Самые быстрые самолеты в мире. Часть 47 Экспериментальный самолет-ракетоплан North American X-15, США 1959-68

Возможно, читатели простят автору его нотки ностальгии, поскольку обширная статья про X-15 была им написана для журнала «Křídla vlasti» (Крылья родины) еще в 1964 году, т.е. уже очень давно. Затем друг автора Павел Тыц (Pavel Týc) обогатил знания читателей о Х-15 своей монографией в выпуске «L+K» 24/69 и еще больше своим ответом читателю в выпуске «L+K» 3/89. Поэтому тема рекордного самолета X-15 была описана очень подробно. Тем не менее, в данном цикле статей все же необходимо будет кратко вернуться к нему. Тем более, что даже по правилам ФАИ X-15 все еще попадает в категорию самолетов типа «С» и на сегодняшний день фактически является (пока) самым быстрым в истории авиации. Однако его скоростные характеристики не были признаны в качестве абсолютного рекорда скорости.

Во второй половине 1940-х годов в США под сильным влиянием захваченных в Германии материалов и опыта работающих в США немецких ученых пришли к идее о возможности гиперзвукового полета на сверхбольших высотах. На пороге 1950-х годов эта идея приобрела конкретные формы, и речь уже шла о скоростях порядка 7000 км/ч и практическом потолке 75000 метров. В конечном итоге ВВС США, ВМС США и центр авиационных исследований НАСА объединились и 30 декабря 1954 года уточнили технические условия на изготовление самолета, обозначенного как Air Force Project 1226 или Х-15; данные технические условия были выданы двадцати компаниям авиационной промышленности и четырем компаниям автомобильной промышленности. К 9 мая 1955 года – дате закрытия конкурса проектов – только четыре авиастроительные компании (Bell, Douglas, Republic и North American) смогли представить свои аванпроекты. Победителем был признан проект ESO 7487 компании North American, которая получила контракт на сумму 56 миллионов долларов, предусматривавший создание трех летающих прототипов и одного планера для проведения статических испытаний. В конструкции проекта ESO 7487 планировалось использование нового сплава Inconel X, разработанного компанией International Nickel Co и способного выдерживать температуру до 650°C. Основные элементы конструкции изготавливались из титана и стали, алюминиевые сплавы использовались только для второстепенных внутренних элементов конструкции.

Изготовление экспериментального самолета X-15 был заказана компании North American как система поддержки исследований (Research Support System) RS-605A; во внутренней документации компании этот самолет проходил под обозначением NA-240. Харрисон Стормс (Harrison Storms) по прозвищу «Сторми» и сменивший его Чарльз Фельтц (Charles Feltz), с которыми также сотрудничали ведущие компании авиационной отрасли, стали ответственными за разработку X-15. Скотт Кроссфилд (Scott Crossfield), известный по полетам на экспериментальном самолете D-558-2 Skyrocket, стал главным пилотом начального этапа испытаний. Окончательный старт разработке был дан 11 июня 1956 года, и в сентябре началось изготовление машины. Изначально X-15 планировалось запускать с помощью поршневых тяжелых бомбардировщиков B-36, но в итоге более подходящими оказались два реактивных тяжелых бомбардировщиков Boeing B-52 Stratofortress, модифицированных компанией North American в самолетов-носителей NB-52A и NB-52B; узел подвески находился под правой консолью крыла между фюзеляжем и первой группой двигателей.

15 октября 1958 года первый экземпляр с серийным номером 56-6670 был выведен из сборочного цеха, и с 10 марта 1959 года с авиабазы Эдвардс Скотт Кроссфилд начал совершать полеты на X-15 на подвеске самолета-носителя. Первый планирующий полет состоялся 8 июня 1959 года. Поскольку выбранный ракетный двигатель Thiokol XLR99 (внутрифирменное обозначение TD-214) не был вовремя готов, то второй X-15 (56-6671) получил два двигателя XLR11-RM-5 с тягой по 36,06 кН (3680 кгс) каждый. Уже 17 сентября 1959 года – в первом полете с этими двигателями – Кроссфилд достиг скорости 2242 км/ч (М = 2,11), но в третьем полете взорвался двигатель и Кроссфилду пришлось совершить вынужденную посадку, к счастью без каких-либо последствий; следует добавить, что X-15 совершил посадку на носовую стойку со сдвоенными колесами и на две задние лыжи. Первый X-15 под управлением пилота НАСА Джозефа А. Уолкера (Joseph A. Walker) разогнался 12 мая 1960 года до скорости 3397 км/ч (М = 3,19). Пиковым достижением на данном этапе испытаний были 3534 км/ч (М = 3,31); до данной скорости самолет разогнался 4 августа 1960 года.

Работы по доводке давно обещанного двигателя XLR99-RM-2, работавшего на жидком аммиаке и жидком кислороде, были, наконец, завершены летом 1960 года. Данный двигатель мог развивать тягу в диапазоне от 102 кН (10400 кгс) до 267 кН (27220 кгс). Впервые двигатель XLR99-RM-2 был установлен на третьем Х-15 (56-6672), но 8 июня 1960 года этот ЖРД взорвался. Остальные два экспериментальных самолета X-15 начали «охоту» за рекордами. Капитан ВВС США Роберт М. Уайт (Robert M. White) завершил эту серию испытаний, достигнув на высоте 31000 метров скорости 6587 км/ч, что соответствовало М = 6,04. Это произошло 9 ноября 1961 года.

В августе 1960 года майор Уайт достиг высоты 41615 метров, а 4 октября 1961 года Р. А. Рашворт (R.A. Rushworth) «достиг вершины» – высоты 74190 метров. Тем не менее, рекорд высоты для подвешиваемых самолетов принадлежит Уайту, поднявшемуся 17 июля 1962 года на третьем X-15 на высоту 95936 метров. Уайт стал первым пилотом, преодолевшим магическую черту 80 километров (справедливости ради следует сказать, что первым эту линию преодолел Юрий Алексеевич Гагарин, полет которого состоялся на высотах 180-230 километров – byakin). Все, что выше, уже относится к области космонавтики. В исходной версии X-15 под управлением майора Рашворта 5 декабря 1963 года развивал максимальную скорость 6466 км/ч (M = 6,33) на высоте 31000 метров.

В ноябре 1963 года второй X-15 разбился вместе с пилотом НАСА Джоном Маккеем. Ремонт машины был использован для полного переоборудования в вариант Х-15А-2 с удлиненным фюзеляжем и двумя большими дополнительными баками на его нижних частях бортов. 18 ноября 1966 года майор Уильям Найт (William Knight) на этой тяжелой и мощной машине разогнался до скорости 6840 км/ч (M = 6,33 на высоте 30000 метров), а 3 октября 1967 года на высоте 31000 метров он пролетел на скорости 7214 км/ч, что означает, что в числах Маха эта скорость соответствует 6,7. Вследствие аэродинамического нагрева требования к конструкции машины на таких высоких скоростях были повышены; остекление кабины экипажа X-15A-2 были закрыты, а поверхность машины покрыта защитной краской, т.н. абляционное белое покрытие. Под нижней частью фюзеляжа самолет нес макет подготовленного, но не использовавшегося гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя.

В ноябре 1967 года третий X-15, на котором летел майор Майкл Адамс (Michael Adams), рассыпался в воздухе. Программы испытаний двух других машин продолжались до 24 октября 1968 года, когда был выполнен 199-й и последний полет. В общей сложности на программу X-15 было потрачено 300 миллионов долларов, что по сегодняшним меркам является смехотворной суммой. Вложенные в программу средства многократно себя окупили, предоставив большой объем информации о верхних слоях атмосферы и о космосе, и Нил Армстронг – первый человек, ступивший на поверхность Луны, – был одним из пилотов первого X-15. Неофициально 22 августа 1963 года пилот НАСА Уолкер достиг космической высоты 107987 метров.

В заключение добавим, что X-15 отрывался от самолета-носителя на высоте 14000 метров со скоростью 800 км/ч, ракетный двигатель работал в диапазоне от 80 до 120 секунд, полет длился от 10 до 11 минут, а приземление происходило на скорости от 320 до 400 км/ч.

схема экспериментального самолета North American X-15; рисунок Мартина Салайки

первый X-15 вместо одного ЖРД XLR99-RM был оснащен двумя двигателями XLR11

самолет-носитель Boeing NB-52A Stratofortress 52-003 с подвешенным под правой консолью ракетным самолетом North American X-15

ракетный самолет North American X-15A-2 56-6671 на озере Роджерс Драй

ракетный самолет North American X-15A-2 56-6671 сразу после отсоединения от самолета-носителя Boeing NB-52B Stratofortress 52-008 над Грязевым озером (Mud Lake), штат Невада, 3 октября 1967 года

в кабине ракетного самолета North American X-15 находится пилот НАСА Джозеф Уолкер, который 22 августа 1963 года достиг потолока полета 107987 метров – достижения, которое остается непревзойденным и по сей день

в отличие от предыдущих экспериментальных самолетов, которые размещались в бомбоотсеке бомбардировщиков B-29, X-15 перевозился под правой консолью крыла B-52. На снимке ракетный самолет North American X-15, оснащенный двумя дополнительными баками, непосредственно после отцепления

ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Тип: North American X-15A

Назначение: экспериментальный самолет

Статус: единичное производство

Экипаж: 1 чел.

Силовая установка: один ЖРД Reaction Motors (Thiokol) XLR99-RM-2 с тягой 70400 фунтов (313 кН)

Размеры:

размах крыла 6,81 м
длина 15,47 м
высота 4,04 м
площадь крыла 19 м²

Масса:

пустого 6222 кг
взлетная 14186 кг

Летные характеристики:

максимальная скорость 7270 км/ч
дальность полета 450 км
практический потолок 108000 м
скороподъемность 300 м/с
тяговооруженность 2,07

источники:

• • • текст – VÁCLAV NĚMEČEK «nejrychlejší letadla světa NORTH AMERICAN X-15 USA 1959-68» «L+K» 21/93, стр.14-15/1374-1375
    • таблица с характеристиками – https://ru.wikipedia.org/wiki/North_American_X-15

перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-samye-bystrye-samolety-v-mire-47