North American X-15

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
X-15
X-15 in flight.jpg
Полёт X-15
Тип экспериментальный самолёт
Производитель см. производители
Первый полёт 8 июня 1959 года
Начало эксплуатации 17 сентября 1959 года
Конец эксплуатации декабрь 1970 года
Статус не эксплуатируется
Эксплуатанты ВВС США
НАСА
Единиц произведено 3
Commons-logo.svg Изображения на Викискладе

X-15 (рус. «Икс-15») — экспериментальный самолёт-ракетоплан США. Первый пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший суборбитальные пилотируемые космические полёты. Первый многоразовый космический корабль. Основная задача проекта X-15 — изучение возможности создания пилотируемого суборбитального гиперзвукового бомбардировщика[1] X-20 Dyna Soar. Для изучения полета на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологии при управлении в верхних слоях атмосферы.
Общая концепция проекта утверждена в 1954 году. Заказчик Военно-воздушные силы США совместно с Национальным консультативным комитетом по воздухоплаванию[2]. В конкурсе приняли участие четыре промышленные компании:

последняя стала победителем. Несмотря на внешний вид, X-15 официально именовали не самолётом, а «пилотируемым исследовательским аппаратом» (англ. manned research vehicle)[2].

История[править | править код]

Краткая сравнительная характеристика X-15 и немецкой ракеты V-2[3]
Соединённые Штаты Америки X-15 Третий рейх V-2
Длина 15,24 м 14,3 м
Взлётная масса 14866 кг 12852 кг
Топливо Аммиак Этиловый спирт
Окислитель Жидкий кислород
Тяга 22680 кг 26990 кг
Максимальная скорость 7300 км/ч
Практический потолок >100 км 187 км
Полезная нагрузка 900 кг

Прогнозы развития сил ракетно-ядерного вооружения СССР и его союзников, их противовоздушной обороны поставили военно-политическое руководство США перед проблемой нанесения ядерного удара по стратегическим объектам в соцстранах. Была поставлена задача разработки межконтинентальных средств воздушного нападения, способных преодолеть систему противовоздушной обороны будущего. Для чего предполагалось создание беспилотных (ракетных) вооружений (межконтинентальных баллистических и крылатых ракет) и пилотируемых гиперзвуковых летательных аппаратов, способных прицельно применить ядерное оружие с высот, недосягаемых для перспективных средств ПВО СССР. Лётные испытания X-15 задумывались как этап пилотируемого проекта[4]. Запуск 4 октября 1957 г. Советским Союзом первого искусственного спутника Земли подтвердил важность задачи и привёл к дополнительной задаче: противоспутниковое оружие. Как отмечает историк американской авиации и космонавтики Мишель Эванс, X-15 задумывался для противостояния возникшей «красной угрозе», — как американский ответ на советский военно-космический вызов[5].

В основе проекта предложение немецкого генерал-майора Дорнбергера, который целенаправленно сдался войскам США вместе со знаменитым штурмбаннфюрером СС (майором) фон Брауном, его подчинённым. В США перевезена и различная проектная документация в Исследовательскую лабораторию аэронавтики[en] НАСА в Лэнгли, штат Виргиния, где ими занимались инженеры НАСА Джон Беккер и Хартли Суле. Впоследствии, Беккер напишет в своих воспоминаниях о работе над проектом:[6]

До того как нам на глаза попали бумаги Зенгера и Бредт, мы думали, что гиперзвуковой полёт под силу только [беспилотным] ракетам. Идея пилотируемого ракетного полёта на гиперзвуковых скоростях, на сверхдальние расстояния была для нас нова и увлекательна. Чрезвычайно детальный анализ многих аспектов данного замысла [проделанный этими двумя немецкими учёными] придал реальную основу данной идее. Эти работы обеспечили тот фундамент, на котором возник аванпроект «Икс-15».

По массе и размерам и некоторым лётно-техническим характеристикам самолёт подобен немецкой баллистической ракете периода войны — «V-2». Даже тяга обоих летательных аппаратов оказалась близкой, хотя двигатели разные[7].

Ключевые персоналии[править | править код]

Схема самолёта.

За ход работ по проекту от компании North American Aviation отвечали следующие лица:

  • Главный инженер — Чарльз Фелтц;[8]
  • Помощники главного инженера — Раун Робинсон и Бад Беннер;[9]
  • Начальник лётных испытаний — Кью Си Харви;[10]
  • Инженер по лётным испытаниям — Сэм Рихтер;[9]
  • Главврач проекта — Тобиас Фридман;[11]
  • Глава группы лётно-подъёмного состава — Дюк Литтлтон;[12]
  • Лётчик исполнителя работ — Элвин Уайт[en] (North American Aviation);[13]

Задействованные структуры[править | править код]

Всего, в разработке и производстве ракетопланов X-15 было задействовано свыше трёхсот компаний[9], за разработку и производство наиболее важных узлов и агрегатов отвечали следующие структуры:

Алгоритм полёта[править | править код]

В наиболее обобщённом плане, алгоритм полёта был таков: старт (отцепка) с самолёта-носителя, набор скорости и высоты, отключение двигателя, полёт по инерции с выходом за пределы плотной земной атмосферы, подъём до максимальной точки возвышения (практического потолка), баллистический спуск, вхождение в плотную атмосферу с выходом из пикирования, планирование, снижение, посадка[20].

Самолёт стартовал по технологии воздушного старта из-под крыла стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом, на внешней подвеске), 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.

Лётно-технические характеристики[править | править код]

Images.png Внешние изображения
Изображения
Image-silk.png Устройство самолёта
  • Высота полёта — до 107 км,
  • Скорость — до 6,72 М

Полёты[править | править код]

Первые полёты начались в 1959 г.[13] Управление полётами осуществлялось из специально оборудованного центра на территории авиабазы «Эдвардс».[3] В наземном обслуживании и подготовке аппаратов к полётам участвовало около ста человек лётно-подъёмного состава[21].

Предполётные мероприятия[править | править код]

Обратный отсчёт начинался за двадцать часов до взлёта самолёта-носителя с наземного аэродрома, тогда же начинались работы по стыковке реактивного летательного аппарата к крылу самолёта-носителя, заправка осуществлялась за пять часов до взлёта[21]. Личный отсчёт пилота начинался за час перед вылетом. Для удобства последнего был предусмотрен персональный трейлер с различными удобствами и системой вентиляции, привозивший пилота прямо к самолёту перед вылетом и увозивший обратно по прилёту[22]. Перед вылетом пилот надевал ВКС стоимостью $18 тыс., под который медицинским персоналом монтировались различные приборы и датчики биометрических данных (пульса, температуры тела, давления кровеносных сосудов, частоты дыхания и т. д.). Затем следовала проверка и подгонка нательного снаряжения и аппаратуры, после чего пилот поднимался в кабину. За время от взлёта самолёта-носителя до отделения реактивного летательного аппарата от крыла пилот выполнял свыше пятидесяти контрольных мероприятий, имевших целью обеспечить строжайшее соблюдение техники безопасности, в частности, проверку нормальной работы системы радиосвязи и других систем жизнеобеспечения и обеспечения полёта. После минутного предупреждения от пилота самолёта-носителя пилот рапортовал о своей готовности к старту (данная информация была предназначена прежде всего руководителю полётами на земле). После отстыковки пилот приступал к выполнению текущей лётной программы[23].

Рекордные полёты[править | править код]

Рекордным полётом, совершённым по программе Х-15, стал полёт пилота Джозефа Уокера 22 августа 1963 года.

Данные по этому полёту:

  • Полная масса заправленного самолёта: 15195 кг
  • Масса 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 для самолёта, 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 большинства полётов 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.

Полёты на высоту свыше 50 миль[править | править код]

В таблице представлены полеты на самолёте X-15 на высоту более 50 миль (ок. 80,5 км)[24].

Дата полёта Пилот Номер полёта Номер самолёта Номер полёта самолёта Максимальная скорость (км/ч) Высота (м)
17.07.1962 Роберт Уайт (Robert Michael White) 62 3 7 6 167 95 936
17.01.1963 Джозеф Уокер (Joseph A. Walker) 77 3 14 5 918 82 814
27.06.1963 Роберт Рэшуорт (Robert A. Rushworth) 87 3 20 5 512 86 868
19.07.1963 Джозеф Уокер (Joseph A. Walker) 90 3 21 5 971 106 009
22.08.1963 Джозеф Уокер (Joseph A. Walker) 91 3 22 6 106 107 960
29.06.1965 Джо Энгл (Joseph H. Engle) 138 3 44 5 523 85 527
10.08.1965 Джо Энгл (Joseph H. Engle) 145(143) 3 46 5 713 82 601
28.09.1965 Джон Маккей (John B. McKay) 150 3 49 6 006 90 099
14.10.1965 Джо Энгл (Joseph H. Engle) 153 1 61 5 720 81 229
01.11.1966 Уильям Дейна (William H. Dana) 174 3 56 6 035 93 543
17.10.1967 Уильям Найт (William J. Knight) 190 3 64 6 206 85 496
15.11.1967 Майкл Адамс (Michael J. Adams) 191 3 65 5 745 81 077
21.08.1968 Уильям Дейна (William H. Dana) 197 1 79 5 541 81 534

В США все эти полёты признаны суборбитальными пилотируемыми космическими полётами, а их участники — астронавтами. В мире по правилам ФАИ признаны только два, в которых была превышена граница космоса в 100 км.

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[25].

Предпоследний указанный в таблице полёт (за номером 191) закончился трагически. Пилот Майкл Адамс[26], 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»[27].

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.

Дальнейшее развитие задела[править | править код]

Помимо упомянутого выше X-20, шли работы над проектом «Меркурий», рассматривались перспективы осуществления проекта X-15B — увеличенной в размерах модифицированной модели X-15 с двухместной кабиной (для пилота и наблюдателя), выводимая на орбиту ракетой-носителем «Сатурн», которая должна была развивать орбитальную скорость около 28970 км/ч (18000 миль/ч) на высоте около 3220 км (2000 миль).[23]

См. также[править | править код]

Примечания[править | править код]

  1. Hull, Seabrook. Aerophysics  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., December, 1956. — Vol.1 — No.3 — P.73.
  2. 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 79.
  3. 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 77.
  4. Karr, Erica M. ‘Father’ of Dyna-Soar Awaits AF Decision.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., May 25, 1959. — Vol.5 — No.18 — P.29.
  5. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 402.
  6. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 9.
  7. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 79-80.
  8. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 13.
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Karr, Erica M. Scouting the Fringe of Space: 5 manned research vehicle rehearses for first flight.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., June 1, 1959. — Vol.5 — No.22 — P.31-36.
  10. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 21.
  11. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 85.
  12. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 61.
  13. 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 264.
  14. Solid Fuels are simple—but!  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., October 19, 1959. — Vol.5 — No.43 — P.25.
  15. Coughlin, William J. NASA Aims to Push X-15 Past Mach 3.  (англ.) // Missiles and Rockets : The Missile/Space Weekly. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., April 4, 1960. — Vol.6 — No.14 — P.14.
  16. Getting, Hal. APU’s— the Muscles for Missiles.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., August 17, 1959. — Vol.5 — No.34 — P.32.
  17. Bowmar Leads Precision Gear Field.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., August 24, 1959. — Vol.5 — No.35 — P.21.
  18. Westerholm, Roland J. More about the missile week.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., May 25, 1959. — Vol.5 — No.21 — P.46.
  19. Westerholm, Roland J. Ceramic Coatings Beat Heat.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., November 23, 1959. — Vol.5 — No.48 — P.43.
  20. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 78.
  21. 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 266.
  22. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 266-268.
  23. 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 268.
  24. «Новости космонавтики» Т.15 № 10 (273) 2005
  25. Armstrong, Neil Alden
  26. Общий список астронавтов США
  27. Мемориал астронавтов на мысе Канаверал

Литература[править | править код]

Ссылки[править | править код]