|
|
| Что нового на страницах энциклопедии и в
Internet. Архив новостей. ПРОГРАММА Х- 15. |
|
ПОЛЕТ В СТРАТОСФЕРУ И ВЫШЕ ( АМЕРИКАНСКИЙ РАКЕТНЫЙ САМОЛЕТ Х-15 ) Об американском ракетном самолете Х-15 в советских газетах в 60-е годы писали немного, хотя, надо отметить, он не являлся для нас чем-то абсолютно неизвестным, как например, отечественные разработки - ракетоплан Челомея и ракетный самолет ⌠Спираль■. Причин, почему писали мало, несколько. Во- первых, Советскому Союзу нечего было противопоставить американцам в аналогичном классе разработок. Во-вторых, в те годы большее внимание уделялось 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 советской истории, есть смысл ознакомить читателя и с наиболее интересными результатами другой стороны, тем более что эти результаты того заслуживают. Вся американская программа исследований, получившая обозначение ⌠Х■, явилась следствием одного любопытного документа, который, в прямом смысле, был обнаружен на развалинах третьего рейха. Я имею ввиду проект ⌠Дальнего бомбардировщика с ракетным двигателем■ Эйгена ЗЕНГЕРА (более подробно об этом проекте: Александр Железняков. ⌠Буря■ и ⌠Буран■, или Почему не произошли погодные катаклизмы. ⌠Невероятный мир■, 1998, ╧ 1). Сверхзвуковые скорости, огромная дальность, возможность поражать цели противника несмотря на систему противовоздушной обороны - все это вдохновило американских военных, которые задумали и финансировали программу создания ракетных самолетов. Еще одним фактором, который способствовал воплощению в жизнь идей Зенгера, было и то, что после окончания Второй мировой войны над проблемами создания ракет в США работала большая группа немецких ракетчиков, включая и руководителей немецкой ракетной программы Вернера фон БРАУНА и Вальтера ДОРНБЕНГЕРА. Именно Дорнбергер, используя свое положение, как в Германии, так и в США, склонил американских военных на реализацию этой программы. И последнее, в чем очень повезло американцам. Работами по созданию ракетных самолетов руководил Хью ДРАЙДЕН, ученый, инженер, истинный энтузиаст своего дела. Предвидя будущее, умея убеждать и пользуясь своими связями в военных кругах и в американском конгрессе, Драйден добился начала работ над ракетными самолетами и возглавлял эти исследования до самой своей смерти в 1965 году. Первый самолет этой серии Х-1 начал строиться в 1946 году. Он был предназначен, кроме чисто научных целей, для преодоления звукового барьера. Эта задача была выполнена достаточно быстро. Уже 14 октября 1947 года Х-1, который пилотировал Чарлз ИГЕР, впервые в мире развил скорость больше скорости звука. Во время реализации программы удалось достигнуть скорости в три раза превосходившую скорость звука. Однако это был в те годы предел. Далее появились самолеты Х-2, Х-3, Х-4 и Х-5, на которых проводились экспериментальные полеты с целью определения аэродинамических характеристик летательных аппаратов, исследования тепловых процессов на поверхности самолета, испытывалась аппаратура бортовых систем. Но все эти аппараты были тем необходимым, но все же промежуточным, звеном для создания машины, которая хоть немного была бы похоже на самолет Зенгера. 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 Национального управление по аэродинамике (НАКА), предшественницы НАСА, которая была официально создана 1 октября 1958 года. Чтобы избежать путаницы, в дальнейшем я буду придерживаться только одного называния - НАСА. Руководство НАСА, 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 НАСА, по собственной инициативе, проводили исследования возможности создания летательных аппаратов подобного типа. Новый импульс программа получила в 1953 году, когда этой же проблемой озадачились в Военно-воздушных силах и в Военно-морских силах США. Там начались серьезные проработки создания самолета, который в наибольшей степени походил бы на самолет Зенгера. 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 НАСА, 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 НАСА возлагались функции контроля за реализацией проекта в целом. ВВС брали на себя изготовление самолета и его приемные испытания на заводе-изготовителе. Затем самолет передавался НАСА, 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. Пусть пока только на бумаге, но это означало уже многое. Среди американских компаний был объявлен конкурс, по итогам которого корпорация Нортен Америкэн получила подряд на строительство трех самолетов Х-15. Проект, представленный Нортен 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 Б-52, а затем будет происходить разделение самолета-носителя и ракетного самолета, и дальнейший полет будет 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. С использованием самолета Х-15 предполагалось достигнуть скорость полета около шести скоростей звука (6 Махов) и высоты 76000 метров. 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. В отличии 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 не началась. 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 КРОСФИЛД, был отсоединен 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 контролировать машины и совершить благополучную посадку. Инженеры корпорации Нортен 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 двигателя XLR-11, который использовался на самолетах Х-1. Однако даже использование этого двигателя 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 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, 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 поломки иногда портили настроение изготовителям и испытателям. К счастью все обходилось без серьезных повреждений и без отсрочки программы испытаний. Так 5 ноября 1959 года пожар в двигателе заставляет Скотта КРОСФИЛДА совершить вынужденную посадку на дно высохшего солянного озера. При этом было повреждено хвостовое оперение и самолет на три месяца вышел из строя. Подобные неисправности происходили в будущем, но, используя реальный опыт Скотта КРОСФИЛДА, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на тренажере. Приблизительно в это же время на заводе Нортен Америкэн, где собирался третий экземпляр, при наземных огневых испытаниях двигателя произошел взрыв. Пришлось двигатель восстанавливать. 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. Так или иначе экспериментаторы медленно, но верно двигались вперед. Итак, уже первый этап испытаний позволил выполнить, в основном, все задачи, которые ставились изначально. Но потенциал самолета позволял сделать еще очень многое. Корпорация Нортен Америкэн получила заказ на доработку некоторых бортовых систем самолета для решения новых задач, а Комитет Х-15 начал разрабатывать новую программу испытаний. Следующий этап, который расчитывался на период с 1963 по 1967 года, 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. Давайте немного отвлечемся от чисто технических подробностей и поговорим о пилотах, которые пилотировали Х-15. За 9 лет испытаний их было всего 12. Один из них (Скотт КРОСФИЛД) представлял корпорацию Нортен Америкэн, один (Форрест ПЕТЕРСЕН) - Военно-морские силы США, пятеро (Роберт УАЙТ, Роберт РУШВОРТ, Джо ЭНГЛ, Уильям НАЙТ, Майкл АДАМС) - Военно-воздушные силы США, а оставшиеся пятеро (Джозеф УОЛКЕР, Джон МакКУЭЙ, Нейл АРМСТРОНГ, Милтон ТОМПСОН, Ульям ДАНА) - НАСА. Благодаря полетам на Х-15 они стали довольно известными людьми и участие в программе открыло перед всеми ними блестящие перспективы. Нейл АРМСТРОНГ в 1962 году был зачислен в отряд космонавтов НАСА и стал первым человеком ступившим на лунную поверхность. Стал космонавтом и Джо ЭНГЛ, совершивший два полета на Шаттле. Через отряд космонавтов прошли и некоторые другие участники полетов на Х-15. По различным пилотируемым программам проходили подготовку Майкл АДАМС, Уильям НАЙТ, Милтон ТОМПСОН, Джон МакКУЭЙ. И пусть они не совершили космические полеты, но стали широко известны в США и вообще на Западе. В США космонавты становились известны общественности уже тогда, когда только приступали к тренировкам. Да и вообще пилоты Х-15 не были обделены вниманием. Но это лицевая сторона человеческого фактора. Есть и оборотная сторона. Участие в программе, приобретенная известность не могли оградить пилотов от болезней и возможных трагических случайностей, от которых не застрахован любой человек, а тем более испытатель новой техники. 8 июня 1966 года погиб в авиакатастрофе Дзозеф УОЛКЕР, совершивший самый высотный полет по программе Х-15. 15 ноября 1967 года в катастрофе третьего экземпляра самолета Х-15 погиб Майкл АДАМС. Получил серьезные травмы во время одной из аварий Х-15 и 27 апреля 1975 года в возрасте 53 лет умер Джон МакКУЭЙ. Но эти люди заслужили того, чтобы о них помнили. Как помнят о всех первопроходцах, шагнувших в неизвестное. Но возвратимся ко второму этапу летных испытаний. Итак, скорость и высота. Те технические новинки, которые были применены в несколько модифицированных самолетах Х-15, позволили существенно увеличить скорость полета. Что это были за новинки. Во-первых система управления самолета, точнее его стабилизации на таких скоростях. Во-вторых, применение теплозащитных материалов, которые снижали температуру поверхности самолета на больших скоростях. В-третьих, новые костюмы для пилотов, которые позволяли переносить с меньшим вредом для здоровья возникающие перегрузки. Все это позволило сделать обычными для Х-15 полеты со скоростями свыше 5000 километров в час, а потом и поднимать все выше и выше планку рекорда скорости: 3 октября 1967 года эта планка достигла рубежа в 7273 километра в час. Хочу отметить, что до настоящего времени при полетах на самолетах этот рубеж не превзойден. Иногда пишут, что этот рекорд продержался до 1981 года, когда первый Шаттл совершал посадку и двигался в атмосфере с еще большей скоростью. Но мне кажется, что это все- таки разные вещи. Шаттл двигался в атмосфере, возвращаясь из космического полета, а Х-15 набирал высоту. Но не это главное. Все-таки результаты программы Х-15 впечатляют. Теперь о высоте. Те же технические новшества, позволили на втором этапе испытаний сделать высотные полеты чем-то обыденным. Форсированный ракетный двигатель XLR- 99, проработавший 141 секунду, позволил 22 августа 1963 года достигнуть высоты 107900 метров. Так высоко ни до, ни после самолеты не забирались. Есть еще один аспект программы Х-15, о котором хотелось бы поговорить. Как я уже упоминал, одной из задач программы было достижение высоты приблизительно 76000 метров. Эта высота была достигнута 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 тринадцать. Во время них самолеты достигали высоты более 80000 метров. Почему я останавливаюсь на этом. Дело в том, что когда Х- 15 все выше и выше поднимал планку рекорда высоты, особенно в американской печати шли бурные дебаты на тему считать или не считать такие полеты космическими. Высота более 80 километров - это действительно уже даже не верхние слои атмосферы, а космическое пространство. С другой стороны, время, проведенное пилотами в космосе исчислялось буквально десятками секунд. Почему вообще возникла эта проблема ? Дело в том, что 17 июля 1962 года, когда впервые Х-15 забрался на высоту более 80 километров (если быть совсем точным, на высоту 95940 метров), число орбитальных пилотируемых космических полетов исчислялось единицами (два в Советском Союзе и два в США, да еще два суборбитальных полета в США). И вполне естественно, что США за счет полетов на Х-15 пытались сделать существенный отрыв от СССР по числу космонавтов. В США конец спорам поставили ВВС США, которые приравняли пилотов Х-15 к космонавтам. Однако вне США никто такие полеты не признал космическими. Потом об этом как-то забыли. Десятки, а теперь и сотни людей, побывали в космосе и сейчас уже не так важно включать ли пилотов Х-15 в их число или не включать. Важно другое. Эти люди сделали действительно очень важное дело. Они одними из первых увидели поверхность Земли из заоблачной высоты. И не важно будут ли они летчиками или космонавтами. Они пилоты Х-15 и этого, на мой взгляд, уже достаточно. Второй этап программы Х-15 закончился трагически и, наверное, именно эта трагедия поставила крест на программе в целом. Как я уже упоминал, 15 ноября 1967 года в катастрофе третьего экземпляра Х-15 погиб Майкл АДАМС. Почему произошла 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 самолет уже терпел бедствие, пилот по-прежнему получал на приборах информацию нормальную информацию. Осознавал ли пилот, что не все в порядке, предпринимал ли он усилия по спасению самолета, пытался ли катапультироваться - все это неизвестно. Самолет разбился, пилот погиб и тем самым поставил программу Х-15 перед угрозой закрытия. К тому времени уже не было в живых Хью ДРАЙДЕНА, пробивная сила которого, наверное, могла бы спасти программу от закрытия. Газеты, которые после подробного освещения первых полетов, на долгие годы практически забыли программу Х-15 и только изредка фиксировали новые рекорды скорости и высоты. Теперь же они единодушно ополчились на руководителей программы за безмерный риск, которому они подвергали пилотов, и требовали немедленного закрытия программы. Так или иначе в 1968 году решалась судьба программы. В 1968 году начинается и тут же заканчивается третий этап испытаний Х-15. Было совершено еще восемь испытательных полетов, но результаты предыдущих испытаний превзойти не удалось. Да и цели такой не ставилось. Руководители программы старались не рисковать, все еще надеясь на благоприятный для себя исход. Однако надежды не оправдались. Финансирования на 1969 год не было выделено и программа оказалась закрытой. Всего состоялось 199 полетов, каждый из которых заслуживает отдельного описания. Чтобы этого не делать, в приложении к настоящей статье представлена сводная таблица всех полетов по программе Х-15 с указанием основных параметров полета (высота и скорость) и имен пилотов. Она интересна тем, что в российской (советской) печати информация о всех испытательных полетах по программе Х-15 публикуется впервые. Так закончилась одна из самых ярких страниц аэрокосмических исследований ХХ века. Несколько слов об итогах программы Х-15. Как я уже говорил, программа достигла поразительных результатов. Те данные, которые были получены, были использованы и для создания новых самолетов и для многих космических программ. Остановлюсь только на некоторых результатах. Как я уже упоминал, во время полетов испытывались новые материалы, которые снижали нагрев поверхности самолета. Эти материалы, впоследствии доработанные, были применены при создании кораблей системы Спейс Шаттл и используются до сих пор. На втором этапе исследований планировалось запустить с борта Х-15 искусственный спутник Земли. Катастрофа помешала реализации этого плана, но сама идея, в конце концов, была воплощена в жизнь. В 90-е годы в США была создана ракета-носитель Пегасус, которая стартует с борта тяжелого самолета. Во- первых, подобная система вывода небольшого спутника на низкую орбиту гораздо дешевле, чем одноразовый носитель или система Спейс Щаттл. Во-вторых, позволяет осуществлять пуск из любой точки земной поверхности. Аналогичная система разрабатывается в России, но если американский Пегасус уже летает, то российская ракета еще только на стадии опытных образцов и когда начнутся или начнутся вообще летные испытания неизвестно. Еще одним результатом программы Х-15 была программа Военно-воздушных сил США по созданию космического самолета - программа Х-20. Это был чисто военный проект, в противовес советской ⌠Спирали■, и столкнувшись со значительными трудностями он был очень скоро закрыт, но тем не менее это был тоже шаг в освоении космоса. Те результаты, которые были получены при исследованиях в области аэродинамики и термодинамики, американские самолетостроительные фирмы широко использовали для создания новых истребителей и бомбардировщиков, которые сейчас летают со скоростями, значительно превосходящими скорость звука. Иначе говоря, программа Х-15 привнесла много нового и была значительным шагом вперед. Однако, на мой взгляд, тот потенциал, который имела программа, не до конца был реализован. На это есть много причин и необязательно много о них говорить. Достаточно того, что программа Х-15 была и дала очень много для развития авиационной и космической техники. Почему я так подробно описываю этот проект ? У человека была мечта летать как птица. Он осуществил ее. У человека была мечта летать в космос. И эту мечту он осуществил. Но полеты в космос до настоящего времени остаются уделом единиц. Создание ракетно-космического самолета, способного взлетать как самолет, летать как ракета, а совершать посадку на Землю вновь как самолет, может сделать возможным покорение космоса обыденным явлением для большинства людей. А кому не хочется увидеть Землю из космоса и осознать насколько она мала и как ее нужно беречь. |
