El WAC Corporal fue el primer cohete sonda desarrollado en los Estados Unidos y el primer vehículo en alcanzar velocidades hipersónicas . [1] Fue una derivación 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]
En la década de 1930, el Instituto de Tecnología de California había estado fomentando un grupo de ingenieros de cohetes en su Laboratorio Aeronáutico Guggenheim (GALCIT), que incluía a Frank Malina , Jack Parsons y Edward Forman . [3] Se hicieron conocidos como el "escuadrón suicida" porque muchos de sus primeros experimentos en el laboratorio explotaron. [4] [3] Algunos de los entusiastas del GALCIT habían fundado una empresa para fabricar motores de cohetes llamada Aerojet . [5]
Durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial , GALCIT había buscado el desarrollo de propulsores de despegue asistido por chorro (JATO) alimentados con combustible sólido y líquido para ayudar al rendimiento del despegue de las aeronaves. [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 Private , siendo ese el primer rango de alistado del Ejército . [7] El segundo proyecto ORDCIT, que se convirtió en Corporal, llamado así por el siguiente rango de alistado del Ejército, fue un proyecto originalmente llamado XF30L 20,000. [8] El proyecto Corporal preveía un misil de propulsante líquido de 30 pulgadas (760 mm) de diámetro y una potencia de 20.000 libras-fuerza (89 kN). [8] El Cuerpo de Señales había creado el requisito de que un cohete de sondeo llevara 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 I+D 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 alimentado con 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 preparó el terreno para el WAC Corporal se estableció en un artículo de 1943 "A Review and Preliminary Analysis of Long-Range Rocket Projectiles" de Malina y Hsue-Shen Tsien . [12] [13] El diseño fue iniciado por Frank Malina y Homer Joe Stewart para cumplir con la solicitud del Cuerpo de Señales con su estudio "Consideraciones de la viabilidad de desarrollar un cohete de 100.000 pies de altitud". [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 la cohetería estadounidense). [15] Las personas clave responsables fueron MM Mills (propulsor), PJ Meeks (cohete de sondeo), WA Sandburg y WB Barry (lanzador y nariz del WAC), SJ Goldberg (pruebas de campo) y HJ Stewart (balística externa) y G, Emmerson (fotografía). [16]
Para la propulsión, se eligió el motor de combustible líquido 38ALDW-1500 Aerojet, que había sido desarrollado como un 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 Corporal proporcionaran estabilidad pasiva. [21] [15] A pesar del énfasis en un enfoque teórico, se consideró necesario probar empíricamente la aerodinámica del Corporal, especialmente la configuración de tres aletas, por lo que un modelo a escala de un quinto de propulsor sólido llamado Baby WAC se probó desde un lanzador a escala reducida 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 presurizador era de diseño monocasco , y que 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 propio cohete, junto con un sistema separado para recuperar la carga útil de la radiosonda del Cuerpo de Señales . [25] [26]
La producción del WAC Corporal estuvo a cargo de Douglas Aircraft Corporation con piezas críticas suministradas por JPL y los motores por Aerojet. [27]
El programa de pruebas del WAC Corporal comenzó en White Sands Proving Grounds a finales de septiembre de 1945 con una serie de pruebas de propulsores que elevaban 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 misiles tempranos 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 hubo dos lanzamientos del WAC Corporal con una carga de combustible de un tercio seguida de seis vuelos completamente cargados. 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 voladas durante la primera serie de WAC Corporal fueron:
El seguimiento por radar era difícil, ya que por encima de los 90.000 pies (27 km) el retorno del radar era demasiado pequeño para ser detectado, y no se recibían señales de radiosonda. [33] Ningún cohete estadounidense de combustible líquido anterior había superado una pequeña fracción de las altitudes que el WAC Corporal alcanzaba regularmente. [34] [35] El 9 de noviembre de 1945 se decidió alterar el diseño del WAC Corporal para mejorarlo para otra serie de vuelos. [36] Este cohete rediseñado primero se denominó "Sergeant" de acuerdo con el esquema de nombres del JPL , pero pronto se renombró WAC Corporal B. [37] El nombre "Sergeant" se utilizó más tarde para un misil de propulsante sólido diseñado para el Ejército de los Estados Unidos en el JPL. [38] El diseño del WAC Corporal B se inició en marzo de 1946 con PJ Meeks como coordinador del proyecto, y difería significativamente en los detalles, mientras que su forma básica siguió siendo la misma. Era 10 cm más largo, pesaba 45 kg menos y contenía 18 kg menos de propulsor. [39] Los diseños del sistema de presurización de combustible y las válvulas de combustible se simplificaron. [40] Tenía un motor más corto con inyectores rediseñados que pesaban 5,4 kg, en lugar del motor más largo de 23 kg del WAC Corporal A. [39] [41] El cuerpo del cohete drásticamente rediseñado usaba tanques separados de materiales diferentes. [42] [40] Se suministraron aletas más grandes y ligeras, 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 del Cabo WAC fueron:
El programa WAC Corporal fue un programa de pruebas extremadamente exitoso. Los últimos 6 WAC Corporal B que volaron se utilizaron en el programa Bumper como la segunda etapa sobre misiles V-2 capturados en los primeros experimentos de vuelo ligero y de preparación. [43] [44] Para Bumper, el WAC Corporal se modificó para proporcionar estabilidad por encima de 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 giro por 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 de Bumper desde White Sands , los dos primeros con WAC ficticios de combustible sólido. [50] El vuelo número seis tuvo una falla en el V-2. [50] Los Bumper 7 y 8, los dos últimos vuelos del programa Bumper, fueron los primeros lanzamientos desde el nuevo Joint Long-Range Proving Ground en Cocoa Beach, Florida , que más tarde se conocería como Cabo Cañaveral . La razón del traslado fue la intención de utilizar una trayectoria deprimida para alcanzar velocidades cercanas a Mach 7 desde 120.000 a 150.000 pies (37 a 46 km). Esto implicaría vuelos a distancias superiores a 250 millas (400 km), lo que excedería los límites de White Sands. [51]
Los vuelos WAC/Bumper fueron:
El cabo WAC de Bumper 7, el último en volar, alcanzó Mach 9, la velocidad más alta jamás alcanzada por un proyectil en la atmósfera en ese momento. [52]
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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 estaba en competencia con el Aerobee, un descendiente directo del Corporal, que fue probado a fines de 1947 y se volvió completamente operativo en la primavera de 1948. [54] [55] Otro competidor fue el cohete sonda Neptune, 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 km). Los tres ofrecían un mejor rendimiento que la carga útil de 25 libras (11 kg) del Corporal. En términos de libras por altitud por dólar, el Corporal también perdió ante la competencia: cada WAC Corporal B costaba US$ 8.000 (equivalente a US$ 109.200 en 2023), por US$ 320/lb hasta el apogeo, mientras que cada V-2 reensamblado a partir de partes capturadas costaba alrededor de US$ 30.000 ($ 14/lb), y el Aerobee costaba US$ 18.500 ($ 123/lb). [57]
Aunque el WAC Corporal fue pronto reemplazado en su función prevista de cohete sonda, su legado fue duradero. Su motor 38ALDW-1500 fue el predecesor directo del A21AL-2600 del Nike Ajax y del 45AL-2600 del Aerobee, y se desarrolló en la serie AJ10 , que incluye el motor AJ10-37 en la segunda etapa del primer vehículo de lanzamiento de satélites construido especialmente del mundo, el Vanguard. [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 sistema de maniobras orbitales del transbordador espacial . [60] [58] [61] Los cabos de la WAC están en exhibición en el Museo Nacional del Aire y del Espacio y en el Museo del Campo de Misiles de White Sands .
Se ha afirmado que el origen del acrónimo "WAC" en WAC Corporal se debe a varias frases diferentes. Algunos historiadores de White Sands (Kennedy, DeVorkin, Eckles) han afirmado que significa "Sin control de actitud". [62] [63] [64] En "Bumper 8: 50th Anniversary of the First Launch on Cape Canaveral, Group Oral History", William Pickering lo atribuyó al "Cuerpo de Mujeres del Ejército". [65]
Los primeros informes públicos sobre la designación WAC son una serie de artículos de Aviation Week , que parecen apoyar que el acrónimo "Women's Army Corps" (Cuerpo de Mujeres del Ejército) sea el origen de la sigla. En su número del 18 de marzo de 1946, Aviation Week señaló que "bajo la divertida designación del código de seguridad 'WAC Corporal', el proyecto se inició en 1944...". En el número del 1 de junio de 1946 de Aviation Week , un artículo describe cómo el WAC Corporal "se lanza desde una torre de lanzamiento triangular de 100 pies y, a partir de entonces, sigue su propio camino alegre", y afirma que "[e]stas características sugieren algunas de las razones para la denominación femenina de 'WAC', el 'Cabo' proviene del hecho de que algunos cohetes del Ejército se designan con rangos familiares".
{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactivo a partir de noviembre de 2024 ( enlace )