SM-65F Atlas

Atlas-F (SM-65F)

Lanzamiento de un misil Atlas-F
Función	Sistema de lanzamiento desechable ICBM
Fabricante	Convair
País natal	Estados Unidos
Historial de lanzamiento
Estado	Jubilado
Sitios de lanzamiento	LC-11 y 13 CCAFS OSTF-2 , LC-576 y SLC-3 , VAFB
Lanzamientos totales	70
Éxito(s)	53
Falla(s)	17
Primer vuelo	8 de agosto de 1961
Último vuelo	23 de junio de 1981
Potenciadores
No. de refuerzos	1
Desarrollado por	2LR-89-5
Empuje total	369.802 libras de fuerza (1.644,96 kN)
Impulso específico	256 segundos
Tiempo de combustión	120 segundos
Propulsor	RP-1 / Oxígeno líquido
Primera etapa
Desarrollado por	1LR -105-5
Empuje máximo	86.844 libras (386,30 kN)
Impulso específico	316 segundos
Tiempo de combustión	309 segundos
Propulsor	RP-1 / Oxígeno líquido
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El SM-65F Atlas , o Atlas-F , fue la última variante operativa del misil Atlas , diferenciándose del Atlas E únicamente en la instalación de lanzamiento y el paquete de guía utilizado. Voló por primera vez el 8 de agosto de 1961, ^[1] y se desplegó como misil balístico intercontinental operativo entre 1961 y 1966. Tras su retiro como misil balístico intercontinental, el Atlas-F, junto con el Atlas-E , fue reacondicionado para lanzamientos orbitales como Atlas E/F . ^[2]

El Atlas E y el F también diferían en sus instalaciones de lanzamiento; el Atlas E utilizaba los mismos silos de ataúd que los misiles Atlas D, con el misil almacenado horizontalmente y elevado en posición vertical para el lanzamiento. El Atlas F, a modo de comparación, utilizaba un silo vertical con un elevador similar al Titan I. El Atlas F fue concebido originalmente cuando la Fuerza Aérea decidió que los silos de ataúd utilizados para el Atlas D y el E estaban demasiado expuestos y eran vulnerables a los ataques enemigos.

Los Atlas E y F utilizaban el sistema de propulsión MA-3, que tenía un generador de gas independiente para los tres motores, a diferencia del Atlas D, en el que un solo generador de gas impulsaba las dos turbobombas de refuerzo. Además, utilizaban cartuchos pirotécnicos para un arranque rápido y los generadores de gas y las bombas estaban montados en cada motor de refuerzo en lugar de estar situados en la sección de empuje central. Esta configuración se diseñó para facilitar el mantenimiento y el intercambio de motores en el campo, mientras que la configuración más sencilla del Atlas D se consideró preferible para los lanzamientos espaciales. El empuje total del MA-3 era de 375.000 libras-fuerza (1.670 kN).

El Atlas E/F utilizó el sistema de guía inercial ARMA en lugar del sistema de guía terrestre por radio del Atlas D; algunos vuelos IOC (Capacidad operativa inicial) del Atlas D probaron el sistema ARMA en lugar del sistema de guía por radio GE Mod II estándar. Aparte de pequeñas diferencias en el ARMA del Atlas E y el F, la principal diferencia entre ambos consistía en líneas de llenado rápido ubicadas de forma diferente para los dos sistemas de silos utilizados.

La mayoría de los lanzamientos espaciales Atlas F renovados utilizaron etapas superiores alimentadas con combustible sólido, con una notable excepción del misil 23F, que lanzó el Seasat, un satélite oceanográfico de la NASA, el 27 de junio de 1978, el último vehículo Atlas-Agena en volar. El último lanzamiento del Atlas F tuvo lugar el 23 de junio de 1981, cuando el misil 87F colocó con éxito un satélite meteorológico de la NOAA en órbita. Los lanzadores espaciales Atlas E/F fueron sometidos a un exhaustivo desmontaje y reconstrucción por parte de Convair y el sistema ARMA fue reemplazado por el sistema de guía GE Mod II.

Los dos primeros vuelos del Atlas F fueron el 8 de agosto de 1961, el misil 2F, y el 22 de noviembre, el misil 4F, ambos desde el LC-11 en el CCAS. ^[1] Ambas pruebas fueron totalmente exitosas y el 12 de diciembre se lanzó el misil 5F desde el LC-11. Esta prueba fue un fracaso parcial; un cortocircuito eléctrico en el sistema de guía provocó que se enviara un comando SECO anticipado y el misil no alcanzó su alcance planificado. El día 21, el Atlas 6F despegó del LC-11 llevando un mono rhesus llamado Scatback. Este fue el tercer lanzamiento de un primate en un Atlas en el último mes: el primero fue el Mercury-Atlas 5, que lanzó con éxito un chimpancé en una misión de dos órbitas, mientras que el segundo, una prueba del Atlas E, tuvo un mal funcionamiento poco después del despegue y tuvo que ser destruido, cobrándose la vida del mono ardilla que transportaba. El Atlas 6F funcionó aceptablemente hasta que, tras el descarte del propulsor, una falla hidráulica provocó la pérdida del empuje sustentador. La cápsula se separó y se estrelló cerca de la isla Ascensión en el Atlántico Sur; sin embargo, la baliza de seguimiento no funcionó y los equipos de recuperación no pudieron localizarla. Abandonaron la búsqueda y Scatback se perdió oficialmente en el mar. La falla se atribuyó a la combustión del propulsor usado tras el descarte del propulsor, que estaba dañando las válvulas y/o los conductos; se solucionó mediante la instalación de válvulas de corte en la sección del propulsor. ^[3]

Hasta el momento, el programa de pruebas del Atlas F había ido bien y nadie estaba preparado para el desastre que se avecinaba el 9 de abril de 1962, cuando el misil 11F explotó sólo un segundo después del despegue del LC-11. El examen de las partes recuperadas del misil reveló que se había producido algún tipo de explosión o detonación en la turbobomba sustentadora. El motor sustentador se había apagado casi inmediatamente después del despegue, seguido de la pérdida de los datos de los parámetros del motor medidos por telemetría. Los motores propulsores funcionaron satisfactoriamente hasta la destrucción del misil en T+3 segundos. ^[4]

El 13 de mayo, el misil 1F estalló en llamas y explotó en el banco de pruebas de Sycamore Canyon al comienzo de una prueba planificada de 40 segundos. La investigación descubrió que la turbobomba LOX del sustentador había experimentado una detonación muy similar a la del 11F. El sistema de alimentación de LOX se rompió, lo que provocó un intenso incendio alimentado por LOX. Se envió una orden de apagado automático al sistema de propulsión, pero los daños en el cableado provocaron que el B-2 no se apagara y que el motor funcionara al 100% de empuje hasta la explosión final. El equipo de investigación concluyó que se había producido un ligero retraso en la apertura de la válvula HS en el motor sustentador; la turbobomba estaba girando a su velocidad máxima de 10.000 RPM, lo que provocó una tensión excesiva en ella. El eje de la bomba vibró y provocó que las aspas rozaran contra la carcasa, lo que provocó una chispa de fricción y una explosión. La solución final a este problema consistió en añadir un revestimiento de plástico al interior de la turbobomba.

Las pruebas comenzaron en Vandenberg y el misil 15F voló con éxito desde 576-E el 1 de agosto. Nueve días después, el misil 57F se lanzó desde OSTF-2 y no logró realizar su maniobra de alabeo. La secuencia de cabeceo se ejecutó correctamente, pero la falta del programa de alabeo impidió que el misil alcanzara la trayectoria correcta y fue volado por el Range Safety a los 67 segundos del lanzamiento. Se cree que la causa fue un circuito abierto en los giroscopios, aunque no se determinó el punto específico de la falla. La señal de alabeo fue enviada correctamente por el sistema de guía, pero el sistema de control de vuelo no respondió a ella, como consecuencia, la trayectoria de vuelo del misil fue de aproximadamente 55° a la derecha de la trayectoria planificada. ^[5] El siguiente lanzamiento de prueba tuvo lugar desde el LC-11 ahora reparado en Cabo dos días después y todos los vuelos de investigación y desarrollo posteriores se realizaron sin problemas, excepto el 13F el 14 de noviembre, que experimentó un incendio en la sección de empuje que comenzó a los T+18 segundos. Las temperaturas en la sección de empuje se dispararon a más de 400° y causaron una ruptura en el sistema neumático. La presión del tanque LOX y de la botella de control disminuyó, seguida de una pérdida de presión en el depósito de aceite lubricante. El sustentador y los verniers se apagaron en T+94 segundos debido a la falta de lubricante de la turbobomba. Los motores de refuerzo continuaron funcionando hasta T+120 segundos cuando una señal BECO prematura terminó el empuje. El impacto ocurrió a 360 millas (579 km) de distancia. ^[6] La causa del incendio en la sección de empuje era desconocida, sin embargo se sospechaba que se trataba de una fuga de combustible. El siguiente lanzamiento, el misil 21F el 5 de diciembre, concluyó con éxito la fase de I+D del programa Atlas F.

Las pruebas del Atlas F alcanzaron un alto grado de éxito durante 1963, y se realizaron ocho vuelos durante el año. Una serie de lanzamientos SAC tuvieron lugar desde VAFB en marzo con los misiles despojados de la instrumentación mínima. Tres de ellos fueron Atlas D y dos de la serie F. El Atlas 63F fue lanzado con éxito el 16 de marzo desde 576-D. A este le siguió el también exitoso 83F, que no formaba parte de la serie de vuelos SAC, el 22 de marzo. El vuelo del 52F el 24 de marzo terminó en una explosión abrupta 90 segundos después del lanzamiento y la mínima instrumentación a bordo fue insuficiente para proporcionar alguna explicación. La película de la cámara de seguimiento mostró que el misil estaba en la trayectoria de vuelo adecuada y no se observaron otras indicaciones obvias de problemas.

El 27 de abril, el misil 135F realizó una prueba ABRES exitosa desde el LC-11 de Cabo Cañaveral. Seis meses después, el 4 de octubre, el misil 45F sufrió un atasco en la válvula del motor durante una prueba operativa del 576-G de VABF, lo que impidió el arranque del motor B-2. El misil se volcó y explotó al impactar contra el suelo. Una prueba ABRES desde el LC-11 en Cabo Cañaveral el 28 de octubre, utilizando el misil 136F, falló cuando el motor sustentador perdió presión hidráulica en la etapa de preparación y se tambaleó. El último vuelo de la serie F del año fue el 18 de diciembre, cuando el 576-G albergó el exitoso vuelo del 109F, el último lanzamiento de I+D de Atlas.

En 1964 volaron cinco Atlas F. El 1 de abril, el misil 137F voló desde el LC-11 en Cabo Cañaveral y realizó un vuelo exitoso. Dos días después, el misil 3F voló desde el 576-G en la VAFB y repitió la misma falla que el 45F. El motor del B-1 experimentó una válvula de combustible principal atascada y no arrancó; una vez más, el misil se cayó y explotó al impactar contra el suelo. Los daños en las instalaciones del silo fueron más extensos que en el caso del 45F, y el 576-G no se volvió a utilizar durante seis meses. La investigación de las dos fallas descubrió que los residuos de hipergol endurecido habían sido responsables de las válvulas atascadas en ambos vehículos Atlas, que se habían acumulado a partir de repetidos disparos de prueba, y que en el 3F, la válvula de combustible finalmente se abrió, pero demasiado tarde para que fuera posible arrancar el motor. GD/A emitió un boletín de servicio a todas las tripulaciones del silo Atlas para asegurarse de que los misiles se revisaran correctamente y estuvieran libres de residuos de hipergol. Tres vuelos más de la serie F durante el año (110F, 36D y 111F) fueron todos exitosos.

El 8 de enero de 1965, la última prueba del misil balístico intercontinental Atlas, el misil 106F, se lanzó con éxito desde 576-G. Ese año, el Atlas se retiró del servicio como misil balístico intercontinental y los misiles restantes se utilizaron para lanzamientos suborbitales y orbitales durante las siguientes décadas. Esto incluyó pruebas de vehículos de reentrada ABRES, RMP y BMRS en Vandenberg. Los silos de la OSTF se convirtieron en plataformas de lanzamiento dedicadas para estas pruebas y para las pruebas de misiles objetivo Nike/Zeus (estos últimos nunca se lanzaron con misiles Atlas F). Sesenta y cinco de estas pruebas se llevaron a cabo entre 1965 y 1974, aproximadamente la mitad de las cuales utilizaron misiles Atlas F. Algunas tenían una etapa superior sólida Trident y hubo varios fallos, el más notable fue una prueba de 1967 en la que las cargas RSO del Atlas se encendieron por electricidad estática en la separación del RV, después de lo cual se agregó un aislamiento de corcho al RV para evitar que se repitiera este modo de fallo.

Durante sus 20 años como lanzador de satélites, se produjeron dos grandes fallos. Uno de ellos fue un intento de lanzamiento de la carga útil de prueba militar Radiometer 20 el 12 de abril de 1975 en el Atlas 71F. ^[7] Un globo de LOX gelificado y queroseno cayó en el foso de llamas durante el encendido, explotó y dañó el motor sustentador del Atlas. El vehículo de lanzamiento continuó funcionando durante más de dos minutos, pero el sustentador y los verniers finalmente se apagaron y se emitió la orden de destrucción de seguridad de alcance a los T+303 segundos. Dado que la explosión del gel LOX también dañó el cableado en la base del propulsor, el sistema de telemetría perdió energía y no se enviaron datos durante el lanzamiento, lo que dificultó determinar la causa exacta de la falla del motor. Se creía que el daño a una pieza de plomería era la explicación más probable.

El otro fue el lanzamiento de un satélite meteorológico de la NOAA el 29 de mayo de 1980, utilizando el Atlas 19F. El rendimiento parecía normal hasta que se desprendió el propulsor y se descubrió que la trayectoria estaba fuera de curso. El motor de sustentación siguió funcionando 50 segundos después de su tiempo límite normal. Cuando el satélite finalmente se separó, se insertó en una órbita elíptica inútil.

El fallo se produjo cuando un sello se soltó por el sistema de encendido de cartucho pirotécnico de fuego rápido utilizado en los misiles Atlas E/F, inundando la turbobomba B-1 con combustible y ralentizando su velocidad de rotación, reduciendo los niveles de empuje en el motor al 80% y reduciendo considerablemente la velocidad del propulsor y el consumo de combustible. El ordenador de a bordo del Atlas intentó compensar primero ampliando el tiempo de combustión del motor propulsor, pero finalmente un comando de respaldo obligó a apagar y desechar el propulsor. Después de BECO, el ordenador siguió intentando compensar ampliando el tiempo de combustión del sustentador hasta que pasó casi un minuto más allá de lo que habría sido el corte normal. Después de SECO, el propulsor también extendió el vuelo en solitario vernier durante otros 11 segundos. Sin embargo, por razones de simplicidad, el satélite NOAA no tenía interfaz eléctrica con el Atlas, lo que provocó que disparara sus cohetes posígrados a una hora preestablecida. Como todavía estaba unido al Atlas, era imposible que los pequeños propulsores de la nave espacial se orientaran correctamente. Gracias al tiempo de combustión prolongado, la SECO se llevaría a cabo en T+377 segundos, pero en T+370 segundos, el temporizador del satélite activó automáticamente su motor de arranque de combustible sólido con el motor de sustentación del Atlas todavía en funcionamiento. La cúpula del tanque LOX se desprendió del Atlas, lo que se registró en las lecturas de telemetría como una pérdida instantánea de presión del tanque. El satélite se separó, pero terminó en una órbita inútil y tuvo que ser abandonado.

Los lanzamientos del Atlas F se llevaron a cabo desde la Estación de la Fuerza Aérea de Cabo Cañaveral , en los Complejos de Lanzamiento 11 y 13 , y la Base de la Fuerza Aérea Vandenberg en OSTF-2 , LC-576 y SLC-3 . ^[2] Se llevaron a cabo un total de 55 pruebas de misiles Atlas F entre 1961 y 1974, siendo los lanzamientos posteriores a 1965 pruebas de vehículos de reentrada ya que el Atlas había sido retirado del servicio de ICBM, junto con 39 lanzamientos espaciales durante 1967 a 1981. Hubo 16 fallas.

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