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 Hационального управления по аэродинамике (NACA),
предшественника NASA, которая была официально создана 1 октября 1958 года. Руководство HАСА, 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 HАСА, по собственной инициативе, проводили исследования возможности создания
летательных аппаратов подобного типа. Hовый
импульс программа получила в 1953 году, когда этой же проблемой озадачились в Военно-воздушных
силах и в Военно-морских силах США. 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 HАСА, 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 HАСА возлагались функции контроля за реализацией проекта в целом. ВВС брали на себя изготовление
самолета и его приемные испытания на заводе-изготовителе. Затем самолет передавался
HАСА, 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. Среди
американских компаний был объявлен конкурс.
Официальное предложение на подачу заявок было разослано 12 авиационным компаниям 30
декабря 1954 г., а 4 февраля 1955г. четырем моторостроительным компаниям было
предложено заключить контракт на производство ракетного двигателя. С
компанией Норт Америкэн в ноябре 1955 г. был заключен контракт на производство трех самолетов
Х-15 (NA-240), а с компанией Риэкшн Моторз Инк.
(Reaction Motors Inc.) в сентябре 1956г. - на производство двигателя XLR-99.
Проект, представленный Hорт 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 B-52, а затем будет происходить
разделение самолета-носителя и ракетного самолета, и дальнейший полет будет происходить с
использованием ракетного двигателя. Два бомбардировщика Boeing B-52A были модифицированы
для подвески ракетоплана под правой консолью крыла, между фюзеляжем и ближней к
нему парой двигателей, получив обозначение NB-52A и NB-52B. 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 М=6 и высоты 76000 метров.
Строительству и облету 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 самолета Х-15 должны были
выполнить 2000 "полетов" 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 самолете).
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.
Программа Х-15 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.
10 марта 1959 г. был совершен первый полет Х-15 на подвеске самолета Boeing NВ-52А.
Первый испытательный полет состоялся 8 июня 1959 года. Самолет,
который пилотировал летчик-испытатель фирмы North American Скотт Кроссфилд, был отделен 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 управлять машиной и совершить через 5 мин благополучную посадку на дне
высохшего соленого озера, находящегося на территории авиабазы Эдвардс. Инженеры корпорации
Hорт 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 двигателей XLR-11, которые ранее
использовались на самолетах Х-1 . Однако
даже использование этого двигателя позволило достигнуть скорости свыше 2000 км/ч. Именно с этого момента начинаются интенсивные
испытательные полеты самолета Х-15.
Однокамерный двигатель XLR-99 был опробован 15 ноября 1960 г.
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, однако поломки иногда портили настроение изготовителям и испытателям. К счастью обходилось без серьезных
повреждений и без отсрочки программы испытаний.
Во время третьего полета второго опытного образца (5 ноября 1959) в одной из
камер двигателя произошел взрыв. Во время вынужденной посадки Скотта Кроссфилда на дно высохшего соляного озера
самолет потерпел аварию. Было повреждено хвостовое оперение и самолет вышел из строя
на 3 месяца. Полеты (на первом опытном образце) были продолжены 23 января 1960 г.
Подобные неисправности происходили в будущем, но, используя реальный
опыт С. Кроссфилда, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на
тренажере. Приблизительно в это же время на заводе Hорт Америкэн, где собирался третий
экземпляр, при наземных огневых испытаниях двигателя произошел взрыв. Пришлось двигатель
восстанавливать. Третий экземпляр был облетан 20 декабря 1961 г.
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. Тем не менее экспериментаторы
медленно, но верно двигались вперед.
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.
Беспилотный самолет X-43A, который во время тестирований показал просто фантастическую скорость - 11230 км/ч, что в 9,6 раз больше скорости звука на сегодняшний день является самым быстрым самолетом в мире. Над проектированием и созданием X-43A работали конструкторы и инженеры NASA, Orbital Sciences Corporation, MicroCraft Inc, и другие. Работы по созданию самолета продолжались более 10 лет и включали в себя исследования в области сверхзвуковых воздушно-реактивных прямоточных двигателей, способных придавать ускорение самолету до гиперзвуковых скоростей. Стоимость работ оценивается в $250 миллионов.
Целью разработки самого скоростного самолета в мире является проведение испытаний новейшей технологии, представляющая собой гиперзвуковую альтернативу нынешним турбореактивным двигателям. Как утверждают ученые, в будущем, созданные на основе технологии гиперзвуковые самолеты смогут достигнуть любой точки планеты всего за 3-4 часа.
После отмены в ноябре 1984 года программы NASP, которая была направлена на создание трансатмосферного аппарата X-30, был поднят вопрос о продолжении исследований гиперзвуковых скоростей. Новая программа Hyper-X предусматривала развитие технологии NASP, продемонстрировав на практике работу гиперзвукового воздушно-реактивного прямоточного двигателя (ГПВРД).
Изначально было запланировано, что X-43A должен превзойти ракетоплан X-15, который в 1967 году развил скорость М=6,7, не только по скоростным характеристикам. Основное преимущество ГПВРД перед привычными ЖРД – использование как окислителя атмосферного воздуха, это позволяет значительно поднять время работы двигателя. X-43 - это беспилотный самолет длинна, которого 3,66 метра и вес около 1270 килограмм. В качестве ускорителя применяется твердотопливная ракета Pegasus, которая стартует с NB-52B. Программой испытаний запланировано выполнить 2 полета со скоростью М=7, а третий со скоростью М=10.
Первый пуск опытного X-43A состоялся в намеченный срок - 2 июня 2001 года, однако специалисты NASA были вынуждены были уничтожить X-43A, а так же ракету после того, как они вышли из-под контроля. Камеры наблюдения, установленные на борту двух сопровождающих истребителей F-18, зафиксировали проблемы в системе наведения ракеты Pegasus сразу через несколько секунд после ее запуска из B-52. После обнаружения проблем ракета, а вместе с ней и опытный образец X-43A были уничтожены. Образовавшиеся обломки рухнули в Тихий океан.
Первые успешные испытания X-43A были осуществлены 27 марта 2004 г. Удалось достичь максимальной скорости в М=7. 15 ноября 2004 г. X-43A установил новый мировой рекорд скорости для воздушных аппаратов подобного класса, пролетев 800 километров над территорией острова Святого Николая расположенного в Тихом океане со скоростью М=10 (это 11000 км/ч).
Hiper-X должен послужить основой для создания гиперзвуковых агрегатов различного предназначения - от боевых ударных самолетов до аэрокосмических комплексов выведения на космическую орбиту. К 2016 году возможно создание первого гиперзвукового ударно-разведывательного самолета. К 2030-2040 годам Boeing планирует создать пассажирский гиперзвуковой лайнер. Пассажирский «Хайпер-Икс» предположительно будет в два раза меньше современного аэробуса и у него будут отсутствовать иллюминаторы. Чтобы защитить пассажиров от значительных перегрузок, для них сделают особый салон с искусственно сотворенным высоким давлением.
Описание X-43A
Разработчик - MicroCraft Inc.
Тип - Экспериментальный ГЛА
Геометрические и массовые характеристики:
Размах крыла – 1500 мм.
Длина самолета – 366 мм.
Высота – 60 мм.
Стартовый вес – 1270 кг.
Силовая установка:
Двигатель – ГПВРД.
Число двигателей – 1.
Расчетные летные характеристики:
Максимальная скорость на высоте, (М=) - 7700-11000 (7-10) км/ч.
Потолок полета – 30 км.
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
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.