Страница:
Конструкция самолета была рассчитана на семикратные перегрузки, однако выполнение маневров в атмосфере допускалось с перегрузкой не более 4 g.
Всю программу испытаний самолета «Х-15» можно хронологически разделить на три этапа.
Первый продолжался с 1959 по 1962 год. Уже тогда удалось решить все задачи, которые ставили перед собой организаторы 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. Случались и аварии. 5 ноября 1959 года, во время третьего полета второго опытного образца, в одной из камер двигателя произошел взрыв. Скотт Кроссфилд совершил вынужденную посадку на дно высохшего соляного озера. При этом было повреждено хвостовое оперение, и ракетоплан вышел из строя на три месяца. Подобные неисправности происходили и в будущем, но, используя полученный опыт, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на тренажере.
В 1962 году компания «Норт Америкен» получила заказ на доработку некоторых бортовых систем самолета для решения новых задач, а Комитет Х-15 начал разрабатывать новую программу испытаний. Следующий этап, который рассчитывался на период с 1963 по 1967 год, кроме новых научных исследований, предусматривал попытку достижения скорости в 7 Махов, достижение высоты полета более 80 километров, покрытие самолета специальными теплозащитными материалами, запуск с борта «Х-15» небольшого искусственного спутника Земли.
Новый уровень высоты (76 километров) был достигнут уже 30 апреля 1962 года во время 52-го испытательного полета.
Но так как это был не предел, исследователи составили дополнительную программу, которая предусматривала совершение еще более высотных полетов. Таких полетов состоялось 13. Во время них ракетопланы выходили на высоты более 80 километров, а это уже практически космическое пространство.
С другой стороны, время, проведенное пилотами в космосе, исчислялось всего лишь десятками секунд.
Примечательно, что и тут американские пропагандисты не упустили своего. Когда 17 июля 1962 года «Х-15» впервые забрался на высоту более 80 километров (если быть совсем точным, 95940 метров), число орбитальных пилотируемых космических полетов исчислялось единицами (два в Советском Союзе и четыре в США, два из которых были суборбитальными). И вполне естественно, что американцы за счет полетов на «Х-15» пытались обогнать СССР по числу космонавтов. В самих Соединенных Штатах конец спорам о статусе пилотов «Х-15» положило командование ВВС, официально приравнявшее их к астронавтам. Однако вне США эти полеты никто так и не признал космическими.
За 9 лет испытаний «Х-15» пилотировали 12 летчиков.
Благодаря полетам на «Х-15» они стали довольно известными людьми и участие в программе открыло перед всеми ними блестящие перспективы. Среди них был и Нейл Армстронг — человек, который первым ступил на Луну. Стал астронавтом и Джо Энгл, совершивший два полета на «Спейс Шаттле».
Но вернемся к ракетоплану. В ходе реконструкции второго опытного образца, он был оснащен двумя дополнительными топливными баками, фюзеляж удлинили на 0,74 метров, и на нем была произведена термозащитная обработка поверхности. Модернизированный самолет получил новое обозначение — «Икс-15А-2» («Х-15А-2»). Первый (планирующий) полет на нем был совершен 28 июня 1964 года.
В хвостовой части под фюзеляжем вместо снятой поворотной части нижнего вертикального оперения мог устанавливаться небольшой гиперзвуковой прямоточный воздушнореактивный двигатель фирмы «Марквардт», с которым даже выполнялись полеты. Однако он так и не был испытан в воздухе. 18 ноября 1966 года на «Х-15А-2» была достигнута рекордная скорость — 6840 км/ч (1,9 км/с). 3 октября 1967 года ракетоплан преодолел рубеж в 7273 км/ч (2,02 км/с, 6,72 Маха). До настоящего времени в авиации этот рубеж не превзойден, хотя Международная авиационная федерация (ФАИ) его и не зарегистрировала — «Х-15» взлетал не самостоятельно, а сбрасывался с самолета-носителя.
Форсированный ракетный двигатель «XLR-99», проработавший 141 секунду, позволил 22 августа 1963 года достигнуть и рекордной высоты — 107,9 километров.
Второй этап программы «Х-15» закончился трагически. 15 ноября 1967 года в ходе полета третьего опытного образца погиб пилот Майкл Адаме. Почему произошла эта катастрофа, неизвестно до сих пор. Вся телеметрическая информация погибла вместе с самолетом. Известно только, что еще при наборе высоты вышли из строя приборы и то, что видел пилот на индикаторах, не соответствовало реальности. Когда ракетоплан уже терпел бедствие, пилот по-прежнему получал информацию о нормальной работе всех систем.
Газеты, которые после подробного освещения первых полетов на долгие годы практически забыли о существовании «Х-15», теперь единодушно ополчились на руководителей программы за «безмерный риск», которому они подвергают пилотов.
Так или иначе, но в 1968 году судьба программы была поставлена на карту. Именно тогда начался и тут же закончился третий этап испытаний ракетоплана. Было совершено еще 8 полетов, но рекордные результаты превзойти не удалось.
Да такой цели и не ставилось. Руководители программы старались не рисковать, все еще надеясь на благоприятный исход. Однако финансирование на 1969 год не было выделено, и пришлось объявить о завершении программы. Всего состоялось 199 полетов.
В последние годы существования программы «Х-15» в специальной американской литературе обсуждалась концепция составной аэрокосмической системы на основе этого ракетоплана.
Было понятно, что энергетические возможности «Х-15» не позволяют ему самостоятельно выйти на орбиту.
Эксперты указывали, что для выведения «Х-15» на орбиту необходима система из четырех «последовательно возрастающих» ракетопланов со стартовым весом в 14 200 тонн!
При этом первая ступень без полезной нагрузки должна весить 12780 тонн, вторая — 1278 тонн, третья — 127,8 тонн и, наконец, четвертая — 12,78 тонны, а с полезной нагрузкой — 14,2 тонны, то есть столько, сколько весит «Х-15» с пилотом и научным оборудованием на борту. На орбите в таком случае ракетоплан должен оказаться совсем без топлива.
Общий груз, выведенный на орбиту такой системой, составит всего лишь 0,4 % от стартового веса.
Разумеется, на деле все это должно было выглядеть совсем не так. В качестве иллюстрации реальной аэрокосмической системы эксперты обычно рассматривают двухступенчатый вариант «В-52 плюс Х-15».
Как уже было сказано выше, отделение «Х-15» от носителя происходит на высоте 12–13 километров при скорости около 800 км/ч. Это максимум, что может дать практически существующая первая ступень со стартовым весом почти 230 тонн, оснащенная воздушно-реактивными двигателями.
В примере гипотетической ракетной системы из четырех ступеней, аналогичных ракетоплану «Х-15», завышены веса ступеней. В том числе второй ступени — 127,8 тонны. А вот оказывается, если взять эту ступень уже готовую с воздушнореактивными двигателями, то она будет весить почти в два раза больше и прирост скорости обеспечит в десять раз меньше, да притом еще только в наиболее выгодном для авиационных аппаратов диапазоне скоростей и высот. Прибавим к скорости 220 м/сек, обеспечиваемой первой ступенью системы «В-52 плюс Х-15», собственную характеристическую скорость второй ступени, то есть «Х-15», равную примерно 2300 м/с. Что окажется? Общий скоростной потенциал этого прообраза двухступенчатой воздушно-космической системы составит примерно 2500 м/с. Отсюда можно прийти к выводу, что наличие первой ступени в виде дозвукового самолета мало что дает для разгона космического аппарата.
Следовательно, рассуждают эксперты, дозвуковую ступень нужно заменить сверхзвуковой. Так появляется предложение использовать вместо системы «В-52 плюс Х-15» систему «ХВ-70 плюс Х-15». Здесь роль первой ступени вместо дозвукового бомбардировщика «В-52» играет экспериментальный сверхзвуковой самолет «ХВ-70 Валькирия», а второй ступени — модернизированный ракетоплан «Х-15».
Стартовый вес самолета «ХВ-70» примерно такой же, как и «В-52» (около 220 тонн), максимальная скорость — около 3300 км/ч, достижимая высота — около 20 километров. Казалось бы, эта первая ступень для воздушно-космической системы значительно лучше, чем дозвуковой самолет. Однако проведенный американскими специалистами анализ показал, что после подвески на «Валькирию» ракетоплана «Х-15» носитель «ХВ-70» не сможет развивать скорость, соответствующую 3 Махам. Даже без наружных подвесок (то есть при «чистой» аэродинамической конфигурации) на числах Маха, близких к трем, некоторые элементы конструкции «Валькирии» находятся под напряжениями, близкими к предельно допустимым. Прочности самолета может не хватить для того, чтобы нести на большой скорости наружную подвеску.
По мнению отдельных американских специалистов, есть основания полагать, что после подвески ракетоплана «Х-15» под самолет «Х-Би-70» последний вообще не смог бы летать со сверхзвуковыми скоростями…
Проект крылатого космического корабля «Dyna-Soar»
Разработка и испытания «Х-20»
Всю программу испытаний самолета «Х-15» можно хронологически разделить на три этапа.
Первый продолжался с 1959 по 1962 год. Уже тогда удалось решить все задачи, которые ставили перед собой организаторы 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. Случались и аварии. 5 ноября 1959 года, во время третьего полета второго опытного образца, в одной из камер двигателя произошел взрыв. Скотт Кроссфилд совершил вынужденную посадку на дно высохшего соляного озера. При этом было повреждено хвостовое оперение, и ракетоплан вышел из строя на три месяца. Подобные неисправности происходили и в будущем, но, используя полученный опыт, другие пилоты отрабатывали данную нештатную ситуацию на тренажере.
В 1962 году компания «Норт Америкен» получила заказ на доработку некоторых бортовых систем самолета для решения новых задач, а Комитет Х-15 начал разрабатывать новую программу испытаний. Следующий этап, который рассчитывался на период с 1963 по 1967 год, кроме новых научных исследований, предусматривал попытку достижения скорости в 7 Махов, достижение высоты полета более 80 километров, покрытие самолета специальными теплозащитными материалами, запуск с борта «Х-15» небольшого искусственного спутника Земли.
Новый уровень высоты (76 километров) был достигнут уже 30 апреля 1962 года во время 52-го испытательного полета.
Но так как это был не предел, исследователи составили дополнительную программу, которая предусматривала совершение еще более высотных полетов. Таких полетов состоялось 13. Во время них ракетопланы выходили на высоты более 80 километров, а это уже практически космическое пространство.
С другой стороны, время, проведенное пилотами в космосе, исчислялось всего лишь десятками секунд.
Примечательно, что и тут американские пропагандисты не упустили своего. Когда 17 июля 1962 года «Х-15» впервые забрался на высоту более 80 километров (если быть совсем точным, 95940 метров), число орбитальных пилотируемых космических полетов исчислялось единицами (два в Советском Союзе и четыре в США, два из которых были суборбитальными). И вполне естественно, что американцы за счет полетов на «Х-15» пытались обогнать СССР по числу космонавтов. В самих Соединенных Штатах конец спорам о статусе пилотов «Х-15» положило командование ВВС, официально приравнявшее их к астронавтам. Однако вне США эти полеты никто так и не признал космическими.
За 9 лет испытаний «Х-15» пилотировали 12 летчиков.
Благодаря полетам на «Х-15» они стали довольно известными людьми и участие в программе открыло перед всеми ними блестящие перспективы. Среди них был и Нейл Армстронг — человек, который первым ступил на Луну. Стал астронавтом и Джо Энгл, совершивший два полета на «Спейс Шаттле».
Но вернемся к ракетоплану. В ходе реконструкции второго опытного образца, он был оснащен двумя дополнительными топливными баками, фюзеляж удлинили на 0,74 метров, и на нем была произведена термозащитная обработка поверхности. Модернизированный самолет получил новое обозначение — «Икс-15А-2» («Х-15А-2»). Первый (планирующий) полет на нем был совершен 28 июня 1964 года.
В хвостовой части под фюзеляжем вместо снятой поворотной части нижнего вертикального оперения мог устанавливаться небольшой гиперзвуковой прямоточный воздушнореактивный двигатель фирмы «Марквардт», с которым даже выполнялись полеты. Однако он так и не был испытан в воздухе. 18 ноября 1966 года на «Х-15А-2» была достигнута рекордная скорость — 6840 км/ч (1,9 км/с). 3 октября 1967 года ракетоплан преодолел рубеж в 7273 км/ч (2,02 км/с, 6,72 Маха). До настоящего времени в авиации этот рубеж не превзойден, хотя Международная авиационная федерация (ФАИ) его и не зарегистрировала — «Х-15» взлетал не самостоятельно, а сбрасывался с самолета-носителя.
Форсированный ракетный двигатель «XLR-99», проработавший 141 секунду, позволил 22 августа 1963 года достигнуть и рекордной высоты — 107,9 километров.
Второй этап программы «Х-15» закончился трагически. 15 ноября 1967 года в ходе полета третьего опытного образца погиб пилот Майкл Адаме. Почему произошла эта катастрофа, неизвестно до сих пор. Вся телеметрическая информация погибла вместе с самолетом. Известно только, что еще при наборе высоты вышли из строя приборы и то, что видел пилот на индикаторах, не соответствовало реальности. Когда ракетоплан уже терпел бедствие, пилот по-прежнему получал информацию о нормальной работе всех систем.
Газеты, которые после подробного освещения первых полетов на долгие годы практически забыли о существовании «Х-15», теперь единодушно ополчились на руководителей программы за «безмерный риск», которому они подвергают пилотов.
Так или иначе, но в 1968 году судьба программы была поставлена на карту. Именно тогда начался и тут же закончился третий этап испытаний ракетоплана. Было совершено еще 8 полетов, но рекордные результаты превзойти не удалось.
В последние годы существования программы «Х-15» в специальной американской литературе обсуждалась концепция составной аэрокосмической системы на основе этого ракетоплана.
Было понятно, что энергетические возможности «Х-15» не позволяют ему самостоятельно выйти на орбиту.
Эксперты указывали, что для выведения «Х-15» на орбиту необходима система из четырех «последовательно возрастающих» ракетопланов со стартовым весом в 14 200 тонн!
При этом первая ступень без полезной нагрузки должна весить 12780 тонн, вторая — 1278 тонн, третья — 127,8 тонн и, наконец, четвертая — 12,78 тонны, а с полезной нагрузкой — 14,2 тонны, то есть столько, сколько весит «Х-15» с пилотом и научным оборудованием на борту. На орбите в таком случае ракетоплан должен оказаться совсем без топлива.
Общий груз, выведенный на орбиту такой системой, составит всего лишь 0,4 % от стартового веса.
Разумеется, на деле все это должно было выглядеть совсем не так. В качестве иллюстрации реальной аэрокосмической системы эксперты обычно рассматривают двухступенчатый вариант «В-52 плюс Х-15».
Как уже было сказано выше, отделение «Х-15» от носителя происходит на высоте 12–13 километров при скорости около 800 км/ч. Это максимум, что может дать практически существующая первая ступень со стартовым весом почти 230 тонн, оснащенная воздушно-реактивными двигателями.
В примере гипотетической ракетной системы из четырех ступеней, аналогичных ракетоплану «Х-15», завышены веса ступеней. В том числе второй ступени — 127,8 тонны. А вот оказывается, если взять эту ступень уже готовую с воздушнореактивными двигателями, то она будет весить почти в два раза больше и прирост скорости обеспечит в десять раз меньше, да притом еще только в наиболее выгодном для авиационных аппаратов диапазоне скоростей и высот. Прибавим к скорости 220 м/сек, обеспечиваемой первой ступенью системы «В-52 плюс Х-15», собственную характеристическую скорость второй ступени, то есть «Х-15», равную примерно 2300 м/с. Что окажется? Общий скоростной потенциал этого прообраза двухступенчатой воздушно-космической системы составит примерно 2500 м/с. Отсюда можно прийти к выводу, что наличие первой ступени в виде дозвукового самолета мало что дает для разгона космического аппарата.
Следовательно, рассуждают эксперты, дозвуковую ступень нужно заменить сверхзвуковой. Так появляется предложение использовать вместо системы «В-52 плюс Х-15» систему «ХВ-70 плюс Х-15». Здесь роль первой ступени вместо дозвукового бомбардировщика «В-52» играет экспериментальный сверхзвуковой самолет «ХВ-70 Валькирия», а второй ступени — модернизированный ракетоплан «Х-15».
Стартовый вес самолета «ХВ-70» примерно такой же, как и «В-52» (около 220 тонн), максимальная скорость — около 3300 км/ч, достижимая высота — около 20 километров. Казалось бы, эта первая ступень для воздушно-космической системы значительно лучше, чем дозвуковой самолет. Однако проведенный американскими специалистами анализ показал, что после подвески на «Валькирию» ракетоплана «Х-15» носитель «ХВ-70» не сможет развивать скорость, соответствующую 3 Махам. Даже без наружных подвесок (то есть при «чистой» аэродинамической конфигурации) на числах Маха, близких к трем, некоторые элементы конструкции «Валькирии» находятся под напряжениями, близкими к предельно допустимым. Прочности самолета может не хватить для того, чтобы нести на большой скорости наружную подвеску.
По мнению отдельных американских специалистов, есть основания полагать, что после подвески ракетоплана «Х-15» под самолет «Х-Би-70» последний вообще не смог бы летать со сверхзвуковыми скоростями…
Проект крылатого космического корабля «Dyna-Soar»
В октябре 1957 года, менее чем через неделю после того, как советские ракетчики вывели на орбиту первый искусственный спутник Земли, состоялось совещание представителей НАСА и ВВС США, созванное исключительно для обсуждения последствий этого события. В ходе совещания были рассмотрены материалы по «космическим» проектам ВВС. Особое внимание участники уделили крылатым аппаратам, как средству для полета человека в космос.
В результате пришли к решению объединить проекты «Brass Bell», «RoBo» и «HYWARDS» в единую программу разработки, насчитывающую три стадии и названную «Дайна-Сор» («Dyna-Soar», от «Dynamic Soaring» — «Разгон и Планирование»). В основу новой разработки была положена концепция бомбардировщика-«антипода» Эйгена Зенгера. 21 декабря 1957 года командование ВВС выпустило «Директиву 464Л» («464L») о начале первого этапа в разработке системы «Дайна-Сор» — создании небольшого одноместного гиперзвукового ракетоплана.
Главная задача первого этапа состояла в том, чтобы построить экспериментальный летательный аппарат для получения данных о режимах полета, значительно превышающих режимы ракетоплана «Х-15». Ожидалось, что будущий аппарат сможет развивать скорость до 5,5 км/с и достигнет высоты более 50 километров, используя стартовый ускоритель, отобранный для «Хьювардс». На этом же этапе планировалось оценить перспективы военного применения системы «Дайна-Сор».
Вторая стадия предусматривала достижение тех же целей, что и более ранняя программа «Брасс Белл». Двухступенчатый стартовый ускоритель разгонял бы аппарат до скорости 6,7 км/с на высоте 106,8 километра, после чего ракетоплан должен был планировать на дальность 9250 километров.
При этом система должна была уметь производить высококачественное фотографирование и радиолокационную разведку, а в случае необходимости и бомбардировку.
Аппарат, который собирались построить на третьем, заключительном, этапе, должен был решать задачи, предусмотренные для сверхвысотного бомбардировщика «РоБо», способного выходить на околоземную орбиту.
В главе 6 я рассказывал о закрытой конференции, устроенной командованием ВВС на исходе января 1958 года. На этой конференции производился отбор проекта, который мог бы обеспечить скорейший запуск обитаемой капсулы в космическое пространство («Project 7969», «Man in Space Soonest»).
Поскольку мы уже обсуждали предложенные на той конференции проекты, я не буду вновь возвращаться к ним. Замечу только, что те из них, которые представляли собой вариации на тему «орбитального самолета», рассматривались еще и в рамках конкурса, объявленного по программе «Дайна-Сор».
К марту 1958 года выделились два основных подхода к решению задач первого этапа новой программы. Первая концепция получила название «Сателлоид».
Сателлоид представляет собой искусственный спутник Земли, снабженный ракетными двигателями. Идея осуществления полета сателлоида состоит в следующем. Составная ракета имеет в качестве последней ступени самолет. С помощью ракеты-носителя самолет доставляется на высоту 200–300 километров, где разгоняется до первой космической скорости — 8 км/с. Так как на этих высотах еще имеется воздух, то для того, чтобы сателлоид не сошел с орбиты, он снабжается небольшим ЖРД с очень незначительной тягой (порядка нескольких килограммов).
Три авиационные фирмы выбрали концепцию «сателлоида» для своих проектов. Компания «Рипаблик» предлагала планер с дельтовидным крылом массой 7258 килограммов, разгоняемый с помощью трехступенчатого твердотопливного ускорителя и способный нести на борту одну большую ракету класса «Космос-Земля». Фирма «Локхид» представила проект ракетоплана аналогичной конструкции массой 2268 килограммов, однако предложенная в качестве носителя МБР «Атлас» не давала аппарату возможности достичь орбитальной высоты, а значит, и глобальной дальности полета.
Фирма «Норт Америкен», как мы помним, отстаивала проект «Х-15В» — орбитальный двухместный ракетоплан с невозвращаемой ракетой-носителем на ЖРД.
Вторая концепция была основана на схеме высотного полета Эйгена Зенгера, когда ракетоплан «забрасывается» на сравнительно небольшую высоту (порядка 90 километров) и летит по нисходящей траектории («затухающая синусоида»), рикошетируя, отталкиваясь от плотных слоев атмосферы.
Эту схему полета предпочли другие шесть авиафирм, участвовавших в конкурсе. Фирма «Конвейр» предложила планер с дельтовидным крылом массой 5126 килограммов, снабженный воздушно-реактивными двигателями посадки.
Проект фирмы «Дуглас» представлял собой планер весом 5897 килограммов со стреловидным крылом, стартующий с помощью трех модифицированных ступеней баллистических ракет «Минитмен», работающих параллельно. Фирма «Макдоннелл» предложила аналогичный проект, но выбрала в качестве носителя модифицированную МБР «Атлас».
Фирма «Нортроп» предложила планер массой 6441 килограмма, запускаемый «гибридным» ускорителем, использующим твердое горючее и жидкий окислитель. Группа «Белл-Мартин» разработала планер массой 6033 килограмма с дельтовидным крылом и экипажем из двух человек; в качестве ракеты-носителя собирались использовать модифицированную МБР «Титан». Фирмы «Боинг» и «Воут» («Vought») предложили совместный проект небольшого планера весом 2948 килограммов с дельтовидным крылом со стартовым ускорителем на базе связки МБР «Минитмен». 14 ноября 1958 года ВВС и НАСА заключили соглашение, очерчивающее границы участия Аэрокосмического агентства в программе «Дайна-Сор». При этом ВВС брали на себя финансирование и руководство программой, а НАСА отвечало только за научно-технические исследования и консультации.
В результате был сформирован межведомственный Технический совет, которому и предстояло сделать окончательный выбор в пользу того или иного проекта.
Из всех авиационных фирм, участвовавших в конкурсе, только группы «Белл-Мартин» и «Боинг-Воут» предприняли попытку разработать действительно орбитальный космический аппарат, в то время как другие подрядчики предусматривали создание некоего гиперзвукового исследовательского аппарата, который мог быть со временем доведен до стадии орбитального самолета.
В конечном итоге все проекты создания «промежуточного» гиперзвукового ракетоплана были отвергнуты, а финансирование на продолжение проектных работ получили только группы «Белл-Мартин» и «Боинг-Воут».
Поскольку ожидалось сокращение бюджетных ассигнований, Технический совет по программе «Дайна-Сор» выпустил новый план работ, состоявший из двух этапов вместо трех, принятых ранее.
На первом этапе фирмы, победившие в конкурсе, должны были представить конечный проект орбитального летательного аппарата, оценив при этом его аэродинамические характеристики, необходимость присутствия на борту пилота и перспективы размещения военного снаряжения.
Новые технические требования, предъявленные к орбитальному самолету «Дайна-Сор», теперь выглядели так.
Это должен быть пилотируемый планер с большой стреловидностью крыла по передней кромке. Масса планера — от 3000 до 6000 килограммов, скорость — не менее 7,6 км/с на высоте 90 километров. В качестве стартового ускорителя планировалось использовать связку твердотопливных баллистических ракет «Минитмен».
Второй этап программы должен был начаться не позднее января 1962 года с аэродинамических испытаний прототипа аппарата, сбрасываемого с самолета-носителя. В июле того же года планировалось осуществить первые суборбитальные запуски, а к осени 1963 года — первый орбитальный полет.
«Доводка» систем вооружения «Дайна-Сор» шла параллельно с разработкой самого аппарата. Планировалось, что боевая модификация орбитального самолета «Дайна-Сор 2» («Dyna-Soar II»), способная вести военные действия, появится уже к концу 1967 года. Командование ВВС собиралось использовать этот аппарат для разведки, для выполнения бомбардировочных миссий, а также как часть системы противовоздушной и противокосмической обороны. Вооружение «Дайна-Сор 2» должно было включать управляемые ракеты класса «космос-космос», «космос-воздух» и «космос-Земля» и обычные бомбы. 23 апреля 1959 года Управление по научным исследованиям Министерства обороны потребовало внести изменения в программу «Дайна-Сор». Снова был поднят вопрос о создании гиперзвукового ракетоплана, рассчитанного на скорости до 6,7 км/с. Никаких новых стартовых ускорителей разрабатывать не предполагалось. Вместо этого ракетоплан должен был быть запущен с помощью существующих носителей, принадлежащих ВВС или НАСА. Понятно, что подобные «метания» никак не способствовали планомерному развитию программы, что в конечном итоге и привело к ее закрытию.
29 октября 1959 года был выпущен еще один вариант технического задания к системе «Дайна-Сор», а межведомственный Технический совет вернулся к старому рабочему плану, состоящему из трех этапов. Однако теперь на первом этапе фирма-производитель должна была изготовить прототип пилотируемого планера массой от 3000 до 4200 килограммов, который сразу же собирались запустить в суборбитальный полет с помощью модифицированной МБР «Титан I». На втором этапе предполагалось достигнуть орбитальных высот и скоростей, отработать маневрирование на орбите и проведение военных операций. На третьем этапе планировалось создать полномасштабную и полнофункциональную орбитальную боевую систему, использующую носитель «Титан III».
Согласно новому (или плохо забытому старому) плану, одобренному 2 ноября 1959 года, первое из 19 испытаний со сбросом прототипа с самолета-носителя собирались провести в апреле 1962 года. На июль 1963 намечался первый суборбитальный запуск.
Восемь пилотируемых суборбитальных полетов были запланированы на вторую половину 1964 года. Первый пилотируемый орбитальный полет, который должен был «ознаменовать» собой начало второго этапа, мог состояться в августе 1965 года со стартового комплекса № 40 на мысе Канаверал, принадлежащего ВВС. 9 ноября 1959 года группа «Боинг-Воут» была объявлена победителем конкурса на проект «Дайна-Сор» (участие фирмы «Vought» в конечном счете свелось лишь к разработке и изготовлению высокотемпературного носового обтекателя; впоследствии эта фирма делала аналогичную работу для проекта космического корабля «Спейс Шаттл»). Фирма «Мартин» получила контракт на разработку варианта носителя «Титан», приспособленного для запуска орбитального самолета. 27 апреля 1960 года военно-воздушные силы официально заказали десять аппаратов «Дайна-Сор» («Система 620А») и присвоили им серийные номера ВВС от 61-2374 до 61-2383.
Программа закупок запрашивала поставку двух аппаратов в течение 1965 года, четырех — в 1966 году и двух — в 1967 году.
Два корпуса ракетоплана должны были использоваться для статических испытаний и беспилотных испытаний со сбросом с самолета-носителя. 6 декабря 1960 года было объявлено о заключении дополнительных контрактов: одного с фирмой «Хонейвелл» («Honeywell») — на разработку основных бортовых систем и одного с фирмой «РКА» («RCA») — на разработку систем связи и передачи данных.
В 1959 году летчиками-испытателями Джеком Маккеем и Нейлом Армстронгом был выполнен ряд полетов по программе «Дайна-Сор» на истребителях «JF-102A» и «F-5D» для отработки маневрирования и посадки.
В результате пришли к решению объединить проекты «Brass Bell», «RoBo» и «HYWARDS» в единую программу разработки, насчитывающую три стадии и названную «Дайна-Сор» («Dyna-Soar», от «Dynamic Soaring» — «Разгон и Планирование»). В основу новой разработки была положена концепция бомбардировщика-«антипода» Эйгена Зенгера. 21 декабря 1957 года командование ВВС выпустило «Директиву 464Л» («464L») о начале первого этапа в разработке системы «Дайна-Сор» — создании небольшого одноместного гиперзвукового ракетоплана.
Главная задача первого этапа состояла в том, чтобы построить экспериментальный летательный аппарат для получения данных о режимах полета, значительно превышающих режимы ракетоплана «Х-15». Ожидалось, что будущий аппарат сможет развивать скорость до 5,5 км/с и достигнет высоты более 50 километров, используя стартовый ускоритель, отобранный для «Хьювардс». На этом же этапе планировалось оценить перспективы военного применения системы «Дайна-Сор».
Вторая стадия предусматривала достижение тех же целей, что и более ранняя программа «Брасс Белл». Двухступенчатый стартовый ускоритель разгонял бы аппарат до скорости 6,7 км/с на высоте 106,8 километра, после чего ракетоплан должен был планировать на дальность 9250 километров.
При этом система должна была уметь производить высококачественное фотографирование и радиолокационную разведку, а в случае необходимости и бомбардировку.
Аппарат, который собирались построить на третьем, заключительном, этапе, должен был решать задачи, предусмотренные для сверхвысотного бомбардировщика «РоБо», способного выходить на околоземную орбиту.
В главе 6 я рассказывал о закрытой конференции, устроенной командованием ВВС на исходе января 1958 года. На этой конференции производился отбор проекта, который мог бы обеспечить скорейший запуск обитаемой капсулы в космическое пространство («Project 7969», «Man in Space Soonest»).
Поскольку мы уже обсуждали предложенные на той конференции проекты, я не буду вновь возвращаться к ним. Замечу только, что те из них, которые представляли собой вариации на тему «орбитального самолета», рассматривались еще и в рамках конкурса, объявленного по программе «Дайна-Сор».
К марту 1958 года выделились два основных подхода к решению задач первого этапа новой программы. Первая концепция получила название «Сателлоид».
Сателлоид представляет собой искусственный спутник Земли, снабженный ракетными двигателями. Идея осуществления полета сателлоида состоит в следующем. Составная ракета имеет в качестве последней ступени самолет. С помощью ракеты-носителя самолет доставляется на высоту 200–300 километров, где разгоняется до первой космической скорости — 8 км/с. Так как на этих высотах еще имеется воздух, то для того, чтобы сателлоид не сошел с орбиты, он снабжается небольшим ЖРД с очень незначительной тягой (порядка нескольких килограммов).
Три авиационные фирмы выбрали концепцию «сателлоида» для своих проектов. Компания «Рипаблик» предлагала планер с дельтовидным крылом массой 7258 килограммов, разгоняемый с помощью трехступенчатого твердотопливного ускорителя и способный нести на борту одну большую ракету класса «Космос-Земля». Фирма «Локхид» представила проект ракетоплана аналогичной конструкции массой 2268 килограммов, однако предложенная в качестве носителя МБР «Атлас» не давала аппарату возможности достичь орбитальной высоты, а значит, и глобальной дальности полета.
Фирма «Норт Америкен», как мы помним, отстаивала проект «Х-15В» — орбитальный двухместный ракетоплан с невозвращаемой ракетой-носителем на ЖРД.
Вторая концепция была основана на схеме высотного полета Эйгена Зенгера, когда ракетоплан «забрасывается» на сравнительно небольшую высоту (порядка 90 километров) и летит по нисходящей траектории («затухающая синусоида»), рикошетируя, отталкиваясь от плотных слоев атмосферы.
Эту схему полета предпочли другие шесть авиафирм, участвовавших в конкурсе. Фирма «Конвейр» предложила планер с дельтовидным крылом массой 5126 килограммов, снабженный воздушно-реактивными двигателями посадки.
Проект фирмы «Дуглас» представлял собой планер весом 5897 килограммов со стреловидным крылом, стартующий с помощью трех модифицированных ступеней баллистических ракет «Минитмен», работающих параллельно. Фирма «Макдоннелл» предложила аналогичный проект, но выбрала в качестве носителя модифицированную МБР «Атлас».
Фирма «Нортроп» предложила планер массой 6441 килограмма, запускаемый «гибридным» ускорителем, использующим твердое горючее и жидкий окислитель. Группа «Белл-Мартин» разработала планер массой 6033 килограмма с дельтовидным крылом и экипажем из двух человек; в качестве ракеты-носителя собирались использовать модифицированную МБР «Титан». Фирмы «Боинг» и «Воут» («Vought») предложили совместный проект небольшого планера весом 2948 килограммов с дельтовидным крылом со стартовым ускорителем на базе связки МБР «Минитмен». 14 ноября 1958 года ВВС и НАСА заключили соглашение, очерчивающее границы участия Аэрокосмического агентства в программе «Дайна-Сор». При этом ВВС брали на себя финансирование и руководство программой, а НАСА отвечало только за научно-технические исследования и консультации.
В результате был сформирован межведомственный Технический совет, которому и предстояло сделать окончательный выбор в пользу того или иного проекта.
Из всех авиационных фирм, участвовавших в конкурсе, только группы «Белл-Мартин» и «Боинг-Воут» предприняли попытку разработать действительно орбитальный космический аппарат, в то время как другие подрядчики предусматривали создание некоего гиперзвукового исследовательского аппарата, который мог быть со временем доведен до стадии орбитального самолета.
В конечном итоге все проекты создания «промежуточного» гиперзвукового ракетоплана были отвергнуты, а финансирование на продолжение проектных работ получили только группы «Белл-Мартин» и «Боинг-Воут».
На первом этапе фирмы, победившие в конкурсе, должны были представить конечный проект орбитального летательного аппарата, оценив при этом его аэродинамические характеристики, необходимость присутствия на борту пилота и перспективы размещения военного снаряжения.
Новые технические требования, предъявленные к орбитальному самолету «Дайна-Сор», теперь выглядели так.
Это должен быть пилотируемый планер с большой стреловидностью крыла по передней кромке. Масса планера — от 3000 до 6000 килограммов, скорость — не менее 7,6 км/с на высоте 90 километров. В качестве стартового ускорителя планировалось использовать связку твердотопливных баллистических ракет «Минитмен».
Второй этап программы должен был начаться не позднее января 1962 года с аэродинамических испытаний прототипа аппарата, сбрасываемого с самолета-носителя. В июле того же года планировалось осуществить первые суборбитальные запуски, а к осени 1963 года — первый орбитальный полет.
«Доводка» систем вооружения «Дайна-Сор» шла параллельно с разработкой самого аппарата. Планировалось, что боевая модификация орбитального самолета «Дайна-Сор 2» («Dyna-Soar II»), способная вести военные действия, появится уже к концу 1967 года. Командование ВВС собиралось использовать этот аппарат для разведки, для выполнения бомбардировочных миссий, а также как часть системы противовоздушной и противокосмической обороны. Вооружение «Дайна-Сор 2» должно было включать управляемые ракеты класса «космос-космос», «космос-воздух» и «космос-Земля» и обычные бомбы. 23 апреля 1959 года Управление по научным исследованиям Министерства обороны потребовало внести изменения в программу «Дайна-Сор». Снова был поднят вопрос о создании гиперзвукового ракетоплана, рассчитанного на скорости до 6,7 км/с. Никаких новых стартовых ускорителей разрабатывать не предполагалось. Вместо этого ракетоплан должен был быть запущен с помощью существующих носителей, принадлежащих ВВС или НАСА. Понятно, что подобные «метания» никак не способствовали планомерному развитию программы, что в конечном итоге и привело к ее закрытию.
29 октября 1959 года был выпущен еще один вариант технического задания к системе «Дайна-Сор», а межведомственный Технический совет вернулся к старому рабочему плану, состоящему из трех этапов. Однако теперь на первом этапе фирма-производитель должна была изготовить прототип пилотируемого планера массой от 3000 до 4200 килограммов, который сразу же собирались запустить в суборбитальный полет с помощью модифицированной МБР «Титан I». На втором этапе предполагалось достигнуть орбитальных высот и скоростей, отработать маневрирование на орбите и проведение военных операций. На третьем этапе планировалось создать полномасштабную и полнофункциональную орбитальную боевую систему, использующую носитель «Титан III».
Согласно новому (или плохо забытому старому) плану, одобренному 2 ноября 1959 года, первое из 19 испытаний со сбросом прототипа с самолета-носителя собирались провести в апреле 1962 года. На июль 1963 намечался первый суборбитальный запуск.
Программа закупок запрашивала поставку двух аппаратов в течение 1965 года, четырех — в 1966 году и двух — в 1967 году.
Два корпуса ракетоплана должны были использоваться для статических испытаний и беспилотных испытаний со сбросом с самолета-носителя. 6 декабря 1960 года было объявлено о заключении дополнительных контрактов: одного с фирмой «Хонейвелл» («Honeywell») — на разработку основных бортовых систем и одного с фирмой «РКА» («RCA») — на разработку систем связи и передачи данных.
В 1959 году летчиками-испытателями Джеком Маккеем и Нейлом Армстронгом был выполнен ряд полетов по программе «Дайна-Сор» на истребителях «JF-102A» и «F-5D» для отработки маневрирования и посадки.
Разработка и испытания «Х-20»
Этап разработки и проектирования аппарата «Дайна-Сор» занял почти два года. Конструкторы перебрали несметное число компоновочных решений. Был учрежден специальный комитет, известный как «Группа Альфа» (по названию фазы программы — «Альфа»), предназначенный для сравнения технических данных и проектов, касающихся узлов и систем орбитального аппарата «Дайна-Сор».
Аппарат, который в конечном счете появился на свет, имел куда большее сходство с проектом, предложенным когда-то группой «Белл-Мартин», чем тот, который обещали построить победители конкурса из группы «Боинг-Воут». Он состоял из дельтовидного крыла (размах крыла — 6,22 метра, площадь — 32,05 м2) с двумя концевыми шайбами вертикальных стабилизаторов и из фюзеляжа (длина — 10,77 метра, базовый диаметр — 1,6 метра) со слегка приподнятой и закругленной на конце носовой частью. Он был изготовлен большей частью из экзотического сплава «Rene-41», а снизу покрыт тепловым экраном из молибдена. Испытания установили, что экран обеспечивает защиту для аппарата массой около 4500 килограммов до температуры нагрева в 1500 °C.
Передние кромки крыла должны были закрываться сегментами из сплава молибдена, которые могли выдерживать температуры до 1650 °C. Отдельные места аппарата, которые при входе в атмосферу нагревались до 2000 °C или выше, могли быть защищены армированным графитом и циркониевым полусферическим колпаком в носовой части фюзеляжа.
Планер имел «пустую» массу 4912 килограммов, а при полной комплектации — 5167 килограммов.
В начале 1960 года ВВС объявили о проведении ряда испытаний по отработке процесса входа в атмосферу с использованием многоразового носового конуса «RVX-2» (Прототип «RVX-1» был первым носовым конусом межконтинентальной баллистической ракеты с абляционной защитой). Экспериментальный аппарат «RVX-2» планировалось запустить при помощи МБР «Атлас» со скоростью около 22 Махов для изучения состояния критического нагрева и аэродинамики. К сожалению, позднее полеты «RVX-2» были отменены из-за очередных сокращений финансирования.
Претерпела изменения и вся программа «Дайна-Сор».
Новый план разработки, выпущенный 1 апреля 1960 года, был теперь направлен к достижению четырех основных целей: определение зон максимального нагрева на корпусе аппарата во время входа в атмосферу, исследование маневренности во время входа в атмосферу, демонстрация методов обычной горизонтальной посадки, оценка способности человека успешно работать в течение длительного гиперзвукового полета.
Согласно наново составленному графику, начиная с июля 1963 года, необходимо было выполнить 20 воздушных запусков прототипа на скоростях до 2 Махов с использованием ракетного двигателя «XLR-11». Впоследствии, когда была создана тормозная двигательная установка, выяснилось, что ее модифицированный вариант может легко заменить «XLR-11».
Второй этап программы теперь был разделен на два «шага»: на «Шаг 2А», предназначенный для сбора данных относительно маневрирования с орбитальными скоростями и работы военных подсистем, и на «Шаг 2Б», целью которого было создание «промежуточной» действующей системы, способной к выполнению орбитальной разведки и инспекции спутников.
Цель третьего этапа осталась без изменений. Программа должна была завершиться в конце 1971 года созданием полнофункциональной боевой системы «ДайнаМОВС» («Dyna-MOWS» от «Manned Orbital Weapons System» — «Пилотируемая орбитальная система оружия»).
Казалось бы, все шаги и этапы программы «Дайна-сор» определены, а роли расписаны, но межведомственная конкуренция и амбиции отдельных участников не давали ей принять окончательную форму.
Так, 19 мая 1961 года Управление космических систем ВВС объявило собственную программу создания пилотируемого космического корабля «Сайнт-2» («SAINT II» от «Satellite Inspector» — «Спутник-Инспектор»). «Сайнт-2» являлся развитием проекта «Сайнт-1» («SAINT I» — беспилотная орбитальная система, способная идентифицировать и уничтожать вражеские спутники), отмененного в середине 1961 года, и представлял собой двухместный аппарат с грузовым отсеком и двигателем маневрирования, позволяющим осуществить посадку в заранее определенном месте.
«Сайнт-2» должен был запускаться на орбиту при помощи ракеты-носителя «Титан II», снабженной дополнительной разгонной ступенью, названной «Shariot» («Колесница») и работающей на высокоэнергетическом топливе «жидкий фтор-гидразин». В рамках этой «альтернативной» программы были запланированы 12 орбитальных испытательных полетов: первый беспилотный должен был состояться в начале 1964 года, а первый пилотируемый — в конце того же года Должностные лица из Управления космических систем назвали несколько причин, по которым ракетоплан «Дайна-Сор» не мог выполнять военные задачи, предназначенные для «Сайнт-2». Во-первых, у аппарата «Дайна-Сор» имелись серьезные ограничения по полезному грузу; во-вторых, он не был способен работать на высоких околоземных орбитах; в-третьих, скорость входа аппарата «Дайна-Сор» в атмосферу не могла быть значительно увеличена из-за температурных ограничений материала. Невзирая на все эти интриги и пертурбации, к лету 1961 года фирма «Боинг» достигла значительных успехов в создании начального варианта аппарата «Дайна-Сор». Продвигались исследования формы в аэродинамических трубах, шли испытания материалов и подсистем. Полноразмерный макет был готов и представлен заказчику 11 сентября 1961 года Поскольку масса планера «Дайна-Сор» в ходе его доработки несколько увеличивалась, ракету-носитель «Титан II» было решено сразу заменить «Титаном III», а в конце концов — «Титаном IIIСи» («Titan IIIC») или ракетой-носителем «Сатурн IB» («Saturn IB»).
Аппарат, который в конечном счете появился на свет, имел куда большее сходство с проектом, предложенным когда-то группой «Белл-Мартин», чем тот, который обещали построить победители конкурса из группы «Боинг-Воут». Он состоял из дельтовидного крыла (размах крыла — 6,22 метра, площадь — 32,05 м2) с двумя концевыми шайбами вертикальных стабилизаторов и из фюзеляжа (длина — 10,77 метра, базовый диаметр — 1,6 метра) со слегка приподнятой и закругленной на конце носовой частью. Он был изготовлен большей частью из экзотического сплава «Rene-41», а снизу покрыт тепловым экраном из молибдена. Испытания установили, что экран обеспечивает защиту для аппарата массой около 4500 килограммов до температуры нагрева в 1500 °C.
Передние кромки крыла должны были закрываться сегментами из сплава молибдена, которые могли выдерживать температуры до 1650 °C. Отдельные места аппарата, которые при входе в атмосферу нагревались до 2000 °C или выше, могли быть защищены армированным графитом и циркониевым полусферическим колпаком в носовой части фюзеляжа.
Планер имел «пустую» массу 4912 килограммов, а при полной комплектации — 5167 килограммов.
В начале 1960 года ВВС объявили о проведении ряда испытаний по отработке процесса входа в атмосферу с использованием многоразового носового конуса «RVX-2» (Прототип «RVX-1» был первым носовым конусом межконтинентальной баллистической ракеты с абляционной защитой). Экспериментальный аппарат «RVX-2» планировалось запустить при помощи МБР «Атлас» со скоростью около 22 Махов для изучения состояния критического нагрева и аэродинамики. К сожалению, позднее полеты «RVX-2» были отменены из-за очередных сокращений финансирования.
Претерпела изменения и вся программа «Дайна-Сор».
Новый план разработки, выпущенный 1 апреля 1960 года, был теперь направлен к достижению четырех основных целей: определение зон максимального нагрева на корпусе аппарата во время входа в атмосферу, исследование маневренности во время входа в атмосферу, демонстрация методов обычной горизонтальной посадки, оценка способности человека успешно работать в течение длительного гиперзвукового полета.
Согласно наново составленному графику, начиная с июля 1963 года, необходимо было выполнить 20 воздушных запусков прототипа на скоростях до 2 Махов с использованием ракетного двигателя «XLR-11». Впоследствии, когда была создана тормозная двигательная установка, выяснилось, что ее модифицированный вариант может легко заменить «XLR-11».
Второй этап программы теперь был разделен на два «шага»: на «Шаг 2А», предназначенный для сбора данных относительно маневрирования с орбитальными скоростями и работы военных подсистем, и на «Шаг 2Б», целью которого было создание «промежуточной» действующей системы, способной к выполнению орбитальной разведки и инспекции спутников.
Цель третьего этапа осталась без изменений. Программа должна была завершиться в конце 1971 года созданием полнофункциональной боевой системы «ДайнаМОВС» («Dyna-MOWS» от «Manned Orbital Weapons System» — «Пилотируемая орбитальная система оружия»).
Казалось бы, все шаги и этапы программы «Дайна-сор» определены, а роли расписаны, но межведомственная конкуренция и амбиции отдельных участников не давали ей принять окончательную форму.
Так, 19 мая 1961 года Управление космических систем ВВС объявило собственную программу создания пилотируемого космического корабля «Сайнт-2» («SAINT II» от «Satellite Inspector» — «Спутник-Инспектор»). «Сайнт-2» являлся развитием проекта «Сайнт-1» («SAINT I» — беспилотная орбитальная система, способная идентифицировать и уничтожать вражеские спутники), отмененного в середине 1961 года, и представлял собой двухместный аппарат с грузовым отсеком и двигателем маневрирования, позволяющим осуществить посадку в заранее определенном месте.
«Сайнт-2» должен был запускаться на орбиту при помощи ракеты-носителя «Титан II», снабженной дополнительной разгонной ступенью, названной «Shariot» («Колесница») и работающей на высокоэнергетическом топливе «жидкий фтор-гидразин». В рамках этой «альтернативной» программы были запланированы 12 орбитальных испытательных полетов: первый беспилотный должен был состояться в начале 1964 года, а первый пилотируемый — в конце того же года Должностные лица из Управления космических систем назвали несколько причин, по которым ракетоплан «Дайна-Сор» не мог выполнять военные задачи, предназначенные для «Сайнт-2». Во-первых, у аппарата «Дайна-Сор» имелись серьезные ограничения по полезному грузу; во-вторых, он не был способен работать на высоких околоземных орбитах; в-третьих, скорость входа аппарата «Дайна-Сор» в атмосферу не могла быть значительно увеличена из-за температурных ограничений материала. Невзирая на все эти интриги и пертурбации, к лету 1961 года фирма «Боинг» достигла значительных успехов в создании начального варианта аппарата «Дайна-Сор». Продвигались исследования формы в аэродинамических трубах, шли испытания материалов и подсистем. Полноразмерный макет был готов и представлен заказчику 11 сентября 1961 года Поскольку масса планера «Дайна-Сор» в ходе его доработки несколько увеличивалась, ракету-носитель «Титан II» было решено сразу заменить «Титаном III», а в конце концов — «Титаном IIIСи» («Titan IIIC») или ракетой-носителем «Сатурн IB» («Saturn IB»).