North American X-15

X-15 — экспериментальный (ракетоплан) фирмы (North American Aviation), США. На нём совершены первые (гиперзвуковые) и суборбитальные космические полёты человека. Завершал лётные исследования достижения предельных скоростей в (программах X). По состоянию на 2024 год является самым быстрым пилотируемым летательным аппаратом в истории авиации.

X-15
Полёт X-15
Тип	экспериментальный самолёт
Разработчик	(North American Aviation)
Производитель	см. производители
Первый полёт	8 июня 1959 года
Начало эксплуатации	17 сентября 1959 года
Конец эксплуатации	декабрь 1970 года
Статус	не эксплуатируется
Эксплуатанты	ВВС США NASA
Единиц произведено	3
Медиафайлы на Викискладе

Непосредственная задача проекта X-15 — исследования для проекта пилотируемого суборбитального гиперзвукового бомбардировщика(X-20 Dyna Soar). Изучение полета крылатого аппарата на гиперзвуковых скоростях, на границе и вне атмосферы. Оценка теплозащиты, ручного управления в верхних слоях атмосферы, управляемой посадки. Концепция проекта утверждена ВВС США в 1954 году по предложению НАСА. В соревновании проектов за контракт участвовали четыре компании:

• Bell Aircraft,
• (McDonnell Aircraft),

• (Republic Aviation Company),
• (North American Aviation) (в 1967 году слияние с Rockwell, в 1996 — с Boeing) — получила заказ ВВС.

X-15 официально именовали «пилотируемым исследовательским аппаратом» (англ. manned research vehicle). Программа лётных испытаний преждевременно свёрнута в октябре 1968, вскоре после катастрофы наиболее доработанного третьего X-15.

Исследования стали основой уже гражданской научной программы НАСА (Space Transportation System) (STS, «Космический челнок») тогда же, в октябре 1968.

История

Прогнозы развития сил ракетно-ядерного вооружения СССР и его союзников, их противовоздушной обороны поставили военно-политическое руководство США перед проблемой возможного нанесения ядерного удара по стратегическим объектам в соцстранах. Была поставлена задача разработки межконтинентальных средств доставки ядерного оружия, способных преодолеть (систему противовоздушной обороны) будущего. Для этого предполагалось создание беспилотных ((ракетных) вооружений) (межконтинентальных баллистических и крылатых ракет) и пилотируемых гиперзвуковых летательных аппаратов, способных прицельно применить ядерное оружие с высот, недосягаемых для перспективных средств ПВО СССР. Лётные испытания X-15 задумывались как этап пилотируемого проекта. Запуск 4 октября 1957 г. Советским Союзом (первого искусственного спутника Земли) подтвердил важность задачи и привёл к дополнительной задаче: (противоспутниковое оружие). Как отмечает историк американской авиации и космонавтики Мишель Эванс, X-15 задумывался для противостояния возникшей «(красной угрозе»), — как американский ответ на советский военно-космический вызов.

Ответственные за программу X-15 сотрудники North American Aviation

X-15, закреплённый на самолёте-носителе B-52 (Balls 8)

• Главный инженер программы — Чарльз Фелтц
• Помощники главного инженера — Раун Робинсон и Бад Беннер
• Начальник лётных испытаний — Кью Си Харви
• Инженер по лётным испытаниям — Сэм Рихтер
• Главный врач программы — Тобиас Фридман
• Начальник лётно-подъёмного состава — Дюк Литтлтон
• Лётчик-испытатель компании — ^[англ.]

Компании исполнители

В разработке и производстве X-15 участвовали более трёхсот компаний. Некоторые из них:

• Техническое руководство проектом, системная инженерия — (North American Aviation, Inc.), Колумбус, Огайо;
• Реактивная двигательная установка — (Thiokol Chemical Corp.), , Пенсильвания;
• Ракетный двигатель XLR-99 с модификациями — Thiokol Chemical Corp., ^[англ.], , Нью-Джерси;
• Вспомогательная силовая установка — (General Electric Co.), Rocket Engine Section, , Огайо;
• (Жидкостная азотная) (система охлаждения), система герметизации и наддува кабины, система контроля давления и температуры — Garrett Corp., AiResearch Manufacturing Co., Лос-Анджелес, Калифорния;
• Бортовая аппаратура и приборы — ^[англ.], Instrument Division, Гранд-Рапидс, Мичиган;
• Бортовое (навигационное оборудование) — Bowmar Instrument Corp., (Форт-Уэйн), Индиана;
• (Электронная приборная система) — (Sperry Rand Corp.), Sperry Gyroscope Co., , Нью-Йорк;
• Аппаратура заатмосферного контроля — Bell Aircraft Corp., Avionics Division, Буффало, Нью-Йорк;
• Бортовой (радиолокационный маяк-ответчик) — Lockheed Aircraft Corp., Stavid Engineering, Inc., (Плейнфилд), Нью-Джерси;
• Стойкое керамическое термопокрытие марки Rokide — ^[англ.], Refractories Division, Вустер, Массачусетс;
• Жаропрочный никелево-хромовый сплав для поверхностей корпуса марки (Inconel X) — (International Nickel Co.), Нью-Йорк;
• (Высотно-компенсирующий костюм) пилота — ^[англ.], Вустер, Массачусетс.

Схема самолёта.

Ход полёта

Отцепка от самолёта-носителя,включение двигателя,набор скорости и высоты, отключение двигателя, полёт по инерции за пределы плотной земной атмосферы, достижение (динамического потолка), баллистический спуск, вход в атмосферу, выход из (пикирования), снижение, посадка.

Лётчик выполнял воздушный старт с внешней подвески под крылом стратегического бомбардировщика B-52 на высоте около 15 км. Приземлялся на дне высохшего солёного озера. Общее время полёта после отделения от носителя около 15 минут. Совершено 199 полётов. Высота полётов до 107 км, скорость до М=6,72.

Полёты начались в 1959 году. Специально центр управления полётами оборудован на авиабазе «(Эдвардс)». В наземном обслуживании аппаратов участвовало около ста человек лётно-подъёмного состава.

Внешние изображения
Изображения
	Устройство самолёта

Подготовка полёта

(Обратный отсчёт) начинался за двадцать часов до взлёта самолёта-носителя с наземного аэродрома, тогда же начинались работы по стыковке реактивного летательного аппарата к крылу самолёта-носителя, заправка осуществлялась за пять часов до взлёта. Личный отсчёт пилота начинался за час перед вылетом. Для удобства последнего был предусмотрен персональный трейлер с различными удобствами и системой вентиляции, привозивший пилота прямо к самолёту перед вылетом и увозивший обратно по прилёте. Перед вылетом пилот надевал (ВКК) стоимостью $18 тыс., под который медицинским персоналом монтировались различные (приборы и датчики) (биометрических данных) (пульса, температуры тела, давления кровеносных сосудов, частоты дыхания и т. д.). Затем следовала проверка и подгонка нательного снаряжения и аппаратуры, после чего пилот поднимался в кабину. За время от взлёта самолёта-носителя до отделения реактивного летательного аппарата от крыла пилот выполнял свыше пятидесяти контрольных мероприятий, имевших целью обеспечить строжайшее соблюдение техники безопасности, в частности, проверку нормальной работы системы радиосвязи и других систем жизнеобеспечения и обеспечения полёта. После минутного предупреждения от пилота самолёта-носителя пилот рапортовал о своей готовности к старту (данная информация была предназначена прежде всего руководителю полётами на земле). После отстыковки пилот приступал к выполнению текущей лётной программы.

Рекордные полёты

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

Данные по этому полёту:

• Полная масса заправленного самолёта: 15195 кг
• Масса 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 для самолёта, 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 большинства полётов 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.

Полёты на высоту более 80 км (50 миль), считавшиеся космическими

В таблице представлены полеты на самолёте X-15 на высоту более 50 миль (ок. 80,5 км). Такие полёты считаются в США космическими, а люди, преодолевшие эту высоту, — астронавтами.

Дата	Лётчик-астронавт	№ полёта	№ самолёта	№ полёта самолёта	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	(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	(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	(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

Ставший впоследствии первым человеком на Луне (Нил Армстронг) тоже был лётчиком Х-15 с ноября 1960 по июль 1962 года. Он совершил на самолётах № 1 и 3 семь полётов, но в таблицу его полёты не входят. Самый высокий его полёт на 39,3 мили (63,2 км). Он покинул проект, чтобы в сентябре 1962 года пройти отбор в астронавты НАСА второго набора.

Полёт № 191 закончился катастрофой.(Майкл Адамс), достигнув в своём седьмом полёте запланированной высоты, погиб, когда по неустановленным причинам полёт на скорости M=5 и высоте 18,9 км стал неуправляемым и самолёт разрушился. Это сыграло немалую роль в закрытии проекта. Его имя — одно из 24 начертанных на сооружённом в 1991 году ^[англ.].

Выше линии Кармана (высота границы космоса по правилам FAI) Х-15 поднял только Уокер, причём дважды. Имя Джозефа Уокера отсутствует на «Космическом зеркале», хотя он погиб в авиакатастрофе в 1966 году, раньше Адамса. Но там есть имена лётчиков из набора астронавтов, не совершавших космических полётов, а разбившихся на тренировочном самолёте во время подготовки.

Развитие проекта

Помимо (X-20), рассматривался проект X-15B — увеличенный X-15 с двухместной кабиной (лётчик с наблюдателем), доставляемый на орбиту ракетой-носителем (Saturn I). Он развивал бы орбитальную скорость (около 29000 км/ч) на высоте до 3220 км.

См. также

• (Гиперзвуковой летательный аппарат)
• Суборбитальный космический полёт
• (X-20 Dyna Soar)
• SpaceShipOne
• «(Барьер неизвестности)» (фантастический фильм о советском ракетоплане «Циклон», примерном аналоге X-15)
• (Silbervogel)

Примечания

1. How fast do planes fly and which are the fastest airplanes? (англ.) (19 октября 2023). Дата обращения: 6 января 2024. 6 января 2024 года.
2. Андрей Бочкарев. Страницы истории авиации: North American X-15 – самый быстрый пилотируемый самолет в мире  (рус.). aviav.ru (10 июня 2022). Дата обращения: 6 января 2024. 26 сентября 2023 года.
3. Самолетостроение: Самые шустрые  (рус.). pravda.ru. Дата обращения: 6 января 2024. 8 августа 2020 года.
4. Hull, Seabrook. Aerophysics  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., December, 1956. — Vol.1 — No.3 — P.73.
5. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 79.
6. Karr, Erica M. ‘Father’ of Dyna-Soar Awaits AF Decision.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., May 25, 1959. — Vol.5 — No.18 — P.29.
7. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 402.
8. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 13.
9. Karr, Erica M. Scouting the Fringe of Space: 5 manned research vehicle rehearses for first flight.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., June 1, 1959. — Vol.5 — No.22 — P.31-36.
10. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 21.
11. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 85.
12. Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013, p. 61.
13. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 264.
14. Solid Fuels are simple—but!  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., October 19, 1959. — Vol.5 — No.43 — P.25.
15. Coughlin, William J. NASA Aims to Push X-15 Past Mach 3.  (англ.) // Missiles and Rockets : The Missile/Space Weekly. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., April 4, 1960. — Vol.6 — No.14 — P.14.
16. Getting, Hal. APU’s— the Muscles for Missiles.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., August 17, 1959. — Vol.5 — No.34 — P.32.
17. Bowmar Leads Precision Gear Field.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., August 24, 1959. — Vol.5 — No.35 — P.21.
18. Westerholm, Roland J. More about the missile week.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., May 25, 1959. — Vol.5 — No.21 — P.46.
19. Westerholm, Roland J. Ceramic Coatings Beat Heat.  (англ.) // Missiles and Rockets : Magazine of World Astronautics. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, Inc., November 23, 1959. — Vol.5 — No.48 — P.43.
20. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 78.
21. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 77.
22. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 266.
23. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 266-268.
24. Stimson, The X-15 Points into Space, 1960, p. 268.
25. SpaceShipOne
26. «Новости космонавтики» Т.15 № 10 (273) 2005
27. Armstrong, Neil Alden  (неопр.). Дата обращения: 19 августа 2011. 31 августа 2012 года.
28. Общий список астронавтов США  (неопр.). Дата обращения: 19 августа 2011. Архивировано 2 мая 2012 года.
29. Мемориал астронавтов на мысе Канаверал  (неопр.). Дата обращения: 19 августа 2011. 9 сентября 2013 года.

Литература

• Лукашевич В. П., Афанасьев А. Б. Космические крылья — М.: ЛенТа Странствий, 2009, 496с.- ил.
  • Гл. 5 Гиперзвуковой ракетоплан Х-15 (с.83-104)
• Evans, Michelle L. The X-15 Rocket Plane: Flying the First Wings Into Space.  (англ.) — Lincoln and London: University of Nebraska Press, 2013. — 488 p. — (Outward odyssey : a people’s history of spaceflight) —
• Stimson, Thomas E. The X-15 Points into Space.  (англ.) // (Popular Mechanics) — Chicago. Ill.: Popular Mechanics Company, May 1960. — Vol.113 — No.5 — 272 p.
• David, Heather. X-15 Moves Nearer Space Flight: Powerplant has yet to be ‘given its head’.  (англ.) // Missiles and Rockets : The Missile & Space Weekly. — Washington, D.C.: American Aviation Publications, November 28, 1960. — Vol. 7 — No. 22 — P. 19-19.

Ссылки

• X-15. Энциклопедия «Уголок неба».