Самолет x 15: North American X-15 | это… Что такое North American X-15?

North American X-15 | это… Что такое North American X-15?

Схема самолёта.

X-15 — экспериментальный самолёт-ракетоплан США, оснащённый ракетными двигателями. Первый и на 40 лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший cуборбитальные пилотируемые космические полёты. Основная задача Х-15 — изучение условий полета на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Общая концепция проекта была утверждена в 1954 г. В конкурсе на создание ракетоплана приняли участие четыре промышленные компании Bell Aircraft, McDonnell Douglas, Republic Aviation Company, North American Aviation, последняя в итоге стала победителем.

Высота полёта до 107 км, скорость до 6,72 М

Стартовал по технологии воздушный старт со стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего солёного озера. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составляло порядка 15 минут. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полётов.

Полёты

Рекордные полёты

Рекордным полётом, совершённым по программе Х-15, стал полёт пилота Джо Уокера (Joe Walker) 22 августа 1963 года.

Данные по этому полёту:

• Полный вес заправленного самолёта: 15195 кг
• Вес израсходованного топлива: 6577 кг
• Масса после посадки: 6260 кг
• Максимальная достигнутая высота: 107,96 км
• Дальность полёта: 543,4 км
• Продолжительность активного участка полёта: 85,8 сек
• Число Маха: 5,58
• Носитель: бомбардировщик NB-52A

В полёте достигнут неофициальный рекорд высоты, продержавшийся с 1963 до 2004. Максимальная скорость — 7274 км/ч. Максимальная высота — 107,96 км. Рекорд установлен самолётом X-15 #3, номер 56-6672. Профиль этого полёта выглядел приблизительно следующим образом: После отделения от самолёта-носителя жидкостный ракетный двигатель X-15 включился на 85 секунд. К моменту выключения двигателя ускорение составило порядка 4 G (39 м/с²). В апогее траектории аппарат вышел за пределы атмосферы, невесомость продолжалась около 4 минут. В течение этого времени пилот провёл запланированные исследования, сориентировал (с помощью струйных газовых рулей) аппарат для входа в атмосферу. При возвращении в атмосферу внешняя обшивка аппарата местами нагревалась до 650 °C. Перегрузки на участке возвращения в атмосферу достигли 5 G в течение 20 секунд. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составило 12 минут.

На высоту свыше 50 миль

В таблице представлены полеты на самолёте X-15 на высоту более 50 миль (ок. 80,5 км)^[1].

Дата полёта	Пилот	Номер полёта	Номер самолёта	Номер полёта самолёта	Максимальная скорость (км/ч)	Высота (м)
17. 07.1962	Роберт Уайт (Robert Michael White)	62	3	7	6 167	95 936
17.01.1963	Джозеф Уокер (Joseph A. Walker)	77	3	14	5 918	82 814
27.06.1963	Роберт Рэшуорт (Robert A. Rushworth)	87	3	20	5 512	86 868
19.07.1963	Джозеф Уокер (Joseph A. Walker)	90	3	21	5 971	106 009
22.08.1963	Джозеф Уокер (Joseph A. Walker)	91	3	22	6 106	107 960
29.06.1965	Джо Энгл (Joseph H. Engle)	138	3	44	5 523	85 527
10.08.1965	Джо Энгл (Joseph H. Engle)	145(143)	3	46	5 713	82 601
28.09.1965	Джон Маккей (John B. McKay)	150	3	49	6 006	90 099
14. 10.1965	Джо Энгл (Joseph H. Engle)	153	1	61	5 720	81 229
01.11.1966	Уильям Дейна (William H. Dana)	174	3	56	6 035	93 543
17.10.1967	Уильям Найт (William J. Knight)	190	3	64	6 206	85 496
15.11.1967	Майкл Адамс (Michael J. Adams)	191	3	65	5 745	81 077
21.08.1968	Уильям Дейна (William H. Dana)	197	1	79	5 541	81 534

В США все эти полёты, а в мире (ФАИ) — те из них, в которых была превышена граница космоса в 100 км признаны cуборбитальными пилотируемыми космическими полётами, а их участники — астронавтами.

Интересный факт: в группе пилотов Х-15 с ноября 1960 по июль 1962 был легендарный в будущем Нил Армстронг, совершивший на этих же самолётах № 1 и № 3 суммарно семь полётов, но в данную таблицу он не входит, поскольку так и не достиг рубежа высоты в 50 миль, максимально поднявшись в шестом полёте на 39,3 мили (63,2 км). Разочаровавшись в ракетопланах, он покидает проект, чтобы в сентябре, выдержав отборочный конкурс, стать астронавтом НАСА 2-го набора^[2].

Предпоследний указанный в таблице полёт (за номером 191) закончился трагически. Пилот Майкл Джеймс Адамс^[3], преодолев, наконец, в своём седьмом полёте желанный рубеж высоты, погиб при возвращении, когда по неустановленным причинам его самолёт внезапно стал неуправляемым и разрушился в воздухе при скорости 5М на высоте 18,9 км. Это сыграло немалую роль в закрытии проекта. Адамс посмертно был удостоен звания астронавта. Его имя — одно из 24, начертанных на сооружённом в 1991 году «Космическом зеркале»^[4].

Выше линии Кармана Х-15 поднял только Уокер, причём дважды. Как ни странно, имя Джозефа Уокера отсутствует на «Космическом зеркале», хотя там есть имя Адамса, поднявшего машину всего на 81 км (такой полёт ниже 100 км не считается суборбитальным по стандартам ФАИ, в отличие от полётов Уокера на 106 и 107,9 км). На «Космическом зеркале» есть имена астронавтов, не совершавших ни орбитальных, ни суборбитальных полётов и разбившихся на тренировочных самолётах, а Уокера — единственного пилота, реально поднимавшего Х-15 в космос — нет, хотя он погиб в авиакатастрофе в 1966 году, раньше Адамса.

См. также

• Гиперзвуковой летательный аппарат
• Суборбитальный космический полёт
• X-20 Dyna Soar
• SpaceShipOne
• «Барьер неизвестности» (фильм о несуществовавшем советском гиперзвуковом самолёте-аналоге X-15)

Примечания

1. ↑ «Новости космонавтики» Т.15 № 10 (273) 2005
2. ↑ Armstrong, Neil Alden
3. ↑ http://www.astronaut.ru/register/514.htm
4. ↑ http://www.astronaut.ru/register/register042.htm?reload_coolmenus

Литература

• Лукашевич В. П., Афанасьев А. Б. Космические крылья — М.: ЛенТа Странствий, 2009, 496с.- ил.
  • Гл. 5 Гиперзвуковой ракетоплан Х-15 (с.83-104)

Ссылки

• X-15. Энциклопедия «Уголок неба».

Страницы истории авиации: North American X-15

North American Х-15, впервые совершивший полет в 1959 году, считается самым быстрым в мире пилотируемым самолетом с ракетным двигателем. Было построено три экземпляра, совершивших в общей сложности 199 полетов, в которых участвовали 12 военных и гражданских летчиков и один от военно-морского флота. Среди них был и самый известный космонавт мира Нил Армстронг.

North American X-15

Экспериментальный суборбитальный самолет

В декабре 1954 г. NACA (Национальный консультативный комитет по аэронавтике, позднее NASA) подготовило техническое задание на очередной экспериментальный самолет серии Х. Машина получила обозначение Х-15, а в ноябре 1955 г. контракт на ее постройку был заключен с North American. В 1956 году компания Reaction Motors получила контракт на разработку двигателей.

По предположениям, машина должна была быть способна развивать даже более высокие скорости, чем использовавшиеся до сих пор экспериментальные самолеты, и, прежде всего, суборбитальные полеты. С самого начала также предполагалось, что его поднимет в воздух самолет-носитель, которым и был B-52.
Первый прототип поднялся в воздух 8 июня 1959 года. Пилотируемый Скоттом Кроссфилдом, машина совершила полет без использования силовой установки. Только 17 сентября Кроссфилд совершил первый полет с двигателем Х-15. Всего было построено 3 самолета, с аналогичным внешним оформлением, но в ходе испытаний они претерпели различные модификации оборудования.

North American X-15 имел длину 15,45 метра, размах крыла 6,8 метра, вес 6620 кг и максимальный взлетный вес 15420 кг. Первоначально он был оснащен двумя ракетными двигателями Reaction Motors XLR11, позже замененными одним двигателем Reaction Motors XLR99-RM-2 с гораздо большей тягой. Дальность полета машины составляла 450 км. В ходе полета Х-15 поднимался на высоту 13,7 км и летел скоростью 805 км/ч. Интересно, что у Х-15 была необычная ходовая часть в виде переднего колеса и полозьев, а нижние стабилизаторы перед посадкой отстреливались для обеспечения достаточного клиренса.

Запуск North American X-15

Х-15 всего совершил 199 полетов, в ходе которых было установлено множество рекордов скорости и высоты. В ходе 13 полетов была превышена высота 80 км, а в двух полетах потолок составил 100 км, за что летчики получили значки космонавтов (первоначально эти значки получали только военные летчики, а гражданские только в 2005 году). Интересно, что потолок в 100 км был дважды превышен одним и тем же пилотом – Джозефом А. Уокером, 29 июля и 22 августа 1963 г. (полеты 90 и 91). В ходе этих полетов ему удалось достичь высоты 105,9 км и 107,8 км соответственно. Наивысшая зарегистрированная скорость была достигнута Х-15 в ходе 188-го полета 3 октября 1967 года. Она составила 7 274 км/ч на высоте 31,1 км, а за штурвалом находился Уильям Дж. “Пит” Найт.

North American Х-15 состоялся 24 октября 1968 года. Планировался еще один, 200-й полет, но по техническим причинам его несколько раз откладывали, после чего от него окончательно решили отказаться и закрыли программу Х-15.

Во время всех полетов носителями Х-15 были два перестроенных бомбардировщика Boeing NB-52A и NB-52B с номерами 52-003 и 52-008 и именами собственными The High and Mighty One и The Challenger/ (позже переименованный в Balls 8). Обе машины были выведены из эксплуатации в октябре 1969 и ноябре 2004 соответственно. Кроме того, в состав самолетов сопровождения входили различные машины, в том числе F-100, F-104 и F5D, а также транспортные самолеты С-130 и С-47.

Крушение третьего Х-15

15 ноября 1967 года в 18:30 начался очередной, 191-й полет Х-15-3, за штурвалом машины находился Майкл Дж. Адамс. К сожалению, во время набора высоты машина попала в штопор. Из-за отсутствия установленных процедур по выводу из штопора такой необычной машины, как Х-15, Адамс не совсем знал, как взять под контроль машину.

Обломки North American X-15 после крушения

Через некоторое время ему удалось восстановить управление самолетом, но по неизвестным причинам вскоре самолет разрушился в воздухе и разбился, а Адамс погиб на месте. Предполагается, что Адамс допустил ошибку при попытке взять под контроль машину, что привело к перегрузке конструкции. Стоит добавить, что это была первая катастрофа X-15.

Резюме

Две Х-15 – Х-15-1 и Х-15-2, сохранились до сих пор и сейчас находятся в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне и Национальном музее ВВС США на базе ВВС Райт-Паттерсон.
Хотя North American X-15 считается самым быстрым самолетом в мире, официально таковым считается Lockheed SR-71 Blackbird, установивший 28 июля 1976 года рекорд скорости 3529,6 км/ч. Рекорд X-15 считается самым быстрым полетом пилотируемого самолета с ракетным двигателем, а NASA X-43A считается самым быстрым беспилотным самолетом.

Андрей Бочкарев

X-15 Обход | Журнал Air & Space

North American X-15 в полете.
ВВС США

По-прежнему самый быстрый из когда-либо летавших самолетов, North American X-15 заслужил свой титул 40 лет назад, когда 3 октября 1967 года майор ВВС Уильям «Пит» Найт разогнал реактивный самолет до скорости 4520 миль в час и скорости 6,72 Маха. Он был построен, чтобы выяснить, как конструкции, материалы и поверхности управления самолета будут работать на гиперзвуковых скоростях и на очень больших высотах. В 199 исследовательских полетов, Х-15 предоставил эту информацию и многое другое. Программа была признана самой успешной программой летных исследований в истории, и она помогла сделать возможным полет человека в космос.

Полеты Х-15 были короткими; каждая длилась около десяти минут. Чтобы ракетоплан мог использовать все свое топливо для ускорения, его перенесли под крыло НАСА B-52 на высоту 45 000 футов, где он был сброшен. Летчик-испытатель НАСА Милт Томпсон вспомнил об этом опыте в своей книге « На краю космоса 9».0006 : «[Запуск] был сюрпризом, сколько бы раз я его ни проходил. Было ощущение, что Х-15 сорвался с крючка…

«Пилот не мог терять время после запуска. Он должен был либо зажечь двигатель, либо прервать полет и совершить посадку на стартовом озере. Проблема заключалась в том, что он быстро терял высоту (около 12 000 футов в минуту), ожидая, пока заработает двигатель».

X-15, который висит в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института, является первым из трех самолетов, построенных компанией North American Aviation. Он был выпущен 15 октября 19 года.58, через 15 дней после того, как его первоначальным спонсором, Национальным консультативным комитетом по аэронавтике, стало НАСА. Половина его 51-футового фюзеляжа отведена под топливные баки ракетного двигателя. Х-15 номер 56-6670 совершил 81 вылет, в том числе восемь последних по программе. Он достиг скорости 4104 миль в час (6,06 Маха) и высоты 266 500 футов.
Эрик Лонг/NASM

Inconel X, чрезвычайно прочный никелевый сплав, придает X-15 черный цвет пушечной бронзы. Инконель был выбран для обшивки самолета, потому что он сохранял свою прочность до 1,200 градусов по Фаренгейту, температуры, которую Х-15 обычно испытывал на высоких скоростях.
Эрик Лонг/NASM

Восемь небольших ракет управления реакцией, расположенных в носовой части самолета, использовались для управления ориентацией Х-15, когда аэродинамические рули становились неэффективными в разреженном воздухе на больших высотах. Подруливающие устройства в носовой части контролировали тангаж и рыскание. Две ракеты с тягой 40 фунтов были расположены на каждой законцовке крыла для управления креном.
Эрик Лонг/NASM

Ракеты, вращающиеся вокруг носа Х-15, создавали тягу в 113 фунтов, что было достаточно, чтобы изменить положение самолета, но не его курс. Команда пилота вправо, выполненная путем перемещения ручного контроллера в кабине вправо, вызвала срабатывание двух двигателей на левой стороне носа.
Эрик Лонг/NASM

XLR9 с тягой 60 000 фунтов9 был первым большим ракетным двигателем, достаточно надежным для питания пилотируемого корабля. Его топливом был безводный аммиак, криогенная жидкость с температурой кипения -33 градуса по Фаренгейту. Прежде чем холодный аммиак смешивали с жидким кислородом для сжигания, он циркулировал по трубкам малого диаметра в стенке выхлопного сопла для охлаждения конструкции, которая подвергалась воздействию температуры до 5000 градусов по Фаренгейту.
Эрик Лонг/NASM

После того, как первые полеты показали, что лобовое стекло X-15 подвергалось воздействию более высоких температур, чем ожидалось (1000 градусов по Фаренгейту вместо 750), внешнее стекло было заменено на более прочное алюмосиликатное стекло. Лобовое стекло имело двойные внутренние стекла из менее жаропрочного закаленного натронно-известкового стекла. Дважды во время миссий разбивалось внешнее стекло; один раз, когда стекло из натронно-известкового стекла было ошибочно установлено в качестве внешнего стекла, и один раз, когда фиксирующая рама прогнулась и образовала горячую точку.
Эрик Лонг/NASM

Сферическая носовая часть X-15, построенная Northrop Aircraft Corporation, представляла собой устройство для измерения ориентации, сфера из инконеля с небольшими отверстиями, которые могли измерять угол атаки самолета и боковое скольжение. Оба измерения фиксируют положение летательного аппарата — вверх и вниз и из стороны в сторону, соответственно — по отношению к потоку воздуха. Традиционные крыльчатые датчики не выдержали бы температур во время высокоскоростных полетов.
Эрик Лонг/NASM

Джо Уокер достиг высоты 354 200 футов, эта высота не была превышена до 2004 года, когда Брайан Бинни достиг 367 442 футов на SpaceShipOne . Пилоты стремились к высоте, но редко могли точно предсказать, на какой высоте они окажутся. Х-15 набирал высоту со скоростью 4000 футов в секунду, поэтому, если пилот хотя бы на одну секунду опаздывал (или раньше) выключал двигатель, он не попадал в цель на 4000 футов.

Активная часть полета Х-15 длилась примерно 85 секунд. Каждая миссия заканчивалась посадкой без двигателя после крутого спуска. Пилоты летали на низкоплане, что помогло разработать методы управления энергией, которые пилоты космических челноков будут использовать много лет спустя. Только один пилот Х-15 не вернулся на посадку. Майор ВВС Майкл Адамс погиб в 1967, когда самолет развалился в результате гиперзвукового штопора вскоре после входа в атмосферу. Программа закончилась в следующем году.

Рекомендуемые видео

ИСТОРИЯ ОБ ОФИЦИАЛЬНОМ МИРОВОМ РЕКОРДЕ X-15 САМОЙ ВЫСОКОЙ СКОРОСТИ, КОГДА-ЛИБО УСТАНОВЛЕННОЙ ПИТАЕМЫМ САМОЛЕТОМ

Поделиться этой статьей Внезапно на скорости 5,5 Маха загорелась сигнальная лампочка «Горячая перекись» его Х-15…

X-15 — известная и важная часть истории авиации. Его цель состояла в том, чтобы летать высоко и быстро, проверяя машину и подвергая пилотов условиям, с которыми столкнутся будущие космонавты. Он совершил первые пилотируемые полеты к краям космоса и стал первым в мире пилотируемым самолетом, достигшим гиперзвуковой скорости, более чем в пять раз превышающей скорость звука. X-15 был важным инструментом для развития космических полетов в 1960-х годах, и пилоты, летающие на высоте более 50 миль на X-15, зарабатывали крылья астронавтов.

Было построено три Х-15, которые совершили 199 полетов в период с 1959 по 1968 год. Программа была совместным проектом ВВС/ВМС/НАСА США.

Как и другие реактивные самолеты, X-15 был запущен в воздухе с «базы» B-52 на высоте около 45 000 футов. Как только его мощная ракета взорвалась, Х-15 устремился вверх к пределам атмосферы, а затем скользил без двигателя, чтобы приземлиться на высохшее дно озера.

Типичные полеты длились около 10 минут.

Среди пилотов, управлявших этим единственным в своем роде исследовательским самолетом, был Уильям «Пит» Найт, переживший самое заметное событие из всех пилотов X-15. На самом деле, как сообщили Джон Андерсон и Ричард Пассман в своей книге X-15 «Самый быстрый ракетный самолет в мире и пилоты, открывшие космическую эру», 3 октября 1967 он достиг максимального числа Маха для Х-15, результат был достигнут на Х-15А-2, покрытом белым абляционным теплозащитным экраном и оснащенном удлиненными топливными баками, а также дополнительными внешними топливными баками, что позволило увеличить время полной тяги, доведя его с 90 до 141 секунды.

Макет высокоскоростного исследовательского двигателя НАСА (HRE), который был частью исследовательской программы по разработке ГПВРД (сверхзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель внутреннего сгорания), был прикреплен под самолетом для вылета.

Проведя около часа под крылом B-52, Найт, наконец, взлетел в 13:20, направляясь к Грязевому озеру, где он был сброшен после двух попыток запуска. Пит вспоминал первую попытку запуска в книге Денниса Р. Дженкинса и Уильяма Х. Даны «X-15: Расширяя границы полета»: обнаружил, что я никуда не ушел. Он не запустился». Двумя минутами позже Найт предпринял вторую попытку, завершившуюся прекрасным релизом. При этом он разгонялся и набирал высоту под углом атаки 12 градусов (угол между хордой крыла и направлением набегающего потока воздуха) на большой подъемной силе до достижения угла набора высоты (угол между горизонталью и траекторией полета) 32 градуса. Он выровнялся на высоте 102 100 футов и достиг скорости 6 600 футов в секунду (6,7 Маха), скорости, которая на сегодняшний день остается самой высокой для пилотируемого самолета.

Но пока Пит выполнял несколько импульсов руля направления, чтобы получить данные с выключенным демпфером рыскания после выгорания, на скорости 5,5 Маха загорелась сигнальная лампа «Горячая перекись».

Предупреждение было вызвано ударной волной от удара капота двигателя о нижнюю поверхность Х-15: на самом деле интенсивный аэродинамический нагрев в районе удара прожег пилон крепления, отделив макет ГПВРД от самолета. Кроме того, ударные волны также ударили по вертикальному хвостовому оперению, при этом некоторое таяние и откат обшивки серьезно повредили самолет и вынудили Найта сбросить оставшуюся перекись, чтобы избежать его взрыва.

Пилоты X-15 по состоянию на декабрь 1965 года, слева направо: Джо Энгл, Боб Рашворт, Джон Маккей, Пит Найт, Милт Томпсон и Билл Дана.

Это неприятное волнение отвлекло Пита от управления энергией Х-15, прибывшего на так называемом «высоком ключе» (фактически планировалось достичь высоты около 35 000 футов со скоростью от 290 до 350 миль в час на максимальной скорости).