Александр Железняков - Секреты американской космонавтики
Глава 25
Ракетный самолет Х-15
Параллельно с проектом «Меркурий» в США велись и другие, не менее интересные работы. О ракетном самолете Х-15 в советских газетах в 1960-е годы писали немного. Хотя, надо отметить, он не являлся для нас чем-то абсолютно неизвестным, как например, аналогичные отечественные разработки – ракетоплан Челомея или авиационно-космическая система «Спираль».
Причин, почему писали мало, несколько.
Во-первых, Советскому Союзу нечего было противопоставить американцам в этом классе разработок. Из того, конечно, что можно было бы продемонстрировать всему миру.
Во-вторых, в те годы больше внимания уделяли чисто космическим проектам, чем проектам авиационно-космическим.
В-третьих, сами американцы, достигнув поразительных результатов при полетах самолетов Х-15, остановились, по сути дела, на полпути, не до конца воспользовавшись полученными результатами и не развив достигнутый успех.
Но, так или иначе, сейчас, когда мы стараемся заполнить белые пятна мировой космонавтики, есть смысл ознакомить читателя и результатами этого проекта. Тем более, что они того заслуживают.
Программа создания ракетного самолета Х-15 стала логическим продолжением других программ серии «X»: Х-1, Х-2, Х-3 и так далее. Идея о строительстве летательного аппарата, способного превысить скорость звука в пять и более раз, появилась в 1951 году в недрах правительственного Национального консультативного совета по аэронавтике. Однако руководство этого учреждения, 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 совета по собственной инициативе проводили исследования возможности создания летательных аппаратов подобного типа.
Новый импульс программа получила в 1953 году, когда этой же проблемой озадачились в ВВС и ВМС США. Там начались серьезные проработки вопроса о возможности создания самолета, который бы в наибольшей степени отвечал быстро растущим потребностям Вооруженных Сил. Естественно, и авиация, и флот рассматривали самолет, который предстояло создать в рамках программы Х-15, 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 дальше не продвинутся.
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 Советом по аэронавтике, подписанный 23 декабря 1954 года. Результатом подписания этого документа стало создание трехстороннего рабочего органа, получивший название Комитет Х-15. Ему предстояло координировать все работы по этой программе. На Совет по аэронавтике возлагались функции контроля за реализацией проекта в целом. Военно-воздушные силы брали на себя изготовление самолета и его приемные испытания на заводе-изготовителе. Затем самолет передавался ученым, которые проводили программу исследований с привлечением как своих пилотов, так и пилотов из Воздушных и Военно-морских сил. Как впоследствии указывали участники проекта, Комитет Х-15 имел в большей степени психологическое и политическое, нежели какое-то практическое значение. Правда, это очень помогало в получении бюджетных денег. Когда следовала ссылка на трехсторонний комитет, как правило, деньги тут же выделялись Конгрессом.
Именно с момента подписания меморандума можно говорить о рождении ракетного самолета Х-15. Пусть пока только на бумаге, но это означало уже многое. Среди американских компаний был объявлен конкурс, по итогам которого корпорация «Норт Америкэн» получила подряд на строительство трех экземпляров самолета. Проект, представленный этой компанией, предусматривал строительство самолета длиной 15 метров с крыльями стреловидной формы 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.
Х-15 готовится к полету
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 аппарат будет доставляться с помощью специально переоборудованного для этих целей бомбардировщика В-52, а затем будет происходить разделение самолета-носителя и ракетного самолета. Дальнейший полет должен был происходить с использованием ракетного двигателя. 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.
На Х-15 предполагалось достигнуть скорости около шести скоростей звука (6 Махов) и высоты не менее 76 километров.
Первый Х-15 был построен в середине октября 1958 года и с завода-изготовителя доставлен на авиабазу Эдвардс, штат Калифорния. Перевозка самолета сопровождалась большой помпой и вниманием средств массовой информации. В отличие от той секретности, в которой создавался и испытывался в 1947 году самолет Х-1, программа Х-15 была настоящим дорогостоящим театральным представлением. Программа привлекла большое общественное внимание, особенно после того как Советский Союз выиграл гонку за первый спутник, а гонка за первый полет человека в космос еще только начиналась.
Второй экземпляр самолета Х-15 был готов к апрелю 1959 года, а третий – к июню 1961 года.
Первый испытательный полет состоялся 8 июня 1959 года. Самолет, который пилотировал Скотт Кроссфилд, был отсоединен от самолета-носителя В-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 удержать машину и благополучно приземлиться.
Инженеры корпорации «Норт Америкэн» достаточно быстро изменили систему управления самолета, что сделало полеты более безопасными. Следующий полет состоялся 17 сентября 1959 года, и впервые было произведено включение собственного двигателя аппарата. Правда, штатный двигатель XLR-99 к тому времени еще не был готов, и полет совершался с двигателем XLR-11, который использовался на самолетах Х-1. Однако даже это позволило достигнуть скорости свыше 2000 километров в час. Именно с этого момента начинаются интенсивные испытательные полеты самолета Х-15.
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 ставились перед проектом. Была достигнута скорость в 6 Махов, максимальная высота полета составила 75 километров 190 метров. Также 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, но так как они интересны в основном специалистам, я не буду в дальнейшем подробно на них останавливаться, а постараюсь касаться только тех проблем, которые понятны всем.
Однако технические проблемы периодически портили настроение изготовителям и испытателям. К счастью, чаще всего это обходилось без серьезных последствий и не приводило к задержке программы испытаний.
Так 5 ноября 1959 года пожар в двигателе заставляет Скотта Кроусфилда совершить вынужденную посадку на дно высохшего соляного озера. При этом было повреждено хвостовое оперение и самолет на три месяца вышел из строя.
Подобные неисправности происходили в будущем, но, используя реальный опыт Кроусфилда, другие пилоты отработали данную нештатную ситуацию на тренажере и были готовы ей противостоять.
Приблизительно в это же время на заводе «Норт Америкэн», где собирался третий экземпляр, при наземных огневых испытаниях двигателя произошел взрыв. Пришлось двигатель восстанавливать.
