Александр Железняков - Секреты американской космонавтики
Но, с другой стороны, в силу политических, этических, психологических причин, американцы не в полной мере использовали интеллектуальный потенциал в лице «команды фон Брауна». То есть они достигли не того уровня, которого могли бы.
Впрочем, аналогичным образом события развивались и в СССР, где также произошел большой рывок в ракетостроении, и где также в недостаточной мере использовались «немецкие мозги», вывезенные в конце 1940-х годов из Германии.
Но не будем сожалеть о том, чего не удалось достичь. В конце концов тогдашние «ракетные» успехи, как в США, так и в СССР, впечатляют. Поэтому давайте поговорим еще об одном шаге, который тогда был сделан. Речь пойдет о самолетах. Точнее, о реактивных и ракетных самолетах. Самолеты серии «X» стали значительным шагом на пути в космос.
Глава 7
Самолеты серии «Х»
Программа строительства экспериментальных самолетов с жидкостными ракетными двигателями (серия «X») начала осуществляться в США в 1944 году. Толчком к созданию таких аппаратов послужили сведения об аналогичных разработках в нацистской Германии, полученные американской разведкой. До сих пор ходят слухи о том, что в годы Второй мировой войны немецким авиастроителям удалось создать самолеты, которые летали быстрее скорости звука. Правда, подтверждений этому найти не удалось. Но в середине 1940-х годов эту информацию использовали те, кто мечтал о качественном скачке в развитии авиации.
Контракт на строительство опытного самолета с невиданными на тот момент летными характеристиками компания «Белл эйркрафт» получила 30 ноября 1944 года. В тексте документа машина проходила под индексом МХ-524. Потом ее переименовали в МХ-1, затем в XS-1, и, наконец, она получила то обозначение, которое вошло в историю авиации и космонавтики – Х-1.
Основные технические параметры самолета были сформулированы специалистами Национального консультативного совета по аэронавтике (НАКА), предшественника Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА). Финансирование проекта осуществлялось из средств ВВС США. В конце 1944 года под руководством конструктора Вудса началось проектирование аппарата.
Самолет Х-1 представлял собой среднеплан длиной 9,45 метра, высотой 3,26 метра и с взлетной массой чуть более 6 тонн. Так как самолет рассчитывался на максимальную скорость около 2720 километров в час, то основное внимание конструкторы уделили аэродинамическому проектированию фюзеляжа. Планер самолета был рассчитан на перегрузки от +18 до -10 единиц.
Основной целью программы Х-1 являлось достижение сверхзвуковой скорости и изучение условий полета с большими числами Маха на больших высотах. Первый образец гиперзвукового самолета был готов к январю 1946 года. Вскоре начались летные испытания аппарата.
Программу испытательных полетов реализовывали в несколько этапов. На первом отрабатывались летные характеристики планера. Не оснащенный двигателем Х-1 на скорости 240 километров в час сбрасывали с бомбардировщика В-29. Далее аппарат планировал и приземлялся на аэродроме.
На втором этапе испытаний Х-1 поднимался в воздух при помощи собственного ракетного двигателя XLR-11 производства компании «Риэкшн Моторс» тягой 2,7 тонны. Первый такой полет осуществил 9 декабря 1946 года летчик-испытатель Чалмерс Гудлин. К двадцатому полету удалось вплотную приблизиться к скорости звука, а 14 октября 1947 года Х-1, пилотируемый Чарльзом Йегером, впервые в мире превысил скорость звука.
После этого были осуществлены десятки полетов. Многие из них происходили на скоростях, превышающих звуковую.
В 1951 году программа Х-1 вступила в новую фазу – начались работы по созданию ракетоплана Х-1А, представлявшего собой усовершенствованный вариант Х-1, который предназначался для исследований с еще большими скоростями. Для этого конструкторам пришлось увеличить запас топлива на 2680 килограммов и продлить время работы двигательной установки при максимальной тяге до 4,2 минуты. Конструктивно это привело к удлинению фюзеляжа на 1,4 метра. В целях повышения безопасности на период испытаний самолета жидкий кислород заменили раствором перекиси водорода.
Летные испытания Х-1А были начаты в апреле 1953 года. Во время десятого полета (12 декабря 1953 года) аппарат, пилотируемый все тем же Чарльзом Йегером, достиг скорости 2,3 Маха. То есть в 2,3 раза превысил звуковую скорость. Планировалось развить еще большую скорость, но сделать это не удалось из-за проблем с двигателем. И все равно это было наивысшее достижение того времени.
На Х-1А удалось установить и рекорд высоты. 26 августа 1954 года пилоту Артуру Мюррею удалось подняться над поверхностью Земли на 27 584 метра.
Всего в рамках программы Х-1 было построено шесть машин. Из них три аппарата были потеряны в результате летных происшествий.
22 августа 1951 года во время заправки произошел взрыв двигателя X-1D, который в тот момент еще находился в бомбовом отсеке самолета-носителя В-50. Взрывной волной аппарат был выброшен за борт и упал на землю, превратившись в груду искореженного металла. Находившийся поблизости летчик-испытатель Фрэнк Эверест, к счастью, при инциденте не пострадал.
9 ноября того же года аналогичная авария произошла при заправке топливом третьего самолета Х-1. Тогда аппарат также был выброшен за борт и разбился. Летчику-испытателю Джозефу Кеннону повезло меньше, чем Эвересту тремя месяцами ранее – он получил ранения.
Точно также погиб и Х-1А. Случилось это 8 августа 1955 года. В этом инциденте заправка двигателя была проведена, но отделить аппарат от самолета-носителя не успели. Летчик-испытатель Джозеф Уокер покинул кабину Х-1А и перешел на борт бомбардировщика, а испытательный аппарат пришлось сбросить вниз.
Оставшиеся экземпляры самолетов серии Х-1 после окончания программы были переданы в распоряжение музеев. Самый первый экземпляр XS-1 – можно увидеть в Вашингтоне, в Национальном музее аэронавтики и космонавтики.
Успехи, достигнутые американцами во время реализации программы Х-1, привели в дальнейшем к появлению новых программ, которые проходили под индексом «X». Так в 1952 году был построен Х-2 для исследований аэро– и термодинамических явлений на скоростях в 3 Маха. Потом появились Х-3, Х-4 и так далее.
Вершиной же программы «Х» следует признать ракетоплан Х-15, которому удалось добраться до границы атмосферы и космоса. Но об этом я расскажу в одной из следующих глав. А пока только добавлю, что программа «X» живет до сих пор. Под этим обозначением проходят все экспериментальные машины, которые НАСА создает и испытывает для собственных нужд и по заказу военных. Под этим индексом значится и экспериментальный беспилотный космический аппарат Х-37В, который успешно слетал в космос в 2010 году. Повествование о нем будет в одной из завершающих глав этой книги.
Глава 8
Первая американская баллистическая ракета
Давайте от авиации вновь вернемся к ракетам. Тем более что мое повествование медленно, но верно, приближается к знаменательной дате – началу космической эры.
Когда американское небо бороздили ракетные самолеты, на земле в арсенале «Редстоун» велась разработка первой американской баллистической ракеты. Эту работу поручили команде фон Брауна, для которой она стала «лучом света в темном царстве». После нескольких лет относительного забвения немцам предоставили шанс вновь найти себя. И они этой возможностью воспользовались в полной мере.
Ракета «Редстоун» являлась прямым потомком «Фау-2». Она во многом походила на свою предшественницу. В качестве топлива в ней также использовались этиловый спирт и жидкий кислород. Центробежный турбонасос подачи топлива приводился в действие путем разложения перекиси водорода. Управление полетом ракеты осуществлялось с помощью четырех графитовых газовых рулей, помещенных в потоке истекающих газов.
Вместе с тем были и отличия от ракеты времен Второй мировой войны. Первое из них – это габариты: «Редстоун» имела длину 21,2 метра, диаметр 1,8 метра, стартовую массу 18 тонн. Тяга ракетного двигателя составляла при старте 29,5 тонны.
Для сравнения, «Фау-2» имела длину 14 метров, диаметр 1,65 метра, стартовая масса 12,9 тонны, тяга двигателя при старте 25 тонн. Второе отличие – отделяемая головная часть массой до 5 тонн (у «Фау-2» неотделяемая головная часть имела массу всего 750 килограммов). Дальность полета ракеты была не очень большой – около 300 километров. То есть летала не дальше «Фау-2». Для справки: советские ракеты к началу 1950-х годов летали гораздо дальше. Однако американская армия не ставила на тот момент задачу создания ракеты большой дальности.
Во-первых, основным средством доставки ядерного оружия к целям на территорию Советского Союза генералы Пентагона считали стратегические бомбардировщики, флот которых рос в США от года к году.
Во-вторых, стартовые площадки «Редстоунов» предполагалось разместить в непосредственной близости от территории СССР, что, несмотря на невысокую дальность, делало эти ракеты стратегическим оружием.
