Lockheed NF-104A

Se obtuvieron varios F-104 Starfighter de producción estándar (incluidas las versiones biplaza F-104D) ^{[ 3 ]} y fueron utilizados por el ARPS para simular los perfiles de trayectoria de aproximación de planeo de baja sustentación/alta resistencia del X-15 y del proyectado programa X-20 Dyna-Soar. Estas maniobras se iniciaron a 12 000 pies (3700 m) donde el motor del F-104 se redujo al 80 % de potencia; y con los flaps, los frenos aerodinámicos y el tren de aterrizaje extendidos, la aeronave se estableció en un picado de 30° con una salida para el aterrizaje que comenzó a 1500 pies (500 m) sobre el suelo. Estas aproximaciones de planeo dejaban poco margen de error.   

Se constató que las superficies de control de las aeronaves convencionales tenían poco o ningún efecto en la atmósfera enrarecida de la estratosfera superior y que cualquier aeronave que operara a altitudes extremadamente elevadas necesitaría estar equipada con un sistema de control de reacción (RCS). Se utilizó una versión modificada del Bell X-1 para las pruebas iniciales del RCS, pero se dejó de operar tras problemas técnicos. En 1959, se sustituyó por un Lockheed F-104A (55-2961) modificado por la NASA, que llevaba sistemas RCS en las puntas de las alas y en la nariz del fuselaje. Esta aeronave (designada JF-104) alcanzó una altitud máxima de 83 000 pies (25 300 m) durante el programa de pruebas. Entre los pilotos que volaron esta aeronave se encontraba Neil Armstrong , quien adquirió una valiosa experiencia en el uso del RCS. Los pilotos se quejaron de que las pantallas de los instrumentos eran difíciles de leer y no eran lo suficientemente precisas para los perfiles de ascenso en zoom críticos necesarios para alcanzar grandes altitudes. ^{[ 4 ]} 

En 1962, Lockheed recibió un contrato de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para modificar tres aviones F-104A y convertirlos en aviones de entrenamiento aeroespacial (AST). Los fuselajes fueron sacados del almacén de AMARG y transportados a la fábrica de la compañía para su modificación.

La envergadura del NF-104A se incrementó mediante la adición de extensiones en las puntas de las alas. Esta modificación fue necesaria para alojar los propulsores de control de alabeo RCS y disminuyó la carga alar .

La aleta vertical y el timón fueron reemplazados por versiones de mayor superficie procedentes del F-104 de dos plazas y se modificaron estructuralmente para permitir la instalación del motor cohete.

El radomo de fibra de vidrio de la nariz fue reemplazado por un revestimiento de aluminio que albergaba los propulsores RCS de cabeceo y guiñada.

Las tomas de aire diseñadas originalmente por Ben Rich tenían la misma geometría fija que las del F-104A, pero incluían extensiones en los conos de entrada para optimizar el funcionamiento del motor a reacción a números Mach más altos . Las diferencias internas del fuselaje incluían la provisión de tanques de oxidante de propulsor de cohete y la eliminación del cañón M61 Vulcan , el equipo de radar y la aviónica innecesaria. Se instaló un tanque de nitrógeno para la presurización de la cabina . Esto era necesario, ya que no habría aire de purga disponible del motor después de su apagado normal y previsto en la fase de ascenso.

Además del motor a reacción estándar General Electric J79 , se instaló un motor cohete Rocketdyne AR2-3 en la base de la aleta vertical. Este motor quemaba una mezcla de combustible para aviones JP-4 y una solución oxidante de peróxido de hidrógeno al 90 % . El NF-104 contenía suficiente oxidante para aproximadamente 100 segundos de funcionamiento del motor cohete. El piloto podía ajustar el nivel de empuje al máximo o aproximadamente a la mitad de la potencia mediante una palanca de aceleración adicional ubicada en el lado izquierdo de la cabina .

El sistema de control de reacción constaba de ocho propulsores de cabeceo/guiñada (cuatro por cada eje) y cuatro propulsores de alabeo. Utilizaban el mismo tipo de combustible de peróxido de hidrógeno que el motor principal del cohete, procedente de un depósito de combustible específico de 70 kg (155 lb) , y eran controlados por el piloto mediante una palanca montada en el panel de instrumentos. Los propulsores de cabeceo/guiñada tenían una potencia nominal de 500 N (113 lbf ) de empuje cada uno, y los propulsores de alabeo, de 190 N (43 lbf ) .      

The NF-104A was able to reach great altitudes through a combination of zoom climbing (building up a high speed in a shallow dive at high altitude, and then climbing steeply, converting speed and momentum into altitude) and use of the rocket engine (to reach higher level speeds and to maintain climb rate for as long as possible after entering the zoom climb). A typical mission involved a level acceleration at 35,000 feet (10,700 m) to Mach 1.9 where the rocket engine would be ignited, and on reaching Mach 2.1 the aircraft would be pitched up to a climb angle of 50-70° by carefully applying a load equal to 3.5 g. The J79 afterburner would start to be throttled down at approximately 70,000 feet (21,300 m) followed shortly after by manual fuel cutoff of the main jet engine itself around 85,000 feet (25,900 m) to prevent fast-rising engine temperatures from damaging the turbine stages of the jet engine due to decreased air density, which reduced airflow through the engine for cooling. After continuing over the top of its ballistic arc, the NF-104 would descend back into denser air where the main engine could be restarted using the windmill restart technique for recovery to a landing.^[5]

The first NF-104A (USAF 56-0756) was accepted by the USAF on 1 October 1963. It quickly established a new unofficial altitude record of 118,860 feet (36,230 m) and surpassed this on 6 December 1963 by achieving an altitude of 120,800 feet (36,800 m). The aircraft was damaged in flight June 1963 when a rocket oxidizer vessel exploded. It suffered an inflight rocket motor explosion in June 1971. Although the pilot was able to land safely, the damaged aircraft was retired and this marked the end of the NF-104 project. This aircraft was transferred to the National Museum of the United States Air Force. It is on display at Nevada County Air Park, Grass Valley, California. wearing the markings of "56-0751".

El segundo NF-104A (USAF 56-0760 ) fue aceptado por la USAF el 26 de octubre de 1963. Tras su retirada, este avión fue montado sobre un poste en el exterior de la Escuela de Pilotos de Pruebas de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en la Base de la Fuerza Aérea Edwards , donde aún se puede ver. Las puntas de ala extendidas, el RCS, el cono de nariz metálico y otras piezas del 56-0760 fueron prestadas a Darryl Greenamyer para sus intentos de récord de aviación civil utilizando un F-104 altamente modificado . Cuando se vio obligado a eyectarse durante un vuelo de récord, su avión quedó destruido y las piezas nunca fueron devueltas. ^{[ 6 ]}

El tercer NF-104A (USAF 56-0762 ) fue entregado a la USAF el 1 de noviembre de 1963 y se estrelló el 10 de diciembre de 1963 mientras era pilotado por Chuck Yeager. Este accidente se narra en el libro Yeager: An Autobiography y en la adaptación cinematográfica y literaria de The Right Stuff . El avión utilizado para el rodaje era un F-104G estándar al que se le habían retirado los depósitos de combustible de las puntas de las alas, pero que carecía de las modificaciones del NF-104A, siendo la más visible el motor cohete inclinado hacia arriba en la base del estabilizador vertical. ^{[ 7 ]}

• Bowman, Martin W. (2000). Lockheed F-104 Starfighter . Matthias Vogelsang. Marlborough: Crowood. ISBN 1-86126-314-7OCLC 45314259​​ 
• Drendel, Lou (1976). F-104 Starfighter en acción . Aeronave n.° 27. Carrollton, Texas: Squadron/Signal Publications. ISBN 0-89747-026-5OCLC 2524513​​ 
• Kinzey, Bert (1991). F-104 Starfighter: Detalle y escala (1.ª  ed.). Blue Ridge Summit, PA: Tab Books. ISBN 1-85310-626-7OCLC 22665285​​ 
• Libis, Scott (1999). Lockheed NF-104A: Entrenador aeroespacial . Fotografías de Tony Landis. Simi Valley, California: Steve Ginter. ISBN 0-942612-97-3OCLC 50065724​​ 
• Pace, Steve (1992). F-104 Starfighter: Diseño, desarrollo y operaciones mundiales del primer caza operativo Mach 2. Osceola, WI: Motorbooks International. ISBN 0-87938-608-8OCLC 25508979​​ 
• Reed, Arthur (1981). F-104 Starfighter . Aviones de combate modernos 9. Londres: Ian Allan. ISBN 0-7110-1089-7OCLC 16559075​​ 
• Upton, Jim (2003). Lockheed F-104 Starfighter . Warbird Tech. North Branch, Minn.: Specialty. ISBN 1-58007-069-8OCLC 52920789​​