, pág. 375.
  62. ^ Kennedy 2009, pag. 15.
  63. ^ DeVorkin 1992, pág. 169.
  64. ^ Eckles 2013, pag. 165.
  65. ^ NASA (2001). "Parachoques 8: 50 aniversario del primer lanzamiento en Cabo Cañaveral, Grupo de Historia Oral, Centro Espacial Kennedy, celebrado el 24 de julio de 2000" (PDF) . pag. 13. Archivado desde el original (PDF) el 29 de septiembre de 2006.

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos