Их много. Конкурирующие проекты экспериментальных летательных аппаратов стирают барьер между атмосферным и космическим полeтом.

ВВС США накрыли завесой секретности проекты X-41 и X-42

В ясных калифорнийских небесах и мрачных конференц-залах Пентагона идет секретная война. Это битва за финансирование между разными проектами экспериментальных самолетов. Некоторые из них настолько секретны, что не существует ни одной их фотографии. Ее исход определит, где и как будут происходить будущие сражения — в атмосфере или в космосе — и будут ли в кабинах живые пилоты или кремниевые чипы. Любая война назревает постепенно. Битва между разными проектами экспериментальных самолетов началась в начале 1990-х. Она назрела вместе с достижениями в микроэлектронике, завершением создания системы глобального позиционирования GPS и успехом крылатых ракет в первой войне с Ираком. Все эти достижения вместе убедили даже самых твердолобых военных стратегов в том, что в области технологий воздушного боя настало время перемен. С этим прицелом Исследовательская лаборатория ВВС США (AFRL) и Агентство передовых военных разработок (DARPA; создатели интернета) совместно начали исследования с целью определить способы ведения боевых действий из космоса.

Они же занялись разработкой новых технологий для ближнего боя. Эта технология получила название FATE (можно перевести как «Судьба»).

Верь в судьбу

Понимая, что новую технологию придется на чем-то тестировать, лаборатория AFRL зарезервировала за собой код X-39 и начала активные исследования. Целью экспериментов была разработка бронированного корпуса планера, сделанного из композитных материалов, и крыла с изменяемой стреловидностью (на замену шарнирным соединениям). Достижения в компьютерной области позволили создать систему управления полетом на базе искусственного интеллекта. Система научилась самостоятельно принимать решения и адаптироваться к быстроменяющейся картине боя — изменение целей, перемещение противника, резкое изменение погодных условий в зоне боевых действий. В проекте участвовали все основные изготовители авиационной техники, но ни одному из них не принадлежала ведущая роль в проекте FATE и ни один бы не смог построить X-39 в одиночку.

Все детали проекта X-39 настолько засекречены, что даже неясно, пошло ли дело дальше стадии инженерных исследований и тестов в аэродинамической трубе. Признанный эксперт в области развития вооружений Андреас Парш считает, что самолет, с которого и начался бум экспериментальных самолетов серии «X», строго говоря, к серии и не принадлежал. Он подчеркивает, что, хоть аббревиатура X-39 и была оставлена за ВВС США, никакого формального запроса для присвоения X-39 проекту FATE не было, «таким образом, никакой реальный самолет не соответствует коду X-39». Как бы не обстояло дело с формальной стороной вопроса, нет никаких сомнений, что проект FATE теснейшим образом связан с самолетом X-39. Историк авиации Джей Миллер считает, что проект FATE послужил катализатором развития «боевых беспилотных летательных аппаратов» (UCAV). Эти новые детища военной мысли изменят картину современного боя, позволяя США добираться дальше и действовать точнее, чем могли себе представить самые смелые военные стратеги.

Но высокоточное оружие требует совершенно нового уровня разведданных о местоположении и передвижении противника. Для получения такой информации создаются другие самолеты серии «X», которые будут при необходимости вылетать из атмосферы в космос.

Воевать из космоса

Сразу после окончания Второй мировой войны разведка союзников сделала важное открытие. Специалисты, получившие доступ к секретным немецким разработкам, нашли там планы пилотируемой крылатой ракеты, которая могла бы долететь даже до США. С тех самых пор воображение разработчиков захватили космические самолеты.

В 1960-х вплотную приблизился к мечте самолет X-15. На нем военные пилоты достигали высоты 80 км, зарабатывая таким образом крылышки астронавтов. Современный дизайн крыла шаттла — прямое развитие технологии ВВС, которая предполагала орбитальный полет продолжительностью один виток над территорией СССР. Местом старта и посадки планировалась база ВВС США в Ванденберге (Калифорния). Были даже построены пусковые установки, но идея оказалась непрактичной и ее похоронили. После катастрофы «Челленджера» ВВС вернулись к технологии одноразовых полетов. Позже ВВС планировали использовать проект космического самолета NASA X-33. NASA отказалось от проекта, потратив на него свыше $1 млрд. Говоря просто, X-33 оказался слишком тяжелым, чтобы летать.

ВВС пошли дальше и разработали «многоразовый космический маневровый аппарат» (SMV) X-40. Беспилотный аппарат длиной 6,5 м и весом 1100 кг сделан из графитовых смол и алюминия. Как и обычный спутник, в космос его будет выводить одноразовая ракета. Небольшие размеры X-40 позволят ему оставаться на орбите целый год. При создании X-40, как и его предшественника — X-33, ставилась задача выходить на боевую готовность за несколько дней.

Для сравнения, шаттлы и многоразовые ракеты требуют многих недель подготовки. Выйдя на орбиту, X-40 мог бы оперативно выполнять самые разнообразные задачи — от замены низкоорбитальных спутников, поврежденных космическим мусором, до слежки за террористами в любой точке планеты. По завершении миссии, X-40 войдет в атмосферу. При помощи GPS его автономная система наведения и посадки приземлит аппарат в заданной точке. Модель размером 90% от оригинала, которую назвали X-40A, была испытана на одном из полигонов AFRL. Модель сбрасывали с самолета, и она успешно приземлялась. Полноразмерная модель, X-40B, ожидает финансирования.

Секретные космические самолеты

У X-40 есть два узких места. Хоть он и способен выводить на низкие орбиты (150−300 км) спутники и вооружения, до более высоких орбит ему не добраться. Не сможет он и сбрасывать груз на Землю, то есть сообщать телам ускорение для повторного входа в атмосферу. Для этих целей ВВС США разрабатывают самые секретные из всех существующих космических самолетов — X-41 и X-42. Про них почти ничего не известно. В 1998 году среди аэрокосмических компаний был объявлен конкурс на их создание, и больше никаких деталей нет. Но первоначальные условия конкурса проливают свет на то, зачем нужны эти самолеты. X-41 нужен для выведения грузов на низкие орбиты. А X-42 — для поднятия грузов весом до полутора тонн с низких орбит на высокие (тысячи километров).

Бомбардировщик Mach-10

Самый последний из самолетов, который ВВС США «срисовали» с проектов NASA, — X-43. Ранее известный как Hyper-X, он, очевидно, заменит легендарный SR-71, самый быстрый из самолетов, «дышащих» воздухом (X-15 был самолетом с ракетным двигателем, в баках которого было и топливо, и окислитель). Пока что построен только маленький макет — X-43A. Его запускают на носу ракеты «Пегас», которая подвешена к брюху специально модифицированного бомбардировщика B-52. Когда B-52 достигает высоты около 6 км, ракета отстыковывается, включается ее двигатель, и X-43A поднимается на высоту около 10 км. Когда скорость в несколько раз превысит скорость звука, X-43A отделяется от ракеты. Именно на такой бешеной скорости включается его прямоточный воздушно-реактивный двигатель Scramjet.

Цель создания X-43A в проверке концепции воздушно-реактивного двигателя, который разгонит самолет до гиперзвуковых (то есть пятикратно превышающих звук) скоростей. Scramjet — прямоточный двигатель, в котором скорость потока воздуха, проходящего сквозь него, остается сверхзвуковой. Это позволяет самолету летать со скоростью выше чем 20 M. (Число Маха — M — указывает отношение скорости объекта к скорости звука. При M=1 самолет летит как раз со скоростью звука.) На сегодня SR-71 слегка превышает показатель 3 M. Рекорд скорости на сегодня принадлежит самолету с ракетным двигателем X-15, который построило NASA, и составляет 6,7 M. Если все пойдет по плану, к концу третьего полета X-43A достигнет скорости 10 M и уже станет самым быстрым летательным аппаратом в мире. На базе этих технологий когда-нибудь будут созданы лайнеры, которые смогут летать из Нью-Йорка в Токио за то же время, что сегодня занимает полет из Нью-Йорка в Чикаго. Военные стратеги считают, что к 2024 году США понадобится новый вид бомбардировщика, способного летать куда угодно со скоростью 10 M. Кроме космических самолетов, вряд ли кому это удастся.

Пока что программе X-43A не слишком везет. Неполадки в ракетном двигателе во время первого же запуска заставили взорвать самолет X-43A через несколько секунд после старта из соображений безопасности. Он упал в Тихий океан. Неудача не положила конец всей программе. NASA заявило, что эксперименты с оставшимися двумя образцами продолжатся уже в этом году.

Человек или машина?

Помимо X-43, из которого мо-жет вырасти сверхзвуковой бомбардировщик, существуют и два пилотируемых самолета — истребитель X-44 и транспортник-заправщик X-48. X-44 — бесхвостый потомок самолета F-22 Raptor, новейшего истребителя, который только недавно пошел в серию. Эксперт по оружию Джон Пайк считает, что в X-44 использованы двигатели, планер и основные системы F-22. Но внешне он мало напоминает предшественника, так как у него нет хвостовой части и управляющих поверхностей крыльев. Вместо них в X-44 будут использованы ориентируемые сопла. Через них будут осуществляться управляемые выбросы горячих газов. Таким образом будет осуществляться управление высотой и креном. Некоторые эксперты, однако, считают, что ВВС США уже отказались от проекта X-44.

Самолет со смешанным крылом (BWB) X-48 должен стать самолетом поддержки. Система BWB более гибкая и эффективная, чем все современные системы. Он может не только заправлять пилотируемые и беспилотные самолеты, но и играть роль транспортного самолета, неся на борту до 40 человек и 23 стандартных грузовых места, например, с оружием. Компания Northrop Grumman, которая работает над X-48, уже сделала прототип. NASA планирует испытать модель весом 800 кг и длиной 14 м в будущем году.

Беспилотный бой

Судя по тому, что нам известно о линейке самолетов серии «X», будущее за беспилотными машинами. X-45, X-46, X-47 и X-50 — все беспилотные. Наиболее разработанный из них X-45A успешно совершил первый полет 22 мая 2002 года на полигоне NASA в городе Эдвардс (Калифорния). Полет занял всего 14 минут, но ВВС США, которые спонсируют проект совместно с DARPA, немедленно заявили, что это прорыв. Полковник Майкл Лихи, курирующий программу UCAV в DARPA, говорит, что это большой шаг вперед в деле совершенствования технологий, которые позволят интегрировать такие самолеты в общую структуру ВВС США. Но самый главный тест еще впереди. Чтобы быть полезными в бою, новым самолетам нужно доказать свою способность адаптироваться к тактике воздушного боя. Важная часть проекта X-45 — понять, насколько хорошо они координируют свои действия при работе в группе. В бою самолеты типа X-45 будут охотиться группами, по три или четыре.

Тесты X-45 возобновятся в этом году. К 2006 году будет построена модель большего размера — X-45B. Ее задача — продемонстрировать способность аппарата воевать бок о бок с пилотируемыми самолетами. «В бою беспилотные самолеты будут бросать на самые опасные дела — например, подавлять ПВО», — говорит Лихи. Поскольку такие самолеты будут базироваться на авианосцах, они должны соответствовать стандартам военно-морского флота, которые несколько отличаются от стандартов военно-воздушных сил. Принимая во внимание необходимость оснащения ВМФ США такими машинами, DARPA запустило два проекта беспилотных самолетов. X-46 был поручен компании Boeing, а X-47 — фирме Northrop Grumman. В производство пойдет только один. Boeing, хоть и признает, что работает над версией беспилотного самолета для ВМФ, деталей не раскрывает. А Northrop Grumman, напротив, показывает свой X-47, названный «Пегасом». Не следует путать этот прототип с ракетой «Пегас», при помощи которой запускают X-43A.

23 февраля 2003 года прототип X-47A добился грандиозного успеха, пролетев в течение 12 минут по заданному маршруту. Это произошло в Морском центре вооружений в Чайна-Лейк (Калифорния). Инженеры проверяли управляемость на низких скоростях и возможности навигации, а затем и посадку, которая особенно важна для ВМФ. Исполь-зуя военно-морское оборудование GPS в качестве основы для навигации, X-47A успешно сел на воображаемую палубу авианосца. «Беспилотные летательные аппараты никогда не использовались в ВМФ США, и «Пегас» стал первой пробой пера», — сказал Гари Эрвин, вице-президент сектора воздушного боя в компании Northrop Grumman.

Если взглянуть внутрь X-47A, который имеет почти ромбовидную форму со стороной 8,5 м, можно увидеть, что он почти целиком состоит из легких композитных материалов. Автономная система управления полетом каждую секунду изменяет управляющие поверхности аппарата, что делает ненужным хвостовое оперение. В самолете установлен двигатель JT15D-5C компании Pratt & Whitney, силой 15 тысяч ньютонов.

Без взлетно-посадочных полос

Хоть разработкой серии «X» занимаются американские ВВС и ВМФ, наибольшую выгоду из нее извлекут армия и морская пехота. Почему — объясняет дизайн X-50… Числа им выдают по порядку. И, по идее, самолет Dragonfly от компании Boeing должен был получить номер 49. Но в Boeing не согласились. Они заявили, что Dragonfly станет первым самолетом, где будут реализованы системы Canard (это когда горизонтальные управляющие и стабилизирующие поверхности расположены впереди несущих) и «самолет-вертолет».

Последняя система представляет собой идеальный (50 на 50) баланс между самолетом и вертолетом. Поэтому и название — X-50. Так что аббревиатура X-49 так и осталась невостребованной. X-50 сможет взлетать и садиться где угодно, быстро переходить из режима вертолета в режим самолета и летать на скоростях свыше 675 км/ч. «Винт можно остановить во время полета, поэтому такие скорости и стали реальностью», — объясняет Пайк. Беспилотный вариант сможет садиться в очень узких местах — например, на кораблях. В настоящий момент прототип X-50A проходит тестирование на полигонах компании Boeing в городке Меса (Аризона) и готовится к первому полету, который состоится уже в этом году.

Начиная с Первой мировой войны развитие военной авиации стимулировало прогресс в авиации гражданской. Например, популярный пассажирский Boeing 707 был создан как самолет-заправщик для ВВС и назывался KC-135. Теперь поговаривают о пассажирской разновидности X-50, которой не нужны ни взлетно-посадочные полосы, ни пилот. Может, за этим будущее?

О 15 летнем юбилее первого полёта самолёта Х-32, экспериментального прототипа "единого ударного истребителя" (Joint Strike Fighter) компании Boeing, который, проиграл в конкурентной борьбе другому прототипу, X-35 компании Lockheed Martin.

В результате тех давних событий ВВС США, авиация ВМС США и авиация КМП США имеют сегодня счастье обретения самолётов F-35 разных модификаций.)

Герой повествования позирующий во всеоружии. Реальность оказалась другой

В связи с упомянутой датой хочу написать что боевая маневренность X-32A была лучше чем у F-35A, и доберись детище Boeing до серии, вероятно ВВС США не попали бы в сегодняшнюю дурацкую ситуацию, когда в учебном ближнем маневренном воздушном бою F-16D Block 40 отягощенный ракетами и ПТБ "нагибает" пустой F-35A ", а главе Боевого авиационного командования ВВС США, генералу Герберту Карлайлу, в ответ приходится лишь заявлять "он разработан не для этого" (в смысле не для маневренного воздушного боя).

Для того чтобы понять что X-32A аэродинамически превосходил X-35A желающие могут изучить вот этот вот старый доклад , в котором конечно много букв, но так же есть и несколько графиков с таблицами.

Авторы доклада 14 лет назад провели VLM анализ аэродинамики математических моделей планеров конкурирующих прототипов JSF (результаты отражены на стр. 12-15) и пришли к выводу что X-32A превосходит X-35A. В связи с трудностями расчёта точных значений волнового сопротивления у авторов имелись сомнения в степени этого превосходства, но в том что исходя из X-32A превосходит X-35A, они не сомневались.

Впрочем авторы доклада верно предсказали и победу в конкурсе компании Lockheed Martin, исходя из того что ВМС и КМП США интересовала не какая то там маневренность по запасу энергии в ближнем воздушном бою, а взлетно-посадочные характеристики. Если бы вопрос решался только между ВВС и ВМС, то может быть X-32 и победил бы в конкурсе. Однако вентиляторная схема укороченного/вертикального взлёта и вертикальной посадки выглядела более надёжно, к тому же обещала большую тягу. Так что думаю решающим голосом склонившим чашу весов в пользу X-35A был голос КМП США.

Assuming both demonstrators are successful in meeting performance goals-which they are expected to be-and there is no major difference in performance, the cheaper concept will be selected. But Boeing’s demonstrator is dissimilar from production airplane!

Ps curves indicate generally but marginally better performance for X-32, but the curves are known to be inaccurate with wave drag

STOVL may become key issue. Lift fan concept produces greater thrust, offers MUCH more bringback capability unless Boeing can DRASTICALLY cut weight-and weight was already a problem for the Boeing STOVL variant

Advantage: Lockheed-Martin

Air Force may want X-32, but Navy likely to opt for better performance of X-35C at lower regimes where Ps is most likely to be used-subsonic to transonic dogfights and maneuvering.

USMC almost assuredly will select better STOVL performance of X-35B over X-32.

Given marginal advantage of X-32A over X-35A, performance gains for Air Force will be insignificant, and X-35 will be selected.

HOWEVER, if the X-32 significantly outperforms the X-35, the services may attempt to choose different aircraft. Since the costs would be prohibitive, the services will have to settle for a single aircraft, or the program will be killed. Almost assuredly they will settle for a common aircraft.

Отмечу кстати что не только в ближнем маневренном воздушном бою, но и как "транспортная система" для доставки боНб , проект JSF от Boeing превосходил проект Lockheed Martin. Использовав объёмы относительно толстого трапециевидного крыла разработчикам фирмы Boeing удалось превратить своё детище в летающий бак с керосином, способный вместить up to 20,000 pounds of fuel , то бишь свыше 9 тонн топлива. В результате чего расчётная перегоночная дальность с использованием только внутреннего топлива для ударного истребителя фирмы Boeing составляла 1700 морских миль (3150 км), тогда как F-35A может похвастаться перегоночной дальностью с и использованием только внутреннего топлива лишь в 1200 морских миль (2220 км). Соответственно расчётный боевой радиус без ПТБ по профилю ВВС составлял для детища компании Boeing 850 морских миль (1574 км), тогда как для F-35A этот радиус 613 морских миль (1135 км).

P.S. Как так вообще получилось? Учитывая провальные значения разгонных характеристик F-35 на трансзвуке, предполагаю, хотя и не могу этого доказать, что "зажатые" выделением объема в фюзеляже под размещение подъемного вентилятора конструкторы Lockheed Martin не смогли так скомпоновать двигатель, крыло и отсеки вооружения своего детища, чтобы не нарушить правило площадей . В результате у разработанного ими самолёта наблюдается резкий рост волнового сопротивления на трансзвуковых скоростях и, как следствие, отвратительные разгонные характеристики в диапазоне чисел Маха М = 0,8 - М = 1,2.

У конструкторов Boeing с вентилятором проблем не было пр причине его отсутствия, и сдвинув двигатель в переднюю часть самолёта, а так же использовав крыло с большим (55 градусов) углом стреловидности передней кромки они смогли скомпоновать своё детище не нарушив "правила площадей". Им конечно пришлось применить носовой воздухозаборник и обрести в связи с этим некоторые проблемы, но эти проблемы были успешно разрешены.

Какой из всего этого следует сделать вывод на будущее? НЕ СТОИТ в высокой степени конструктивно унифицировать истребитель обычного влёта/посадки и СКВП. НИЧЕГО ХОРОШЕГО из этого НЕ ПОЛУЧИТСЯ.

Звук распространяется в воздухе со скоростью 1 224 км\ч. Данный показатель скорости самолеты смогли преодолеть достаточно давно. Другим амбициозным рубежом для инженеров в свое время стало преодоление скорости в 2 Маха или в 2448 км\ч. И этот рубеж был взят. На сегодняшний день его смог преодолеть не один самолет. Большая часть из них имеет военное назначение, однако абсолютными рекордсменами скорости остаются преимущественно исследовательские аппараты.

1. Су-27

Советский самолет Су-27 достигает скорости в 2.3 Маха или в 2876.4 км\ч. Самолет имеет два двигателя и электродистанционную систему управления. В свое время машина создавалась, как противовес американскому F-15 Eagle. К слову, несмотря на 35-летний возраст, Су-27 все еще остается актуальной машиной и стоит в строю.

2. General Dynamics F-111

Тактический бомбардировщик, который достигает скорости в 2.5 Маха (3060 км\ч). Машина была создана в 1998 году. Она способна поднимать в воздух до 14 300 кг. Несет, как обычные, так и ядерные бомбы. Иными словами, это очень серьезный аппарат!

3. McDonnell Douglas F-15 Eagle

Всепогодный истребитель американского производства. Без проблем достигает скорости в 3065 км\ч, находясь в воздухе. По последним данным, Пентагон рассчитывать держать эту машину на вооружении до 2025 года и только после этого рассчитывает сменить ее на что-то более совершенное.

4. Миг 31

Отечественный самолет, который благодаря двум невероятно мощным двигателям достигает скорости в 2.83 Маха, что составляет 3463.92 км\ч. Кстати, аппарат может достигать сверхзвуковой скорости, как на малых, так и на больших высотах.

5. XB-70 Valkyrie

Еще один ребенок времен «холодной войны». При массе в 240 тонн, XB-70 Valkyrie достигает скорости в 3 Маха или в 3672 км\ч. Все это он делает при помощи своих шести мощнейших двигателей. Такая скорость была дана самолету, чтобы уходить не только от советских перехватчиков, но и из зоны поражения ядерного взрыва. А все потому, что это стратегический бомбардировщик с запасом хода в 6900 км.

6. Bell X-2 Starbuster

Еще один американский самолет - на сей раз не военный, а экспериментальный. Разгоняется до 3911.9 км\ч. Первый полет машины прошел еще в 1954 году. Программа была свернута после инцидента на испытаниях.

7. МиГ-25

Перехватчик американских разведчиков. Именно так позиционировался в свое время МиГ-25. Максимальная скорость этой машины в 3.2 раза превышает скорость звука и составляет 3916.8 км\ч. По иронии судьбы, ни одного разведчика за все время 25-ый так и не перехватил, зато прекрасно показал себя в нескольких вооруженных конфликтах.

8. Lockheed YF-12

Этот самолет нельзя путать с «Blackbird». Данная машина разрабатывалась исключительно, как прототип для взятия новых скоростных режимов в воздухе. Максимальная скорость составляет 3.35 Маха или 4100 км\ч.

9. SR-71 Blackbird

Ненуждающийся в представлениях самолет SR-71 Blackbird, который стоял на вооружении ВВС США, а потом был передан NASA для научных изысканий. Всего было сделано 32 таких. Кстати, это был первый самолет с технологией «стелс». Максимальная скорость – 4102.8 км\ч.

10. North American X-15

Самый быстрый пилотируемый самолет в мире. Максимальная скорость в небе достигает показателя в 6.7 маха (8200 км\ч). Машина создавалась проведения научных экспериментов.

В мире столько всего интересного. И ужасного тоже, к сожалению. Вот хотя бы о которых будет интересно узнать каждому человеку.

Х-15 был первым и долгое время единственным пилотируемым гиперзвуковым летательным аппаратом, совершавшим суборбитальные пилотируемые космические полёты

В 1955 году учёные впервые запустили ракетоплан - аппарат, обладавший способностью лететь (и приземляться!) с выключенным двигателем со скоростью более 6000 км/ч и на протяжении 12 минут. Самолёт совершил всего 9 полётов, после чего случилась трагедия: ракетоплан внезапно стал неуправляемым и разрушился прямо в воздухе. Пилота-испытателя Майкла Адамса посмертно удостоили звания астронавта, а проект X-15 - закрыли.

Что ни говори, но эпоха 50-х - 60-х годов была временем, когда человечество серьезно раздвинуло границы возможного. В течении этого периода люди слетали на Луну, покорили Марианскую впадину, совершили прыжки с парашютом фактически из космоса и всерьез рассматривали возможность создания межпланетного ядерного взрыволета. Забавно, что лишь сейчас, в 21 веке, человечество смогло повторить некоторые (и то не все) из достижений 60-летней давности.

История известного ракетоплана Х-15 думаю отлично вписывается в ту эпоху. Еще до первого полета человека в космос, конструкторы стояли на своеобразном распутье - с одной стороны, существовала схема, ставшая сейчас общепринятой: космический корабль выводится на орбиту многоступенчатой ракетой, а затем после выполнения всех работ космонавты возвращаются на Землю в спускаемой капсуле.

С другой стороны, разрабатывался целый ряд проектов орбитальных самолетов, у которых были свои преимущества над схемой с одноразовым космическом кораблем. Концепцией аппарата, способного маневрировать в атмосфере и садиться на обычный аэродром особенно интересовались военные - в США в частности существовала программа боевого космоплана «Dyna Soar», сочетавшего в себе функции бомбардировщика, разведчика и истребителя. В СССР имелись аналогичные проекты.

Ракетоплан North American Х-15, работы над которым начались еще в середине 50-х, создавался в эту переломную эпоху с целью изучение условий в верхних слоях атмосферы и отработки технологий полета на гиперзвуковых скоростях и последующего возвращения на Землю крылатых аппаратов.

Его длина составляла 15 метров, размах крыльев 6.5 метров, вес 6620 килограмм (пустого) и 15400 килограмм (полностью заправленного). Основные достижения Х-15 связаны с ракетным двигателем XLR 99, чья максимальная тяга составляла 27 тонн. За 80 секунд работы, движок сжигал 7 тонн топлива, что позволяло достичь аппарату гиперзвуковых скоростей в 5-6 Мах.

Поскольку время работы двигателя было крайне ограничено по времени, X-15 запускался по технологии воздушного старта - заправленная машина с летчиком в кабине подвешивалась под правым крылом специально переоборудованного бомбардировщика B-52. Первый полет в режиме планирования состоялся в июне 1959 года, первый полет с работающим двигателем - 17 сентября того же года - то есть 55 лет назад.

Схема самых известных полетов Х-15 выглядела следующим образом. Ракетоплан сбрасывался с бомбардировщика летящего на скорости 900 км/ч на высоте около 13 500 метров. После отделения от В-52, летчик включал ракетный двигатель и выдерживал необходимый угол атаки. На этом этапе перегрузка могла доходить до 4G. Двигатель выключался через 85-90 секунд после запуска - к этому момент ракетоплан достигал скорости 1900 м/сек и высоты примерно 50 километров. После этого, самолет летел по баллистической траектории с углом атаки равным нулю и в это время летчик находился в состоянии невесомости. Максимальная продолжительность периода невесомости составляла 4 минуты.

Затем происходил вход в плотные слои атмосферы - при этом внешняя обшивка аппарата местами нагревалась до 650 градусов, а перегрузки достигли 5 G в течение 20 секунд (всего же конструкция самолета была рассчитана на перегрузки в 7G). Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составляло 12 минут.<

Максимальная скорость X-15 была достигнута 3 октября 1967 года - она составила 7,274 километров в час (6.7 Мах). Если не ошибаюсь, этот рекорд до сих пор не превзойден - хотя конечно стоит отметить, что ФАИ официально его не зарегистрировала, так как Х-15 взлетал не самостоятельно.

Что касается максимальной высоты полеты, то дважды ракетоплан преодолевал отметку в 100 километров, которая считается той же ФАИ официальной границей между атмосферой и космосом. Оба раза за штурвалом был Джозеф Уокер. 19 июля 1963 года он поднялся на высоту в 106 километров, а месяцем спустя на высоту в 107.9 километра - лишь в 2004 году SpaceShipOne превзошел это достижение на 3 километра. Еще в 11 полетах Х-15 подымался на высоту свыше 50 миль (80 километров), которая на тот момент считалась в ВВС США границей космоса - соответственно, пилоты получили статус астронавтов. В остальном мире эти полеты космическими понятное дело никто не признал, но как бы то ни было, даже по нынешним меркам это достижение смотрится весьма солидно.

Всего на Х-15 летали двенадцать человек, в их которых был Нил Армстронг. В период с 1959 по 1968 год было осуществлено 199 полетов. Буковка X в обозначении аппарата обозначает экспериментальный, что предполагает повышенную опасность полетов на нем. Потому неудивительно, что за эти годы с ракетопланом несколько раз случались аварии, однако до поры до времени обходилось без жертв, а технику удавалось вернуть в строй. Но 15 ноября 1967 года произошла катастрофа - Х-15 под управлением Майкла Адамса погиб при входе в атмосферу. Считается, что из-за вышедших из строя приборов пилот потерял управление, после чего ракетоплан испытал перегрузку в 15G, на которую не был рассчитан и развалился на части.

Менее чем через год после этого программа была закрыта. К тому моменту «Dyna Soar», как и другие проекты орбитальных самолетов уже были благополучно похоронены. Ставка была сделана на схему с одноразовым космическим кораблем, и все усилия и ресурсы на тот момент времени были сосредоточены на лунной гонке. К тому же, пресса подняла шумиху вокруг катастрофы Х-15 и того, насколько аппарат опасен для пилотов, и в результате программа не получила дополнительного финансирования и в 1968 была официальна закрыта. Сейчас оба оставшихся ракетоплана выставлены в музеях.

Ныне данная программа служит еще одним напоминанием об эпохе начала космической эры и том, какие пути развития техники рассматривались в то время. В любом случае, за 9 лет полетов X-15 был накоплен огромный массив информации, который затем активно использовался при работе над Спейс Шаттлом, и думаю, еще найдет свое применение в будущем.

В июне 1954 г., в США были разработаны тактико-технические требования к экспериментальным самолётам для космических исследований. Эти требования касались проблем аэродинамики в диапазоне скоростей до M=7,0, устойчивости и управляемости, конструкции планера и его оборудования, двигателей, а также психофизиологических аспектов космических полётов. В декабре 1954 г. был объявлен конкурс, в результате которого в 1955 г. создание самолёта было поручено фирме «North American» в кооперации с двигателестроительной фирмой «Reaction Motors». Строительству и облёту опытного образца предшествовали не только обычные аэродинамические и прочностные испытания, но также исследования аэродинамического нагрева (исследования проводились на моделях, выполненных в масштабе 1:15, в диапазоне чисел Маха 0,6-7,0) и специальная подготовка пилотов. Будущие пилоты самолёта North American X-15 должны были выполнить 2000 «полётов» на тренажере, пройти испытания на центрифуге, в условиях высоких и низких температур окружающей среды, малых давлений и в состоянии невесомости (испытания в условиях невесомости проводились на транспортном самолёте).

Первый из трёх опытных образцов North American X-15A был впервые показан публично 15.10.1958 г. Десятого марта 1959 г. был совершен первый полёт X-15A на подвеске соответствующим образом переоборудованного самолёта «Боинг» В-52А (для испытаний трех самолётов X-15A были подготовлены два В-52), а 8 июня были предприняты отделение X-15A от самолёта-носителя и его последующий планирующий полёт. Испытание прошло успешно: самолёт X-15 совершил полёт со скоростью ~ 400 км/ч и спустя 5 мин приземлился на дне высохшего соленого озера, находящегося на территории авиационной базы им. Эдвардса в Калифорнии. Первый полёт с работающим двигателем (на втором опытном образце) был совершен 17.9.1959 г. Во время третьего полёта этого самолёта (6 ноября) в одной из камер двигателя произошел взрыв. Во время вынужденной посадки самолет потерпел аварию. Полеты (на первом опытном образце) были продолжены 4.02.1960 г. (третий был облетан 20.12.1961 г.). Во время испытаний самолёт достиг следующих рекордных скоростей и высот полета:
– 4.08.1960 г. скорость 3514 км/ч; 12.08.1960 г. высота 41 605 м;
– 7.03.1961 г. скорость 4264 км/ч; 31.03.1961 г. высота 50300 м;
– 21.04.1961 г. скорость 5033 км/ч; 12.09.1961 г. скорость 5832 км/ч;
– 9.11.1961 г. скорость 6548 км/ч; 30.04.1962 г. высота 77 720 м;
– 17.07.1962 г. высота 95 935 м; 22.08.1963 г. высота 107 906 м.

В 1962 г. было принято решение о реконструкции второго опытного образца. Самолёт был оснащен двумя дополнительными топливными баками и получил новое обозначение X-15A-2. Первый (планирующий) полёт на нем был совершен 28.6.1964 г. с пустыми баками, а первый полёт с заправленными баками и работающим двигателем осуществлен лишь в ноябре 1965 г. Во время испытаний этого прототипа дважды были достигнуты рекордные скорости:
– 18 ноября 1966 г. скорость 6840 км/ч;
– 3 октября 1967 г. M = 6,72.
Программа исследований была завершена 20.2.1968 г. после выполнения 191 полета на всех трех опытных образцах. Все три пилота-испытателя получили такие же награды, как и американские космонавты. Первым награду получил Р. Уайт (за полет 17.07.1962 г.), затем Р. Рашворт (27.06.1963 г., высота 95 300 м) и Дж. Уолкер (за полет 22.08.1963 г.).

Самолет North American X-15 представляет собой среднеплан, прямое трапециевидное крыло которого имеет относительную толщину профиля 5%, прямолинейную закругленную (радиусом ~ 6 мм в целях уменьшения аэродинамического нагрева) переднюю кромку с углом стреловидности 25° и тупую заднюю кромку толщиной от 54 мм в корневых частях крыла до 9,5 мм на концах. Крыло выполнено без кручения, а угол его поперечной установки равен нулю. Единственными подвижными поверхностями крыла являются закрылки. Система управления - комбинированного типа (реактивно-аэродинамическая). Аэродинамическими исполнительными элементами являются управляемый дифференциальный стабилизатор (с отрицательным углом поперечного V 15°) и управляемые кили (основной и подфюзеляжный). Каждый киль имеет неподвижную (околофюзеляжную) и поворотную (концевую) секции. Поворотные секции служат рулем направления. Подфюзеляжный киль выполнен разъемным. Его поворотная секция устанавливается после подвески North American X-15 под самолётом-носителем и отбрасывается перед посадкой. Неподвижные секции килей оканчиваются четырехстворчатыми тормозными щитками большой эффективности. В случае отклонения щитков на угол 90° при полете с M=2 на высоте 18 000 м тормозная сила достигает значения 53,94 кН (5500 кГ), а на высоте 46 000 м при M=5,0 ее значение составляет 9,81 кН (1000 кГ).

Другими особенностями принятого крестообразного оперения являются малая относительная толщина плоскостей стабилизатора и клиновидный профиль килей, задняя кромка которых имеет толщину порядка 300 мм. Система аэродинамического управления дополнена реактивным управлением, обеспечивающим требуемые летные характеристики самолета при полетах на высоте свыше 36 000 м. Система реактивного управления работает на газообразных продуктах разложения перекиси водорода и оснащена соплами, расположенными в концевых сечениях крыла (4 сопла управления креном) и в передней части фюзеляжа (2 сопла управления по тангажу и 2 управления по курсу). Тяга сопел управления по тангажу и курсу ~44,5 даН (45,4 кГ), а по крену ~ 17,8 даН (18,2 кГ). В целях увеличения безопасности полета реактивное управление по курсу и тангажу выполнено в виде сдвоенной системы. Управление аэродинамической и реактивной системами осуществляется независимо: аэродинамической - с помощью обычной ручки управления и педалей, а реактивной - двумя расположенными по бокам кабины рычагами.

Носовая часть фюзеляжа выполнена в виде конуса с овальным сечением; в ней размещается кабина пилота с монолитным эллиптическим фонарем, остекление которого выполнено из двух пластин толщиной 9,5 и 6,4 мм. Стекла разделены между собой воздушным пространством. Толщина воздушной прослойки составляет 19 мм. Фонарь открывается вверх-назад. Кабина оснащена катапультируемым сиденьем с двумя стабилизирующими поверхностями и выдвижным экраном, предохраняющим пилота от воздействия большого динамического давления. Пилот выполняет полет в высотном скафандре, изготовленном из пятислойной ткани, покрытой алюминиевой краской. В случае аварии на больших высотах весь самолет до момента входа в плотные слои атмосферы выполняет роль капсулы. После этого пилот совершает обычное катапультирование. Носовая часть фюзеляжа второго опытного образца сначала имела заостренный передний обтекатель с удлиняющей иглой. В 1960 г. в результате проведенной модификации всем самолетам были приданы «тупые носы», более оправданные при полетах с большими скоростями.

Центральная и хвостовая части фюзеляжа (круглого сечения) снабжены двумя боковыми гаргротами. Цилиндрическая часть занята отсеком оборудования (за кабиной), баком окислителя, баком системы реактивного управления, баком горючего и двигателем. В боковых гаргротах находятся проводка, некоторые элементы оборудования и ниши уборки главных стоек шасси. Шасси – трехстоечное, убираемое вперед. Передняя стойка - со спаренными колесами, главные - со стальными лыжами, заменяемыми после 5-6 посадок. Для перемещения по аэродрому задняя часть фюзеляжа устанавливается на специальной тележке.

Основной целью проводившихся на North American X-15 экспериментов являлось исследование условий полёта на больших скоростях в верхних слоях земной атмосферы, и прежде всего исследование влияния больших скоростей и высоких температур на конструкцию планера и механические свойства материалов, оценка надежности контрольно-измерительной аппаратуры, управляемости самолета, связи с контрольными пунктами, реакции человека на состояние невесомости и перегрузок при возвращении на землю и т.п. Все это обусловило применение разнообразного оборудования и специальной конструкции планера самолёта. Контрольно-измерительная аппаратура самолёта (массой около 600 кг) насчитывала 650 датчиков температуры, 104 датчика аэродинамических сил и 140 датчиков давления, регистратор показаний 15 приборов кабины пилота, регистратор физиологических измерений и т.д. Все измеряемые данные посредством телеметрии передавались на землю.

Для обеспечения работоспособности конструкции в условиях аэродинамического нагрева планер был выполнен из нержавеющей стали, сплавов никеля, титана и других жаропрочных материалов. Наибольшее применение нашел сплав инконель-Х, сохраняющий свои прочностные характеристики до температуры 590°С. Из него были выполнены обшивка, лонжероны крыла и переборки внутри баков, а также толстые носки крыла и оперения. Характерной особенностью планера North American X-15 является широкое применение сварки. Этим методом выполнено около 65% всех соединений. Для лучшего отвода тепла с поверхности самолет покрашен специальной черной силиконовой краской, которая кратковременно способна выдерживать воздействие температуры до 540°С. Самолёт рассчитан на семикратные перегрузки (выполнение маневров в атмосфере допускается с перегрузкой 4).

На первом опытном образце North American X-15 (№2) были опробованы (в разных полетах) два четырехкамерных ракетных двигателя на жидком топливе фирмы «Reaction Motors» XLR-11 тягой 35,59 кН x 4 (3629 кГ x 4). На следующих двух опытных образцах уже устанавливались однокамерные двигатели (XLR99-RM-1 – на одном и XLR99-RM-2-Ha другом). На высоте 13 700 м однокамерный двигатель развивал максимальную тягу 253,55 кН (25 855 кГ); он имел диапазон регулирования тяги от 102,31 кН (10 433 кГ) до 266,90 кН (27 216 кГ). Двигатель XLR-11 работал на спирте и жидком кислороде (по аналогии с самолетами Х-1), а двигатель XLR99-RM-l/2-Ha аммиаке и жидком кислороде. Внутренняя топливная система емкостью 8615 кг в опытном образце Х-15А-2 была дополнена двумя подвесными баками (длиной 6,70 м и диаметром 0,96 м) общей емкостью 6123 кг (2724 кг аммиака и 3399 кг кислорода).

Заправка топливом осуществляется перед стартом North American X-15 с борта самолета-носителя В-52А. Во время работы двигателя топливо сначала расходуется из подвесных баков, которые после опорожнения сбрасываются на парашютах. Использование дополнительных топливных баков позволило увеличить время работы двигателя с 84 до 150 с. Для привода вспомогательных устройств (системы управления, шасси, автоматики) используются два турбонасосных агрегата, работающие на продуктах разложения перекиси водорода, которые располагаются за кабиной пилота. Кроме баков аммиака, жидкого кислорода и перекиси водорода в фюзеляже (и в его хвостовом отсеке, над соплом двигателя в опытном образце Х-15А-2) размещены баллоны со сжатым гелием, используемым для наддува топливных баков, продувки двигателя и аварийного слива топлива, и жидким азотом, используемым в системе охлаждения кабины.

Тактико-технические характеристики North American X-15
Экипаж 1
Размах крыла, м 6.71
Длина, м 15.24
Высота, м 4.12
Площадь крыла, м2 18.58
Масса, кг
- пустого самолета 6350
- максимальная взлетная 15422
Тип двигателя 1 РД Reaction Motors (Thiokol) XLR99-RM-2
Тяга,кгс 1 х 25855
Максимальная скорость, км/ч 6600
Динамический потолок, м 95900

---