К октябрю 1963 г. казалось, что основные проблемы беспилотника удалось разрешить, а к обозначениям самолетов семейства А-12, которых к тому времени было уже несколько, прибавилось еще одно: М-21, что означало «Mother» – материнский самолет или носитель. Соответственно, Q-12 переименовали в D-21, что означало «Doughter» – дочка.
Подвеска D-21B под крылом бомбардировщика В-52Н
Однако продувки этой связки в аэродинамических трубах выявили новые трудности, связанные с отделением «дочки» от «мамы» при сверхзвуковых скоростях, а также с прохождением «дочки» сквозь фронты ударных волн, генерируемых фюзеляжем «мамы». Пришлось полностью переделать пилон, на котором собирались крепить D-21, увеличив его высоту и оснастив силовым приводом, в задачу которого входило протолкнуть беспилотник сквозь конусы Маха. Но дальнейшие исследования показали, что такой способ разделения сопровождается слишком большими нагрузками на конструкцию «дочки», поэтому разделение лучше выполнять без применения силовых толкателей, а только за счет специального маневра типа «горка» с перегрузкой меньше 1 (около 0,9 д). В ходе этого маневра самолет-носитель не выталкивает беспилотник, а как бы оставляет его лететь по прежней траектории, а сам уходит вниз, освобождая дорогу. Поэтому две «мамы» М-21 (сер. №№ 60-6940 и 69-6941), строившиеся для участия в программе, оснастили пневматическими толкателями, предназначенными лишь для аварийной ситуации. Кроме того, в целях безопасности D-21 решили заправлять топливом непосредственно перед запуском, для чего пилон М-21 оборудовали топливопроводом. И вот что важно: М-21 оснащались кабиной второго члена экипажа – оператора системы разделения, которая впервые на самолетах семейства не выступала за контур фюзеляжа.
Первый полет связки D-21/M-21 состоялся 22 декабря 1964 г. (кстати, в тот же день, что и первого экземпляра SR-71А) под управлением Билла Парка, причем сразу же была превышена скорость звука. Успешное начало дало основания оптимистам назначить дату первого разделения на 27 февраля 1965 г. – день рождения «Келли» Джонсона. Однако об этом благом намерении вскоре пришлось забыть, т.к. на испытателей обрушился поток проблем, в основном, связанных с работой бортового оборудования D-21. Когда его более-менее отладили, в апреле в одном из полетов на беспилотнике в результате флаттера разрушились оба элевона. В другом полете с «дочки» начисто сорвало обтекатель, прикрывавший воздухозаборник, и его обломки сильно повредили крыло маленького аппарата.
Несмотря на по-настоящему самоотверженный труд (пусть никого не смущает советский штамп в применении к американцам), команде «Сканк Уоркс» никак не удавалось разогнать связку двух аппаратов до нужной скорости. Кроме того, она не добирала расчетной дальности полета. Причиной были проблемы с двигателями J58.
Но все же «Келли» не зря считают гениальным конструктором. Проблему с прочностью обтекателя, а заодно и несколько других, он решил просто и изящно: оба – носовой и хвостовой обтекатели «дочки» – он убрал совсем. Теперь прямоточный двигатель D-21 запускался заранее (при М=1,24) и использовался для увеличения общей тяги связки.
Первый запуск D-21 в свободный полет состоялся только 5 марта 1966 г. Целью его была демонстрация самой возможности разделения, и она прошла достаточно успешно. Задача второго полета, предпринятого 27 апреля, была куда сложнее, но и ее удалось выполнить почти полностью. Аппарат пролетел около 2200 км, причем его максимальное отклонение от заданного курса составило меньше километра. Он достиг скорости М=3,3, высоты 27300 м и прекратил полет из-за ерунды – отказа гидронасоса. На радостях ЦРУ заказало «Локхиду» партию из 15 штук D-21.
16 июня запустили третий D-21. Он пролетел уже 3000 км, совершил 8 запрограммированных разворотов, но по причине сбоя в работе электроники его спускаемый контейнер не отделился и разбился вместе с аппаратом. А вот четвертый запуск закончился катастрофой – «мама» М-21, которую пилотировали Билл Парк и Рэй Торик (Ray Torick), была потеряна над Тихим океаном недалеко от Калифорнии в результате столкновения с только что отделившейся «дочкой». Наблюдатели, летевшие рядом на втором М-21, видели, как сразу после удара при скорости М=3,25 «мама» резко увеличила угол атаки, носовая часть ее фюзеляжа отломилась, а летчики катапультировались… Когда на место трагедии подлетел спасательный вертолет, он смог подобрать только Парка. Торик утонул, т.к. его скафандр порвался и наполнился водой.