SM-65A アトラス

アトラスA（SM-65A）

CCAS の LC-12 からアトラス 11A が打ち上げられる
関数	プロトタイプICBM
メーカー	コンベア
原産国	アメリカ合衆国
発売履歴
状態	引退
発射場	LC-12およびLC-14、CCAFS
総打ち上げ数	8
成功	4
失敗	4
初飛行	1957年6月11日
最終便	1958年6月3日
ブースター
ブースターなし	1
搭載	2XLR-89-1
総推力	341,128 ポンド (1,517.41 キロニュートン)
比推力	282秒
燃焼時間	133秒
推進剤	RP-1 /液体酸素
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コンベアSM-65A アトラス、 またはアトラス Aは、アトラスミサイルの最初の実物大プロトタイプであり、1957年6月11日に初飛行を行った。後のバージョンのアトラスミサイルとは異なり、アトラス A は1.5段設計を採用していなかった。代わりに、ブースターエンジンは固定され、サステイナーエンジンは省略された。初期のアトラス A で使用された推進システムは、円錐形の推力室を備えたロケットダイン MA-1 エンジンの初期バージョンであり、推力はわずか 135,000 ポンドであったのに対し、完全に運用可能なアトラス D の推力は 360,000 ポンドであった。運用可能なアトラスに見られるハードウェアのいくつかは、A シリーズでは欠落しているか、部分的にしか実装されていない。A シリーズの動力飛行は約 2 分間続き、後のアトラスと比較して、パッドのホールドダウン時間が長く、エンジン始動からランチャーの放出まで最大 11 秒かかった。

最初に製造された 3 機のアトラスは静的発射試験のみに使用され、ミサイル 4A が最初の飛行品となった。1956 年 12 月にケープ カナベラルに搬送され、1957 年 3 月に LC-14 に設置され、翌年の夏までそこに設置された。

1957 年 6 月 11 日、アトラスは処女飛行を行いました。エンジンの始動は正常に進み、発射装置放出システムも正常に機能しました。すべて順調でしたが、T+26 秒で B-2 エンジンが推力を失い、その 2 秒後に B-1 エンジンも停止しました。アトラスは最高高度 9,800 フィート (3,000 メートル) に達し、排気管を通って転がり落ち、T+50 秒で射場安全責任者が破壊命令を出しました。

4A の発射中、ケープ カナベラル周辺の海岸には何千人もの観客が並んで見守ったが、空軍は新型ミサイルが実際にアトラスであることを認めなかった。ミサイルが宙返りして空中で爆発したというセンセーショナルな報道は、プログラム担当者がテストを失敗とみなしていなかったこと、そしてすべてを考慮するとアトラスは予想よりもはるかに優れた性能を発揮したという事実を裏付けている。

テレメトリデータの分析により、アトラスが故障したのは、高温の排気ガスが推力部に再循環したためであり、これが推進剤ダクトの故障と液体酸素欠乏によるエンジン停止を引き起こしたと確認された。空気圧システムも故障しており、タンク圧力が飛行時のレベルに適切に移行せず、上昇中に推進剤の流れと圧力が徐々に低下した。ミサイルの性能がそれ以外では良好だったため、飛行は部分的成功とみなされた。特に、技術者らが飛行すら疑っていたアトラスの膨張したバルーン構造は、ミサイルが回転しても保持されていた。飛行制御システムもミサイルの飛行経路を修正しようとしたが無駄だったため、良好に機能した。

コンベア社のエンジニアは、アトラスには、ミサイルに搭載されている薄いグラスファイバー製のものよりも頑丈なヒート シールドを推力部に搭載する必要があると判断しました。彼らは鋼鉄とグラスファイバー製の改良型ヒート シンクを提案しましたが、シールドが極端に重くなり、運用中のアトラスでのブースター セクションの設置も複雑になるとして空軍はこのアイデアを却下しました。小さな変更点の 1 つとして、空気圧システムを変更して不活性ヘリウム ガスを推力部に排出し、火災の危険性を減らすようにしました。

9月25日、ミサイル6Aが打ち上げられた。推力部の計器類の増加と、前述のヘリウムベント改造を除けば、ミサイル4Aと同一であり、予想通り同じ運命をたどり、またもや推力部が過熱した。両エンジンの推力レベルはT+32秒でわずか35%に低下し、その2秒後には推進システムが完全に停止した。射場安全破壊コマンドはT+63秒に送信された。今回は、過熱と高振動レベルによりLOXレギュレータが故障し、ガス発生器がフレームアウトした。この大失敗の後、空軍は態度を軟化させ、改良型ヒートシールドの必要性を認めた。ボートテールとエンジンノズルを覆うロングスカートの取り外しなど、他の改造も行われた。ガス発生器のベントパイプは、ミサイルの真下ではなく、ミサイルから離れた外側を向くように変更された。エンジン ノズルはグラスファイバー製の断熱ブーツで覆われ、アトラスのアルミニウム配管は耐熱性に優れた鋼鉄配管に変更されました。自動操縦装置には振動レベルを抑えるためのフィルターが追加されました。

過熱の問題はミサイル 1A-3A の静的発射テストでは現れなかったが、後にシカモア試験台の技術スタッフが配管を鋼鉄製に変更したことが明らかになった。飛行用ミサイルのアルミニウム配管に比べて過熱のリスクが軽減されるからである。4A と 6A で実施された PFRF (飛行準備発射前) テストでも排気ガスがボートテールに上昇したため、発射時にすでに内部損傷があったと考えられる。

12月17日、ミサイル12AがLC-14から打ち上げられた。改良されたボートテイルは機能し、アトラスは最初の打ち上げで良好なパフォーマンスを発揮し、1週間前のソ連の2回の宇宙打ち上げの壊滅的な打撃とヴァンガードの失敗の後、士気を高める出来事となった。これは機能的な誘導システムを備えた最初のアトラスであった(ただしオープンループであり、誘導システムは評価目的のみで含まれており、Bシリーズのテストまで実際に飛行プログラムに追加されることはなかった)。ミサイル4Aと6Aには、テストパターンが送信されるダミーの誘導受信機があっただけだった。T+75秒で、誘導システム追跡ビーコンがショートし、瞬間的にバッテリーが大きく消耗したが、ミサイルの性能には影響しなかった。ブースターエンジンカットオフ (BECO) の時点でのミサイルのヨー軸の飛行軌道は、計画されたプログラムから約 10,000 フィート (3,000 メートル) ずれていましたが、軌道データの調査により、この異常は動力飛行中ほぼ一定であることが示されました。ヨー軸のオフセットが不正確であったと結論付けられましたが、これはエンジンの不整合、ヨージャイロ、またはその両方の組み合わせによるものでした。打ち上げ成功後、空軍は初めて、このミサイルが実際にはアトラスであったことを認めました。

4回目のアトラス試験にはミサイル10Aが使用された。これは9月にLC-12に設置され、3回目のアトラス打ち上げとなるはずだったが、飛行準備にかなりの困難があった。6Aの飛行後調査後、ミサイルは改修のために降ろされ、12月10日のPFRFの発射でB-1推力室が激しい燃焼により破裂した。推力室は交換され、12月16日に打ち上げが試みられたが、B-1主燃料バルブの漏れにより中止された。1958年1月7日の2回目の打ち上げは、別の燃料バルブの漏れにより失敗し、最終的に1月10日にミサイルは打ち上げられた。10Aはほぼ完璧な飛行を行い、特筆すべき異常は発生しなかった。これはまた、バーニアエンジンが機能した最初のアトラスでもあったが、自動操縦ループには接続されていなかった。

2月7日、ミサイル13AがLC-14から打ち上げられた。エンジンはベル型推力室と15万ポンドの推力を持つMA-1システムの改良型に切り替わり、また初めて自動操縦ループにバーニアが追加された。APS（補助動力システム）は、パッドアンビリカルケーブルの不適切な切断により、離陸時に動作を停止した。T+108秒に、エンジンは3軸すべてで振動し始め、ミサイルの回転による燃料不足のため推進システムはすぐに停止した。アトラスはT+163秒に分解した。故障の原因は、バーニアエンジンフィードバックトランスデューサーのショートであり、これが予期せぬエンジン振動を引き起こした。飛行データにより、B-2ターボポンプが潤滑油圧力の喪失により分解したことも確認された。潤滑油マニホールド圧力は T+16 秒で急激に低下し、圧力が急上昇するまで 460 psi で安定し、その後 T+106 秒で低下しました。ターボポンプはベアリングの故障により T+116 秒で破損しましたが、推進システムはミサイルの回転によりすでに停止していたため、最終的には飛行の結果には影響しませんでした。

ミサイル 11A は 2 月 20 日に LC-12 から打ち上げられました。これは、ロール プログラムが自動操縦装置に追加された最初の飛行でした。再び、バーニア フィードバック トランスデューサーがショートし、T+103 秒で完全に制御不能になりました。ブースター エンジンはミサイルの回転により停止し、T+126 秒でアトラスが分解しました。V-2 バーニアは、LOX ダクトの破裂により T+109 秒で停止しましたが、V-1 バーニアはミサイルが最終的に破壊されるまで動作しました。

ミサイル15Aは、3月28日と4月1日の2度の打ち上げ中止の後、4月5日に打ち上げられた。4月1日は、V-2バーニアが点火時に爆発したため中止された。13Aと11Aの電気系統の故障は空力加熱が原因と考えられたため、バーニア配線の周囲に絶縁体と抵抗器が追加され、エンジンノズルの周囲のフェアリングが延長された。飛行は、T+96秒でB-1推力が一時的に低下するまで何事もなく進んだ。T+105秒でエンジンが完全に停止し、アトラスは大西洋に落下したが、衝突まで構造的には無傷のままだった。飛行後の分析では、LOXターボポンプのギアボックスのベアリングが緩んだためにポンプが停止し、推力が失われたと結論付けられた。

アトラス A プログラムは 6 月 3 日の 16A の飛行で終了し、ハードウェアの故障がいくつか発生したものの、ミッションの目的はほぼ達成されました。LOX レギュレータの調整が不適切だったため、ブースター エンジンの推力がわずかに標準を下回りました。空気圧システムに問題が生じ、BECO のヘリウム ボトルの圧力がほぼゼロになりました。これは、バルブが開いたままになってヘリウムが LOX タンクに制御不能に流入したことが原因だと考えられています。ただし、ボイルオフ バルブは正常に動作して開いてタンクを通気し、過度の圧力上昇を防いでいます。V-1 バーニアは漏れにより始動に失敗し、始動タンクの燃料供給が失われました。推進剤利用システムのテレメトリ データは、飛行のほとんどの間不安定または存在せず、誘導追跡ビーコンは T+69 秒で故障しました。これはミサイルから引きちぎられたものと考えられています。 13Aと15Aの故障の再発を防ぐため、ターボポンプギアボックスの圧力レベルもわずかに変更された。^[1]

アトラス A は 8 回の試験飛行を実施し、そのうち 4 回は成功しました。すべての打ち上げはケープ カナベラル空軍基地の第 12 発射施設または第 14 発射施設から実施されました。

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