Au milieu des années cinquante, l'US Air Force a commencé à développer de nouvelles options pour les armes stratégiques. En 1957, le Pentagone a lancé un programme portant la désignation de code WS-199, dont le but était d'étudier les capacités et de créer des modèles prometteurs d'armes de missiles d'avion. Dans le cadre du programme général, plusieurs systèmes de missiles ont été développés simultanément à la fois. L'un d'eux était le système Lockheed WS-199C High Virgo.
La principale condition préalable à l'émergence du programme WS-199 était les progrès dans le domaine des systèmes de défense aérienne. Les bombardiers équipés de bombes à chute libre pouvaient être abattus sur le chemin des cibles, et l'aviation avait donc besoin d'armes de missiles, leur permettant de ne pas s'approcher des zones dangereuses. Après analyse, les experts du Pentagone ont établi que la meilleure combinaison de caractéristiques de vol et de masse d'ogive devrait avoir des missiles balistiques à lancement aérien.
Rocket WS-199C sur suspension porteuse
Début 1957, un nouveau programme est lancé sous le nom indescriptible WS-199 (Weapon System 199 - "Weapon System 199"). Plusieurs entreprises leaders de l'industrie aéronautique ont été impliquées dans sa mise en œuvre, qui aurait dû élaborer et mettre en œuvre de nouvelles idées et solutions en métal. Lockheed et Convair ont rejoint le programme avec d'autres sociétés. Ce dernier réussit alors à faire partie de General Dynamics.
Le développement de la fusée a été repris par Lockheed. Son projet a été désigné comme WS-199C. De plus, le produit a reçu un nom "star" - High Virgo ("Vierge à son zénith"). La tâche de la société Convair était de finaliser l'avion porteur, qui a été choisi comme le plus récent bombardier supersonique B-58 Hustler. Pour autant que nous le sachions, l'avion amélioré n'avait pas sa propre désignation.
Diagramme de fusée
Le projet WS-199C était basé sur des idées nouvelles et inexplorées, mais il était prévu de les mettre en œuvre à l'aide de produits finis. Afin d'accélérer la conception et de simplifier la production ultérieure dans le cadre d'une fusée prometteuse, il a été proposé d'utiliser des composants et des assemblages de l'avion cible Lockheed Q-5 Kingfisher, ainsi que X-17, MGM-29 Sergeant et UGM-27 Missiles balistiques Polaris. Tout d'abord, la centrale électrique et les systèmes de contrôle ont été empruntés à l'arme existante.
D'un point de vue architectural, la nouvelle fusée High Virgo était un produit à un seul étage avec un moteur à propergol solide de grande puissance. Une conception très simple de la carrosserie a été proposée, assemblée à partir d'un cadre et d'une peau en aluminium. Un carénage de tête conique a été utilisé, derrière lequel les principaux dispositifs de commande ont été placés à l'intérieur du compartiment cylindrique. Les parties centrale et arrière de la coque, qui se distinguaient par un diamètre accru, étaient données sous le moteur. Dans la queue, des gouvernails aérodynamiques en forme de X ont été placés.
Produit sur la pile d'assemblage
En tant que missile balistique, le produit WS-199C pourrait être équipé d'un système de guidage relativement simple emprunté au projet AGM-28 Hound Dog. Le compartiment des instruments abritait un pilote automatique et un système de navigation inertielle. Ils étaient censés suivre la position de la fusée dans l'espace et développer des commandes pour les machines à gouverner la queue. Dans l'automatisation du contrôle, il y avait des moyens pour recevoir des données de l'avion porteur. Il était prévu d'utiliser des équipements de transmission de données de télémétrie pendant le vol. Au cours des tests, des systèmes de contrôle simplifiés ont été utilisés, capables uniquement d'effectuer un programme de vol préétabli.
Les dimensions de la coque ont permis d'équiper la fusée High Virgo d'une ogive monobloc à charge conventionnelle ou nucléaire. Dans le même temps, l'utilisation de véritables équipements de combat n'était pas initialement prévue. Jusqu'à la toute fin des travaux, les fusées n'étaient équipées que de son simulateur de poids. Quelles ogives nucléaires existantes et futures pourraient être utilisées sur le WS-199C est inconnue.
Bombardier B-58 avec un pylône spécial pour le missile High Virgo
La majeure partie du corps de fusée a été donnée pour l'installation du moteur à propergol solide TX-20 de la société Thiokol. Ce produit a été développé pour le missile opérationnel-tactique MGM-29 Sergeant et a montré des performances très élevées. Le moteur d'une longueur de 5, 9 m avec un diamètre d'un peu moins de 790 mm développait une poussée jusqu'à 21,7 tf. La charge existante a été brûlée en 29 secondes, assurant l'accélération de la fusée à grande vitesse.
La fusée complète avait une longueur de 9, 25 m et le diamètre maximal du corps était de 790 mm. La masse de départ a été déterminée à 5,4 tonnes. Le vol le long d'une trajectoire balistique a permis à la fusée d'atteindre une vitesse allant jusqu'à M = 6. Le champ de tir, selon les calculs, était censé atteindre 300 km.
La fusée aérobalistique devait être livrée au site de lancement à l'aide d'un avion porteur. La fonction de transport et de lancement d'armes a été confiée au bombardier supersonique Convair B-58 Hustler. Dans la configuration de base, l'armement d'un tel avion consistait en un conteneur largué à chute libre équipé d'une ogive spéciale. La création d'un nouveau missile a permis d'étendre les capacités de combat du véhicule. À la fin des années cinquante, le B-58 était testé et préparé pour la production de masse, et par conséquent le succès du projet WS-199C était d'une importance particulière pour l'aviation stratégique américaine.
Suspension d'une fusée dans un avion
Dans le cadre du projet "Virgo at Zenith", Convair a développé un véhicule spécial pour le transport et le largage d'une fusée prometteuse. Au lieu du dispositif de suspension standard pour le conteneur d'origine, il a été proposé de monter un pylône spécial pour la fusée. Dans le même temps, aucune modification de la structure de l'avion n'a été nécessaire.
Le nouveau pylône était un produit à fort allongement, placé sous le bas du fuselage. Le corps du pylône a été réalisé sous la forme d'un carénage qui protégeait les équipements internes du flux d'air entrant. La coupe supérieure d'un tel carénage était plate et attenante au bas du fuselage. La partie inférieure du pylône, quant à elle, a été réalisée sous la forme d'une ligne brisée, correspondant aux contours de la fusée. À l'intérieur du pylône, il y avait des serrures pour contenir la fusée et des dispositifs électriques pour la communication avec l'équipement de l'avion.
Bombardier en vol
Le projet de conception du système de missile WS-199C High Virgo a été préparé au début de 1958. Des représentants du Pentagone se sont familiarisés avec la documentation soumise et ont rapidement délivré l'autorisation de poursuivre les travaux. En juin, le département militaire et les entreprises contractantes ont reçu un contrat pour la construction et les essais de prototypes de missiles. Les tests devaient commencer très prochainement.
La simplicité relative du projet et l'utilisation de composants prêts à l'emploi ont permis d'assembler les missiles expérimentaux dans les plus brefs délais. Cependant, ce n'était pas sans problèmes. Il y avait des difficultés avec la livraison d'un système de navigation inertielle, c'est pourquoi les deux premiers missiles n'étaient équipés que d'un pilote automatique. En conséquence, ils devaient voler selon un programme prédéterminé. Les tests des commandes autonomes ont été reportés aux vols suivants.
Réinitialisation du WS-199C à partir du support pour la première fois
Pour les lancements d'essai début septembre 1958, l'un des prototypes d'avion B-58, qui a reçu un nouveau modèle de pylône, s'est envolé pour la base aérienne d'Eglin (Floride). Certains des vols devaient être effectués sur son aérodrome. De plus, les tests prévoyaient d'utiliser la base de Cap Canaveral. Les routes prévues pour les missiles traversaient la partie centrale de l'océan Atlantique. Les zones cibles théoriques se trouvaient également en haute mer.
Le programme de lancement de test ressemblait à ceci. L'avion porteur avec une fusée sous le fuselage a décollé de la base aérienne d'Eglin ou de Cap Canaveral, a pris de l'altitude et est entré dans un parcours de combat. À une altitude de 12,1 km à une vitesse porteuse de M = 1,5, la fusée a été larguée, qui a ensuite dû allumer le moteur et se diriger vers la trajectoire requise. Le vol s'est terminé par la chute de la fusée dans la mer. Tout au long du vol, l'avion qui l'accompagnait a dû recevoir de la télémétrie.
Point de démarrage du moteur
Le premier lancement d'essai de la fusée WS-199C dans un système de contrôle simplifié a eu lieu le 5 septembre 1958. Le vidage et le retrait du transporteur se sont déroulés normalement. À la 6e seconde du vol, le moteur s'est allumé et est passé au mode requis. Cependant, après quelques secondes, le pilote automatique a échoué. La fusée a commencé à faire des vibrations incontrôlables et elle a dû être détruite à l'aide d'un auto-liquidateur. Pendant le vol, le produit s'est élevé à une altitude de 13 km et a parcouru une distance de plusieurs dizaines de kilomètres.
L'analyse télémétrique a permis de trouver la cause de l'accident. Les systèmes de contrôle ont été affinés et les changements ont été intégrés au projet. Des vérifications au sol à grande échelle ont été effectuées avant le prochain lancement d'essai. Ce n'est qu'après cela que l'autorisation a été délivrée pour le deuxième lancement depuis l'avion porteur.
Le 19 décembre 1958, un B-58 expérimenté largue à nouveau un missile aérobalistique. Après une courte accélération horizontale, elle a commencé à monter brusquement. Se déplaçant le long d'une trajectoire balistique, WS-199C a grimpé à une altitude de 76 km, après quoi il est passé à un segment descendant de la trajectoire. La vitesse maximale lors de ce vol a atteint M = 6. La fusée est tombée dans l'océan à environ 300 km du point de lancement. Le lancement a été jugé réussi.
La fusée au moment du largage (vue en haut à droite). Les câbles de communication avec le transporteur sont visibles
Le 4 juin 1959, après la prochaine étape d'amélioration de la fusée, le troisième lancement d'essai a eu lieu. Cette fois, l'avion porteur a soulevé dans les airs une fusée entièrement chargée, équipée d'un système de guidage standard. La mission de ce vol était d'obtenir une portée maximale. Corrigant la trajectoire à l'aide des safrans, les automatismes embarqués ont porté la fusée à plus de 59 km d'altitude. Le vol s'est terminé à 335 km du point de largage. Il a fallu exactement 4 minutes pour surmonter cette distance. Le système de navigation inertielle et les commandes ont fonctionné sans erreur, et "Virgo at Zenith" a terminé avec succès la tâche.
A la fin des années cinquante, les principaux pays ont mis en orbite leurs premiers satellites. Il était évident que dans un avenir proche, l'espace pourrait devenir un autre endroit pour le déploiement d'armes, et donc des fonds sont nécessaires pour lutter contre de telles menaces. Pour cette raison, il a été proposé de tester la famille de missiles WS-199 en tant qu'arme anti-satellite. Au milieu de 1959, Lockheed et Convair ont commencé les préparatifs d'une attaque d'essai sur le vaisseau spatial.
Caméras de la quatrième fusée expérimentale
Pour le nouveau test, une fusée spéciale a été préparée, qui était sensiblement différente des précédentes. Presque toute la coque et les gouvernails ont été remplacés par de l'acier. Le simulateur d'ogive a été retiré du compartiment de la tête et l'emplacement des instruments a également été modifié. Développement d'un nouveau carénage de tête avec des vitres transparentes. Un système spécial avec 13 caméras pointant dans différentes directions a été installé en dessous. Selon le programme de vol, 9 étaient censés surveiller l'approche de la fusée et du satellite cible, et les autres étaient destinés à sonder la Terre. Avant d'installer le carénage, les clips avec les caméras étaient enveloppés d'un isolant thermique. Enfin, un parachute de secours et une radiobalise ont été placés dans le carénage de tête.
La cible d'entraînement était le satellite Explorer 4, lancé en juillet 1958. Il était destiné à étudier les ceintures de radiation et emportait des compteurs Geiger. Le produit était en orbite avec un apogée de 2213 km et un périgée de 263 km. L'interception était prévue pour être effectuée lorsque le satellite passait à une distance minimale de la Terre.
Carénage spécial pour matériel photographique
Des essais de la fusée WS-199C en configuration anti-satellite ont eu lieu le 22 septembre 1959. Pour une plus grande accélération de la fusée avec une augmentation ultérieure de l'altitude de vol, le porteur a développé une vitesse de M = 2. Le dételage et les procédures ultérieures se sont déroulés normalement. Mais quelques secondes après le largage, la fusée a transmis un message concernant la défaillance des systèmes de contrôle. A la 30e seconde du vol, la communication avec elle est perdue. Une traînée a été vue depuis le sol, indiquant que le missile était entré dans une trajectoire balistique, mais les paramètres de vol exacts n'ont pas pu être établis.
L'échec de la communication a rapidement conduit à la perte du missile. Comme les testeurs ont pu le constater, le WS-199C est revenu et est tombé dans l'océan. Cependant, une longue recherche n'a donné aucun résultat. Le lieu exact de la chute du missile est encore inconnu. Avec le prototype, les caméras et leurs films sont allés au fond, ce qui a permis d'évaluer l'efficacité du tir sur un satellite. Cependant, le résultat n'était guère exceptionnel, puisque Explorer 4 est resté sur son orbite.
Anti-satellite "Vierge au zénith" au moment de la réinitialisation
Sur les quatre tests de High Virgo, seulement la moitié ont réussi. Les deux autres, par la faute de l'équipement de contrôle, se sont avérés être des secours. À l'automne 1959, des spécialistes des sociétés de développement et du ministère américain de la Défense ont analysé les données recueillies et déterminé la suite du projet.
Dans sa forme actuelle, le missile aérobalistique Lockheed WS-199C High Virgo ne pouvait entrer en service et améliorer les capacités de combat de l'avion B-58 Hustler. Cependant, la direction dans son ensemble intéressait l'armée de l'air. À cet égard, le client a ordonné de terminer les travaux sur le thème "La Vierge au zénith", mais d'utiliser les développements de ce projet lors de la création du prochain missile balistique. Le principal résultat du travail de développement qui a suivi a été la nouvelle fusée GAM-87 Skybolt.
Dans le cadre du programme de l'Air Force, nom de code WS-199, les sociétés de défense américaines ont développé deux missiles balistiques à lanceur aérien. Les produits résultants présentaient des caractéristiques assez élevées, mais n'étaient toujours pas adaptés à l'adoption. Cependant, lors de la conception et des tests, il a été possible d'accumuler beaucoup d'expérience et de collecter les données nécessaires sur le fonctionnement réel de telles armes. Les développements, solutions et projets WS-199B et WS-199C ont rapidement trouvé application dans la création d'une nouvelle fusée aérobalistique.
