O Lockheed D-21 foi um drone de reconhecimentosupersônico americano. O D-21 foi inicialmente projetado para ser lançado da parte traseira de um M-21, uma variante do Lockheed A-12. O drone tinha uma velocidade máxima superior a Mach 3,3 (4040 km/h) a uma altitude operacional de 27 mil metros. O desenvolvimento começou em Outubro de 1962. Originalmente conhecido pela designação Lockheed Q-12, o drone foi projectado para reconhecimento em profundidade no espaço aéreo inimigo.
O D-21 foi projectado para transportar uma única câmera fotográfica de alta resolução sobre um caminho pré-programado e, em seguida, libertar o módulo da câmera no ar para recuperação, e após esse procedimento o drone se autodestruiria. Após um acidente fatal quando lançado de um M-21, o D-21 foi modificado para ser lançado de um Boeing B-52 Stratofortress. Foram realizados vários voos de teste bem-sucedidos, seguidos por pelo menos quatro voos operacionais mal-sucedidos do D-21 sobre a China, antes do programa ser cancelado em 1971.
Design e desenvolvimento
Na década de 1960, a Skunk Works, empresa secreta da Lockheed, desenvolveu a aeronave de reconhecimento Mach 3 A-12 para a Agência Central de Inteligência (CIA). Após o abate do U-2 pilotado por Gary Powers em 1960, vários conceitos diferentes foram propostos como alternativas. Kelly Johnson, líder da Skunk Works, desenvolveu o conceito de um drone de longo alcance que utilizava grande parte da tecnologia do A-12. Em Outubro de 1962, a CIA e a Força Aérea dos Estados Unidos (USAF) instruíram a Lockheed a trabalhar num conceito de drone de alta velocidade e altitude. Johnson especificou velocidades de Mach 3,3 a 3,5, uma altitude operacional de 27 mil a 29 mil metros e um alcance de 5600 quilómetros. Seria projectado para fazer uma viagem apenas de ida, ejectar a sua carga útil da câmara no final da missão para recuperação e, em seguida, autodestruir-se. Teria uma asa-delta dupla semelhante ao design da asa do A-12. O Q-12 seria lançado do ar da parte traseira de um A-12 e usaria tecnologia do projecto A-12, incluindo construção em titânio e características de design de redução da secção transversal do radar.
Vista traseira da combinação D-21 e M-21 no solo, onde se pode ver a cobertura do sistema de exaustão usada nos primeiros voos
Johnson queria equipar o Q-12 com o motor ramjet construído pela Marquardt Corporation para o míssil terra-ar de longo alcance BoeingCIM-10 Bomarc. A Marquardt e a Lockheed já haviam colaborado em vários programas e tinham uma estreita relação de trabalho. O motor, o Marquardt RJ43, exigia que fossem realizadas várias modificações, uma vez que foi projectado para queimar somente o tempo necessário para o míssil atingir um alvo, enquanto o motor do Q-12 precisava de operar em altas temperaturas por pelo menos uma hora e meia em grandes altitudes. O motor modificado foi designado RJ43-MA20S-4.
Uma maquete em escala real do Q-12 já estava pronta no dia 7 de Dezembro de 1962 e já havia passado por testes preliminares para medir a sua secção transversal de radar. Neste intrevalo de tempo, a Marquardt também testou com sucesso no seu túnel de vento o RJ-43 modificado. A CIA não estava entusiasmada com o Q-12, principalmente porque a agência estava sobrecarregada na época com missões U-2, a lançar o A-12 em operação e com outras operações secretas no Sudeste Asiático. A USAF mostrou interesse no Q-12 como uma plataforma de reconhecimento e para misseis de cruzeiro, e a CIA decidiu finalmente optar por trabalhar com a USAF para desenvolver o novo drone. Em Março de 1963 a Lockheed recebeu um contrato para o desenvolvimento do Q-12.
Um M-21 a transportar um D-21 em voo
A câmara e os seus carregadores de filme com um sistema de navegação inercial foram inseridos num "Q-bay" apertado abaixo da entrada de ar do drone. Esses componentes foram construídos num módulo que se encaixava no compartimento e era conhecido como "escotilha". A escotilha seria ejectada no final da missão e então capturada do ar por um JC-130 Hercules, uma técnica que havia sido desenvolvida pela USAF para recuperar latas de filme de balões e satélites. Se o C-130 falhasse, a escotilha era equipada com dispositivos de flutuação para que pudesse ser recuperada por navio se lançada sobre a água. A Honeywell tratou da aviónica, e novas técnicas de construção e materiais tiveram que ser desenvolvidos para que os sistemas suportassem as altas temperaturas, vibrações extremas e falta de espaço no D-21.
No final de 1963, o projecto foi denominado Tagboard e o Q-12 foi re-designado D-21, enquanto o lançador da versão A-12 tornou-se M-21 (D- para "Daughter (filha)" e M- para "Mother (mãe)"). Duas das 18 aeronaves A-12 originais foram designadas como M-21 com números de série 60-6940 e 60-6941. O M-21 era uma versão de dois lugares do A-12, com um pilone na linha central da fuselagem entre os estabilizadores verticais para transportar o drone.
Teste e mudança da aeronave de transporte
Um D-21 montado num M-21 começou os testes de voo no dia 22 de Dezembro de 1964. Inicialmente foram colocadas tampas aerodinâmicas sobre a entrada de ar e o escape do D-21 para reduzir o arrasto, mas tiveram que ser removidas após os primeiros testes dado que não havia como descartá-las a Mach3 sem danificar o drone ou o avião de transporte.
O D-21 foi lançado pela primeira vez de um M-21 a 5 de Março de 1966. O drone foi lançado e permaneceu próximo à fuselagem do M-21 por alguns segundos, algo que pareceu "duas horas" para a tripulação do M-21. Um segundo lançamento ocorreu a 27 de Abril de 1966; o D-21 atingiu a sua altitude operacional de 27 mil metros e uma velocidade acima de Mach 3,3 (4040 quilómetros por hora), mas foi perdido devido a uma falha na bomba hidráulica após um voo de mais de 2200 quilómetros. O interesse da USAF no programa continuou e mais unidades D-21 foram encomendados após o segundo lançamento. Um terceiro voo ocorreu no dia 16 de Junho com o D-21 a voar 2870 quilómetros; neste teste, a escotilha da câmara não foi lançada devido a uma falha electrónica.
O quarto e último lançamento de um M-21, no dia 30 de Julho, terminou em desastre. Ao contrário dos três lançamentos anteriores, este foi realizado em linha recta e nivelado, não num loop externo para auxiliar na separação do drone da aeronave. O D-21 sofreu uma falha no accionamento do motor e atingiu a cauda do M-21 após a separação, levando à destruição de ambas as aeronaves. Os dois tripulantes ejectaram e pousaram no mar. O piloto, Bill Park, sobreviveu, mas o Oficial de Controle de Lançamento, Ray Torrick, morreu afogado.
Um D-21B lançado, onde é evidente o tamanho do propulsor em relação ao drone
Após o acidente, Johnson sugeriu lançar o D-21 do bombardeiro Boeing B-52 Stratofortress e adicionar um foguete de propulsão sólida para lançá-lo em velocidade. O drone foi modificado adicionando pontos de fixação na parte principal da sua fuselagem para acoplar com o pilone de transporte no B-52 e os seus pontos de fixação da barriga foram adaptados para acomodar o propulsor de foguete necessário para aumentar a sua velocidade e permitir que o motor ramjet começasse a trabalhar. O seu estabilizador vertical foi aumentado em tamanho em aproximadamente 20%. A versão modificada do drone foi designada D-21B (não havia D-21A). Dois B-52H foram modificados para transportar dois drones cada através de dois grandes pilones sob as asas que substituíram os pilones menores usados para os mísseis de cruzeiro AGM-28 Hound Dog. As estações do atirador de cauda e do oficial de guerra electrónica foram substituídas por duas estações de controlo de lançamento. Sistemas de comando e telemetria foram adicionados à aeronave, e câmaras de alta velocidade foram instaladas para rastrear os drones conforme estes se separavam dos pilones. O oficial de controlo de lançamento do B-52H poderia comunicar com o D-21B e destruir o drone por comando.
O foguete de propulsão sólida era maior e mais pesado que o drone; tinha 13,51 metros de comprimento, pesava 6026 quilos e possuía um estabilizador vertical dobrável na parte inferior para estabilizá-lo durante o disparo do foguete. O propulsor tinha um tempo de vida (enquanto funcionava o propulsor) de 87 segundos e um empuxo de 121 kN. Durante o manuseio do foguete no solo, toda a gente num raio de 7,6 metros era obrigado a usar cintas anti-estáticas para evitar qualquer descarga de electricidade estática que pudesse causar a ignição do propulsor.
Um B-52 com dois drones D-21B montados
A primeira tentativa de lançamento de um D-21B deu-se a 28 de Setembro de 1967, mas o drone caiu do pilone de lançamento do B-52 devido a uma porca arrancada do pilone antes que a aeronave atingisse o ponto de lançamento pretendido. Johnson admitiu que o incidente foi "muito embaraçoso". Mais três lançamentos foram realizados de Novembro de 1967 a Janeiro de 1968. Nenhum foi completamente bem-sucedido, então Johnson ordenou que a sua equipa conduzisse uma revisão completa antes de renovar as tentativas de lançamento. O próximo lançamento foi a 10 de Abril de 1968, que também não correu bem devido à falha da ignição do motor. No dia 16 de Junho, o D-21B finalmente fez um voo completamente bem-sucedido; voou na altitude e curso especificados em todo o seu alcance, e o filme foi recuperado. Os dois lançamentos seguintes foram fracassos, seguidos por outro voo bem-sucedido em Dezembro. Outro teste, em Fevereiro de 1969, para verificar o sistema de navegação também foi um fracasso. Os dois voos seguintes em Maio e Julho foram bem-sucedidos.
Histórico operacional
Pelo menos quatro missões operacionais com o D-21B ocorreram sob o nome de código Senior Bowl. Estas foram conduzidas sobre a China de 9 de Novembro de 1969 a 20 de Março de 1971 para espiar o local de testes nucleares de Lop Nor. O 4200.º Esquadrão de Apoio da USAF, baseado na Base Aérea de Beale, na Califórnia, realizou as missões, geralmente a partir da Base Aérea de Andersen em Guam.
O governo chinês nunca relatou ter avistado o D-21B em voo. O primeiro não conseguiu dar meia-volta e continuou em frente, caindo na União Soviética. Outro voo de teste foi realizado a 20 de Fevereiro de 1970, numa tentativa bem-sucedida de corrigir quaisquer problemas. A segunda missão operacional foi a 16 de Dezembro de 1970. O D-21B alcançou Lop Nor e regressou ao ponto de recuperação, mas a escotilha teve uma falha parcial do paraquedas perdeu-se no mar, juntamente com as suas fotografias.
Durante a terceira missão operacional, a 4 de Março de 1971, o D-21B voou para Lop Nor e regressou, libertou a escotilha, que por sua vez viu abrir o seu paraquedas, mas a recuperação no ar falhou e a escotilha caiu na água. O contratorpedeiro que tentou recuperar a escotilha abalroou-a e esta afundou. O quarto e último voo foi no dia 20 de Março de 1971; perdeu-se sobre a China no segmento final da rota sobre a província chinesa de Yunnan, e os destroços foram encontrados pelas autoridades locais. Em 2010, depois de estar na secção do ferro-velho do Museu da Aviação da China por muitos anos, os destroços foram transferidos para a área de exposição.
De acordo com o escritor Lloyd Spanberger, pelo menos dois voos operacionais adicionais do D-21B podem ter ocorrido. Spanberger cita uma entrevista com o Tenente-coronel Alfred Crane, que trabalhou com satélites espiões e drones classificados durante a Guerra Fria, na qual Crane descreveu o processamento de duas cápsulas de filme D-21B, ambas de voos sobre a China. Em ambos os casos, a escotilha foi recuperada com sucesso (se no ar ou no mar é desconhecido), mas apenas um deles produziu alguma fotografia utilizável. O uso de equipamento de processamento de filme inadequado fez com que a emulsão no filme de uma das missões se separasse da sua base, destruindo as fotografias. Na outra missão, o processo de revelação do filme foi concluído sem dificuldades, de acordo com Spanberger.
No dia 23 de julho de 1971, o programa D-21B foi cancelado devido à sua baixa taxa de sucesso, à introdução de uma nova geração de satélites de reconhecimento fotográfico e à reaproximação do presidente Richard Nixon com a China. Um total de 38 drones D-21 e D-21B foram construídos, 21 dos quais foram usados em lançamentos. Os 17 restantes foram inicialmente armazenados na Base Aérea de Norton, Califórnia, e depois transferidos para o "cemitério" da Base Aérea Davis-Monthan, perto de Tucson, Arizona, em 1976 e 1977. Com a base aberta ao público, os drones D-21 foram rapidamente avistados e fotografados. A Força Aérea classificou-os de GTD-21B, com GT significando Ground Training (em português: Treino em Solo).
O destino do D-21, que havia desaparecido no primeiro voo operacional, foi revelado em Fevereiro de 1986, quando um funcionário da CIA devolveu a Ben Rich um painel que lhe havia sido entregue por um agente soviético da KGB. O drone autodestruiu-se sobre a Sibéria e os soviéticos recuperaram os destroços. O escritório de projectos Tupolev realizou engenharia reversa nos destroços e produziu planos para uma cópia soviética, chamada Voron (Corvo), que nunca foi construída.
No final da década de 1990, a NASA considerou o uso de um D-21 para testar um motor de ciclo combinado baseado em foguete híbrido, que opera como um ramjet ou foguete, dependendo do seu regime de voo. Por fim, a NASA utilizou um derivado do veículo de teste hipersónico X-43A da agência para as experiências.
Aeronaves em exposição
SR-71 e D-21 no Museu do Ar e do Espaço de Pima, Tucson, ArizonaDestroços do D-21 no Museu da Aviação Chinês
Goodall, James C. and Nora D. (2002). «Senior Bowl–the Lockeed D-21». Norwalk, Connecticut: AIRtime Publishing. International Air Power Review. 3: 106–119. ISSN1473-9917
