North American X-15
Страна: США
Год: 1959


Высотный экспериментальный гиперзвуковой ЛА
Описание
Фотографии
North American X-15
  
  Одним из самых значимых для развития американской авиации стал проект создания гиперзвуковых экспериментальных летательных аппаратов (ГЗЛА) семейства X-15. Разработчик был обязан спроектировать и построить ГЗЛА со следующими характеристиками: максимальная высота полета 76200 м, а максимальная скорость - М=6 (6437 км/ч). Программа финансировалась совместно ВМС и ВВС США, последние контролировали проектирование и постройку аппаратов, а Национальный консультационный совет по аэронавтике (НАКА, предшественник агентства НАСА) осуществлял общее техническое руководство.
  Официальный запрос на подачу технических предложений по программе был направлен 12 самолетостроительным компаниям 30 декабря 1954 года, а 4 февраля 1955 года четырем моторостроительным компаниям было предложено заключить контракт на разработку и выпуск ракетного двигателя. В конечном итоге с компанией "North American" в ноябре 1955 года был заключен контракт на постройку летательного аппарата по ее проекту NA-240, а с компанией "Reaction Motors Inc." в сентябре 1956 года был подписан контракт на производство двигателя XLR-99.
  С самого начала предполагалось, что X-15 будет запускаться в воздухе с авиационного носителя, поэтому два бомбардировщика B-52 были переоборудованы для запуска данного ГЗЛА - он размещался под правой консолью крыла, между фюзеляжем и ближней к нему парой двигателей (модифицированные самолеты получили обозначение NB-52A и NB-52B).
  Особенностями ГЗЛА X-15 были длинный цилиндрический фюзеляж с боковыми гаргротами (в них находилось оборудование системы управления, различное специализированное оборудование и топливные баки), а также относительно толстые клиновидные основной и подфюзеляжный кили - поворотная секция нижнего киля перед посадкой сбрасывалась, чтобы обеспечить приемлемый клиренс основным стойкам-лыжам. Первые два X-15A вначале оснащались двумя двигателями XLR-11 тягой по 35,58 кН каждый. Первый ГЗЛА поднялся в воздух на носителе NB-52A 10 марта 1959 года, но пуск не выполнялся. 8 июня летчик-испытатель Скотт Кроссфилд совершил первое отделение и безмоторное планирование на ГЗЛА, а 17 сентября он же на втором X-15A совершил первый полет с работающим двигателем. Однокамерный двигатель XLR-99 предполагалось опробовать на ГЗЛА 15 ноября 1960 года, но из-за аварии со вторым прототипом первый полете данным двигателем совершил лишь третий ГЗЛА.

  После того как первый X-15A был отремонтирован после летного происшествия, он получил новый двигатель, и все три ГЗЛА приступили к следующему этапу программы испытаний. Было выполнено почти 200 полетов, причем на втором ГЗЛА после аварии 9 ноября 1962 года были внесены конструктивные изменения: фюзеляж был удлинен на 0,74 м, аппарат получил внешние дополнительные топливные баки и термозащитное покрытие. Под обозначением X-15A-2 данный аппарат совершил первый полет 28 июня 1964 года, а затем достиг максимальной высоты 107 960 м и максимальной скорости 7297 км/ч.


ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

  North American X-15A

  Тип: высотный экспериментальный гиперзвуковой ЛА
  Силовая установка: один ракетный двигатель Reaction Motors XLR-99 тягой на уровне моря 253,48 кН
  Летные характеристики: максимальная расчетная скорость полета 6693 км/ч, максимальная достигнутая на испытаниях для модификации X-15A-2 - 7297 км/ч
  Масса: максимальная взлетная 15422 кг
  Размеры: размах крыла 6,71 м; длина 15,24 м; высота 4,12 м; площадь крыла 18,58 м2
Третий X-15 (№66672) получил обозначение X-15A-3 и использовался для установления "секретного", неофициального мирового рекорда высоты. 15 ноября 1967 года он разбился.
Как и предыдущие американские экспериментальные сверхзвуковые самолеты, за исключением D-558-2 в первоначальной конфигурации, X-15 был оснащен ЖРД и должен был запускаться с самолета-носителя. Из-за относительно больших размеров и массы X-15 имевшиеся тогда носители Boeing B-29 и B-50 не подходили для его запуска. После рассмотрения возможности использования для этой цели доработанного бомбардировщика Convair B-36 подрядчик и правительство выбрали в качестве носителя Boeing B-52. Два самолета, B-52A (регистрационный номер 52-003) и B-52B (52-008), были переданы фирме "North American" для переделки в носители NB-52A и NB-52B. Доработки включали установку пилона под правым крылом, баков для ракетного топлива в бомбоотсеках и блистера (прозрачного обтекателя) по правому борту для киносъемки.
X-15A-2 в первоначальной конфигурации. Позднее самолет получил белое абляционное теплозащитное покрытие, и именно на этой машине полковник Уильям Дж.Найт 3 октября 1967 достиг максимальной скорости М=6,7 (7274 км/ч).
This particular carrier B-52 (003) was the first of the two testbeds, but was retired in 1969 leaving only one to carry on. Here is shown carrying a later version of the X-15.
Одной из самых важных программ с участием B-52 стало его использование в качестве самолета-носителя экспериментального сверхзвукового исследовательского самолета X-15 компании "North American". На фотографии слева виден этот аппарат, он подвешен на специально установленном пилоне под правой плоскостью крыла B-52A. Стартовавший с его борта X-15 достиг высоты 107960 м и скорости 6605 км/ч.
Во время первого полета X-15 был запущен с самолета-носителя NB-52 и совершил планирующий спуск на аэродром авиабазы Эдвардс, не включая ЖРД. Самолет оказался очень чувствительным к управлению по тангажу, что создало пилоту ряд проблем при посадке.
The NASA NB-52 served as the launching aircraft for many space and aeronautical vehicles. Here, it is seen launching the X-15, certainly one of the most-often seen photos of this aircraft.
Все полеты X-15 начинались пуском с борта самолета-носителя NB-52, принадлежавшего NASA. На снимке - второй самолет в момент старта. Хорошо виден иней, покрывающий баки с жидким кислородом.
Изображенный третий X-15 был облетан Нилом Армстронгом 20 декабря 1961 года. Этот ГЗЛА совершил 65 полетов и достиг максимальной скорости М=5,65.
Первоначально предполагалось, что посадочное шасси X-15 будет состоять из носовой опоры со сдвоенными колесами и убирающихся металлических лыж под центральной частью фюзеляжа. Позднее лыжи перенесли в хвостовую часть. На снимке - X-15 планирует на посадку, рядом с ним самолет сопровождения F-104A.
После заключения контракта проект NA-240 был доработан: пересмотрели конструкцию цельноповоротной части вертикального оперения для улучшения управляемости на гиперзвуковых скоростях, а первоначально запланированные расщепляющиеся воздушные тормоза на задней кромке вертикального оперения заменили боковыми поверхностями большой площади на неподвижной части верхнего и подфюзеляжного килей. На снимке: сопло ЖРД XLR99.
Эта впечатляющая фотография была сделана в 1966 году в ангаре 4802 NASA на авиабазе Эдвардс. На снимке можно увидеть летательные аппараты Northrop HL-10, M2-F2 и M2-F1, а также самолеты McDonnell Douglas F-4A Phantom II, Douglas F5D-1 Skyraider, Lockheed F-104 Starfighter, Douglas C-47 и все три X-15.
8 июня 1959г.: первый безмоторный полет выполнил экспериментальный ракетоплан North American X-15A, самолет был отцеплен от носителя Boeing NB-52 Stratofortress.
На конкурс по созданию гиперзвукового исследовательского самолета фирма "Bell" представила проект D-171, "Douglas" - Model 684 D-558-3, "North American" - свой NA-240 и "Republic" - Model AP-76. Первоначально представители ВВС США отдавали предпочтение проекту "North American", а их коллеги из ВМС, находившиеся под впечатлением успешных полетов D-558-2, склонялись к предложению фирмы "Douglas". Окончательное решение, принятое NACA, открыло путь разработке "North American". На снимке показан первый из трех X-15.
The first of the three North American X-1 5s, 56.6670, with its initial and interim, twin barrel Reaction Motors XLRII engine, awaits disassembly for trucking to Edwards AFB. The aircraft's tail section is resting on a ground handling trolley, in place of the twin ventral skids normally deployed for landing. Ultimately, the X-15 would take its pilots into totally new areas of flight by exceeding Mach 6 and to altitudes beyond any effective atmosphere.
Кроссфилд (справа) с другими летчиками-испытателями, участвовавшими в программе X-15, на фоне первого самолета: слева - Джозеф Уолкер из NASA, в центре - майор ВВС США Роберт Уайт.
The former NACA test pilot Scott Crossfield goes through the strapping-in process as the first X-15 hangs from its pylon beneath its Boeing B-52 mother ship preparatory to its first captive flight on 10 March 1959. Crossfield went on to make the first unpowered flight three months later, on 8 June, and flew it another seven times prior to its hand-over to NASA in early 1960. By this time, Crossfield had flown the machine to Mach 2.53, or 1.669mph. and had demonstrated a 6 'g' manoeuvring ability.
North American X-15A-2 research aircraft with external propellent tanks
Full frontal on the second of the X-15 trio, 56.6671, after being re-built and fitted with these two, huge external fuel tanks to feed its fuel hungry, fully throttlable, 50.000lbb thrust, single-chamber Reaction Motors XLR99, the definitive propulsion for all three aircraft. The second X-15 was to fly fastest, reaching Mach 6.7, or 4,534mph and the highest, climbing to 354.200 feet, or just over 67 miles up. In all, the trio of X-15s amassed a total of 199 flights, with one fatality, that of Major Michael Adams, while flying the third X-15 when it broke up at Mach 3.57 or 3.856mph and 125,000 feet, on 15 November 1967. The cause of the severe pitching forces that exceeded the aircraft's design limits was attributed in part to a one-off self-adaptive flight control system being trialled on this X-15.
Испытывались различные варианты X-15, в том числе с одним или двумя ЖРД, а также с огромными внешними топливными баками. Модификация, не нуждающаяся в самолете-носителе и получившая обозначение X-15B, предлагалась в качестве альтернативы пилотируемой космической программе "Меркурий". Для ее запуска предполагалось использовать стартовый ускоритель от межконтинентальной крылатой ракеты Navaho. Позднее "North American" предложила использовать X-15 в качестве одноразового космического аппарата, выводимого на орбиту с помощью четырех ракет Martin Titan. Ни один из этих проектов не был реализован.
X-15 - "Black Bullet ". 1 июля 1966г.: в 1963 году ВВС США одобрили выделение 5 млн долларов на оснащение экспериментального самолета X-15 внешними топливными баками, сбрасываемыми после выработки топлива на парашютах. Новый вариант получил обозначение X-15A-2 и совершил первый полет 1 июля 1966 года. 18 ноября 1966 года капитан Уильям Найт разогнал самолет до скорости 6840 км/час (М=6,33). 3 октября 1967г.: экспериментальный самолет North American X-15A-2, пилотируемый Уильямом Найтом (ВВС США), достиг скорости М=6,72 (7297 км/ч). Программа X-15 предназначалась для изучения условий полета на больших скоростях в верхних слоях земной атмосферы, на самолете ставились различные ракетные двигатели на жидком топливе.
X-15 на посадке
Первый XB-70 вместе с X-15A-2 перед ангаром НАСА. X-15 покрыт абеляционным слоем, на ракетоплан подвешены внешние топливные баки. XB-70 оптимизирован для полета со скоростью М=3 на очень большой высоте. Главным предметом летных исследований XB-70 являлись оценка устойчивости и управляемости самолета в полете на большой высоте с высокой скоростью, изучение аэродинамики больших скоростей и особенностей работы двигателей на таких режимах.
7 февраля 1961 года часть испытательной команды X-15 собралась, чтобы отметить знаменательное событие - полет всех трех самолетов в течение недели. В первом ряду сидят (слева направо): Гильберт Кинкэйд, Джордж Э. Тротт, Джозеф Хаксман и Уиллард Глассок. Стоят во втором ряду: Джон Лавтт, Джон Э.Хантингтон, Гомер Холл, Роберт Э. Аллен, Лоренсо Барнетт, Чарльз Расселл и Сильвестр Вике.
Кабина пилота на X-15, имевшая термостойкое двухслойное остекление, была герметизирована и имела систему кондиционирования. Тем не менее, пилот был облачен в высотный скафандр MC-2. На снимке - будущий астронавт Нейл Янг опробует удобство работы в скафандре в кабине первого X-15.
5 ноября 1959 года, пилотируя второй X-15, после отказа двигателя Кроссфилд выполнил аварийную посадку, причем на посадке самолет переломился пополам.
9 ноября 1962 года, после пожара ЖРД X-15 56-6671 совершил вынужденную посадку с убранными посадочными щитками. При касании самолет подскочил, сломалась левая стойка лыжи, и машина перевернулась.
X-15A-2. Этот самолет с серийным номером 56-6671 был вторым экземпляром X-15 и первым, совершившим полет с работающими жидкостными ракетными двигателями (ЖРД). В 1960 году эту машину оснастили ЖРД XLR99 и она стала первой из X-15, летавших с этой силовой установкой. Третий X-15 с самого начала был оснащен ЖРД XLR99, но он получил повреждения, когда двигатель взорвался во время наземных испытаний. 56-6671 был поврежден во время вынужденной посадки на поверхность засохшего соляного озера Мад Лэйк 9 ноября 1962 года. Тогда его пилотировал летчик-испытатель NASA (до 1958 года NACA) Джон Маккей. Впоследствии машину восстановили в варианте X-15A-2, способном нести два больших внешних топливных бака.
X-15A-2