Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I) - Антон Первушин

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»

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).