Содержание

X-15

    Первое предложение о создании самолета, способного превысить скорость звука в пять и более раз (будущая программа Х-15), появилось в 1951 году в недрах правительственного Hационального управления по аэродинамике (NACA), предшественника NASA, которая была официально создана 1 октября 1958 года. Руководство HАСА, в принципе понимая важность этой проблемы, не проявляло особого рвения в реализации его. Это было и дорого, и технически сложно, и неизвестно чем все это могло кончиться. Однако отдельные сотрудники HАСА, по собственной инициативе, проводили исследования возможности создания летательных аппаратов подобного типа. Hовый импульс программа получила в 1953 году, когда этой же проблемой озадачились в Военно-воздушных силах и в Военно-морских силах США. Естественно, и авиация, и флот рассматривали этот самолет, в первую очередь, как боевую машину. Научные исследования стояли на втором плане, но, надо отдать должное американским военным, они прекрасно понимали, что не решив чисто научные проблемы, они не получат боевую машину.

Однако уже к следующему году армейские круги осознали, что в одиночку им этот проект не поднять ни с научной, ни с финансовой точек зрения. Результатом этого осмысления стал меморандум о сотрудничестве между ВВС, ВМС и HАСА, подписанный 23 декабря 1954 года. Согласно этого меморандума создавался трехсторонний рабочий орган, получивший название Комитет Х-15, который координировал все работы по этой программе. На HАСА возлагались функции контроля за реализацией проекта в целом. ВВС брали на себя изготовление самолета и его приемные испытания на заводе-изготовителе. Затем самолет передавался HАСА, которая проводила программу исследований, с привлечением как своих пилотов, так и пилотов из Воздушных сил и Военно-морских сил. Как впоследствии указывали участники проекта, Комитет Х-15 имел, в большей степени, психологическое и политическое, чем какое-то практическое значение. Правда, это очень помогало в получении бюджетных денег. Когда следовала ссылка на трехсторонний комитет, как правило, деньги тут же выделялись.
Именно с момента подписания меморандума можно говорить о рождении ракетного самолета Х-15. Среди американских компаний был объявлен конкурс. Официальное предложение на подачу заявок было разослано 12 авиационным компаниям 30 декабря 1954 г., а 4 февраля 1955г. четырем моторостроительным компаниям было предложено заключить контракт на производство ракетного двигателя. С компанией Норт Америкэн в ноябре 1955 г. был заключен контракт на производство трех самолетов Х-15 (NA-240), а с компанией Риэкшн Моторз Инк. (Reaction Motors Inc.) в сентябре 1956г. - на производство двигателя XLR-99.
    Проект, представленный Hорт Америкэн, предусматривал строительство самолета длиной 15 метров с крыльями стреловидной формы с размахом всего-навсего 6,5 метров. Крылья предполагались относительно тонкими и небольшими по площади. Вес самолета составлял около 7 тонн, а после заправки топливом увеличивался до 16,5 тонн. На самолет предполагалось установить жидкостный ракетный двигатель с тягой 27 тонн. Так как продолжительность работы ракетного двигателя составляла всего 80-120 секунд, предполагалось, что на высоту 15 километров самолет будет доставляться с помощью специально переоборудованного для этих целей бомбардировщика B-52, а затем будет происходить разделение самолета-носителя и ракетного самолета, и дальнейший полет будет происходить с использованием ракетного двигателя. Два бомбардировщика Boeing B-52A были модифицированы для подвески ракетоплана под правой консолью крыла, между фюзеляжем и ближней к нему парой двигателей, получив обозначение NB-52A и NB-52B. Посадка производилась на скольжении.
    Основными задачами, которые ставились перед программой Х-15 были следующие: создание мощного многократно используемого пилотируемого самолета для высотных скоростных полетов; исследование аэродинамических процессов при таких полетах; создание и проверка работоспособности систем управления для таких самолетов; исследования воздействия условий полета на организм человека; создание специальных костюмов для пилотов самолетов. С использованием самолета Х-15 предполагалось достигнуть скорость полета около М=6 и высоты 76000 метров.
    Строительству и облету опытного образца предшествовали не только обычные аэродинамические и прочностные испытания, но также исследования аэродинамического нагрева (исследования проводились на моделях, выполненных в масштабе 1:15, в диапазоне чисел Маха 0,6-7,0) и специальная подготовка пилотов. Будущие пилоты самолета Х-15 должны были выполнить 2000 "полетов" на тренажере, пройти испытания на центрифуге, в условиях высоких и низких температур окружающей среды, малых давлений и в состоянии невесомости (испытания в условиях невесомости проводились на транспортном самолете).
    Первый самолет Х-15 был построен в середине октября 1958 года и с завода доставлен на авиабазу Эдвардс в штате Калифорнии. Перевозка самолета сопровождалась большой помпой и вниманием средств массовой информации. Программа Х-15 привлекла большое общественное внимание, особенно после того как Советский Союз выиграл гонку за первый спутник, а гонка за первый полет человека в космос еще не началась. Второй экземпляр самолета Х-15 был готов к апрелю 1959 года, а третий - к июню 1961 года.
    10 марта 1959 г. был совершен первый полет Х-15 на подвеске самолета Boeing NВ-52А. Первый испытательный полет состоялся 8 июня 1959 года. Самолет, который пилотировал летчик-испытатель фирмы North American Скотт Кроссфилд, был отделен от самолета-носителя Б-52 и начал свободный полет. Двигатель во время этого полета не включался, однако даже при этом самолет плохо слушался пилота и совершил несколько совершенно неожиданных разворотов. Лишь мастерство пилота позволило ему управлять машиной и совершить через 5 мин благополучную посадку на дне высохшего соленого озера, находящегося на территории авиабазы Эдвардс. Инженеры корпорации Hорт Америкэн достаточно быстро изменили систему управления самолета, что сделало полеты более безопасными. Следующий полет состоялся 17 сентября 1959 года и впервые производилось включение ракетного двигателя. Правда, штатный двигатель XLR-99 к тому времени еще не был готов и полет совершался с использованием двигателей XLR-11, которые ранее использовались на самолетах Х-1. Однако даже использование этого двигателя позволило достигнуть скорости свыше 2000 км/ч. Именно с этого момента начинаются интенсивные испытательные полеты самолета Х-15.
    Однокамерный двигатель XLR-99 был опробован 15 ноября 1960 г.
    Всю программу испытаний самолета Х-15 можно хронологически разделить на три этапа. Первый продолжался с 1959 по 1962 год. Уже на первом этапе удалось достигнуть всех тех целей, которые ставили перед собой организаторы и участники проекта. Была достигнута скорость 6 Махов, высота 75190 метров над поверхностью Земли, удалось получить большой объем научной информации по тепловым процессам и аэродинамике. В частности, исследователи установили поразительное соответствие между аэродинамическими процессами, полученными при моделировании и в условиях реального полета. Из других зримых и понятных результатов, например, было установлено, что увеличение скорости самолета с 3 до 6 Махов, приводит к увеличению температуры поверхности самолета в 8 раз. Физиологи установили, что нормальным для пилотов Х-15 является частота сокращений сердечной мышцы (пульс) от 145 до 180. Было получено много других интересных данных, однако поломки иногда портили настроение изготовителям и испытателям. К счастью обходилось без серьезных повреждений и без отсрочки программы испытаний.
    Во время третьего полета второго опытного образца (5 ноября 1959) в одной из камер двигателя произошел взрыв. Во время вынужденной посадки Скотта Кроссфилда на дно высохшего соляного озера самолет потерпел аварию. Было повреждено хвостовое оперение и самолет вышел из строя на 3 месяца. Полеты (на первом опытном образце) были продолжены 23 января 1960 г.
    Подобные неисправности происходили в будущем, но, используя реальный опыт С. Кроссфилда, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на тренажере. Приблизительно в это же время на заводе Hорт Америкэн, где собирался третий экземпляр, при наземных огневых испытаниях двигателя произошел взрыв. Пришлось двигатель восстанавливать. Третий экземпляр был облетан 20 декабря 1961 г.
    Помехи для реализации программы исследований приносила и погода. Бывало, что над авиабазой Эдвардс, откуда стартовали самолеты, стояла прекрасная погода, но на большой высоте была облачность и полеты переносились. Тем не менее экспериментаторы медленно, но верно двигались вперед.

Источники информации:

  1. Программа "X-15" / А.Железняков. Энциклопедия "Космонавтика" /
  2. X-15. Hypersonic Research Program / NASA Dryden Flight Research Center /

Гиперзвуковой самолет «Х-15». Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I)

Гиперзвуковой самолет «Х-15»

Программе создания самолета, способного превысить скорость звука в пять и более раз, был дан серьезный толчок 23 декабря 1954 года, когда представители ВВС, ВМС и НАКА подписали Меморандум о сотрудничестве, согласно которому создавался трехсторонний рабочий орган, получивший название «Комитет Х-15» и координировавший все работы по этой программе.

На НАКА возлагались функции контроля за реализацией проекта в целом. ВВС брали на себя изготовление самолета и его приемные испытания на заводе-изготовителе. Затем самолет передавался НАКА, которая проводила программу исследований, с привлечением как своих пилотов, так и пилотов ВВС и ВМС.

Среди двенадцати американских авиакомпаний был объявлен конкурс на создание гиперзвукового самолета, четыре моторостроительные фирмы получили предложение разработать проект ракетного двигателя для него.

Победителем конкурса стала авиационная фирма «Норт Америкен». В ноябре 1955 года с ней был заключен контракт на производство трех самолетов «Икс-15» («Х-15», «NA-240»), а с компанией «Риэкшн Моторз Инк». («Reaction Motors Inc.») в сентябре 1956 года — на производство двигателя «XLR-99».

Проект, представленный «Норт Америкен», предусматривал строительство самолета длиной 15 метров с крыльями стреловидной формы и с размахом — 6,5 метра. Крылья предполагались относительно тонкими и небольшими по площади. Вес самолета составлял около 7 тонн, а после заправки топливом увеличивался до 16,5 тонны. На самолет предполагалось установить жидкостный ракетный двигатель с тягой в 27 тонн. Так как продолжительность работы ракетного двигателя не должна была превышать двух минут, на высоту в 15 километров его собирались доставлять с помощью специально переоборудованного для этих целей бомбардировщика «В-52», а затем должно было происходить разделение ракетоплана и самолета-носителя. Два бомбардировщика «В-52» («Boeing B-52A») были модифицированы для подвески ракетоплана под правой консолью крыла, между фюзеляжем и ближней к нему парой двигателей. При этом они получили обозначения «NВ-52А» и «NB-52B». Посадка производилась на скольжении. С использованием ракетоплана «Х-15» предполагалось достигнуть скорости полета около 6 Махов и высоты в 76 километров.

Строительству и облету опытного образца предшествовали не только обычные аэродинамические и прочностные испытания, но также исследования аэродинамического нагрева (исследования проводились на моделях, выполненных в масштабе 1:15, в диапазоне чисел Маха от 0,6 до 7,0) и специальная подготовка пилотов.

Будущие пилоты «Х-15» должны были выполнить 2000 «полетов» на тренажере, пройти испытания на центрифуге, в условиях высоких и низких температур окружающей среды, малых давлений и в состоянии невесомости (испытания в условиях невесомости проводились на пикирующем транспортном самолете).

Первый ракетоплан «Х-15» был построен в середине октября 1958 года и с завода доставлен на авиабазу Эдвардс в штате Калифорния. Перевозка самолета сопровождалась большой помпой с привлечением средств массовой информации.

Программа «Х-15» привлекла общественное внимание, особенно после того, как Советский Союз выиграл «гонку» за первый спутник, и многим американцам казалось, что полеты «космического» самолета станут достойным ответом русским.

Второй экземпляр «Х-15» был готов к апрелю 1959 года, а третий — к июню 1961 года.

Первый испытательный полет состоялся 8 июня 1959 года.

Ракетоплан, пилотируемый летчиком-испытателем фирмы «Норт Америкен» Скоттом Кроссфилдом, отделился от самолета-носителя и начал свободный полет. Двигатель во время этого полета не включался, однако даже при этом самолет плохо слушался пилота и совершил несколько совершенно неожиданных разворотов. Лишь мастерство испытателя позволило ему сохранить управление машиной и через пять минут после отделения совершить благополучную посадку на дне высохшего соленого озера, находящегося на территории авиабазы Эдвардс.

Инженеры корпорации «Норт Америкен» учли проблемы первого полета, внеся изменения в систему управления самолета, что сделало дальнейшие испытания более безопасными.

Следующий полет состоялся 17 сентября 1959 года, и впервые производилось включение ракетного двигателя.

Правда, штатный двигатель «XLR-99» к тому времени еще не был готов и полет совершался с использованием двигателей «XLR-11», которые ранее использовались на самолетах «Х-1». Однако даже использование этого двигателя позволило достигнуть скорости свыше 2000 км/ч. Именно с этого момента начинаются интенсивные испытательные полеты самолета «Х-15».

В своем классическом варианте, фигурировавшем под обозначением «Икс-15А» («Х-15А»), представлял собой среднеплан с прямым трапециевидным крылом. Крыло выполнено без кручения, а угол его поперечной установки равен нулю. Единственными подвижными поверхностями крыла являлись закрылки. Система управления — комбинированного типа (реактивно-аэродинамическая). Аэродинамическими исполнительными элементами служили управляемый дифференциальный стабилизатор и управляемые кили (основной и подфюзеляжный). Каждый киль имел неподвижную (околофюзеляжную) и поворотную (концевую) секции. Подфюзеляжный киль был выполнен разъемным.

Его поворотная секция устанавливалась после подвески «Х-15» под самолетом-носителем и отбрасывалась перед посадкой. Неподвижные секции килей оканчивались четырехстворчатыми тормозными щитками большой эффективности.

Система аэродинамического управления дополнялась реактивным управлением, обеспечивающим требуемые летные характеристики самолета при полетах на высоте свыше 36 километров. Система реактивного управления работала на газообразных продуктах разложения перекиси водорода и была оснащена соплами, расположенными в концевых сечениях крыла (четыре сопла управления креном) и в передней части фюзеляжа (два сопла управления по тангажу и два управления по курсу).

Управление аэродинамической и реактивной системами осуществлялось независимо: аэродинамической — с помощью обычной ручки управления и педалей, а реактивной — двумя расположенными по бокам кабины рычагами.

Носовая часть фюзеляжа ракетоплана была выполнена в виде конуса с овальным сечением; в ней размещалась кабина пилота с монолитным эллиптическим фонарем, открывавшимся вверх-назад. Кабина была оснащена катапультируемым сиденьем с двумя стабилизирующими поверхностями и выдвижным экраном, предохраняющим пилота от воздействия большого динамического давления. Пилот выполнял полет в высотном скафандре, изготовленном из пятислойной ткани, покрытой алюминиевой краской. При аварии на больших высотах весь самолет до момента входа в плотные слои атмосферы защищал летчика, играя роль спасательной капсулы. При входе в плотные слои пилот должен был совершить обычное катапультирование.

Носовая часть фюзеляжа второго опытного образца сначала имела заостренный передний обтекатель с удлиняющей иглой. В 1960 году в результате проведенной модификации всем самолетам были приданы «тупые носы», более оправданные при полетах с большими скоростями.

Центральная и хвостовая части фюзеляжа (круглого сечения) были снабжены двумя боковыми гаргротами Цилиндрическая часть занята отсеком оборудования (за кабиной), баком окислителя, баком системы реактивного управления, баком горючего и двигателем. В боковых гаргротах находилась проводка, некоторые элементы оборудования и ниши уборки главных стоек шасси.

Шасси — трехстоечное, убираемое вперед. Передняя стойка — со спаренными колесами, главные — со стальными лыжами, заменяемыми после пяти-шести посадок. Для перемещения по аэродрому задняя часть фюзеляжа устанавливалась на специальной тележке.

Контрольно-измерительная аппаратура ракетоплана (массой около 600 килограммов) насчитывала 650 датчиков температуры, 104 датчика аэродинамических сил и 140 датчиков давления, показания приборов посредством телеметрии передавались на землю. Для обеспечения работоспособности конструкции в условиях аэродинамического нагрева планер был выполнен из нержавеющей стали, сплавов никеля, титана и других жаропрочных материалов. Наибольшее применение нашел сплав инконель-Х, сохраняющий свои прочностные характеристики до температуры 590 °C. Из него были выполнены обшивка, лонжероны крыла и переборки внутри баков, а также толстые носки крыла и оперения. Для лучшего отвода тепла с поверхности самолет был покрашен специальной черной силиконовой краской.

Конструкция самолета была рассчитана на семикратные перегрузки, однако выполнение маневров в атмосфере допускалось с перегрузкой не более 4 g.

Всю программу испытаний самолета «Х-15» можно хронологически разделить на три этапа.

Первый продолжался с 1959 по 1962 год. Уже тогда удалось решить все задачи, которые ставили перед собой организаторы проекта. Была достигнута скорость 6 Махов, высота 75190 метров над поверхностью Земли, удалось получить большой объем научной информации по тепловым процессам и аэродинамике. В частности, исследователи установили поразительное соответствие между аэродинамическими процессами, полученными при моделировании и в условиях реального полета. Случались и аварии. 5 ноября 1959 года, во время третьего полета второго опытного образца, в одной из камер двигателя произошел взрыв. Скотт Кроссфилд совершил вынужденную посадку на дно высохшего соляного озера. При этом было повреждено хвостовое оперение, и ракетоплан вышел из строя на три месяца. Подобные неисправности происходили и в будущем, но, используя полученный опыт, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на тренажере.

В 1962 году компания «Норт Америкен» получила заказ на доработку некоторых бортовых систем самолета для решения новых задач, а Комитет Х-15 начал разрабатывать новую программу испытаний. Следующий этап, который рассчитывался на период с 1963 по 1967 год, кроме новых научных исследований, предусматривал попытку достижения скорости в 7 Махов, достижение высоты полета более 80 километров, покрытие самолета специальными теплозащитными материалами, запуск с борта «Х-15» небольшого искусственного спутника Земли.

Новый уровень высоты (76 километров) был достигнут уже 30 апреля 1962 года во время 52-го испытательного полета.

Но так как это был не предел, исследователи составили дополнительную программу, которая предусматривала совершение еще более высотных полетов. Таких полетов состоялось 13. Во время них ракетопланы выходили на высоты более 80 километров, а это уже практически космическое пространство.

С другой стороны, время, проведенное пилотами в космосе, исчислялось всего лишь десятками секунд.

Примечательно, что и тут американские пропагандисты не упустили своего. Когда 17 июля 1962 года «Х-15» впервые забрался на высоту более 80 километров (если быть совсем точным, 95940 метров), число орбитальных пилотируемых космических полетов исчислялось единицами (два в Советском Союзе и четыре в США, два из которых были суборбитальными). И вполне естественно, что американцы за счет полетов на «Х-15» пытались обогнать СССР по числу космонавтов. В самих Соединенных Штатах конец спорам о статусе пилотов «Х-15» положило командование ВВС, официально приравнявшее их к астронавтам. Однако вне США эти полеты никто так и не признал космическими.

За 9 лет испытаний «Х-15» пилотировали 12 летчиков.

Благодаря полетам на «Х-15» они стали довольно известными людьми и участие в программе открыло перед всеми ними блестящие перспективы. Среди них был и Нейл Армстронг — человек, который первым ступил на Луну. Стал астронавтом и Джо Энгл, совершивший два полета на «Спейс Шаттле».

Но вернемся к ракетоплану. В ходе реконструкции второго опытного образца, он был оснащен двумя дополнительными топливными баками, фюзеляж удлинили на 0,74 метров, и на нем была произведена термозащитная обработка поверхности. Модернизированный самолет получил новое обозначение — «Икс-15А-2» («Х-15А-2»). Первый (планирующий) полет на нем был совершен 28 июня 1964 года.

В хвостовой части под фюзеляжем вместо снятой поворотной части нижнего вертикального оперения мог устанавливаться небольшой гиперзвуковой прямоточный воздушнореактивный двигатель фирмы «Марквардт», с которым даже выполнялись полеты. Однако он так и не был испытан в воздухе. 18 ноября 1966 года на «Х-15А-2» была достигнута рекордная скорость — 6840 км/ч (1,9 км/с). 3 октября 1967 года ракетоплан преодолел рубеж в 7273 км/ч (2,02 км/с, 6,72 Маха). До настоящего времени в авиации этот рубеж не превзойден, хотя Международная авиационная федерация (ФАИ) его и не зарегистрировала — «Х-15» взлетал не самостоятельно, а сбрасывался с самолета-носителя.

Форсированный ракетный двигатель «XLR-99», проработавший 141 секунду, позволил 22 августа 1963 года достигнуть и рекордной высоты — 107,9 километров.

Второй этап программы «Х-15» закончился трагически. 15 ноября 1967 года в ходе полета третьего опытного образца погиб пилот Майкл Адаме. Почему произошла эта катастрофа, неизвестно до сих пор. Вся телеметрическая информация погибла вместе с самолетом. Известно только, что еще при наборе высоты вышли из строя приборы и то, что видел пилот на индикаторах, не соответствовало реальности. Когда ракетоплан уже терпел бедствие, пилот по-прежнему получал информацию о нормальной работе всех систем.

Газеты, которые после подробного освещения первых полетов на долгие годы практически забыли о существовании «Х-15», теперь единодушно ополчились на руководителей программы за «безмерный риск», которому они подвергают пилотов.

Так или иначе, но в 1968 году судьба программы была поставлена на карту. Именно тогда начался и тут же закончился третий этап испытаний ракетоплана. Было совершено еще 8 полетов, но рекордные результаты превзойти не удалось.

Да такой цели и не ставилось. Руководители программы старались не рисковать, все еще надеясь на благоприятный исход. Однако финансирование на 1969 год не было выделено, и пришлось объявить о завершении программы. Всего состоялось 199 полетов.

В последние годы существования программы «Х-15» в специальной американской литературе обсуждалась концепция составной аэрокосмической системы на основе этого ракетоплана.

Было понятно, что энергетические возможности «Х-15» не позволяют ему самостоятельно выйти на орбиту.

Эксперты указывали, что для выведения «Х-15» на орбиту необходима система из четырех «последовательно возрастающих» ракетопланов со стартовым весом в 14 200 тонн!

При этом первая ступень без полезной нагрузки должна весить 12780 тонн, вторая — 1278 тонн, третья — 127,8 тонн и, наконец, четвертая — 12,78 тонны, а с полезной нагрузкой — 14,2 тонны, то есть столько, сколько весит «Х-15» с пилотом и научным оборудованием на борту. На орбите в таком случае ракетоплан должен оказаться совсем без топлива.

Общий груз, выведенный на орбиту такой системой, составит всего лишь 0,4 % от стартового веса.

Разумеется, на деле все это должно было выглядеть совсем не так. В качестве иллюстрации реальной аэрокосмической системы эксперты обычно рассматривают двухступенчатый вариант «В-52 плюс Х-15».

Как уже было сказано выше, отделение «Х-15» от носителя происходит на высоте 12–13 километров при скорости около 800 км/ч. Это максимум, что может дать практически существующая первая ступень со стартовым весом почти 230 тонн, оснащенная воздушно-реактивными двигателями.

В примере гипотетической ракетной системы из четырех ступеней, аналогичных ракетоплану «Х-15», завышены веса ступеней. В том числе второй ступени — 127,8 тонны. А вот оказывается, если взять эту ступень уже готовую с воздушнореактивными двигателями, то она будет весить почти в два раза больше и прирост скорости обеспечит в десять раз меньше, да притом еще только в наиболее выгодном для авиационных аппаратов диапазоне скоростей и высот. Прибавим к скорости 220 м/сек, обеспечиваемой первой ступенью системы «В-52 плюс Х-15», собственную характеристическую скорость второй ступени, то есть «Х-15», равную примерно 2300 м/с. Что окажется? Общий скоростной потенциал этого прообраза двухступенчатой воздушно-космической системы составит примерно 2500 м/с. Отсюда можно прийти к выводу, что наличие первой ступени в виде дозвукового самолета мало что дает для разгона космического аппарата.

Следовательно, рассуждают эксперты, дозвуковую ступень нужно заменить сверхзвуковой. Так появляется предложение использовать вместо системы «В-52 плюс Х-15» систему «ХВ-70 плюс Х-15». Здесь роль первой ступени вместо дозвукового бомбардировщика «В-52» играет экспериментальный сверхзвуковой самолет «ХВ-70 Валькирия», а второй ступени — модернизированный ракетоплан «Х-15».

Стартовый вес самолета «ХВ-70» примерно такой же, как и «В-52» (около 220 тонн), максимальная скорость — около 3300 км/ч, достижимая высота — около 20 километров. Казалось бы, эта первая ступень для воздушно-космической системы значительно лучше, чем дозвуковой самолет. Однако проведенный американскими специалистами анализ показал, что после подвески на «Валькирию» ракетоплана «Х-15» носитель «ХВ-70» не сможет развивать скорость, соответствующую 3 Махам. Даже без наружных подвесок (то есть при «чистой» аэродинамической конфигурации) на числах Маха, близких к трем, некоторые элементы конструкции «Валькирии» находятся под напряжениями, близкими к предельно допустимым. Прочности самолета может не хватить для того, чтобы нести на большой скорости наружную подвеску.

По мнению отдельных американских специалистов, есть основания полагать, что после подвески ракетоплана «Х-15» под самолет «Х-Би-70» последний вообще не смог бы летать со сверхзвуковыми скоростями…

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Самолёт-ракетоплан North American X-15

Экспериментальный высотный Х-15 - среднеплан с прямым трапециевидным крылом относительной толщины профиля 5 процентов, прямолинейной закругленной передней кромкой, тупой задней кромкой толщиной от 54 до 9.5 мм, угол стекловидности 25 градусов. Крыло изготовлено без кручения, с нулевым углом поперечной установки. Подвижными на крыле были выполнены только закрылки. Управление комбинированное реактивно-аэродинамическое.

Аэродинамика - дифференциальный стабилизатор, подфюзеляжный киль и основной киль управляемого исполнения. Подфюзеляжный и основной киль состоят из неподвижной и поворотной секции. Поворотные секции используются как рули управления. Неподвижные части килей на концах имеют 4-х створчатые высокоэффективные тормозные щитки. Особенностями оперения крестообразного типа есть относительная малая толщина стабилизаторных плоскостей и килевой профиль клиновидного типа.

Реактивное управление обычно задействовалось на высотах более 36 км - используется газообразные продукты разложения водородной перекиси и управляемые сопла. Выполненные в концевиках крыла сопла управляли креном, впереди на фюзеляже, управляющие тангажом и курсом. Для повышения безопасности в полете, реактивное управление курса и тангажа представляет собой сдвоенную систему. Управление обоими системами раздельное - аэродинамика осуществляется обычными ручками управления и педалями, реактивная система управляется 2-мя боковыми рычагами, расположенными в кабине самолета. 

Носовое исполнение фюзеляжа - конус с овальным сечением. В передней части фюзеляжа размещена кабина с эллиптическим фонарем монолитного исполнения. Открытие кабины - фонарь вверх и назад. Кресло пилота катапультируемого типа с 2-мя поверхностями стабилизации и выдвижным экраном, который предохраняет пилота от высокого динамо-давления. Для нахождения пилота на больших высотах в кабине самолета, он обеспечивался высотным скафандром.

При авариях на большой высоте, самолет становится «капсулой» и только при входе его в плотную атмосферу, пилот начинал катапультирование. В первой фазе программы исследований верхних слоев атмосферы до 1960 года, опытные Х-15 имели острый обтекатель с удлиняющей иглой. После модификации самолетов, они получили тупой нос, который являлся оптимальным на больших скоростях. Центр и хвост фюзеляжа имеют две боковые гаргроты. В цилиндрической части фюзеляжа после кабины идет отсек оборудования, бак с окислителем, бак реактивной системы управления, бак горючего, двигатель.

Шасси 3-х стоечное, убирается вперед. Стойка переднего исполнения имеет спаренные колеса, остальные стойки имеют стальные лыжи, которые периодически меняют после 5-6 приземлений. По аэродрому самолет перемещают, установив заднюю часть самолет на спецтележку.

Ракетоплан имел уникальную систему управления с тремя ручками. Центральная - традиционная, она использовалась в обычных режимах полета. Две боковые ручки с подлокотниками служили для управления в полете с большими продольными и вертикальными перегрузками, когда масса руки летчика могла вызвать непреднамеренное отклонение центральной ручки управления. Ручка реактивной системы управления располагалась на левом пульте в кабине летчика, а ручка управления аэродинамическими поверхностями - на правом пульте.

Для предотвращения обледенения и запотевания лобового стекла фонаря кабины в пространство между панелями остекления подавался нагретый азот и, кроме того, внутренняя панель имела электрообогрев. Лобовое стекло при входе в атмосферу могло накаляться до вишнево-красного цвета, так что система охлаждения кабины должна была работать безотказно. Катапультируемое сиденье пилота обеспечивало безопасное покидание кабины при скорости полета до 4000 км/ч и на высоте до 36 500 м при любом положении самолета в пространстве.

Самолёт стартовал по технологии воздушного старта из-под крыла стратегического бомбардировщика «Б-52», отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего солёного озера. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составляло порядка 15 минут.

Самолет-ракетоплан NORTH AMERICAN X-15 №1 51022


&nbsp&nbsp&nbsp&nbspКоллекция моделей от компании Dragon. Все модели хорошо детализированы, аккуратно окрашены, маркированы и готовы к экспонированию.
&nbsp&nbsp&nbsp&nbsp
&nbsp&nbsp&nbsp&nbspМодель "Самолет-ракетоплан NORTH AMERICAN X-15 №1"
&nbsp&nbsp&nbsp&nbspX-15 — экспериментальный самолет-ракетоплан США, оснащенный ракетными двигателями. Первый и на 40 лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолет, совершавший cуборбитальные пилотируемые космические полеты. Основная задача Х-15 — изучение условий полета на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Общая концепция проекта была утверждена в 1954 г. В конкурсе на создание ракетоплана приняли участие четыре промышленные компании Bell Aircraft, McDonnell Douglas, Republic Aviation Company, North American Aviation, последняя в итоге стала победителем. Высота полета до 107 км, скорость до 6,72 М. Стартовал по технологии воздушный старт со стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего соленого озера. Общее время полета от момента отделения от носителя до приземления составляло порядка 15 минут. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полетов. Из них на высоту более 50 миль (80,5 км) - 13 полетов. В США все эти полеты, а в мире (Федерация международной авиации) — те из них, в которых была превышена граница космоса в 100 км признаны cуборбитальными пилотируемыми космическими полетами, а их участники — астронавтами. Интересный факт: в группе пилотов Х-15 с ноября 1960 по июль 1962 был легендарный в будущем Нил Армстронг, совершивший на этих же самолетах № 1 и № 3 суммарно семь полетов, но так и не достиг рубежа высоты в 50 миль, максимально поднявшись в шестом полете на 39,3 мили (63,2 км). Разочаровавшись в ракетопланах, он покидает проект, чтобы в сентябре, выдержав отборочный конкурс, стать астронавтом НАСА 2-го набора.

В космос на ракетоплане: история X-15: kiri2ll — LiveJournal

Что ни говори, но эпоха 50-х - 60-х годов была  временем, когда человечество серьезно раздвинуло границы возможного. В течении этого периода люди слетали на Луну, покорили Марианскую впадину, совершили прыжки с парашютом фактически из космоса  и всерьез рассматривали возможность создания межпланетного ядерного взрыволета.  Забавно, что лишь сейчас, в 21 веке, человечество смогло повторить некоторые (и то не все) из достижений 60-летней давности.История известного ракетоплана Х-15 думаю отлично вписывается в ту эпоху. Еще до первого полета человека в космос, конструкторы стояли на своеобразном распутье -  с одной стороны, существовала схема, ставшая сейчас общепринятой: космический корабль выводится на орбиту многоступенчатой ракетой, а затем после выполнения всех работ космонавты возвращаются на Землю в спускаемой капсуле.

С другой стороны, разрабатывался целый ряд проектов орбитальных самолетов, у которых были свои преимущества над схемой с одноразовым космическом кораблем. Концепцией аппарата, способного маневрировать в атмосфере и садиться на обычный аэродром  особенно интересовались военные - в США в частности существовала программа  боевого космоплана “Dyna Soar”, сочетавшего в себе функции бомбардировщика, разведчика и истребителя. В СССР  имелись аналогичные проекты.


Ракетоплан North American Х-15, работы над которым начались еще в середине 50-х, создавался в эту переломную эпоху с целью изучение условий в верхних слоях атмосферы и отработки технологий полета на гиперзвуковых скоростях и последующего возвращения на Землю крылатых аппаратов.
Его длина составляла 15 метров, размах крыльев 6.5 метров, вес 6620 килограмм (пустого) и 15400 килограмм (полностью заправленного).  Основные достижения  Х-15 связаны с ракетным двигателем XLR 99, чья максимальная тяга составляла 27 тонн. За 80 секунд работы, движок сжигал 7 тонн топлива, что позволяло достичь аппарату гиперзвуковых скоростей в 5-6 Мах.Поскольку время работы двигателя было крайне ограничено по времени, X-15 запускался по технологии воздушного старта – заправленная машина с летчиком в кабине подвешивалась под правым крылом специально переоборудованного бомбардировщика B-52. Первый полет в режиме планирования состоялся в июне 1959 года, первый полет с работающим двигателем – 17 сентября того же года – то есть, ровно 55 лет назад.Схема самых известных полетов Х-15  выглядела следующим образом.  Ракетоплан сбрасывался с бомбардировщика летящего на скорости 900 км/ч на высоте около 13 500 метров.  После отделения от В-52,  летчик включал ракетный двигатель и выдерживал необходимый угол атаки. На этом этапе перегрузка могла доходить до 4G. Двигатель выключался через 85-90 секунд после запуска  - к этому момент ракетоплан достигал скорости 1900 м/сек и  высоты примерно 50 километров. После этого, самолет летел по баллистической траектории с углом атаки равным нулю и в это время летчик находился в состоянии невесомости. Максимальная продолжительность периода невесомости составляла 4 минуты.Затем происходил вход в плотные слои атмосферы  -  при этом  внешняя обшивка аппарата местами нагревалась до 650 градусов, а перегрузки достигли 5 G в течение 20 секунд (всего же конструкция самолета была рассчитана на перегрузки в 7G). Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составляло 12 минут.

Максимальная скорость X-15 была достигнута  3 октября 1967 года - она составила 7,274 километров в час (6.7 Мах). Если не ошибаюсь, этот рекорд до сих пор не превзойден – хотя конечно стоит отметить, что ФАИ официально его не зарегистрировала, так как Х-15 взлетал не самостоятельно.

Что касается максимальной высоты полеты, то дважды ракетоплан преодолевал отметку в 100 километров, которая считается той же ФАИ официальной границей между атмосферой и космосом. Оба раза за штурвалом был Джозеф Уокер. 19 июля 1963  года он поднялся на высоту в 106 километров, а месяцем спустя на высоту в 107.9 километра - лишь в 2004 году SpaceShipOne превзошел это достижение на 3 километра. Еще в 11 полетах Х-15 подымался на высоту свыше 50 миль (80 километров), которая на тот момент считалась в ВВС США границей космоса – соответственно, пилоты получили статус астронавтов. В остальном мире эти полеты космическими понятное дело никто не признал,  но как бы то ни было, даже по нынешним меркам это достижение смотрится весьма солидно.Всего на Х-15 летали двенадцать человек, в их которых был Нил Армстронг. В период с 1959 по 1968 год было осуществлено 199 полетов. Буковка X в  обозначении аппарата обозначает экспериментальный, что предполагает повышенную опасность полетов на нем. Потому неудивительно, что за эти годы с ракетопланом несколько раз случались аварии, однако до поры до времени обходилось без жертв, а технику удавалось вернуть в строй. Но 15 ноября 1967 года произошла катастрофа – Х-15 под управлением Майкла Адамса погиб при входе в атмосферу. Считается, что из-за вышедших из строя приборов пилот потерял управление, после чего ракетоплан испытал перегрузку в 15G, на которую не был рассчитан и развалился на части.Менее чем через год после этого программа была закрыта. К тому моменту “Dyna Soar”, как и другие проекты орбитальных самолетов уже были благополучно похоронены. Ставка была сделана на схему с одноразовым космическим кораблем, и все усилия и ресурсы на тотм момент времени были сосредоточены на  лунной гонке. К тому же, пресса подняла шумиху вокруг катастрофы Х-15 и того, насколько аппарат опасен для пилотов, и в результате программа не получила дополнительного финансирования и в 1968 была официальна закрыта. Сейчас оба оставшихся ракетоплана выставлены в музеях.Ныне данная программа служит еще одним напоминанием об эпохе начала космической эры и том, какие пути развития техники рассматривались в то время. В любом случае, за 9 лет полетов X-15 был накоплен огромный массив информации, который затем активно использовался при работе над Спейс Шаттлом, и думаю, еще найдет свое применение в будущем.

North American X-15 - это... Что такое North American X-15?

Схема самолёта.

X-15 — экспериментальный самолёт-ракетоплан США, оснащённый ракетными двигателями. Первый и на 40 лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший cуборбитальные пилотируемые космические полёты. Основная задача Х-15 — изучение условий полета на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Общая концепция проекта была утверждена в 1954 г. В конкурсе на создание ракетоплана приняли участие четыре промышленные компании Bell Aircraft, McDonnell Douglas, Republic Aviation Company, North American Aviation, последняя в итоге стала победителем.

Высота полёта до 107 км, скорость до 6,72 М

Стартовал по технологии воздушный старт со стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего солёного озера. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составляло порядка 15 минут. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полётов.

Полёты

Рекордные полёты

Рекордным полётом, совершённым по программе Х-15, стал полёт пилота Джо Уокера (Joe Walker) 22 августа 1963 года.

Данные по этому полёту:

  • Полный вес заправленного самолёта: 15195 кг
  • Вес израсходованного топлива: 6577 кг
  • Масса после посадки: 6260 кг
  • Максимальная достигнутая высота: 107,96 км
  • Дальность полёта: 543,4 км
  • Продолжительность активного участка полёта: 85,8 сек
  • Число Маха: 5,58
  • Носитель: бомбардировщик NB-52A

В полёте достигнут неофициальный рекорд высоты, продержавшийся с 1963 до 2004. Максимальная скорость — 7274 км/ч. Максимальная высота — 107,96 км. Рекорд установлен самолётом X-15 #3, номер 56-6672. Профиль этого полёта выглядел приблизительно следующим образом: После отделения от самолёта-носителя жидкостный ракетный двигатель X-15 включился на 85 секунд. К моменту выключения двигателя ускорение составило порядка 4 G (39 м/с²). В апогее траектории аппарат вышел за пределы атмосферы, невесомость продолжалась около 4 минут. В течение этого времени пилот провёл запланированные исследования, сориентировал (с помощью струйных газовых рулей) аппарат для входа в атмосферу. При возвращении в атмосферу внешняя обшивка аппарата местами нагревалась до 650 °C. Перегрузки на участке возвращения в атмосферу достигли 5 G в течение 20 секунд. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составило 12 минут.

На высоту свыше 50 миль

В таблице представлены полеты на самолёте X-15 на высоту более 50 миль (ок. 80,5 км)[1].

В США все эти полёты, а в мире (ФАИ) — те из них, в которых была превышена граница космоса в 100 км признаны cуборбитальными пилотируемыми космическими полётами, а их участники — астронавтами.

Интересный факт: в группе пилотов Х-15 с ноября 1960 по июль 1962 был легендарный в будущем Нил Армстронг, совершивший на этих же самолётах № 1 и № 3 суммарно семь полётов, но в данную таблицу он не входит, поскольку так и не достиг рубежа высоты в 50 миль, максимально поднявшись в шестом полёте на 39,3 мили (63,2 км). Разочаровавшись в ракетопланах, он покидает проект, чтобы в сентябре, выдержав отборочный конкурс, стать астронавтом НАСА 2-го набора[2].

Предпоследний указанный в таблице полёт (за номером 191) закончился трагически. Пилот Майкл Джеймс Адамс[3], преодолев, наконец, в своём седьмом полёте желанный рубеж высоты, погиб при возвращении, когда по неустановленным причинам его самолёт внезапно стал неуправляемым и разрушился в воздухе при скорости 5М на высоте 18,9 км. Это сыграло немалую роль в закрытии проекта. Адамс посмертно был удостоен звания астронавта. Его имя — одно из 24, начертанных на сооружённом в 1991 году «Космическом зеркале»[4].

Выше линии Кармана Х-15 поднял только Уокер, причём дважды. Как ни странно, имя Джозефа Уокера отсутствует на «Космическом зеркале», хотя там есть имя Адамса, поднявшего машину всего на 81 км (такой полёт ниже 100 км не считается суборбитальным по стандартам ФАИ, в отличие от полётов Уокера на 106 и 107,9 км). На «Космическом зеркале» есть имена астронавтов, не совершавших ни орбитальных, ни суборбитальных полётов и разбившихся на тренировочных самолётах, а Уокера — единственного пилота, реально поднимавшего Х-15 в космос — нет, хотя он погиб в авиакатастрофе в 1966 году, раньше Адамса.

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Х-15 – первенец гиперзвука / / Независимая газета

ВВС США предпочли пилотируемый вариант своего ракетоплана

Экспериментальный самолeт-ракетоплан X-15 в полете. Фото NASA

В последнее время ведущие страны мира уделяют вопросам разработки гиперзвуковых ракетных комплексов повышенное внимание. Можно сказать, что данная тема переживает сегодня свое второе рождение. Впрочем, идея создания гиперзвуковых летательных аппаратов (ЛА) военного назначения родилась еще в середине ХХ века, а первый и единственный на данный момент пилотируемый ГЗЛА, разработанный американской компанией North American Aviation (затем Rockwell International) и получивший название Х-15, поднялся в воздух более 60 лет назад.

НЕМЕЦКОЕ НАСЛЕДИЕ

После победы над гитлеровской Германией в руки американцев попало множество материалов по различным разработкам в области вооружения и военной техники. Одним из образцов, заинтересовавших заокеанских генералов, стал «антиподный бомбардировщик», работы по которому немецкие специалисты Эйген Зенгер и Ирена Бредт, ставшая позже супругой Зенгера, начали еще до Второй мировой. Их ГЗЛА должен был выводиться на высоту 150–160 км и затем спускаться по волнообразной баллистической траектории, выполняя входы и выходы из атмосферы. Проект создания нового «чудо-оружия», металлическая модель которого, как утверждают, была испытана в аэродинамической трубе при сверхзвуковых скоростях, известен как «Серебряная птица».

Конструктивно аппарат представлял собой ракетоплан с несущим фюзеляжем и с низко расположенным стреловидным крылом, отличавшимся тонким гиперзвуковым профилем и острыми кромками крыла, и вертикально расположенными управляющими поверхностями, установленными на законцовках горизонтального стабилизатора. 

Не менее двух третей длины фюзеляжа занимали четыре бака – по два для горючего и окислителя, а внутри хвостовой части фюзеляжа располагался жидкостной реактивный двигатель (ЖРД), отличительными особенностями которого были длинная цилиндрическая камера сгорания (должна была изготавливаться путем спиральной намотки тонких медных трубок, расчетное давление в камере – 100 атмосфер), полусферическая форсуночная головка (с пересечением струй впрыскиваемого топлива) и профилированное сопло. Подачу компонентов топлива в двигатель должен был обеспечивать специальный турбонасосный агрегат, имевший привод от паровой турбины.

Запуск бомбардировщика предполагалось осуществлять со специального рельсового пути длиной 3 км: самолет должен был устанавливаться на стартовую тележку, оснащенную ракетным двигателем, работавшим на перегретом водяном пару и способным за 11 секунд разогнать ЛА до скорости 500 км/с, после чего тот отстыковывался и далее поднимался по инерции до высоты примерно 1,7 км, где включался маршевый ЖРД. Последний за 8 минут должен был вывести бомбардировщик на высоту 150–160 км, после чего двигатель выключался и самолет переходил в полет по волнообразной баллистической траектории.

Зенгер предполагал, что при скорости истечения 3 км/с его самолет сможет развивать скорость полета около 6 км/сек, а при скорости истечения 4 км/с и высоте начала «рикошетного» полета 101 км (при начальной скорости 7,2 км/с) – совершать с бомбовой нагрузкой 3 тонны полет на кругосветную дальность, имея возможность сбрасывать бомбы в любой точке маршрута. Расчетная продолжительность кругосветного полета должна была составить 3 часа 38 минут.

Впрочем, как и многие другие образцы «чудо-оружия», бомбардировщик Зенгера построен не был, но вывезенная американскими поисковыми командами документация по нему вызвала живой интерес у военных и авиаконструкторов: перевод с немецкого на английский, выполненный специалистами Бюро по аэронавтике ВМС США, появился уже в 1946 году. Более того, результаты работ Зенгера и Бредт стали основой для многочисленных исследований и проектов в области сверхзвуковых и гиперзвуковых ЛА, выполненных в США в первые послевоенные годы. Особенно высокий интерес вызвал проект ракетного самолета у Пентагона, который прельстили высокие скорость и высота полета, межконтинентальная дальность и практически полная неуязвимость такого самолета перед существовавшими на тот момент средствами ПВО.

ПИЛОТИРУЕМЫЙ ВАРИАНТ – В ПРИОРИТЕТЕ

Непосредственным прологом к ракетоплану Х-15 стали программы создания самолетов Х-1 и Х-2 (компания Bell), D-558-I, D-558-II и Х-3 (Douglas), Х-7 (Lockheed) и ряда других экспериментальных сверхзвуковых ЛА, осуществлявшихся под эгидой Национального совещательного комитета по аэронавтике (НАКА), его наследника Национального аэрокосмического агентства (НАСА), а также ВВС и ВМС США. На основе полученных наработок к середине 1950-х годов и было оформлено решение о целесообразности и, самое главное, технической возможности перехода к этапу создания пилотируемого высотного ГЗЛА. Важную роль при этом сыграл сделанный в конце 1940-х годов вывод о возможности разработки силовой установки, способной разогнать ЛА до гиперзвуковой скорости: ранее создание такого двигателя считалось невозможным.

Впрочем, на первом этапе (конец 1940-х – начало 1950-х годов) американцы рассматривали возможность создания ГЗЛА лишь в беспилотном варианте (фактически речь шла о гиперзвуковой ракете), поскольку, во-первых, разработка пилотируемого ГЗЛА самолетного типа считалась технически нереализуемой, а, во-вторых, Пентагон не считал разработку пилотируемого ГЗЛА для себя «первостепенной задачей». Да и вообще, как указывается в ряде источников, перспектив тогда в США для пилотируемых ГЗЛА не видели ни на военном, ни на гражданском поприще, а для военных задач вполне подходили гиперзвуковые ракеты (последние при этом надо было еще создать). В итоге серьезной поддержки со стороны государства и крупных коммерческих компаний работы по пилотируемым ГЗЛА долгое время не получали.

Дело сдвинулось с мертвой точки только после того, как потративший в 1951 году несколько месяцев на подробное «изложение на бумаге своих мыслей о необходимости осуществления в США программы создания экспериментального гиперзвукового летательного аппарата» Роберт Дж. Вудс, один из основателей компании Bell Aircraft Corporation, в письме от 8 января 1952 года на имя главы Комитета НАКА по аэродинамике выдвинул хорошо обоснованное предложение о формировании в рамках НАКА специальной рабочей группы с задачей подробной проработки основных проблемных вопросов в области гиперзвуковых и космических полетов.

Вудс также твердо высказался за создание в обозримом будущем пилотируемого экспериментального самолета, а 18 января, несмотря на это, руководство комитета отнеслось к его идее без энтузиазма, направил предварительный проект такого ГЗЛА, разработанный под руководством инженера компании Bell Вальтера Дорнбергера – бывшего начальника германского Испытательного полигона Пенемюнде и одного из руководителей немецкой программы создания ракетного оружия.

Предложенный Дорнбергером ГЗЛА имел крыло изменяемой стреловидности и должен был оснащаться ракетным двигателем, который позволял бы развивать скорость до 6 тыс. футов в секунду (1828 м/с) и подниматься на высоту 90–130 км.

В ответ в НАКА разработали два собственных проекта экспериментального ГЗЛА. Первый из них, представленный руководству комитета 21 мая 1952 года и подготовленный Хьюбертом Дрейком и Робертом Карманом – сотрудниками расположенного на территории авиабазы Эдвардс отдела по исследованиям в области полетов на высоких скоростях (NACA HSFRS), предусматривал создание двухступенчатого авиационно-космического комплекса в составе сверхзвукового ракетоплана-носителя и малогабаритного пилотируемого ГЗЛА. Ракетоплан-носитель должен был иметь максимальную взлетную массу около 100 тыс. фунтов (45 360 кг) при массе пустого 26,9 тыс. фунтов (12 200 кг) и оснащаться ЖРД, который позволил бы ему развивать скорость до М=6,4 и подниматься на высоту до 660 тыс. футов (200 км). При этом ракетоплан-носитель мог бы поддерживать постоянную скорость М=5,3 в течение не менее одной минуты, а на скорости М=3 и высотах до 150 тыс. футов (45,72 км) – выполнять запуск ГЗЛА. В роли последнего мог использоваться аппарат размерности самолета Х-2, способный развивать скорость до М=10 и подниматься на высоту 1 млн футов (300 км), поддерживая скорость М=8 в течение не менее одной минуты.

Второй проект, подготовленный по заданию НАКА под руководством специалиста отделения по исследованиям в области пилотируемой авиации Дэвидом Стоуном и представленный в конце мая 1952 года, был основан на сверхзвуковом самолете Х-2. Стоун считал, что при небольшой доработке, связанной в основном с модернизацией силовой установки (например, предполагалась установка двух ракетных двигателей JPL-4 Sargeant и двигателей малой тяги), модернизированный ЛА сможет развивать скорость до М=4,5 и подниматься на высоту 300 тыс. футов (91,5 км).

24 июня 1952 года Комитет по аэродинамике в официальном письме на имя главы НАКА рекомендовал «уделить больше внимания вопросам беспилотных и пилотируемых полетов в верхней стратосфере на высотах 12–50 миль и скоростях от М=4 до М=10». В следующем месяце на заседании исполнительного комитета НАКА соответствующее решение было оформлено официально, а научно-исследовательским лабораториям комитета в Лэнгли, Моффет-Филд и Льюис-Филд поручили проработать данный вопрос и выдать руководству НАКА свои рекомендации.

Наконец, 8 сентября 1952 года в Научно-исследовательской лаборатории в Лэнгли была образована специальная рабочая группа в составе Клинтона Юджина Брауна (председатель группы), Уильяма Дж. О’Салливана и Чарльза Хортона Циммермана. Они тщательно проанализировали результаты, полученные в ходе реализации проектов создания межконтинентальной баллистической ракеты, осуществляемых в то время специалистами Convair, Rand Corporation и ряда других компаний и организаций, и 23 июня 1953 года представили заключение, в котором в целом изложили вопросы гиперзвуковых полетов, обозначив в качестве главной проблемы необходимость обеспечения надежной теплозащиты аппарата при его обратном входе в плотные слои атмосферы. Специалисты также изучили проекты Дрейка, Кармана и Стоуна, определив предложение Стоуна насчет модернизации Х-2 как наиболее приемлемое с точки зрения быстроты реализации, но рекомендовали работы в области создания ЛА со скоростью полета более М=4,5 вести только в беспилотном варианте. Последнюю рекомендацию, впрочем, оставили без внимания.

СОВМЕСТНЫМИ УСИЛИЯМИ

Новый импульс тема разработки экспериментального пилотируемого ГЗЛА получила в 1953 году, когда вопросом создания боевого ГЗЛА более активно заинтересовалось командование американских ВВС и ВМС. Так, в октябре 1953 года комиссия по авиации Научно-консультационного совета ВВС на заседании под председательством ее руководителя Кларка Милликана пришла к заключению, что «настало время» для постройки нового экспериментального самолета – гиперзвукового. Как указывают американские историки, наиболее активным сторонником идеи разработки в интересах ВВС экспериментального ГЗЛА стал заместитель директора Научно-исследовательской лаборатории в Лэнгли и член упомянутой комиссии Роберт Роув Гилрут, считающийся, кстати, главным автором инициативы по запуску американской Лунной программы. В свою очередь, командование ВМС поручило компании Douglas разработать проект своего гиперзвукового экспериментального самолета – он получил рабочее обозначение D558-III, а наработки по нему были позже использованы компанией в ходе работы по проекту ГЗЛА Model 684, представленному на тендер по Х-15.

4–5 февраля 1954 года в Вашингтоне под председательством Хартли Соула, с 1946 года занимавшего пост руководителя совместной программы ВВС и НАКА по созданию и эксплуатации экспериментальных самолетов, было проведено внутриведомственное совещание с участием представителей штаб-квартиры НАКА и его научно-исследовательских лабораторий, а также отдела по исследованиям в области полетов на высоких скоростях. На совещании было принято стратегически важное решение – отказаться от идеи модернизации самолета Х-2 и создавать принципиально новый ГЗЛА, а научно-исследовательским лабораториям НАКА, реорганизованным впоследствии в центры, поручить проработку всех связанных с данной темой вопросов.

В марте для решения данной задачи все лаборатории сформировали рабочие группы, причем наибольшую активность проявила лаборатория в Лэнгли, которая еще в 1947 году приступила к работам по гиперзвуковой тематике, используя для этого свою новую аэродинамическую трубу. Специалисты из Лэнгли не только решили поставленные перед ними задачи, но и представили концептуальный проект перспективного экспериментального ГЗЛА, который, как указывалось в документе, «является не прототипом какого-либо конкретного перспективного самолета, а должен рассматриваться как экспериментальная платформа для изучения вопросов, связанных с пилотируемыми полетами на гиперзвуковых скоростях, которая позволит проводить подобные исследования более полно, безопасно и без каких-либо эксплуатационных ограничений». Отчет занял всего 10 страниц, а одно из главных требований, которым, по мнению его авторов, должна была отвечать разрабатываемая программа, заключалось в том, чтобы экспериментальный ГЗЛА был создан и поднят в воздух в течение трех лет. Расчетная взлетная масса аппарата была определена в 30 тыс. фунтов (13 608 кг), масса полезной нагрузки, целевой аппаратуры и топлива – в 18 тыс. фунтов (8165 кг), максимальная скорость полета – 4600 миль/час (2366 м/с), а высота полета – 400 тыс. футов (122 км). Расчетная перегрузка, которую должен был испытывать пилот в момент запуска двигателей ГЗЛА, должна была составить 4,5g.

Летчики-испытатели гиперзвукового
ракетоплана Х-15 на фоне второго летного
образца. Фото NASA
Одновременно руководство лаборатории в Лэнгли инициировало ряд отдельных поисковых и исследовательских работ по таким направлениям, как материаловедение, термодинамика и устойчивость и управление полетом на гиперзвуковых скоростях, а также проведение многочисленных исследований с целью определения наиболее приемлемых для перспективного ГЗЛА силовой установки (в лаборатории пришли к выводу, что ни один из существующих тогда ракетных двигателей не подходит для этого), способа старта/пуска (самым подходящим вариантом признали запуск ГЗЛА с самолета-носителя, в качестве которого сначала выбрали В-36, а затем – В-52), выбор конструктивной схемы ЛА и профиля полета и пр.

Особенно важно было решить вопрос с термозащитой ГЗЛА при входе в плотные слои атмосферы. Рассматривались два варианта: постройка планера из традиционных материалов (алюминий или нержавеющая сталь) с нанесением специального термозащитного покрытия либо постройка аппарата из специального конструкционного материала, стойкого к высоким температурным нагрузкам (расчеты показывали, что нижняя поверхность крыла будет нагреваться при входе в атмосферу примерно до 2 тыс. градусов по Фаренгейту – около 1075 градусов С). Специалисты из Лэнгли посчитали, что единственно возможным вариантом будет использование нового жаропрочного и жаростойкого сплава – инконель-Икс (Inconel-X; инконель – семейство аустенитных никель хром базированных суперсплавоwв).

В июне 1954 года директор НАКА доктор Хью Латимер Драйден, входивший в состав президентского комитета научных советников, направил письмо бывшему начальнику Командования научно-исследовательских работ ВВС, а в тот момент уже заместителю командующего ВВС по научной работе и сопредседателю Научно-консультационного совета при командующем ВВС генерал-лейтенанту Дональду Линдеру Патту, проинформировав его о намерении НАКА приступить к реализации исследовательской программы в области пилотируемой авиации, главной задачей которой будет «изучение вопросов полетов на гиперзвуковых скоростях и сверхбольших высотах». Драйден также предлагал организовать межведомственное совещание для обсуждения данной программы с участием специалистов НАКА и ВВС.

9 июля «в гости» к руководству НАКА прибыли представители ВВС и ВМС, для которых устроили презентацию по основным этапам и задачам программы создания экспериментального гиперзвукового ЛА. Председательствовал на совещании лично директор НАКА доктор Хью Драйден. Тогда-то и выяснилось, что Научно-консультационный комитет ВВС уже докладывал командующему ВВС о целесообразности открытия такой программы, а соответствующее подразделение ВМС поручило Douglas проработать вопрос создания ГЗЛА, способного достигать высоты 1 млн футов (304,8 км). Итогом совещания стало принципиальное понимание трех ведомств необходимости объединить усилия по гиперзвуковой программе, но официально ВВС и ВМС все же «взяли время подумать». НАКА же было поручено добиться официального одобрения от руководства Минобороны.

ПРОГРАММЕ ДАЮТ ЗЕЛЕНЫЙ СВЕТ

Изучив результаты работ лабораторий НАКА, специалисты лаборатории силовых установок Авиационного научно-исследовательского центра ВВС, расположенного на авиабазе Райт-Паттерсон, вынесли суровый вердикт: ни один из существующих ракетных двигателей не подходит для перспективного ГЗЛА. Специалисты центра просчитали и стоимость программы – 12,2 млн долл.: непосредственное проектирование ГЗЛА – 1,5 млн долл. (плюс 300 тыс. долл.– на сопутствующие исследовательские работы), постройка двух ГЗЛА и их летные испытания – 9,5 млн долл., различное бортовое оборудование и системы, включая двигатели – 650 тыс. долл., модификация бомбардировщика в самолет-носитель – 250 тыс. долларов. С другой стороны, один из представителей центра заявил на условиях анонимности: «Вспомните – расходы по программе Х-3, Х-5 и Х-2 выросли по сравнению с первоначально утвержденными на 200%. Так что проект ГЗЛА реализовать за 12 млн долларов не получится».

Еще одним препятствием на пути Х-15 было отсутствие официальной договоренности заинтересованных сторон – НАКА, ВВС и ВМС – по вопросу сотрудничества по гиперзвуковой программе. Колебания военных были понятны: и ВВС, и ВМС рассматривали ГЗЛА в первую очередь как потенциальный образец вооружения – высокая скорость и высота полета, малая уязвимость от воздействия авиации и средств ПВО, имевшихся в распоряжении противника в то время – все это делало боевой ГЗЛА «очень желанным» оружием. Руководство же НАКА в первую очередь интересовала экспериментальная сторона дела, а также прикладные исследования, в том числе и в свете будущей пилотируемой космической программы. Впрочем, вскоре стороны пришли к соглашению, не в последнюю очередь из-за очень высокой стоимости гиперзвуковой программы, которую в одиночку не могло «освоить» ни одно из этих ведомств.

4 октября 1954 года заместитель директора по НИОКР штаба ВВС бригадный генерал Бенджамин С. Келси заявил, что «гиперзвуковой проект» в обязательном порядке должен быть совместной программой НАКА/ВВС/ВМС, для управления которой следует сформировать межведомственный комитет, но непосредственная реализация программы обязательно должна быть поручена ВВС. При этом ВВС надлежало профинансировать программу постройки нового специального полигона. В свою очередь, на заседании Комитета по аэронавтике НАКА, состоявшемся 5 октября, почти единогласно – при одном голосе «против» – было принято официальное решение построить экспериментальный ЛА со скоростью полета М=7. Однако бюджет на программу требовалось одобрить руководству Пентагона и командованию ВВС и ВМС, поэтому в ноябре 1954 года им был разослан рабочий вариант совместного Меморандума о взаимопонимании.

14 декабря ведущие специалисты НАКА провели презентацию по перспективному ГЗЛА для представителей Минобороны, изложив суть и цели программы и ознакомив их с предварительным проектом аппарата и расчетными расходами на программу. Вскоре после этого разосланный ранее «черновик» Меморандума подписал спецпомощник командующего ВВС по НИОКР Тревор Гарднер, затем – помощник командующего ВМС Дж.Х. Смит и, наконец, 23 декабря 1954 года Меморандум о взаимопонимании по вопросу создания экспериментального ГЗЛА был подписан главой НАКА доктором Драйденом. Документ носил гриф «секретно», пониженный до «ДСП» 3 июля 1963 года и полностью рассекреченный лишь 9 ноября 1966 года.

Согласно меморандуму, был создан трехсторонний рабочий орган – Комитет по экспериментальному самолету, неверно иногда именуемый «Комитет Х-15», поскольку обозначение Х-15 аппарату присвоили только решением от 17 января 1955 года, а изначально ВВС использовали обозначение Air Force Project 1226. Он координировал все работы по программе, а в его состав на правах руководителей гиперзвукового проекта входили: от НАКА – доктор Драйден (председатель комитета), от ВВС – бригадный генерал Бенджамин С. Келси, от ВМС – помощник главы Бюро по аэронавтике по вопросам НИОКР контр-адмирал Р.С. Хэтчер.

Главной целью программы было объявлено «создание экспериментального летательного аппарата, способного развивать скорость М=7 и совершать полет на высотах несколько сотен тысяч футов» (1 фут = 0,3048 м). Основные же задачи выглядели следующим образом: исследование аэродинамических процессов при выполнении гиперзвуковых полетов на больших и сверхбольших высотах; создание и проверка работоспособности систем управления полетом для ГЗЛА; исследование воздействия условий полета на организм человека; создание специальных летных костюмов для пилотов гиперзвуковых высотных самолетов и пр. Меморандум оканчивался словами: «Реализация проекта имеет государственное значение».

Финансирование проекта ложилось преимущественно на ВВС и ВМС, причем последние обязались выделить 25% бюджета и практически не имели возможности вмешиваться в ход программы – на флот возлагалась обязанность выделить для летных испытаний одного пилота и провести биомедицинские эксперименты. ВВС надлежало выполнить все работы по проектированию, постройке и заводским испытаниям ГЗЛА и всего необходимого оборудования, а на НАКА возлагались функции контроля за реализацией программы в целом и осуществление экспериментальной летно-исследовательской программы с привлечением пилотов НАКА, ВВС и ВМС.

Ближе к концу того же года всем потенциальным подрядчикам были направлены детальные отчеты исследований лаборатории в Лэнгли и других отделений НАКА по вопросу создания ГЗЛА, а 30 декабря ВВС направили запросы на предоставление информации 12 компаниям: Bell, Boeing, Chance-Vought, Consolidated (затем Convair), Douglas, Grumman, Lockheed, Martin, McDonnell, North American, Northrop и Republic.

Grumman, Lockheed и Martin почти сразу отказались участвовать в конкурсе, остальных собрали 18 января 1955 года и подробно проинформировали о программе, сообщив, что к 9 мая те из них, кто пожелает принять участие в тендере, должны представить два предложения – основное и альтернативное. Победитель должен был в течение 30 месяцев после подписания контракта построить первый самолет, который должен был развивать скорость полета не менее 6600 футов в секунду (2012 м/с) и совершать полет на высотах до 250 тыс. футов (76,2 км). В качестве вариантов для проработки были предложены четыре типа имевшихся на то время или разрабатывавшихся двигателей: Aerojet XLR73, Reaction Motors XLR10 (или XLR30), Bell XLR81 и North American NA-5400.

К нашему всенародному празднику, 9 Мая, количество участников существенно сократилось – свои предложения заказчику представили Bell, Douglas, North American и Republic. Два дня спустя их предложения были распространены среди рабочих групп, которые должны были дать окончательные заключения по ним до 22 июня 1955 года. На 27 июля было запланировано решающее совещание на авиабазе Райт-Паттерсон.

10 июня отдел HSFRS НАКА представил свою оценку предложений, расставив претендентов в следующем порядке: 1 – Douglas, 2 – North American, 3 – Bell, 4 – Republic. 13 июня свой вердикт вынесла лаборатория им. Эймса: 1 – North American, 2 – Douglas, 3 – Bell, 4 – Republic (вначале на первое место попала Douglas, но затем ее подвинули ввиду «недостаточно эффективной проработки вопроса теплозащиты конструкции ГЗЛА»). 14 июня отчет представила рабочая группа лаборатории из Лэнгли: 1 – North American, 2 – Douglas, 3 – Republic, 4 – Bell. Затем свои итоговые отчеты обнародовали НАКА (1 – North American, 2 – Douglas, 3 – Bell, 4 – Republic), ВВС (распределение – аналогично НАКА) и ВМС (1 – Douglas, 2 – North American, 3 – Republic, 4 – Bell).

По итогам состоявшегося 26–28 июля заседания межведомственного комитета и представителей заинтересованных сторон победителем была признана компания North American (флот не стал настаивать на своем выборе лучшего претендента и согласился принять сторону НАКА и ВВС), хотя ее предложение оказалось самым дорогостоящим: за разработку и постройку трех ГЗЛА, одного планера для статических испытаний и поставку соответствующего оборудования компания запросила 56,1 млн долл. (Bell – 36,3 млн, Douglas – 36,4 млн, Republic – 47 млн долл.).

Все шло своим чередом и вдруг, словно гром среди ясного неба, 23 августа 1955 года представитель North American в Дейтоне проинформировал командование ВВС, что его компания хотела бы отозвать свое предложение, а 30 августа командованию ВВС было направлено письмо, в котором компания официально заявила о желании снять предложение по тендеру. Заказчики были почти шокированы, но тут же приступили к поиску решения, а представители ВВС связались с руководством Douglas и предупредили о возможности передачи ей контракта по экспериментальному ГЗЛА, но с условием, что специалисты компании переработают проект, применив в качестве основного конструкционного материала сплав инконель-Икс.

23 сентября вице-президент North American и ее главный инженер Реймонд Х. Райс в письме на имя главы Командования научно-исследовательских работ ВВС объяснил такой шаг своего руководства тем, что компания, выиграв недавно тендеры по этапу-1 на разработку бомбардировщика и дальнего перехватчика, а также активизировав работы по истребителю F-107, оказалась слишком сильно загружена работами. Впрочем, Райс не исключал возможности, что North American сможет выполнить контракт по ГЗЛА, но только если срок поставки первого аппарата увеличат с 30 до 38 месяцев. В случае же, если заказчика такая отсрочка не устраивала, компания готова была «передать всю документацию по так заинтересовавшему проекту безвозмездно».

Заказчика восьмимесячная отсрочка вполне устроила, и 30 сентября 1955 года представитель ВВС официально уведомил North American, что она выбрана победителем тендера и с ней будет заключен соответствующий контракт. 6 декабря лос-анджелесское подразделение North American получило контрактные документы, согласно которым компания должна была спроектировать и построить три ГЗЛА Х-15, причем стоимость работ в итоге была уменьшена до 45 млн долл., из которых вознаграждение компании за работу должно было составить 2 млн 617 тыс. 75 долл. Поставку первого Х-15 запланировали на 31 октября 1958 года.

Boeing: исторический снимок: исследовательский самолет X-15

8 июня 1959 года из NASA NB-52B, летевшего на высоте 37550 футов (11445 метров), был выпущен изящный черный самолет, что стало первым полетом ракеты X-15. самолет. Испытательный полет без двигателя, в кабине которого находился пилот-испытатель North American Aviation и инженер Скотт Кроссфилд, положил начало 10-летним усилиям по достижению гиперзвуковых скоростей и исследованию верхнего края атмосферы Земли.

Ракетный исследовательский самолет X-15 был построен Лос-Анджелесским отделением североамериканской авиации для США.С. ВВС, ВМС США и Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Самолет был разработан для проведения исследовательских экспериментов в реальных условиях полета за пределами атмосферы Земли.

С одновременной программой пилотируемых космических полетов «Меркурий» Соединенные Штаты быстро продвигались в космос, но у них не было важных данных, необходимых для достижения этой цели. Программа X-15 будет задействована для получения знаний об аэродинамическом нагреве, условиях входа в атмосферу, силах ускорения и замедления и реакциях человека на невесомость.

17 сентября 1959 г. состоялся первый полет с двигателем. Несмотря на небольшой пожар перекиси водорода в двигательном отсеке, Кроссфилд легко достиг 2,1 Маха и высоты 52 341 фута (15 954 метра).

Способный сжигать 18000 фунтов (8165 кг) жидкого кислорода и безводного аммиака всего за 85 секунд, единственный двигатель XLR99 был установлен на рейс № 34, который 15 ноября 1960 года совершил летчик-испытатель ВВС США Роберт Уайт. до 4,4 Маха и 77 450 футов (23 607 метров).

Пилот НАСА Джо Уокер 22 августа 1963 года достиг рекордной высоты в 354 200 футов (67 миль, или 108 километров) - в ходе этой миссии X-15 превзошел проектные характеристики и заработал крылья астронавта Уокера.

Новая версия, известная как X-15A-2, разработанная для полета в восемь раз быстрее звука, на высоте 100 000 футов (30 480 метров) и создания потенциальных температур более 2400 градусов по Фаренгейту (1316 градусов по Цельсию). был передан ВВС США заводом в Лос-Анджелесе в феврале 1964 года.

Изменения в конструкции X-15A-2 включали два внешних съемных топливных бака, более длинную главную стойку, удлиненную и опущенную переднюю стойку, удлиненный фюзеляж на 29 дюймов, улучшенную конструкцию лобового стекла, абляционный материал на внешней обшивке, съемную правую законцовку крыла для принять испытательные материалы, съемное нижнее вертикальное оперение для установки ПВРД и помещения для фотографических экспериментов.

Капитан ВВС Уильям «Пит» Найт довел X-15A-2 до максимальной скорости, зафиксированной во время программы, - 6 Махов.7, во время полета 3 октября 1967 года, который достиг высоты 102 100 футов (31 120 метров). Найт летел вдвое быстрее, чем пуля, выпущенная из автоматической винтовки М-16, и неофициальный рекорд скорости сохранялся до тех пор, пока космический шаттл впервые не вошел в атмосферу на скорости 22 Маха в апреле 1981 года.

X-15 предоставил команде разработчиков космического шаттла бесценную информацию о гиперзвуковом полете, в частности, о том, как повторно войти в земную атмосферу с помощью крылатого транспортного средства и как точно приземлить беспилотный летательный аппарат с низким L / D (подъемно-тормозной). .

Позже астронавтами НАСА стали два пилота X-15 - Нил Армстронг, участвовавший в программах Gemini и Apollo, и Джо Энгл, командовавший космическим шаттлом Columbia во втором полете (STS-2) в ноябре 1981 года и Discovery . в сентябре 1985 г. (СТС-51И).

Ракетный самолет X-15 был самым быстрым пилотируемым самолетом в истории

Холодная война была прекрасным временем для НАСА и ВВС США. Казалось, что они могли делать практически все, что хотели, просто чтобы посмотреть, смогут ли они это сделать.

Но X-15 был намного больше, чем просто игра в большинстве. Несмотря на то, что у ВВС уже был идеальный самолет-шпион, способный летать над планетой на скорости 3 Маха, они все же решили немного продвинуться в игре и сделали несколько важных открытий - открытий, которые привели к созданию космоса. Шаттл.

Не говоря уже о мировом рекорде скорости пилотируемого полета с двигателем - 6,7 Маха.

Самолет должен был запускаться с крыла специально модифицированного B-52 Stratofortress, но мог достигать самого края космоса, устанавливая рекорды высоты для крылатых самолетов.

Сброшенный с крыла «материнского корабля», X-15 запустил свой ракетный двигатель XLR-99, который разгонял корабль до гиперзвуковых скоростей. Это был уникальный самолет, потому что он был разработан для работы в среде, где было меньше воздуха, чем у других самолетов.

Это был первый в мире космический самолет, поэтому время от времени он использовал ракетные двигатели, чтобы контролировать свою высоту. Он мог переключаться между обычными средствами управления полетом по мере необходимости для полета вне атмосферы, а также для посадки корабля.

После нанесения полномасштабного абляционного покрытия для защиты корабля от высоких температур, связанных со сверхзвуковым полетом, Х-15А-2 был покрыт белым герметиком и смонтирован с дополнительными внешними топливными баками.Это абляционное покрытие и герметик помогли бы самолету достичь рекордной скорости 4520 миль в час. НАСА

Было три разных планера Х-15. Один пострадал в результате несчастного случая при посадке в 1962 году, в результате которого был ранен пилот Джон Маккей. В результате этого полета и повреждений, нанесенных планеру, фюзеляж был удлинен, на него были добавлены дополнительные баки для топлива под крыльями и было нанесено абляционное покрытие для защиты пилота от жары гиперзвукового полета.

Второй был утерян в 1967 году, всего через несколько минут после запуска. Корабль снял на видео горизонт на краю космоса и начал спуск в мир внизу. Когда аппарат спустился, он вошел в гиперзвуковое вращение. Несмотря на то, что пилот Майкл Дж. Адамс смог восстановить самолет на высоте 36 000 футов, он затем перевернулся в пикирование на скорости 4,7 Маха. Самолет развалился под воздействием стресса, и Адамс погиб.

Пилоты, которые подняли X-15 на максимальную высоту, в конечном итоге получили крылья астронавтов от ВВС США, учитывая, что этот аппарат преодолел порог ВВС США на границе космоса на высоте 50 миль над поверхностью земли.Корабль также будет совершать все более быстрые и быстрые гиперзвуковые полеты до 3 октября 1967 года, когда Уильям Дж. «Пит» Найт разогнал корабль до максимальной скорости 4520 миль в час.

Помимо этих двух достижений, X-15 также имел ряд заметных новинок, включая то, что он был первым перезапускаемым, управляемым дросселем и рассчитанным на человека ракетным двигателем. Он также испытал первую космическую звездную навигационную систему и современные скафандры. Программа X-15 была прямым предком современной программы Space Shuttle, и без нее не было бы многих заметных достижений.

5 вещей, которые вы, вероятно, никогда не знали о ракетном самолете НАСА X-15

Кредит: Компания Боинг

Громоздкий, черный и гиперзвуковой; Испытательный самолет X-15 был объявлен первой попыткой США с экипажем преодолеть дальние пределы атмосферы Земли и за ее пределами. Хотя большинство живущих сегодня американцев, вероятно, никогда не слышали об этом, в следующем месяце исполнится 60 лет с момента первого испытательного полета X-15 в высокогорной пустыне Калифорнии.

Рано утром 17 сентября 1959 года летчик-испытатель Скотт Кроссфилд, аэрокосмический инженер, который также помогал в разработке первоначального проекта X-15, сел в кабину ракетоплана и стал ждать. Чтобы сберечь драгоценное топливо испытательного корабля, B-52 использовался для подъема X-15 на идеальную высоту старта около 40 000 футов. Там пилот и испытательный корабль были сброшены с пилона, расположенного под правым крылом B-52.

В это благоприятное утро Х-15 совершил первый успешный полет с двигателем на скорости 2 Маха.11 и высота 52 341 фут. И весь его полет был закончен менее чем за десять минут.

Совместный проект НАСА, ВВС, ВМФ и Североамериканской авиации в Инглвуде, штат Калифорния, 50-футовый X-15 впервые прибыл на базу ВВС Эдвардс на грузовике с платформой в середине октября 1958 года.

Кредит: Компания Боинг

«Его высокий, толстый вертикальный хвост, удлиненный нос и гладкое тело с V-образным куполом, едва выступающим над фюзеляжем, были довольно стандартными», - пишет Эми Шира Тейтель в «Разрывая цепи гравитации: история космических полетов до НАСА. .«Самой очевидной нетрадиционной особенностью X-15 была его силовая установка».

Его ракетный двигатель с дроссельной заслонкой XLR-99 работал на безводном аммиаке и жидком кислороде, чтобы обеспечить максимальную тягу 57 000 фунтов, сообщает НАСА; Достаточно, чтобы разогнать его до высоты 250 000 футов и скорости 6,6 Маха. Но на самом деле ракета, построенная на Тиоколе, горела только первые две минуты полета; В остальное время полета от 8 до 12 минут аппарат поднимался по баллистической дуге, а затем снова спускался вниз, совершая посадку со скоростью 200 миль в час на высохшее дно озера.

В рамках весьма успешной десятилетней программы X-15 было выполнено 199 полетов над тем, что называлось "большой дальностью", в основном к востоку от базы ВВС Эдвардс, Калифорния. Но вот несколько малоизвестных фактов о X-15.

X-15 взлетел так высоко, что ему потребовались «космические двигатели». *

В X-15 использовались обычные аэродинамические средства управления для полета в плотной атмосфере Земли, сообщает НАСА. Но для полета в разреженном воздухе на высоте более 200000 футов X-15 использовал паровые двигатели с перекисью водорода на носовой части и законцовках крыльев.Эти струи перекиси водорода позволяли пилоту поднимать или опускать носовую часть и наклонять крыло.

Источник: НАСА .

Создание X-15 было бы невозможным без Inconel-X, нового никель-хромового сплава того времени.

Наружная обшивка X-15 состояла из прочного материала Inconel-X, способного выдерживать температуру от 1200 до 1300 градусов по Фаренгейту.-высокие температуры, которые может создать гиперзвуковой полет и возвращение с низкой околоземной орбиты. Inconel-X весит примерно в три раза больше, чем стандартный алюминий. Таким образом, производитель X-15, компания North American Aviation, значительно сэкономила в весе за счет использования титана в частях внутренней конструкции, не подверженных воздействию высоких температур, сообщает НАСА. По данным НАСА, Inconel-X сохранит большую часть своей прочности при температуре 1200 ° F - температуре, при которой алюминий плавится и нержавеющая сталь становится бесполезной.

Результатом Х-15 стала разработка первого «практичного» летного костюма полного давления.

На очень больших высотах, без защитного костюма, человеческое тело подвергается недопустимо низкому давлению. По оценкам НАСА, без скафандра в относительном вакууме космоса человек может выжить только около минуты, поскольку жидкости в вашем теле буквально закипят, а кислород будет высасываться из ваших легких. Таким образом, пилоты Х-15 нуждались в защите от столь низкого давления.

Костюм, который в конечном итоге использовался на X-15, послужил прототипом для тех, что использовались позже астронавтами НАСА Меркурий и Близнецы, сообщает Национальный музей США.С. ВВС. В музее отмечается, что в шлеме было кислородное оборудование, микрофон, наушники и устройство защиты от запотевания. Однако по настоянию Кроссфилда вся кабина была заполнена инертным азотом, чтобы уменьшить любую угрозу возгорания.

X-15 был оборудован сиденьем для трактора.

«Мы спросили себя, кто в этой стране имел наибольший опыт удержания кого-то в кресле в суровых условиях в течение длительного времени?» Кроссфилд и Клэй Блэр пишут в книге «Всегда другой рассвет: история летчика-испытателя ракеты».«Мы обнаружили, что компания International Harvester Company (IHC), производитель тракторов и сельскохозяйственного оборудования, исследовала собственную частоту позвоночника человека».

Кроссфилду понравилось то, что он узнал о форме таких сидений IHC для сельскохозяйственной техники, поэтому он выбрал такую ​​же конструкцию для X-15. В результате испытательный самолет получил точную копию сиденья трактора.

Источник: НАСА .

Сторонники Х-15 надеялись, что ракетоплан станет многоразовым связующим звеном между землей и космосом.

В 1956 году ВВС инициировали так называемую «Систему исследования пилотируемых баллистических ракет». Одно из предложений программы заключалось в запуске X-15 на двухступенчатой ​​ракете-носителе Air Force Navaho того времени. Идея заключалась в том, чтобы запустить с мыса Канаверал и сделать хотя бы одну околоземную орбиту, как пишут соавторы Деннис Дженкинс и Тони Лэндис в книге «Гиперзвуковой: история североамериканского X-15».

При возвращении на Землю пилот катапультируется и спускается на парашюте, прежде чем бросить X-15 в Мексиканском заливе, отмечают Дженкинс и Лэндис.Но после запуска советского спутника все изменилось. Они пишут, что идея использования космической капсулы, установленной на вершине существующей баллистической ракеты, стала популярной и в конечном итоге стала основой проекта НАСА «Меркурий».

Проектирование Х-15 и современных космических самолетов, по иронии судьбы, уходит своими корнями в нацистскую Германию. Судя по всему, Третий Рейх намеревался использовать суборбитальный гиперзвуковой ракетный суборбитальный аппарат, получивший название Silbervogel (Silverbird), для бомбардировки целей внутри США.С. К счастью, их планам не суждено было сбыться.

Но исследования X-15 в мирное время над сухими озерами на юго-западе Америки приписывают ускорение реализации программ космических полетов НАСА с экипажем, включая «Аполлон».

Источник: НАСА .

* Эта статья была обновлена ​​по сравнению с предыдущей версией, в которой неверно указывалось, что X-15 был первым испытательным самолетом такого типа, в котором использовались космические двигатели.

История ракетоплана Х-15

X-15 летал со скоростью и высотой, недоступной ранее для крылатых машин.

Ясным и ясным утром 9 ноября 1961 года старатель, работавший на любом из множества небольших участков добычи полезных ископаемых в унылой стране вокруг Грязевого озера, заметил бы характерный широкий белый инверсионный след, сигнализирующий о приближении странной группы самолетов. Если бы его зрение было особенно острым, он мог бы различить гигантский Boeing NB-52B Stratofortress, несущийся по темно-синему неваде, в окружении двух изящных маленьких истребителей, североамериканского F-100 Super Sabre и Lockheed F-104 Starfighter.Пока он смотрел, он мог видеть, как с Б-52 резко упал длинный черный дротик, за которым последовал внезапный грохот и потрескивающий грохот зажигающего ракетного двигателя. Обладая тягой в 60 000 фунтов, он опередил большой бомбардировщик и его истребители. Ускоряясь вверх, сжигая тонну безводного аммиака и жидкого кислорода каждые 12 секунд, он устремился в трансатмосферу, его белый след выхлопных газов указывал, как палец, в будущее.

Не прошло и 90 секунд, как он был на высоте 102 000 футов и летел к базе ВВС Эдвардс в южной Калифорнии со скоростью 6 Махов.04, 4094 миль / ч. Летчик-испытатель ВВС майор Роберт Уайт только что стал первым человеком, который поднял самолет до скорости 6 Махов, что в шесть раз превышает скорость звука, управляя вторым из трех исследовательских самолетов North American Aviation X-15. Чуть менее восьми минут и 200 миль спустя, вслед за другим самолетом-преследователем F-104, X-15 с исчерпанным топливом и теперь самым быстрым в мире планером упал по крутой кривой до посадочной ракеты и приземлился на ВПП 18, отмеченный на твердо обожженной глине Роджерс-Драй-Лейк, крупнейшей в мире естественной посадочной площадки.


На X-15 виден примечательный шрам от полета Роберта Уайта до 6 Маха. Исследователи обнаружили, что эта треснувшая внешняя панель с правой стороны кабины появилась в результате тепловых напряжений, превышающих ожидаемые. (НАСА)

Программа X-15 была естественным продолжением развития авиации со времен Райтов. Биплан уступил место обтекаемому моноплану, и к концу 1930-х годов появились первые экспериментальные реактивные двигатели, сулящие эру высокоскоростных полетов.Но когда самолет летел ближе к скорости звука, он столкнулся с «сжимаемостью», скоплением воздуха вокруг него, когда он приближался к 1 Маха, вызывая высокое лобовое сопротивление, вибрацию, изменения структурных нагрузок и даже потерю управления и в полете. расставания. Более десяти лет, пока Чак Йегер не пилотировал первый Bell XS-1 (позже X-1) на скорости 1,06 Маха в октябре 1947 года, казалось, что скорость звука действительно может стать «препятствием» для будущего полета. После этого авиация быстро перешла в сверхзвуковую эру: 2 Маха упало на Скотта Кроссфилда и второй Douglas D-558-2 Skyrocket в ноябре 1953 года, а 3 Маха на Капитана Милберна Апта на первом Bell X-2 в сентябре 1956 года (хотя, к сожалению, он погиб, когда самолет вышел из-под управления при возвращении в Эдвардс).

К моменту смерти Апта программа X-15 уже шла полным ходом. Его проектировщики столкнулись с серьезными проблемами. Белл построил усовершенствованные варианты X-1, которые могли превышать 2 Маха и

футов, а стреловидный X-2 мог подниматься выше 125000 футов. Оба намекали на проблемы управления, с которыми столкнется X-15. В 1956 году, когда летчик-испытатель капитан Ивен К. «Кинч» Кинчелоу прошел курсом на высоту более 126 000 футов, его X-2 был подобен артиллерийскому снаряду, летящему по баллистической параболе. Ближе к вершине набора высоты, когда самолет замедлился после того, как в его ракетном двигателе закончилось топливо, его элероны, руль высоты и руль направления были бесполезны из-за очень низкого динамического давления, возникающего при прохождении через верхние слои атмосферы.X-2 начал медленный крен влево, изогнувшись по дуге над своей баллистической параболой, и, поскольку его скорость и, следовательно, динамическое давление увеличились в нижних слоях атмосферы, его средства управления полетом восстановили свою эффективность, и Кинчелоу удалось направить его обратно. к безопасной посадке на широкое дно озера Эдвардс. Очевидно, что для полета на высоте более 100 000 футов будущие ракетные самолеты потребуют средств управления реакцией - небольших реактивных двигателей, таких как те, которые использовались на первом пилотируемом космическом корабле, - в дополнение к обычным аэродинамическим рулевым поверхностям.

Аэродинамический обогрев и условия на большой высоте создают свои собственные проблемы. В отличие от сверхзвукового полета, который отличается скоростью звука и характерной трещиной звукового удара, гиперзвуковой полет характеризуется, в первую очередь, увеличивающимся аэродинамическим нагревом, с интенсивными потоками горячего воздуха и резко наклоненными ударными волнами, омывающими конструкцию, при их взаимодействии выделяется еще больше тепла. . Конструкция не могла быть стандартной, так как самолет мог бы подвергаться воздействию температуры кожи выше 1000 градусов по Фаренгейту, что потребовало бы обширной тепловой защиты.Внутри полностью герметичной кабины пилот будет больше космонавтом, чем летчиком, в скафандре и шлеме, способном работать в космических условиях, если давление в кабине снизится.

Интерес к гиперзвуковым полетам предшествовал сверхзвуковой революции. Три великих пророка космической эры - россиянин Константин Циолковский, немец Герман Оберт румынского происхождения и Роберт Годдард из Америки - все выступали за гиперзвуковые самолеты как средство полета в космос, а немецкий энтузиаст ракет Макс Валье перед своей смертью в результате взрыва экспериментальный ракетный двигатель, рекомендовал разрабатывать «эфирные самолеты» с ракетными двигателями в качестве межконтинентальных авиалайнеров.В 1930-х годах австрийский инженер Ойген Зенгер и математик Ирен Бредт разработали первый в мире научно обоснованный гиперзвуковой дизайн, свой так называемый Silbervogel (Silver Bird). Предлагаемый как космический транспорт, а затем как глобальный ударный самолет, он стал чрезвычайно влиятельной конструкторской разработкой. Сразу после Второй мировой войны Иосиф Сталин, по словам советского военного перебежчика, даже отправил команду в Западную Европу с бесплодной миссией по похищению ее авторов, надеясь, что советские «самолеты Зенгера» «облегчат нам общение с людьми. джентльмен-лавочник, Гарри Трумэн.”

Сочетание исследования Зенгера-Бредта и примера нацистской баллистической ракеты А-4 (Фау-2) в значительной степени стимулировало послевоенный интерес Америки, Советского Союза и Европы к ракетам, ракетам и гиперзвуковым самолетам. В то время как исследование Зенгера-Бредта было чисто теоретическим, программа A-4 широко изучала крылатые деривативы с числом Маха более 4, один из которых, A-4b, летал до конца войны, хотя и распался во время своего конечного полета на Землю. . Советско-американская гонка по разработке баллистических ракет с атомным вооружением способствовала исследованиям нагрева и повторного входа, эволюции формы входящего в него «тупого тела» и исследованиям высокотемпературных материалов.Он также поощрял исследования крылатых гиперзвуковых аппаратов глобального диапазона с ракетными двигателями, даже орбитальных космических аппаратов. В Америке из всего этого возникли программы X-15 и X-20, хотя последний никогда не летал.

Корни X-15 отражали широкую базу военных, промышленных и правительственных исследований. В 1951 году Роберт Вудс, главный инженер Bell Aircraft Corporation и член престижного комитета по аэродинамике Национального консультативного комитета по аэронавтике, призвал к разработке нового исследовательского самолета с характеристиками, аналогичными A-4.Его постоянное давление привело к тому, что исполнительный комитет NACA через год одобрил исследование условий полета между 4 и 10 Махами. Агентство сформировало комитет по гиперзвуковым исследованиям под руководством инженера Лаборатории авиации Лэнгли (ныне Исследовательский центр НАСА в Лэнгли) Клинтона Брауна, который впоследствии активно поддерживал расширены исследования наземных и летных испытаний с использованием моделей и специализированных методов испытаний. Комитет даже предложил модифицировать X-2 с помощью накладных ускорителей, чтобы увеличить его характеристики выше 4 Маха, добавив средства управления реакцией для безопасности полета.(Задержки программы и возможная потеря обоих самолетов обрекли эту идею.) В 1953 году Научно-консультативный совет ВВС пришел к выводу, что «пришло время» для создания гиперзвуковой машины со скоростью 5-7 Маха, а Управление военно-морских исследований ВМС США опубликовало исследование. контракт с Douglas на конструкцию Mach 7+, предварительно обозначенную как D-558-3. Интерес ВВС и ВМФ оказался решающим для снятия программы X-15 с чертежной доски в воздух.

Следующий, 1954 год ознаменовал зарождение X-15.Другая исследовательская группа NACA, возглавляемая Джоном Беккером, выполнила предварительный проект гиперзвукового исследовательского самолета с ракетным двигателем со скоростью 6 Маха. Он имел конструкцию из сплава Inconel, похожую на ракету, с четырьмя ребрами и «готовые» ракетные двигатели из программы Hermes. Исследование Беккера предвосхитило многие особенности X-15 и побудило NACA этим летом пригласить военные службы присоединиться к нему в разработке такого корабля. В октябре они сформировали Комитет по исследовательским самолетам NACA – ВВС – ВМФ, впоследствии известный как Комитет X-15.Директива о совместной программе, выпущенная 23 декабря, предоставила технический надзор NACA, а полномочия по проектированию и строительству - ВВС. Военно-морской флот и ВВС будут совместно финансировать эти усилия. Так начался «Проект 1226» Х-15.


Прокладывая путь в будущее пилотируемых космических полетов, кабина ракетоплана отражала технологии того времени. (НАСА)

В 1955 году ВВС руководили конкурсом проектов между компаниями Bell, Douglas, North American и Republic.Роберт Вудс из Bell, начавший ранее разработку X-1, мог разумно ожидать, что его фирма выиграет, поскольку она уже построила и эксплуатировала X-1, X-2 и X-5. Эд Хейнеманн Дугласа с его D-558 Skystreak и Skyrocket (плюс исследование D-558-3) тоже мог. Обе компании производили относительно дешевые конструкции, каждая из которых обещала поставить по три самолета на общую сумму 36 миллионов долларов. Харрисон «Сторми» Стормз, ветеран многих истребительных программ в Северной Америке, возглавил команду дизайнеров, которая подготовила проект заявки его фирмы - по оценкам, 56 миллионов долларов, что было самым дорогостоящим предложением.Но оба проекта Белла и Дугласа были сочтены слишком технически рискованными, а проект Республики, который был технически недостаточным и к тому же более дорогостоящим, чем предложения Белла и Дугласа, оказался последним. Соответственно, несмотря на огромную разницу в стоимости, 30 сентября ВВС уведомили North American о том, что они выиграли конкурс. 11 июня 1956 года, после окончательных переговоров, North American получила контракт на 42,9 миллиона долларов (около 349 миллионов долларов на сегодняшний день) на три X-15. Три месяца спустя Reaction Motors Inc.получила контракт на поставку двигателей на сумму 10,7 миллиона долларов.

Программа X-15 включала гораздо больше, чем просто проектирование нового самолета, каким бы новым он ни был. Его ракетный двигатель, система защиты пилота, система контроля за состоянием окружающей среды и система управления полетом, а также полигон для летных испытаний ставили сложные задачи.

Двигатель XLR-99 X-15, более чем в три раза более мощный, чем X-2, и в восемь раз более мощный, чем X-1, оказался особенно опасным. Разработанный компанией Reaction Motors из Нью-Джерси (после апреля 1958 г. - подразделением Thiokol Chemical Corporation), XLR-99 был основан на более раннем XLR-30, который использовался в программе высотных ракет Викинг.Любые надежды на то, что опыт Viking поможет с его дизайном, оказались иллюзорными. В отличие от XLR-30, который сжигал разбавленный спирт и жидкий кислород («walc» и «lox» на ракетном жаргоне), XLR-99 с тягой 57 000 фунтов сжигал 1445 галлонов более взрывоопасного безводного аммиака и 1003 галлона локсика. Однако более важным было то, что Thiokol пришлось «настраивать» двигатель, то есть сделать его достаточно безопасным для работы на пилотируемом самолете, с возможностью многократного повторного использования, а также с возможностью дросселирования и перезапуска в полете.Достичь этого было нелегко, особенно потому, что его высокоскоростной турбонасос, потенциальный источник катастрофы, подавал топливо в двигатель со скоростью 167 фунтов в секунду. В конце концов, XLR-99 стал надежной силовой установкой с расчетным сроком службы в один час (около 40 полетов), прежде чем потребовался капитальный ремонт. За такую ​​надежность пришлось заплатить гораздо более длительный, чем предполагалось, период разработки, что вынудило североамериканские страны завершить испытательные полеты на первых двух X-15 более старыми двигателями XLR-11 (использовавшимися на X-1 более десяти лет назад).

X-15 требовал сложной системы управления полетом. Обычная истребительная рукоять управляла цельноповоротным хвостовым оперением, обеспечивающим управление по тангажу и крену, но использовалась только во время захода на посадку и приземления. Во время ускорения, набора высоты и входа в атмосферу пилот полагался на боковую ручку управления. Система управления реакцией, управляющая небольшими реактивными двигателями перекиси водорода, расположенными в носовой части и крыльях, обеспечивала вводы по тангажу, крену и рысканью на больших высотах, где обычные средства управления были неэффективны.В конце концов, третий X-15 летал с адаптивной системой управления полетом, которая автоматически компенсировала изменение динамического давления, сочетая систему управления реакцией с обычными аэродинамическими элементами управления. Поскольку X-15 технически был «планером-ускорителем», после того, как он исчерпал свое топливо, пилот должен был тщательно управлять своей энергией, чтобы обеспечить возможность достижения Роджерс-Сухого озера. Чтобы помочь в этом, X-15 всегда будет летать так, чтобы при выгорании у него была избыточная энергия, которую пилот мог (при необходимости) отводить с помощью больших лепестковых скоростных тормозов, установленных по бокам массивных спинных и брюшных стенок. плавники.


В сопровождении преследуемого самолета F-104 X-15 возвращается к высохшему дну озера на авиабазе Эдвардс в Калифорнии. Сочетание традиционного носового колеса и двух задних опорных салазок X-15 было уникальным. (НАСА)

В отличие от более ранних самолетов с ракетными двигателями, которые летали возле авиабазы ​​Эдвардс, для X-15 требовался специальный коридор для летных испытаний, получивший название «High Range», который простирался примерно в 480 милях от Вендовера, штат Юта, на юго-запад до Эдвардса. Пересекая множество горных хребтов и суровую юго-западную пустыню, Хай-Рейндж сам по себе был заметным техническим достижением, предвещая появление пилотируемой сети слежения за космическими кораблями, созданной НАСА для проекта Меркурий несколько лет спустя.НАСА предоставило две станции слежения, в Эли и Битти, штат Невада, а также в Эдвардсе. Кроме того, в отличие от более ранних исследовательских самолетов, X-15 требовал сложного пилотажного тренажера для обучения пилотов, планирования миссии и репетиций. Тренажер был обновлен с использованием данных, полученных во время полетов X-15, при этом пилоты обычно проводят в нем 40-50 часов, прежде чем совершить 10-12-минутный полет.

Когда программа началась, возникла надежда, что X-15 сможет летать к концу 1957 года.Однако из-за сложности конструкции и связанных с этим технических проблем испытательные полеты начинались только в 1959 году. Тем временем НАСА и ВВС поддержали усилия по разработке X-15, проведя обширные испытания в аэродинамической трубе и баллистической трубе для свободного полета. , оценили средства управления реакцией на наземных тренажерах и на модифицированных исследовательских самолетах, включая Bell X-1B и F-104, а также провели обширные исследования моделирования, чтобы подготовиться к решающим задачам, с которыми сталкивается гиперзвуковой ракетоплан, имеющий в то время самый низкий уровень подъемная сила и лобовое сопротивление когда-либо летавших на пилотируемом самолете.

В октябре 1957 года Спутник захватил воображение общественности, и в последовавших за этим национальных дебатах об американской науке и технологиях NACA уступила место космическому НАСА. Теперь X-15 приобрел большую актуальность и заметность как символ продвижения Америки в космос. Вице-президент Ричард Никсон руководил его запуском на североамериканском объекте в Лос-Анджелесе 15 октября 1958 года, через год после того, как советский спутник открыл космическую эру.

Это был замечательный на вид корабль - полированный черный металлик, с тонкими крыльями и горизонтальным хвостовым оперением, а из-за требований к курсовой устойчивости для сверхзвукового и гиперзвукового полета с большими спинными и брюшными вертикальными плавниками «мясорубки», нижним половина брюшной поверхности может быть сброшена во время захода на посадку, так что посадочные салазки X-15 могут иметь разумный размер.Хотя планировщики первоначально думали, что X-15 будет использовать модифицированный Convair B-36 в качестве базового корабля, снятие с вооружения B-36 и доступность более мощного и способного B-52A привели к его замене гигантскому межконтинентальному бомбардировщику Convair.


X-15 был прикреплен к специально разработанной люльке на базовом корабле NB-52, откуда он будет доставлен на высоту старта. (НАСА)

Ранние испытания Х-15 оказались далеко не обнадеживающими. Пилотируемый североамериканским летчиком-испытателем Скоттом Кроссфилдом (который был настолько предан проекту, что с самого начала он покинул NACA и отправился в Северную Америку), первый X-15, AF 56-6670, совершил свой первый полет в плен 10 марта. , 1959 г., а 8 июня состоялся его первый планерный полет.Во время захода на посадку Кроссфилд столкнулся с серьезными проблемами с продольным управлением, которые довели его навыки пилотирования до предела, что потребовало корректировок в усиленной системе управления полетом. Второй X-15, AF 56-6671, совершил первый полет с двигателем 17 сентября. Приводимый в движение двумя двигателями XLR-11, он достиг 2,11 Маха на высоте 52 341 фут. Месяц спустя он совершил на нем еще один полет с двигателем до 2,15 Маха, но затем, 5 ноября, произошла катастрофа, когда в результате возгорания двигателя произошла аварийная посадка на Сухом озере Розамонд, во время которой 6671 сломал себе спину.

В то время как второй X-15 вернулся в Северную Америку для ремонта и установки своего XLR-99, испытательные полеты продолжались до 1960 года с 6670, все еще оснащенным его промежуточными XLR-11. Третий X-15, AF 56-6672, был первым, оснащенным большим Thiokol XLR-99, но во время наземных испытаний Эдвардса двигатель взорвался, выбросив остальную часть самолета вперед. Находясь в безопасности в кабине, Кроссфилд восхищался силой X-15 и беспокоился за безопасность экипажей, пытающихся его вытащить.Самолет, как и второй X-15, вернулся в Северную Америку для ремонта. Только 15 ноября 1960 года, с опозданием на три года, X-15 стал летать с двигателем XLR-99, когда Crossfield разогнал 6671 до 2,97 Маха, что ознаменовало окончание программы летных испытаний подрядчика.

Но теперь X-15 набирает обороты. 7 марта 1961 года майор ВВС Роберт М. Уайт стал первым пилотом, превысившим 4 Маха. 23 июня он пилотировал второй X-15, преодолев гиперзвуковой барьер, достигнув скорости 5,27 Маха (3603 миль в час). Как уже упоминалось ранее, Уайт завершил звуковой трифект, превысив 6 Махов 9 ноября.И мальчик-летчик не был единственным рекордсменом X-15. 22 августа 1963 года пилот-исследователь НАСА Джозеф Уокер поднялся на высоту 354 200 футов (67,08 миль) на третьем X-15, взяв его в космос.


Майор ВВС Роберт М. Уайт преодолел на X-15 4, 5 и 6 Махов (НАСА)

При этом произошло серьезное происшествие при приземлении 9 ноября 1962 года, в результате которого был практически уничтожен второй X-15 и серьезно ранен пилот НАСА Джек Маккей. Когда отказ двигателя потребовал экстренной посадки тяжелого веса на Грязном озере, шасси 6671 вышло из строя.Даже эта неудача была обращена в пользу, поскольку НАСА удлинило X-15 и добавило условия для двух огромных сбросных баков и фиктивного сверхзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя внутреннего сгорания (ПВРД) на укороченном нижнем вертикальном оперении. В конце концов, 3 октября 1967 года майор Уильям Дж. «Пит» Найт достиг скорости 6,7 Маха, 4520 миль в час, управляя этим самолетом, получившим обозначение X-15A-2. Во время полета непредвиденный нагрев привел к многочисленным отказам конструкции, в результате чего модуль ГПВРД отделился от самолета и повредил систему слива топлива.Найт, превосходный летчик, благополучно приземлился.

К сожалению, вскоре после замечательного полета Найта - самого быстрого из всех пилотируемых самолетов в 20-м веке - летчик-испытатель ВВС майор Майкл Адамс погиб на третьем X-15. 15 ноября 1967 года во время высотного полета он набрал скорость более 5 Маха, а затем разлетелся значительно выше 4 Маха во время перевернутого погружения в нижние слои атмосферы. Авария произошла в результате фатального сочетания отказов контрольно-измерительных приборов и систем управления, а также человеческого фактора.Менее чем через год, 24 октября 1968 года, Х-15 завершил свой последний, 199-й полет, пилотируемый пилотом НАСА Уильямом Даной. 20 декабря НАСА предприняло попытку 200-го полета, но Эдвардс был нетипично засыпан снегом. Планировщики восприняли это как предзнаменование и просто отказались от ремесла. Первый X-15 отправился в Национальный музей авиации и космонавтики, где его можно увидеть в галерее Milestones of Flight, а второй, самый быстрый самолет 20-го века, - в Национальный музей ВВС США.

Всего 12 выдающихся пилотов - Скотт Кроссфилд, Роберт Уайт, Форрест Петерсен, Нил Армстронг, Джо Уокер, Джек Маккей, Милт Томпсон, Роберт Рашворт, Майк Адамс, Билл Дана, Пит Найт и Джо Энгл - летали на X-15 на больших скоростях. и высоты, никогда ранее не достигнутые крылатыми машинами.Его исследовательская программа состояла из фазы исследования аэродинамического и структурного нагрева с 1959 по 1963 год и последующей программы с использованием X-15 для проведения экспериментов в верхних слоях атмосферы или на гиперзвуковых скоростях. Большая часть прикладной программы пошла на пользу одновременным усилиям Apollo, но она также помогла сенсорам и обнаружению ракет. В ходе полетов X-15 было подготовлено более 700 технических отчетов, создание базы данных по-прежнему считается важным сегодня, поскольку гиперзвуковая техника входит во второй век полетов.

X-15 ни в коем случае не был идеальной исследовательской машиной. При некоторых обстоятельствах он обладал опасными летными характеристиками, а его посадочные салазки вызывали сильные ударные нагрузки. Во время входа в атмосферу резонансные эффекты в полете могут взаимодействовать с его системой управления полетом. Вначале исследователи обнаружили щели в панелях, которые позволяли проникать горячему гиперзвуковому воздуху в его структуру, что потребовало ремонта. Наружные оконные стекла кабины экипажа разрушились от тепловых деформаций конструкции рамы панели, что вынудило изменить конструкцию, а его носовая стойка шасси дважды выдвинулась в полете из-за термических напряжений.Было несколько инцидентов и происшествий при посадке, один крупный взрыв на земле (Скотт Кроссфилд шутил, что это был «200-й полет» X-15) и, конечно же, печальная потеря третьего X-15 с Майком Адамсом.

Но в целом, как продукт эпохи докомпьютерного проектирования и без преимуществ современных инструментов, таких как вычислительная гидродинамика и автоматизированное проектирование и производство, X-15 представлял собой замечательное достижение и удивительно продуктивную исследовательскую программу. преодоление эры полета и эры космоса.Соответственно, двое из самых выдающихся пилотов компании получили большую известность в космической программе США. Нил Армстронг стал первым человеком, ступившим на Луну, а Джо Энгл стал одним из первых командиров космических челноков НАСА. Сегодня исследователи ВВС и НАСА совершают гиперзвуковой полет со скоростью 6 Маха на дышащем воздухом исследовательском аппарате ГПВП Boeing – Pratt & Whitney – Rocketdyne X-51A WaveRider. Что характерно, его обозначение - X-51 - было выбрано намеренно и зарезервировано, чтобы повторить X-15 и напомнить исследователям о замечательном самолете, который полвека назад сделал так много для того, чтобы гиперзвуковой полет стал реальностью.

Ричард П. Халлион - бывший историк ВВС США и автор множества книг по авиации. Для дополнительного чтения он рекомендует: North American X-15 / X-15A-2 , Ben Guenther, Jay Miller и Terry Panopalis; X-15: Расширение границ полета , Деннис Р. Дженкинс; и На краю космоса: Программа полета X-15 Милтона О. Томпсона.

Есть ли будущее у гиперзвукового транспорта?

В 1971 году, когда коммерческая авиация готовилась вступить в эру SST, Джон Беккер и Фрэнк Киркхэм из Исследовательского центра НАСА в Лэнгли оценили возможность создания гиперзвуковых коммерческих авиалайнеров.Они предсказали, что к 1995 году американцы смогут летать на гиперзвуковом транспортном средстве с дельтовидным крылом (HST) массой 750 000 фунтов и 6 Маха, который доставит 300 пассажиров из Лос-Анджелеса в Париж за 2,7 часа (по сравнению с 9,8 часами на авиалайнере со скоростью 0,85 Маха).


Прикрепленный к ракете-носителю, X-51A Waverider установлен под крылом базового корабля B-52. Оснащенный ГПВРД Pratt Whitney Rocketdyne SJY61, он спроектирован так, чтобы двигаться на собственной ударной волне и разгоняться до 6 Махов (© Boeing)

Увы, сегодня HST остается лишь интригующей возможностью, в то время как даже SST «Конкорд» и Ту-144 совершили свою последнюю посадку, отнесенную к нескольким мировым аэрокосмическим музеям в конце 2003 года, к столетию Китти Хок.НАСА отказалось от исследований SST-HST в середине 1990-х, что привело историка агентства Эрика Конвея к выводу, что скорость «больше не является беспримесной добродетелью, которой она была в 19 веке». Роберт ван дер Линден, заведующий отделом аэронавтики Национального музея авиации и космонавтики, сказал: «Я думаю, что скорость переоценена». Экономист авиакомпаний, историк и рыночный аналитик R.E.G. Дэвис проклял спекуляции о SST и HST как «вопиющую чепуху». После предстоящего вывода из эксплуатации космических шаттлов Дэниел Майклс из Wall Street Journal пришел к выводу, что мир приближается к «концу эпохи скорости».«Но скорость - это больше, чем просто экономическая ценность или дешевое удовольствие. Это дает человечеству возможность путешествовать и достигать какой-то цели, не теряя времени в пути. Дональд Дуглас, чьи стройные авиалайнеры изменили определение воздушного транспорта в 1930-х годах, писал: «Время, потраченное впустую, означает потерю денег, перенесенные страдания или принесенные в жертву удовольствия». Даже пассажиры «Конкорда», несмотря на все разговоры измученных мегазнаменитостей, были людьми, которые действительно нуждались в скорости: хирурги, правительственные чиновники, курьеры, бизнесмены и тому подобное, - и он никогда не летал пустым.

В мае 2010 года мир авиации заглянул в будущее, когда Boeing X-51A WaveRider полетел со скоростью, почти в пять раз превышающей скорость звука. Оснащенный ГПВРД Pratt & Whitney – Rocketdyne, работающий на топливе JP-7, X-51A оторвался от своего корабля-носителя B-52H, постоянно набирая скорость на пониженной мощности. Это был момент «Китти Хок», первый полет практического термически сбалансированного углеводородного ГПРД, достижение столь же значимое для истории летных двигателей, как первые эксперименты Фрэнка Уиттла и Ханса фон Охайна с газовыми турбинами в 1930-х годах, которые предсказали Последовавшая революция реактивного века.

Человечество вступило в 19 век со скоростью 6 миль в час, 20 век со скоростью 60 миль в час и 21 век со скоростью 600 миль в час. Вполне возможно, действительно вероятно, что эта тенденция сохранится, и человечество войдет в 22-й век на скорости 6000 миль в час, скорости гиперзвукового авиалайнера. Но если это будет достигнуто, станет ли это достижением Америки? Это самый интригующий вопрос из всех. - Ричард П. Холлион

Создайте свой собственный X-15A-2!

Эта функция впервые появилась в июльском выпуске журнала Aviation History Magazine за 2012 год. Подпишитесь сегодня!

фотографий: ракетный самолет X-15 выходит в космос в ходе испытательных полетов

Нил Армстронг с ракетопланом X-15

NASA

Пилот-исследователь Нил Армстронг стоит с ракетным самолетом X-15 в Центре летных исследований НАСА, Эдвардс, Калифорния, в 1960 году.

Ракетный самолет X-15 в полете

НАСА / США ВВС

Ракетоплан X-15 в период с 1959 по 1968 год совершил 199 облетов.

Бывшие пилоты NASA X-15 награждены крыльями астронавтов

NASA / Dryden

Самолет с ракетным двигателем X-15 начинает набирать высоту после старта. Центр летных исследований НАСА Драйден, Калифорния.Image

X-15 запускается с корабля-носителя

НАСА / США. Air Force

X-15 # 2 стартует с базового корабля B-52 с зажженным ракетным двигателем. Белые пятна около середины корабля - это иней от жидкого кислорода, используемого в двигательной установке, хотя очень холодный жидкий азот также использовался для охлаждения отсека полезной нагрузки, кабины, ветровых стекол и носовой части.

X-15A-2 взлетает в исследовательском полете

НАСА / США. Air Force

На этом фото показан X-15A-2 (56-6671) в исследовательском полете с фиктивным прямоточным воздушно-реактивным двигателем, прикрепленным к нижней части его клиновидного вертикального оперения.

X-15 приближается к приземлению с истребителем

НАСА / США. Air Force

Вслед за истребителем Lockheed F-104A Starfighter, североамериканский корабль X-15 № 3 (56-6672) тонет в направлении приземления на Роджерс-Драй-Лейк после исследовательского полета.

X-15 получает защитное покрытие

NASA / U.S. Air Force

После нанесения полномасштабного абляционного покрытия для защиты корабля от высоких температур, связанных со сверхзвуковым полетом с высоким числом Маха, исследовательский самолет с ракетным двигателем X-15A-2 (56-6671) был затем покрыт белым герметиком. пальто и смонтированы с дополнительными внешними топливными баками.

Билл Дана из НАСА рядом с X-15

НАСА / США. Air Force

Пилот-исследователь НАСА Билл Дана рядом с самолетом с ракетным двигателем X-15 # 3 после полета.

X-15A-2 взлетает

НАСА / США. Air Force

X-15A-2 в полете. Это был его первый полет с прикрепленным макетом ПВРД.

Клоунада вокруг

НАСА / США. Air Force

Пилоты X-15 шутят перед самолетом №2. Слева направо: ВВС США капитан.Джозеф Энгл, майор ВВС США Роберт Рашворт, летчик-испытатель НАСА Джон «Джек» Маккей, майор ВВС США Уильям «Пит» Найт, летчик-испытатель НАСА Милтон Томпсон и летчик-испытатель НАСА Уильям Дана.

X-15 Под крылом B-52

НАСА / США. Air Force

Эта фотография была сделана из одного из смотровых окон B-52 незадолго до сброса X-15.

Ракетный самолет X-15 и экипаж имели все необходимое

Мишель Эванс - президент Mach 25 Media и автор книги « Ракетный самолет X-15: первые крылья в космосе ."Г-жа Эванс написала эту статью для журнала SPACE.com Expert Voices: Op-Ed & Insights.

От братьев Райт до последнего полета X-15 был устойчивый прогресс, сдвигающий барьеры к неизвестному.

Разработанный в середине 1950-х годов North American Aviation X-15 должен был доставить пилотов в царство гиперзвуковых полетов, подвергая самолет воздействию таких скоростей и высот, которые Орвилл и Уилбур никогда не могли себе представить. 12 его пилотов вылетели в суборбитальное пространство и достигли скорости, превышающей 6 Махов.Многое из того, что было изучено во время 199 полетов программы, было передано космическому шаттлу.

Когда я начал исследование «Ракетного самолета X-15», я быстро понял, что не единственный, кто действительно любит этот удивительный аппарат. С самого начала программу было пронизано чувством удивления и волнения. Все, с кем я разговаривал - будь то пилоты, которые обычно летали в космос и из него, или люди в окопах, поддерживающие в полете три X-15, - все соглашались, что это вершина их карьеры; они были частью особенной семьи.[Фото: Ракетный самолет X-15 выходит в космос в ходе испытательных полетов]

Пилоты говорили о том, что видели Землю с почти орбитальной высоты, в то время как все, от механиков до парней из ракетного цеха, все ехали косвенно, зная, что у них есть стало возможным. Пропустить день работы означало пропустить участие в процессе становления истории. Так было с первого полета в марте 1959 года до последнего полета в октябре 1968 года.

Примером такого отношения было то, как Ральф Ричардсон, U.Специалист С. ВВС, отвечающий за скафандры пилотов Х-15, приобрел новые детали. Эти скафандры были первыми скафандрами полного давления для защиты пилота в космосе, и заказ запчастей у ВВС США, как требовалось, мог занять месяцы, не говоря уже о куче документов, чтобы сделать это. Вместо этого сотрудники Ричардсона сделали это сами на базе ВВС Эдвардс. Это было совершенно незаконно по военным стандартам, но они брали токарный станок, наклеивали на него ярлык «Трубка для измерения форсунок инжектора» и продолжали свою работу.

Как исследовательский самолет, созданный для того, чтобы выйти за рамки возможного, летать Х-15 часто было непросто. Планировщики полетов и пилоты не торопились, постепенно продвигаясь вперед, чтобы убедиться, что они понимают, куда они идут, изучая особенности и ограничения самолета, прежде чем что-то неизвестное может вызвать фатальные проблемы. По большей части они были успешными, но несколько инцидентов во время программы по-прежнему подвергали риску Х-15 и его пилотов. [Испытания ракетных самолетов 1960-х годов могут повысить безопасность суборбитальных космических полетов]

Первый случай произошел с пилотом НАСА Джеком Маккеем в ноябре 1962 года, когда он вскоре после запуска с крыла базового корабля B-52 попал в аварийную ситуацию в полете с множественными сбоями системы.Самолет перевернулся во время аварийной посадки, буквально остановившись на шлеме Маккея, сдавив его позвоночник. Это в конечном итоге привело к осложнениям, которые способствовали его смерти через десять лет. В июне 1967 года Пит Найт потерял все электрическое питание, и ему чуть не пришлось катапультироваться. Его навыки пилотирования спасли ценный исследовательский самолет, которым, как говорилось в руководстве, нельзя было управлять в такой ситуации. Пит доказал ценность пилота в кабине. Но всего пять месяцев спустя Майкл Адамс был убит, когда No.3 X-15 совершил гиперзвуковое вращение при входе в атмосферу и развалился высоко над пустыней Мохаве в Калифорнии.

X-15 была увлекательной программой, которая иногда могла быть опасной, но были и времена веселья и творчества. Люди разыгрывали розыгрыши, например, когда механик красил приборную панель X-15 Джо Уокера в розовый цвет перед полетом, или члены команды пугали главного летчика-испытателя North American Aviation Скотта Кроссфилда, заставляя его думать, что техник вырывал проводку из кабины - как способ отомстить Скотту за то, что он лишил права курить при исполнении служебных обязанностей.Вечеринки в баре Хуаниты в Розамонде были правилом дня после успешного полета, а барбекю на заднем дворе с членами расширенной семьи X-15 происходило почти каждые выходные.

Именно люди оживляют историю X-15. Мне больше всего нравится анекдот от директора Центра летных исследований НАСА Пола Бикла, который был начальником Нила Армстронга, когда Нил летал на Х-15. В нескольких книгах упоминалось о невзгодах Нила, связанных с вылетом из атмосферы во время одного повторного входа в атмосферу, потому что он был зациклен на своих инструментах, а не на своем полете, но впервые получил перспективу от Бикла, парня, который так хорошо знал Нила и также отвечал за свою карьеру, что делает эту историю особенно замечательной.

Немногие знают, что Бикл, даже будучи одним из лучших друзей Нила, был готов уволить его после этих инцидентов. Он был очень счастлив, когда будущего Первого человека на Луне приняли в офис астронавтов в Хьюстоне. Ничто из этого не изменило их глубокой и прочной дружбы, но Бикл должен был делать то, что было лучше для X-15, независимо от его личных чувств.

Каждая глава книги посвящена в первую очередь одному из 12 пилотов в том порядке, в котором они управляли ракетопланом.Пятеро были из НАСА, еще пять - из ВВС США, по одному - из Североамериканской авиации и ВМС США. По сути, эти главы представляют собой мини-биографии пилотов, которые, по большей части, неизвестны людям в современной авиакосмической отрасли. Именно их рассказы сделали книгу достойной написания. [Бывшие пилоты НАСА X-15 награждены крыльями астронавта]

Один из них принадлежит Милту Томпсону, который летал в НАСА. Помимо того, что он был пилотом X-15, он также был первым пилотом, поднявшим в воздух летающие алюминиевые ванны, известные как подъемные тела.Милт был самым первым интервью, которое я дал для книги еще в сентябре 1983 года. Он занимает уникальное место не только как летчик-испытатель, но и как технический советник в фильме Чарльза Бронсона 1961 года «X-15». ” Я смог использовать роль Милта, чтобы взять на себя всю идею того, как СМИ могут продвигать, а также искажать такой проект, как X-15 - иногда создавая пропаганду, которой никогда не достичь в реальности.

Оглядываясь назад, можно сказать, что участники программы X-15 считали этот день лучшими в своей карьере.Все они ожидали перейти к более продвинутым исследованиям космических полетов - программам, которые действительно сделали бы доступ к околоземной орбите обычным делом и обеспечили бы безопасное предложение, первоначально обещанное космическим шаттлом. К сожалению, этого не произошло.

Если в нашей текущей космической программе произойдут кардинальные изменения, которые вернут нас к тому, как все работало во время программы X-15, через несколько коротких лет у нас могли бы появиться люди, идущие по пыльной поверхности Марса, а не по поверхности Марса. теперь предвидятся десятилетия.Старая поговорка о том, что незнание прошлого обрекает нас на его повторение, не всегда верна. Иногда прошлое теряется, и мы больше не понимаем, как двигаться вперед. Мы надеемся, что история X-15 покажет людям, на что они способны, если учесть подходящие обстоятельства.

Понимание нашего прошлого с самого начала космической эры, со всем, что было достигнуто с помощью ракетоплана X-15, может быть лучшим толчком для будущего освоения космоса и продвижения человечества к звезды.

Вы можете узнать больше об исследованиях Эванс программы ракетоплана X-15 в ее книге «Ракетный самолет X-15: первые крылья в космосе».

Выраженные взгляды принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения издателя.

X-15 Walkaround | История | Журнал Air & Space

По-прежнему самый быстрый из когда-либо летающих самолетов, North American X-15 получил свой титул 40 лет назад, когда 3 октября 1967 года майор ВВС Уильям «Пит» Найт разогнал самолет с ракетным двигателем до скорости 4520 миль в час, скорости 6 Махов.72. Он был построен, чтобы выяснить, как конструкции, материалы и поверхности управления самолета будут работать на гиперзвуковых скоростях и на очень больших высотах. В 199 исследовательских полетах Х-15 предоставил эту и многое другое. Программа была признана самой успешной программой летных исследований в истории, и она помогла сделать возможным полет человека в космос.

полетов Х-15 были непродолжительными; каждая длилась около десяти минут. Чтобы ракетоплан мог использовать все свое топливо для ускорения, он был перенесен под крыло NASA B-52 на высоту 45 000 футов, где и был сброшен.Летчик-испытатель НАСА Милт Томпсон вспомнил об этом опыте в своей книге « На краю космоса »: «[Запуск] был неожиданностью, независимо от того, сколько раз я через него проходил. Было такое ощущение, будто Х-15 сорвался с крюков.…

«Пилоту не пришлось тратить много времени после старта. Ему нужно было либо запустить двигатель, либо прервать полет и совершить посадку на стартовом озере. Проблема заключалась в том, что он быстро терял высоту (около 12 000 футов в минуту), ожидая включения двигателя.”

X-15, который висит в Национальном музее воздушного пространства Смитсоновского института, является первым из трех, построенных North American Aviation.Он был запущен 15 октября 1958 года, через 15 дней после того, как его первоначальным спонсором, Национальным консультативным комитетом по аэронавтике, стало НАСА. Половина его 51-футового фюзеляжа отведена под топливные баки для его ракетного двигателя. Х-15 № 56-6670 совершил 81 вылет, в том числе восемь последних по программе. Он достиг скорости 4 104 миль в час (6,06 Маха) и высоты 266 500 футов. (Эрик Лонг / NASM) Inconel X, чрезвычайно прочный никелевый сплав, придает X-15 черный цвет оружейного металла.Инконель был выбран для обшивки самолета, потому что он сохранял свою прочность до 1,200 градусов по Фаренгейту, температуры, которую X-15 обычно испытывает на высоких скоростях. (Эрик Лонг / NASM) Восемь небольших реактивных управляющих ракет, расположенных в носовой части самолета, использовались для управления положением X-15, когда аэродинамические управляющие поверхности становились неэффективными в разреженном воздухе на больших высотах.Двигатели в носовой части управляли тангажом и рысканием. Две ракеты с тягой 40 фунтов были расположены на концах каждого крыла для управления креном. (Эрик Лонг / NASM) Ракеты, летящие по носу X-15, производили 113 фунтов тяги, достаточной мощности, чтобы изменить положение самолета, но не его курс.Команда «нос вправо» от пилота, выполненная перемещением ручного контроллера в кабине вправо, вызвала срабатывание двух двигателей на левой стороне носа. (Эрик Лонг / NASM) Ракетный двигатель XLR99 с тягой 60 000 фунтов был первым большим ракетным двигателем, достаточно надежным для работы пилотируемого корабля.Его топливом был безводный аммиак, криогенная жидкость с температурой кипения -33 градуса по Фаренгейту. Прежде чем холодный аммиак был смешан с жидким кислородом для сгорания, он циркулировал по трубам малого диаметра в стенке выхлопного сопла для охлаждения конструкции, которая подвергалась воздействию температур до 5000 градусов по Фаренгейту. (Эрик Лонг / NASM) После того, как первые полеты показали, что лобовое стекло X-15 подвергалось более высоким температурам, чем ожидалось (1000 градусов по Фаренгейту вместо 750), внешнее стекло было заменено на более прочное алюмосиликатное стекло.Лобовое стекло имело двойные внутренние стекла из менее термостойкого закаленного натриево-кальциевого стекла. Дважды во время миссий разбивалась внешняя панель; один раз, когда натриево-известковое стекло было ошибочно установлено в качестве внешнего стекла, и один раз, когда фиксирующая рамка изогнулась и образовала горячую точку. (Эрик Лонг / NASM) Созданный Northrop Aircraft Corporation, сферический нос X-15 представлял собой устройство определения положения, сфера из инконеля с небольшими отверстиями, которая могла измерять угол атаки и бокового скольжения самолета.Оба измерения фиксируют положение самолета - вверх, вниз и из стороны в сторону соответственно - относительно потока воздуха. Традиционные датчики лопаточного типа не могли выдержать температуры во время высокоскоростных полетов. (Эрик Лонг / NASM)

Джо Уокер достиг высоты 354 200 футов, высота не превышалась до 2004 года, когда Брайан Бинни достиг высоты 367 442 футов в космическом корабле SpaceShipOne .Пилоты стремятся к определенной высоте, но редко могут точно предсказать, на какой высоте они окажутся. X-15 набирал высоту 4000 футов в секунду, поэтому, если пилот хотя бы на одну секунду опоздал (или раньше) выключил двигатель, он промахнулся бы на 4000 футов.

Энергетическая часть полета X-15 длилась приблизительно 85 секунд. Каждая миссия завершалась приземлением без двигателя после крутого спуска. Пилоты летали на малоподъемной планере, что помогло разработать методы управления энергопотреблением, которые пилоты космических челноков будут использовать много лет спустя.Только один пилот Х-15 не вернулся на посадку. Майор ВВС Майкл Адамс был убит в 1967 году, когда самолет развалился в результате гиперзвукового штопора вскоре после входа в атмосферу. Программа закончилась в следующем году.

Понравилась статья?
ПОДПИШИТЕСЬ на нашу рассылку новостей

.