Ракетоплан X-15 в космосе: гиперзвук 1967 года

Сегодня человечество все свое внимание в плане покорения космоса обратило на многоразовые возвращаемые ракеты-носители. А ведь уже были в истории «шаттлы»: и в США, и в СССР. Тогда на них возлагались огромные надежды. Гиперзвук тоже у всех на слуху, но это тоже этап, давно пройденный американцами.


По сути, «шаттлы» являлись самолетами, умеющими добираться до космоса. Однако, путь к их созданию был долгим: сначала нужно подняться на высоту «хотя бы» в 100 км. Чтобы этого добиться, в США экспериментировали с немецкими ФАУ-2, перевезенными в Америку после окончания Второй мировой войны.


Первая же собранная ракета поднялась в небо на высоту 112 км. Ободренные удачей, американцы эксперимент стали повторять, запуская аппараты с растениями, мелкими грызунами, а позже – обезьянами. Опыты продолжались почти 10 лет, но после череды аварий стало ясно: чтобы лучше изучить высоту более 50 км, необходим пилотируемый самолет. Однако, обычной машине такое было не по силам: тогда максимум составлял 35 км. Поэтому NASA инициировало старт проекта, подразумевавшего создание ракетоплана, способного развить скорость в несколько Махов и подняться над Землей не менее, чем на 100 км.

Экспериментальный аппарат Х-15

В 1955 году аэродинамический комитет США (NACA, позже перепрофилировавшийся в NASA) в союзе с военными, тоже заинтересованными в создании подобной техники, объявил конкурс. Его победителем среди 12 участников стала компания North American Aviation Inc.


Ее проект признали более реалистичным, хотя были и другие, амбициозные. Например, Dornberger предлагала разработать летательный аппарат, который разовьет 8800 км/ч и поднимется на высоту в 170 км. Победителю конкурса сделали заказ на изготовление трех машин. К 1958 году они были готовы. Инвестиции в проект составили 163 млн долларов.

О конструкции Х-15

Самолет был нетипичным, хотя бы уже потому, что он стартовал не с ВПП, а из-под крыла своего «носителя» – Б-52, которому после небольших переделок присвоили индекс «А». На Х-15 изначально хотели установить ракетный двигатель XLR-99-RM1, развивавший тягу в 22,7 тс и работавший на сжиженным аммиаке. При этом роль окислителя играл кислород. Однако, когда построенный ракетоплан выкатили из сборочного цеха, силовой агрегат еще готов не был.


Поэтому поставили пару XLR-11, имевших мощность по 6,8 тс каждый. Эти двигатели устанавливали при первых испытаниях, не связанными с достижением максимальных результатов. Также решили еще одну проблему, вызванную перепадом температур фюзеляжа. А они будут находиться в диапазоне от -185 до +650°С. В то время подобное испытание мог выдержать только никель. Из него и делали корпус ракетоплана, применяя клепку, сварку.

Особенности Х-15: управление и облачение пилота

Помимо стандартного штурвала, в кабине присутствовала еще пара ручек с подлокотниками. Такое решение было вызвано воздействием перегрузок, которые не позволили бы удержать «рога» в требуемом положении. Облачение летчика тоже заслуживает внимания: герметичный скафандр, с циркулирующим внутри азотом. Он обеспечивал комфортное для человека давление, которое на высоте падает. Даже голову пилота решено было закрепить, чтобы защитить от перегрузок.


Габаритные и весовые характеристики Х-15:

✅ размах крыла, длина, высота – 6,7, 15,2 и 4,1 м
✅ масса пустого и максимально загруженного – 6, и 15, 4 т

Машиной управлял один пилот. Всего в эксперименте, продлившемся до 1969 года, участвовало 12 летчиков-испытателей.

Полноценные полеты

Тренировки проводились на самолетах F-104, которые по конструкции максимально были похожи на X-15. Особенно в плане посадки. Первый старт, состоявшийся в марте 1959-го, был неудачным – из-за неисправностей электроники эксперимент прекратили. Второй полет, предполагавший свободное планирование после отцепления от В-52А, прошел в штатном режиме.


Машина, набрав скорость 840 км/ч, села на землю. Осенью же этого года Х-15 полетел с включенными реактивными двигателями. Всего на первом этапе испытаний произведено 77 вылетов, в ходе которых достигнута первая цель – скорость в 6548 км/ч.

Высота

Первые попытки тоже были неудачными: лобовое стекло не выдерживало, пускало трещины. Конструкцию ракетоплана пришлось совершенствовать. Стоит заметить: в самолете снаружи и внутри разместили множество датчиков, работающих в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Тело пилота тоже опутали приборами, чтобы понять, как на него будет действовать высота и скорость. Полученные данные впоследствии использовали при создании ракет-носителей.


Наконец, долгожданный вылет был совершен: в декабре 1961-го ракетоплан Х-15 поднялся на высоту 108 км. В 1967 году на другом экземпляре машины, получившей индекс Х-15А-2, удалось разогнаться до скорости 6,72 Маха (7274 км/ч). Это абсолютный рекорд для самолетов, не побитый и сегодня. Однако, Международная авиафедерация FAI его не засчитала, т. к. машина взлетала не самостоятельно с ВПП, а сбрасывалась с В-52А.

Проблемы

Они постоянно сопровождали испытательные полеты. Помимо отказов электроники, треснутых стекол, возникали неисправности в двигателе, рулевом управлении. Например, в 1967-м пилот У. Найт сумел посадить машину только благодаря своему мастерству – отказало все бортовое оборудование. В том же году этот же летчик еле успел вернуться на ракетоплане, который начал перегреваться.


Испытатель рассказывал: «физически чувствуешь, как машина трясется, обшивка начинает коробиться, а ты понятия не имеешь, что происходит». В 1962-м сломалось шасси, самолет перевернулся, загорелся – летчик чудом остался жив.

Пилоты или астронавты?

Интересный вопрос: американские военные считают, что с высоты 80,5 км начинается космос. Если так, то Х-15 побывал там 13 раз. Однако, NASA уверено, что граница находится на расстоянии 122 км от поверхности Земли. Значит, пилоты Х-15 пределы атмосферы не нарушили. Но есть и третья сторона – упомянутая выше FAI, по мнению которой, космос начинается со 100-километровой высоты. Тогда получается, что во «вселенной» побывал только Дж. Уокер, поднявшийся на 106 и 108 (107906 м) км.


Не исключено, что подобная «мышиная возня» по определению понятия «космос» связана с гонкой между СССР и США. Последние старались нагнать первый по количеству людей, побывавших за пределами Земли. И поэтому 12 пилотам-испытателям было присвоено звание «астронавтов».


Впрочем, мировое сообщество с этим не согласилось. В то время США еще можно было перечить!

Окончание проекта Х-15

Главным «катализатором» закрытия программы стало происшествие в ноябре 1967 года. После начала полета отказала электроника: приборы показывали нормальное состояние ракетоплана, в то время, как он уже был неисправен.


В результате машина разбилась, пилот М. Адамс погиб. СМИ резко отрицательно высказывались насчет проекта: итогом стал отказ в финансировании – программу окончательно свернули через пару лет.

Нужен ли был Х-15

Несмотря на аварии и катастрофы, с помощью ракетоплана удалось собрать много информации о состоянии, свойствах верхних слоев атмосферы. Получены важные дополнения к знаниям по аэро- и термодинамике. Наработки были востребованы при проектировании и постройке Shuttle. В 1990-е опыт, полученный при эксплуатации Х-15, применили для создания носителя Pegasus, который также запускается с борта самолета.