North American X-15

Эта статья находится на начальном уровне проработки, в одной из её версий выборочно используется текст из источника, распространяемого под свободной лицензией
Материал из энциклопедии Руниверсалис
X-15
Полёт X-15Полёт 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

X-15 — экспериментальный ракетоплан фирмы North American Aviation, США. На нём совершены первые гиперзвуковые и суборбитальные космические полёты человека. Завершал лётные исследования достижения предельных скоростей в программах X. Непосредственная задача проекта X-15 — исследования для проекта пилотируемого суборбитального гиперзвукового бомбардировщика[1] X-20 Dyna Soar. Изучение полета крылатого аппарата на гиперзвуковых скоростях, на границе и вне атмосферы. Оценка теплозащиты, ручного управления в верхних слоях атмосферы, управляемой посадки. Концепция проекта утверждена ВВС США в 1954 году по предложению НАСА[2]. В соревновании проектов за контракт участвовали четыре компании:

X-15 официально именовали «пилотируемым исследовательским аппаратом» (англ. manned research vehicle).[2] В программе принимали участие 12 лётчиков-испытателей. Программа лётных испытаний преждевременно свёрнута в октябре 1968, вскоре после катастрофы наиболее доработанного третьего X-15.

Исследования стали основой уже гражданской научной программы НАСА Space Transportation System (STS, «Космический Челнок»). Ровно тогда же, в октябре 1968.

История

Прогнозы развития сил ракетно-ядерного вооружения СССР и его союзников, их противовоздушной обороны поставили военно-политическое руководство США перед проблемой возможного нанесения ядерного удара по стратегическим объектам в соцстранах. Была поставлена задача разработки межконтинентальных средств доставки ядерного оружия, способных преодолеть систему противовоздушной обороны будущего. Для этого 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[3]. 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[4].

Сравнение X-15 и немецкой ракеты V-2[5]
X-15 V-2
Длина, м 15,24 14,3
Масса, кг 14866 12852
Топливо Аммиак Этанол
Окислитель Жидкий кислород
Тяга, кгс 22680 26990
Скорость, км/ч 7300
Потолок, км >100 187
Нагрузка, кг 900

По массе и размерам и некоторым лётно-техническим характеристикам самолёт подобен немецкой баллистической ракете периода войны — «Фау-2» (V-2). Даже тяга обоих летательных аппаратов оказалась близкой, хотя двигатели разные.[6]

Ответственные за программу X-15 сотрудники North American Aviation

  • Главный инженер программы — Чарльз Фелтц[7]
  • Помощники главного инженера — Раун Робинсон и Бад Беннер[8]
  • Начальник лётных испытаний — Кью Си Харви[9]
  • Инженер по лётным испытаниям — Сэм Рихтер[8]
  • Главный врач программы — Тобиас Фридман[10]
  • Начальник лётно-подъёмного состава — Дюк Литтлтон[11]
  • Лётчик-испытатель компании — Элвин Уайт[англ.][12]

Компании исполнители

В разработке и производстве X-15 участвовали более трёхсот компаний.[8] Некоторые из них:

Схема самолёта.

Ход полёта

Отцепка от самолёта-носителя, набор скорости и высоты, отключение двигателя, полёт по инерции за пределы плотной земной атмосферы, достижение динамического потолка, баллистический спуск, вход в атмосферу, выход из пикирования, снижение, посадка.[19]

Лётчик выполнял воздушный старт с внешней подвески под крылом стратегического бомбардировщика B-52 на высоте около 15 км. Приземлялся на дне высохшего солёного озера. Общее время полёта после отделения от носителя около 15 минут. Совершено 199 полётов. Высота полётов до 107 км, скорость до М=6,72.

Полёты начались в 1959 году.[12] Специально центр управления полётами оборудован на авиабазе «Эдвардс».[5] В наземном обслуживании аппаратов участвовало около ста человек лётно-подъёмного состава.[20]

Внешние изображения
Изображения
Устройство самолёта

Подготовка полёта

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[20]. 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 прилёте[21]. Перед вылетом пилот надевал ВКК 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.[22]

Рекордные полёты

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[23]. 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 более 80 км (50 миль), считавшиеся космическими

В таблице представлены полеты на самолёте X-15 на высоту более 50 миль (ок. 80,5 км).[24] Такие полёты считаются в США космическими, а люди, преодолевшие эту высоту, — астронавтами.

Дата Лётчик-астронавт №

полёта

№

самолёта

№ полёта

самолёта

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 Рашуорт (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 программе принимали участие всего 12 лётчиков-испытателей, в том числе:Форрест Петерсен (пять полётов на X-15), Альберт Кроссфилд и Милтон Томпсон (по 14 полётов), а также Нил Армстронг, ставший впоследствии первым человеком побывавшим на Луне. С ноября 1960 по июль 1962 года Нил Армстронг совершил на самолётах Х-15 № 1 и 3 семь полётов, но в таблицу его полёты не входят. Самый высокий его полёт на 39,3 мили (63,2 км). Он покинул проект, чтобы в сентябре 1962 года пройти отбор в астронавты НАСА второго набора[25].

Полёт № 191 закончился катастрофой.[26] Майкл Адамс, достигнув в своём седьмом полёте желанную высоту, погиб, когда по неустановленным причинам полёт на скорости M=5 и высоте 18,9 км стал неуправляемым и самолёт разрушился. Это сыграло немалую роль в закрытии проекта. Его имя — одно из 24 начертанных на сооружённом в 1991 году «Космическом зеркале»[англ.][27].

Выше линии Кармана (высота границы космоса по правилам FAI) Х-15 поднял только Уокер, причём дважды. Имя Джозефа Уокера отсутствует на «Космическом зеркале», хотя он погиб в авиакатастрофе в 1966 году, раньше Адамса. Но там есть имена лётчиков из набора астронавтов, не совершавших космических полётов, а разбившихся на тренировочном самолёте во время подготовки.

Развитие проекта

Помимо X-20, рассматривался проект X-15B — увеличенный X-15 с двухместной кабиной (лётчик с наблюдателем), доставляемый на орбиту ракетой-носителем Saturn I. Он развивал бы орбитальную скорость (около 29000 км/ч) на высоте до 3220 км.[22]

См. также

Примечания

  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. ↑ 2,0 2,1 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 79.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 402.
  5. ↑ 5,0 5,1 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 77.
  6. ↑ Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 79-80.
  7. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 13.
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 8,7 8,8 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.
  9. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 21.
  10. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 85.
  11. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 61.
  12. ↑ 12,0 12,1 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 264.
  13. ↑ 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.
  14. ↑ 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.
  15. ↑ 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.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ 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.
  18. ↑ 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.
  19. ↑ Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 78.
  20. ↑ 20,0 20,1 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 266.
  21. ↑ Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 266-268.
  22. ↑ 22,0 22,1 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 268.
  23. ↑ SpaceShipOne
  24. ↑ «Новости космонавтики» Т.15 № 10 (273) 2005
  25. ↑ Armstrong, Neil Alden. Дата обращения: 19 августа 2011. Архивировано 31 августа 2012 года.
  26. ↑ Общий список астронавтов США. Дата обращения: 19 августа 2011. Архивировано 2 мая 2012 года.
  27. ↑ Мемориал астронавтов на мысе Канаверал. Дата обращения: 19 августа 2011. Архивировано 9 сентября 2013 года.

Литература

Ссылки

Источник — https://xn--h1ajim.xn--p1ai/index.php?title=North_American_X-15&oldid=25840358