Lockheed F-104 Starfighter NF-104A

L'NF-104A nacque dalla trasformazione della scuola piloti collaudatori dell'Aeronautica statunitense a Edwards. Con l'arrivo del volo spaziale con equipaggio all'inizio degli anni Sessanta, la Experimental Flight Test Pilot's School divenne la Aerospace Research Pilots School (ARPS) e il suo insegnamento si allontanò dal classico corso per piloti collaudatori per orientarsi al volo spaziale. La scuola aveva bisogno di un velivolo in grado di portare gli allievi ai confini dello spazio a un costo molto inferiore a quello degli aerei a razzo sperimentali, e la risposta fu uno Starfighter a propulsione mista, al tempo stesso turbogetto e razzo, concepito come addestratore aerospaziale economico per i programmi North American X-15 e Boeing X-20 Dyna-Soar.

Prima di modificare qualsiasi velivolo, l'ARPS aveva già impiegato F-104 di serie, compresi i biposto F-104D, per simulare gli avvicinamenti in planata a bassa portanza e alta resistenza dell'X-15 e del futuro X-20. La manovra iniziava a circa 3.700 metri con il motore ridotto all'80 % della potenza e con flap, aerofreni e carrello estesi; l'aereo si stabilizzava in una picchiata di 30 gradi e la richiamata per l'atterraggio iniziava a circa 500 metri dal suolo, con un margine d'errore minimo. Restava un altro problema: nell'aria rarefatta dell'alta stratosfera le superfici di comando convenzionali hanno scarso effetto, quindi serviva un sistema di controllo a reazione. Dopo le prime prove con un Bell X-1 modificato, rimasto a terra per problemi tecnici, nel 1959 la NASA modificò un F-104A (55-2961) con ugelli sulle estremità alari e sul muso; designato JF-104, raggiunse circa 25.300 metri e in esso maturò esperienza, tra gli altri, Neil Armstrong. I piloti si lamentarono che gli strumenti erano difficili da leggere e poco precisi per le salite in zoom.

Nel 1962 l'Aeronautica commissionò alla Lockheed la conversione di tre F-104A in addestratori aerospaziali dedicati. Le cellule uscirono dal deposito dell'AMARG e furono portate in fabbrica. Le modifiche eliminarono tutto il superfluo: il radome in fibra di vetro fu sostituito da un muso in alluminio che ospitava gli ugelli di beccheggio e di imbardata; scomparvero il cannone M61 Vulcan, il radar e l'avionica non necessaria; furono aggiunti serbatoi di ossidante e un serbatoio di azoto per pressurizzare l'abitacolo, dato che dopo lo spegnimento del turbogetto in salita non ci sarebbe stata aria spillata. Le ali ricevettero estensioni alle estremità per gli ugelli di rollio, il che ridusse anche il carico alare, e la deriva e il timone furono sostituiti da quelli di superficie maggiore dei biposto, rinforzati per montare il razzo. Le prese d'aria mantennero la geometria fissa disegnata da Ben Rich, ma con coni allungati per lavorare meglio a numeri di Mach elevati.

In fondo alla deriva fu installato un motore a razzo Rocketdyne AR2-3 da circa 27 kN, che bruciava JP-4 e perossido di idrogeno al 90 %, con ossidante per circa 100 secondi di funzionamento e una manetta propria, a sinistra dell'abitacolo, per scegliere tra spinta massima e mezza potenza. Il sistema di controllo a reazione aveva otto ugelli di beccheggio e imbardata da circa 500 N e quattro di rollio da circa 190 N, alimentati da un serbatoio proprio da 70 kg di perossido e comandati con un'impugnatura sul pannello strumenti.

Il profilo tipico combinava salita in zoom e razzo: accelerazione in volo livellato a circa 10.700 metri fino a Mach 1,9, accensione del razzo e, a Mach 2,1, cabrata a 50-70 gradi con un carico di 3,5 g. Verso i 21.300 metri si riduceva il postbruciatore e intorno ai 25.900 si spegneva a mano il J79 perché la temperatura non danneggiasse la turbina; dopo la sommità dell'arco balistico, l'aereo tornava nell'aria densa, dove il turbogetto veniva riavviato per autorotazione per atterrare.

Il primo NF-104A (56-0756) fu accettato il 1° ottobre 1963, stabilì subito un record ufficioso di 36.230 metri e il 6 dicembre 1963 lo superò con 36.800 metri. Un'esplosione del motore a razzo in volo nel giugno 1971 lo ritirò e pose fine al programma; oggi è esposto a Grass Valley (California). Il secondo (56-0760), accettato il 26 ottobre 1963, fu montato su un piedistallo davanti alla scuola piloti collaudatori di Edwards; le sue estremità alari, il suo sistema a reazione e il suo muso furono prestati a Darryl Greenamyer per i suoi tentativi di record e andarono perduti con il suo aereo. Il terzo (56-0762) fu consegnato il 1° novembre 1963 e si schiantò il 10 dicembre 1963 con Chuck Yeager ai comandi, incidente raccontato nella sua autobiografia e nel libro e nel film The Right Stuff (1983). Tutti e tre prestarono servizio all'ARPS tra il 1963 e il 1971.