Общее описание
North American X‑15 – американский экспериментальный ракетный самолёт, созданный в рамках программы исследования полётов на предельных скоростях и высотах. С 1960 по 1968 год три построенных экземпляра совершили около 200 испытательных полётов для NASA, превзойдя все существующие рекорды скорости и высоты, установленные пилотируемыми планёрами.
Рекордные показатели X‑15: 7 272,68 км/ч (3 октября 1967 г.) и высота 107 960 м (23 августа 1963 г.). Самолёт позволил собрать ценные данные о аэродинамике, термических нагрузках, управляемости в разреженной атмосфере и технологиях возврата в плотный слой воздуха.
История создания
В феврале 1954 г. Национальный совет по аэронавтике (предшественник NASA) определил необходимость разработки экспериментального аппарата для исследований сверхзвуковых и сверхвысотных полётов. В апреле того же года был подготовлен доклад, в котором указали, что при существующих технологиях задачи решаемы.
В октябре 1954 г. проект получил одобрение: 95 % финансирования обеспечил ВВС США, 5 % – ВМС США. После конкурса контракт на три самолёта был подписан с North American в декабре 1955 г. Двигатель XLR‑99 разработала компания Reaction Motors, использующая топливо, аналогичное ракетам «Викинг».
Первый прототип X‑15 покинул завод 15 октября 1958 г., однако двигатель был поставлен лишь в апреле 1959 г., а окончательная квалификация потребовала ещё почти год. За это время два Boeing B‑52 Stratofortress были модифицированы для перевозки X‑15, отобраны пилоты и построен тренажёр.
Первые полёты
10 марта 1959 г. – первый «привязанный» полёт X‑15‑1 под крылом B‑52.
8 июня 1959 г. – первый свободный полёт без включения двигателя X‑15‑1.
17 сентября 1959 г. – первый полёт X‑15‑2 с двумя пробными двигателями XLR‑11.
15 ноября 1960 г. – первый полёт X‑15‑2 с окончательным двигателем XLR‑99.
К концу 1960 г. самолёт уже преодолел Mach 3 и поднялся выше 30 000 м, после чего был передан NASA для дальнейших исследований.
Модификация X‑15A‑2
После аварии в ноябре 1962 г. X‑15‑2 была модернизирована до версии X‑15A‑2, способной достичь Mach 8 и выступать в качестве летательной платформы для рамджета. Удлинён фюзеляж, установлены два внешних топливных бака (по одному с каждой стороны), добавлен слой изоляции, способный постепенно разрушаться в полёте, а также модифицирован вентральный стабилизатор для установки рамджетного двигателя.
Дополнительные приборные отсеки и усиленный шасси увеличили массу самолёта на 10 т.
Тестовый цикл X‑15A‑2
15 июня 1964 г. – первый «привязанный» полёт под крылом B‑52.
25 июня 1964 г. – первый свободный полёт без внешних баков и рамджета.
17 февраля 1965 г. – первый полёт с новым измерительным оборудованием.
3 ноября 1965 г. – первый полёт с пустыми внешними баками.
1 июля 1966 г. – первый полёт с заполненными баками.
21 августа 1967 г. – первый полёт с дополнительным изоляционным слоем.
Во время этих испытаний возникли проблемы с шасси, которое иногда выскакивало в полёте.
Именно X‑15A‑2 установил рекорд скорости 7 272,68 км/ч (3 октября 1967 г.). При этом температура обшивки превысила 1 300 °C, вызвав значительные повреждения. Самолёт был восстановлен, но более не эксплуатировался.
Исследовательские полёты
NASA постепенно повышала пределы скорости и высоты:
- Mach 4 – 7 марта 1961 г.;
- Mach 5 – 23 июня 1961 г.;
- 200 000 футов (≈ 61 км) – 11 октября 1961 г.;
- Mach 6 – 9 ноября 1961 г.;
- 300 000 футов (≈ 91 км) – 17 июля 1962 г.
В апреле 1962 г. X‑15 был включён в программу научных экспериментов (исследования спектра солнечного излучения, ультрафиолетового излучения, плотности микрометеоритов и др.). В 1963‑1964 гг. самолёт принимал участие в разработке разведывательных систем для Lockheed A‑12 Oxcart.
Программа была завершена в 1968 г., в первую очередь из‑за гибели X‑15‑3 и перераспределения бюджетов NASA. Последний полёт состоялся 24 октября 1968 г.
Аварии
- 5 ноября 1959 г. – X‑15‑2 совершил резкое переворот при посадке из‑за сильного удара; пилот выжил.
- 8 июня 1960 г. – при наземном испытании двигателя XLR‑99 взорвался задний отсек X‑15‑3; пилот не пострадал.
- 9 ноября 1962 г. – X‑15‑2 сильно повреждена при посадке; пилот Джон Б. МакКей получил серьёзные травмы.
- 15 ноября 1967 г. – X‑15‑3 потеряла управляемость, разрушилась при спуске; пилот Майкл Дж. Адамс погиб.
Пилоты‑астронавты
Восемь пилотов X‑15 превысили высоту 50 миль (≈ 80 км) и получили статус астронавтов по классификации ВВС США. Международный предел космического пространства – 100 км, поэтому только Джозеф Альберт Уокер достиг его дважды.
Технические особенности
Самолёт не способен взлетать самостоятельно – он подвешивается под крылом B‑52 и сбрасывается с высоты более 15 000 м (≈ 45 000 футов). После включения двигателя XLR‑99 он поднимается в верхние слои атмосферы, а затем следует баллистической траектории, заканчивая полёт как планёр.
Посадка осуществляется на два выдвижных скольжения в хвосте и один ролик в носу. Для обеспечения достаточного клиренса перед посадкой отбрасывается нижняя часть вентрального стабилизатора.
Конструкция использует специальные сплавы, в частности Inconel, выдерживающий температуры до 800 °C. Внутри фюзеляжа находятся топливные баки: 3 914 л жидкого кислорода и 5 470 л этанола (или аммиака).
На больших высотах управление осуществляется не аэродинамическими поверхностями, а 12 небольшими реактивными двигателями на основе перекиси водорода, расположенными в носу и на концах крыльев.
Самолёт оборудован обширным набором измерительных приборов: температура, давление, перегрузки, параметры полёта, физиологические данные пилота и др.
Кресло-аварийный выпуск может использоваться до Mach 4 и высоты 36 600 м.
В поп‑культуре
После полёта Нила Армстронга на X‑15 бельгийский комикс‑автор Жан-Мишель Шарль создал сюжет о герое «Бак Дэнни», который принимает участие в тестовых полётах X‑15 (серия «Le Journal de Spirou», 1963‑1964, том 31).
В 1961 г. Ричард Доннер снял фильм «X‑15», ставший предтечей его знаменитой серии «Смертельное оружие».
Технические характеристики
Конструктор: North American
Роль: экспериментальный самолёт
Первый полёт: 8 июня 1959 г.
Выведен из эксплуатации: 24 октября 1968 г.
Построено: 3 экземпляра
Экипаж: 1 пилот
Двигатель: 1 реактивный ракетный двигатель Thiokol XLR‑99‑RM‑2, тяга 313 кН
Габариты
Размах крыльев: 6,8 м
Длина: 15,45 м
Высота: 4,12 м
Площадь крыла: 18,58 м²
Масса
Пустой вес: 6 623 кг
Максимальная взлётная масса: 15 422 кг
Показатели полёта
Максимальная скорость: 7 273 км/ч (Mach 6,7)
Потолок: 95 900 м
Скорость набора высоты: 18 000 м/мин
Дальность полёта: 275 миль (≈ 450 км)
