Просмотр полной версии : На грани космоса: миссия Х-15
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/rhdrelxngkqkes5bpsvpzd.jpg
В середине 50х годов прошлого века NACA (Национальный консультативный комитет по воздухоплаванию, будущее NASA) страдала всякой околокосмической херней, исследуя перспективные направления.
Прикручивая водородный движок на самолет, пытаясь отнять у военных перспективный проект разгонного блока Центавр, прикидывая, как отправить спутник, а затем и человека в космос, и зверски завидуя военным, ваяющим всякие космические штуки, чтобы разбомбить в случае чего всяких там разных.
Да, конечно, были идеи, были задумки, были наработки, но правительство США финансировало в первую очередь военных, а на гражданку деньги если и выделялись то по принципу:
- Вы там эта... поисследуйте, а может ли движок работать на водороде... ааа... может? Ну теперь отдайте результаты исследования военным.
- Чо, в космос хочется? Ну поисследуйте пока, как хранить жидкий водород...
А ведь какие планы были... а средств нет. Вот например, заказали NACA исследование Вальтеру Дорнбергеру по вкусной идее космического самолета, а военные результаты присвоили, бабло выбили и скинули контракты в 1954 году на планер в North American Aviation, а в 1955 году на двигатель - в Reaction Motors... и опять сиди, кури...
Фактически в США складывалась с космическими программами к тому времени забавная картина - в сторонке скромно сидела гражданская NACA, на огрызках бюджета, а рулили ВВС и ВМФ США, и даже армия США, занимаясь своими ракетными программами. Очень серьезно конкурируя друг с другом и параллеля исследования.
Весь этот милый бардак закончился после запуска советского Спутника, 4 октября 1957 года, и правительство США совершило ряд действий с целью систематизировать и реформировать всю это развеселую шайку лейку, конкурирующую друг с другом.
У военных были отнята часть подразделений, и приданы NACA, переименованную в NASA, проект космического самолета попал под частичную ее юрисдикцию, в рамках его началась работа над экспериментальной машиной Х-15.
Космоплан (ракетоплан) должен был впитать в себя все наработки проектов Х, осуществлять воздушный старт, и проведя ряд исследований, проложить дорогу к более серьезной машине.
https://cs12.pikabu.ru/post_img/2021/12/25/11/1640458217132138471.webp
Запуск двигателя Х-15
https://cs14.pikabu.ru/post_img/2021/12/25/11/1640458126181692616.webp
Кабина Х-15
В первых 24 полётах использовались два ЖРД (этиловый спирт и жидкий кислород) Reaction Motors XLR11, усиленные для обеспечения общей тяги в 71 кН, а в дальнейшем Reaction Motors поставила на машины ЖРД XLR99, обеспечивающий тягу в 250 кН. Остальные 175 полетов X-15 использовали двигатели XLR99 в конфигурации с одним двигателем. В XLR99 в качестве топлива использовался безводный аммиак и жидкий кислород.
Длина ракетоплана составляла 15,47 м, размах крыльев - 6,81 м, высота - 4,04 м. Пустой вес - 6622 кг, вес в заправленном состоянии - 15 422 кг.
Сброс с самолета носителя (модифицированный В-52) осуществлялся на высоте 13,7 км при скорости 805 км / ч.
Х-15 был третьим типом самолетов в серии высокоскоростных экспериментальных самолетов. Первым был Х-1, вторым - Х-2, третьим - Х-15. Четвертым должен был стать Dyna-Soar X-20.
X-1 был разработан, чтобы преодолеть звуковой барьер и исследовать низкую сверхзвуковую область полета. X-2 был предназначен для исследования явлений аэродинамического нагрева до скорости 3 Маха. X-15 был разработан для исследования гиперзвукового скоростного режима и границ верхних слоев атмосферы.
Первоначальная расчетная скорость X-15 составляли 6,6 Маха при высоте полета порядка 76 км соответственно. Позднее расчетное число Маха было снижено до 6,0. X-20 Dyna-Soar должен был стать продолжением X-15 для исследования области сверхзвукового полета до чисел Маха около 18. Dyna-Soar впоследствии был модернизирован и спроектирован для выхода на орбиту на новом носителе, ракетеTitan III, но программа была отменена вскоре после начала производства космоплана.
Х-15 был первым самолетом, предназначенным для полета над атмосферой. Некоторые могут спорить о том, летал ли X-15 над атмосферой, поскольку даже на высоте более 160 км есть молекулы воздуха. На самом деле большая часть атмосферы находится ниже 30 км. Край основной атмосферы становится очень заметным, когда вы поднимаетесь на высоту 30 км. Небо меняется с синего на черное, и на этой высоте нет явной атмосферной дымки. Астронавты же считают высоту в 120 км краем атмосферы, поскольку именно там они впервые ощущают некоторые атмосферные эффекты на орбитальной скорости, но ни один самолет никогда не будет летать на такой высоте.
Зачем был построен Х-15?
Первый и самый быстрый ответ на вопрос был бы примерно таким: «исследовать режим гиперзвукового полета». Настоящий ответ заключался в том, чтобы выяснить, достаточно ли мы умны, чтобы спроектировать самолет, который мог бы летать и остаться целым на гиперзвуковых скоростях.
Мы много знали о гиперзвуковом полете из теории и испытаний в аэродинамической трубе, но все же оставались некоторые реальные базовые вопросы, на которые требовались ответы. Сможем ли мы спроектировать самолет, который был бы устойчивым и управляемым на гиперзвуковых скоростях? Сможем ли мы спроектировать конструкцию, которая выдержит высокие температуры нагрева, связанные с гиперзвуковыми скоростями? Можем ли мы спроектировать самолет, которым можно было бы управлять за пределами атмосферы, и который мог бы успешно повторно входить в атмосферу на высокой скорости и под крутыми углами входа? Что еще более важно, сможет ли пилот выжить и адекватно функционировать в этой среде?
Единственный способ ответить на эти вопросы - спроектировать и построить самолет, а затем попытаться управлять им на гиперзвуковой скорости. Если все в порядке, мы были правы. Если этого не произошло, нам нужно было еще чему-то научиться.
https://cs12.pikabu.ru/post_img/2021/12/26/7/1640514386126860396.webp
Типичный профиль полета Х-15
Словом, это был вызов. ВЫЗОВ мирозданию.
Это было интереееесноооо :)
Продолжение следует...
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/4bqcrgvnalakaxnzzcmlxdq.png
Рассказывают, что когда будущие пилоты Х-15 подошли к практически готовой экспериментальной версии Х-15 в цеху, то один из них - то ли Нил Амстронг, то ли еще кто - спросил у довольных как мамонты инженеров и разрабов:
-Не ну ракету с крылышками вижу, а кабина то где? Ват зе ф*к зис гоинг он?
На что разрабы почесав репу и покраснев, достали штангенциркули, линейки, арифмометры, киянки и прочие микрометры, и ответили скромно:
- Упс... Бул щит квестчен, дуд, щас прифигичим!
-Да вы офакели, ф*к вас в ф*ак - сказал Нил (хотя может быть это был и Скотт Кроссфилд) и пошел себе оттягиватся в ближайший салун с джим бином, блек джеком и шлюхами.
Шутка. Кабина там все таки была )
Надо сказать, что с кабиной пилота разрабы и вправду погорячились. Наваяв ее фундаментально и эпически.
Что видел пилот Х-15, сажая самолет с приподнятым чуть вверх носом в две узкие щели стекол кабины? Небо :) Крыльев не видно (далеко и маленькие), нос внизу и короткий... словом, тоска печаль и посадка только по приборам.
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/wgcngfwyfeqxuhlk4.png
Вот захотите глянуть вниз, на землю матушку, и ведь не получиться :)
Зато какая защита!
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/kwwrjsqrjycwgnqpg1lwx.jpg
https://cs12.pikabu.ru/post_img/2021/12/26/10/1640535748141211555.webp
Вся кабина была сделана алюминиевой, полностью герметичной, и подвешена внутри корпуса самолета. Сделанного почти целиком снаружи из жаропрочного никелевого сплава Inconel-X.
Мало того. В кабине создавалось давление, не зависимое от высоты полета. Сам пилот находился в самолете в скафандре, а в кабину нагнетался чистый азот, чтобы минимизировать риск пожара.
Азотная среда была головной болью пилотов, потому что категорически запрещалось в полете и до посадки и сброса азотной атмосферы открывать лицевую панель скафандра.
Хотя газообразный азот не токсичен, он может быть очень смертельным. Один или два вдоха чистого азота запустят необратимый процесс удушья, который вы не можете контролировать. Иногда пилоты искушали судьбу, открывая лицевую панель своего скафандра, чтобы почесать нос или стереть пот со лба, задерживая дыхание, пока не закрывали лицевую пластину.
(Сразу вспоминается Пандора, полковник Майлз Куоритч выбегает без маски в ядовитую атмосферу... бац бац из пистолета вслед беглецам... и почти мимо)
Кабина Х-15 была довольно вместительной. Фактически, она был больше, чем кабина большинства истребителей того времени. Она извне лишь казалась маленькой, поскольку большая часть фонаря была металлической. Если мы посмотрим на фотографии с откинутым фонарем, то увидим, насколько он большой.
В дополнение ко всем обычным приборам, переключателям, рычагам, кнопкам, крутилкам, вертелкам, свистелкам и прочим органам управления кабина X-15 содержала огромное катапультное сиденье. Сиденье весило больше 100 килограмм. Руки и ноги при катапультировании фиксировались.
Оно был разработано для катапультирования пилота на скоростях до 4 Маха (до 4900 км.ч), и на высоте до 36,5 км, но мало кто из пилотов действительно верил в эти возможности. В случае аварийной ситуации большинство пилотов осталось бы в самолете, пока он не снизил бы скорость до меньшей, перед катапультированием.
За кабиной имелся довольно большой отсек для приборов. Там было около 500 килограмм приборов для измерения таких параметров, как скорость, высота, скорость тангажа, скорость крена, скорость рыскания, положения руля, температур по всему корпусу и т. д.
Приборный отсек был достаточно большим, чтобы вместить человека. Несколько инженеров по планированию полетов были почти серьезно настроены добровольно покататься в этом отсеке, но разумеется, кроме высказывания желаний вечером после пива, дальше речи не шло.
Баллон с жидким кислородом (LOX) располагался за отсеком ВСУ. Жидкий кислород довольно холодный, как вы, возможно, помните из школьных демонстраций. Пилоты всегда могли определить, сколько жидкого кислорода было в баке, по изморози на внешней обшивке фюзеляжа. Пилотам приятно было знать, что, если они потерпят крушение на X-15, они не будут долго страдать. Жидкий кислород из разорванного бака мигом их заморозит вусмерть.
Аэродинамическое управление осуществлялось либо с помощью обычного центрального джойстика и педалей направления, либо с помощью бокового джойстика и педалей направления. Центральный джойстик редко использовался во время полета с двигателем, из-за больших перегрузок. Его можно было использовать для посадки, но пилоты обнаружили, что можно успешно посадить самолет, используя только боковой джойстик.
Тут же стало модным летать только с помощью бокового джойстика.
X-15 был одним из первых самолетов, в которых использовалась инерциальная платформа для определения ориентации и информации наведения, а также компьютер для расчета инерционных величин. Стандартные барометрические приборы в Х-15 были практически бесполезны. Впрочем, они были на приборной панели, но их использовали только в схеме посадки, потому что они не работали на больших высотах или за пределами атмосферы. Большую часть полета пилоты использовали инерциальные данные для управления и наведения.
Во время одного из полетов X-15 компьютер вышел из строя, и пилот потерял инерциальные данные. Когда вы двигаетесь со скоростью более 4800 км в час, и не видите земли или горизонта, и не знаете где вы и на какой высоте, это настоящий шок.
Чтобы летать со скоростью 6 Маха или 6500 км в час, нужно иметь самолет, который выдержит температуру до 650 ° Цельсия. X-15 был построен из Inconel-X, высокопрочного никель-сталь сплава, который сохранял большую часть своей прочности до 650 °.
Один из пилотов Х-15 столкнулся с этим материалом, когда работал инженером в Boeing Airplane Company. Он пытался найти материал подшипников, который можно было бы использовать в реверсоре тяги двигателя. Он заказал ряд жаропрочных сталей для изготовления подшипников и испытаний их в условиях высокотемпературных нагрузок.
Одним из материалов, которые он заказал, был Inconel-X. Он получил цилиндрическую заготовку диаметром 3 дюйма из Inconel и отнес ее в механический цех, чтобы отрезать 3-дюймовую деталь для изготовления подшипника. Бригадир цеха включил ленточную пилу и начал распиливать заготовку. Ему удалось сделать только небольшую бороздку в заготовке, прежде чем резка прекратилась. Inconel-X уничтожил зубья пилы всего за несколько секунд.
Затем бригадир попробовал большую электрическую ножовку. С тем же результатом.
Затем инженер предложил бригадиру попробовать отрезать кусок резаком. Бригадир зажег резак, и через пару минут у них была металлическая заготовка, похожая на расплавленную ириску. Сплав просто размягчался, раскалившись добела. Они попытались оторвать кусок, но его было слишком сложно отделить.
Разумеется, температуры прыгали под 600 градусов только пиково, средняя же температура держалась в районе 500 градусов.
Inconel-X легко переносил такую температуру, и поэтому Х-15 могли летать до 6 Махов и тянуть 6g без чрезмерной нагрузки. Х-15 был крепкой птицей. Он действительно хлопал и грохотал, когда разгонялся выше 5 Мах, но держался молодцом и четко выполнял полетные задания.
Ракетный двигатель X-15 был одним из первых ракетных двигателей, имевших возможность дросселирования. Изначально двигатель имел возможность дросселирования с 30 до 100 процентов мощности. Дросселирование работало на удивление хорошо, однако нижний предел в 30 процентов в конце концов пришлось увеличить, потому что двигатель не хотел надежно работать на этой настройке мощности.
Минимальная установка дроссельной заслонки была увеличена до 40 процентов мощности, что решило большинство проблем.
Ракетный двигатель LR-99 в X-15 имел еще одну уникальную особенность. У него была возможность перезапуска. Если двигатель не запустился с первого раза, вы можете перезапустить процесс и повторить попытку.
Эта функция позволила сэкономить ряд миссий, поскольку на ранних этапах программы нередко не удавалось получить "свет" (так пилоты называли факел двигателя) с первой попытки.
Большинство отказов зажигания в начале программы полета было связано, прежде всего, с тем, что пилоты запускали двигатель при минимальном положении дроссельной заслонки, равном 30% мощности. Позже процедуру запуска изменили, чтобы запускать двигатель с дроссельной заслонкой на 100% мощности, а затем вернуть дроссель, если это необходимо для уменьшения тяги. Это вылечило большинство проблем, связанных с отказом от "света".
У X-15 была возможность сбросить топливо, если все попытки зажигания двигателя терпели неудачу, за две минуты. Это было чрезвычайно важно, так как самолет не выдержал бы посадки с каким-либо значительным количеством топлива на борту.
Двигатель LR-11 использовался в X-15 временно, пока LR-99 завершал свои демонстрационные испытания. LR-11 ранее использовался в ракетных самолетах Х-1 и D-558-II. Он состоял из четырех отдельных камер, которые развивали 0.68 тс в каждом камере или в общей сложности 2,72 тс тяги. Каждый ствол (камера) мог работать независимо, и в результате у пилота была возможность постепенного дросселирования включением/ выключением камер.
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/2seghqxbplfpdwnxhvtd.png
Двигатели LR-11 (слева) и LR-99 (справа)
В ранней версии Х-15 было установлено по два двигателя, обеспечивающих тягу в сумме 5,44 тс.
Двигатели сжигали этанол, используя жидкий кислород в качестве окислителя.
Относительно низкий уровень тяги, развиваемой этими двигателями, серьезно ограничивал характеристики Х-15, но использование этих двигателей позволило начать полетную программу по расписанию.
Двигатель LR-99 развивал 25,85 тс (250 кН), и его с лихвой хватало на все потребности Х-15.
В качестве горючего он использовал обезвоженный аммиак (та еще гадость), а в качестве окислителя - жидкий кислород.
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/zkfdrfqdzfvkpysnvz0p.jpg
Х-15 с парой установленных LR-11
https://cs12.pikabu.ru/post_img/2021/12/27/1/1640556962190973198.webp
Х-15 поздней модификации с установленным LR-99
Единственным практическим способом достижения гиперзвуковой скорости пилотируемого самолета в конце 1950-х годов было использование мощности именно ракетного двигателя. Самый большой из доступных реактивных двигателей создавал тягу менее 13,6 тс, тогда как ракетные двигатели с тягой более 90,7 тс уже были разработаны для приведения в действие баллистических ракет. Для Х-15 был разработан ракетный двигатель, развивающий тягу почти 27,2 тс.
Ракетная двигательная установка имеет преимущества в том, что она мощная и относительно простая. Она не требует воздухозаборников, компрессоров, турбин или других компонентов, регулирующих воздушный поток и давление. Это хорошая, изящная силовая установка. Однако у нее есть свои недостатки. Она сжигает огромное количество топлива и окислителя. Таким образом, вы должны использовать это топливо максимально эффективно.
Концепция запуска с воздуха и посадки без двигателя была разработана именно для повышения эффективности использования имеющегося ракетного топлива. Согласно этой концепции, самолет с ракетным двигателем поднимается на высоту самолетом носителем, а затем отстыковывается, чтобы совершить собственный полет на ракетном двигателе.
Для посадки не нужно оставлять топливо, потому что самолет садится с выключенным двигателем.
Эта рабочая концепция очень успешно использовалась для первых запусков первых ракетопланов. Самолеты носители В-29 или В-50 поднимали эти первые экспериментальные машины на высоту 13,7 км.
Запуски обычно осуществлялись в пределах 20-25 км от пересохшего озера Эдвардс, курсом на озеро. После расстыковки пилот включал ракетный двигатель и затем разгонялся до желаемой скорости, или набирал высоту до запланированной. Как правило, полеты планировались таким образом, чтобы при прохождении самолета над дном озера Эдвардс происходил весь расход топлива.
После сгорания топлива пилот должен был замедлиться и снизиться, возвращаясь на посадку.
Используя эту процедуру, самолет никогда не выходил за пределы планируемого расстояния дна озер Эдвардс или Розамонд. Было важно, чтобы самолет оставался на плановой дистанции все время полета, чтобы гарантировать, что его можно будет посадить, если ракетный двигатель не запустится или если он преждевременно выключится. Та же самая рабочая процедура использовалась для первых четырнадцати полетов X-15 и для всех испытательных полетов пилотов с использованием двигателя LR-11. Два B-52 (серийные номера AF 52-003 и 52-008) были модифицированы для подвески X-15, выступая в качестве самолетов носителей.
По мере планирования полетов на более высокую скорость и высоту стало очевидно, что требуется большее расстояние, чтобы учесть ускорение, набор высоты, замедление и снижение. Полеты по кругу вокруг Эдвардса были непрактичными для получения стабилизированных условий полета. Например, на максимальной скорости X-15 должен был бы постоянно разворачиваться, летя по кругу, с перегрузкой 6g, чтобы оставаться в пределах планируемого расстояния от Эдвардса.
Это было совершенно непрактично. Нужно было переместить точку запуска подальше от Эдвардса, и обеспечить большее расстояние по прямой для выполнения полетов на более высокой скорости и на большей высоте. Но оставаться в пределах возможных зон нештатной посадки, если ракетный двигатель не запустится.
Решением этой проблемы был поиск нескольких сухих озер на разном расстоянии от Эдвардса, которые можно было бы использовать в качестве аварийных посадочных площадок.
Пустынный регион южной Калифорнии обильно усыпан высохшими озерами.
Первоначально использовались только четыре озера : Сильвер-Лейк, Хидден-Хиллз, Деламар и Грязевое озеро.
Два других, Ранчо Смита и Рэйлроуд-Вэлли, использовались во второй части программы для полетов на очень большую высоту. Первоначально Вендовер был обозначен как посадочное озеро, но никогда не использовался.
Сильвер-Лейк находился в 65 км от Эдвардса, Хидден-Хиллз - в 80, Грязевое озеро - в 124, Деламар - в 137, Ранчо Смита - в 174, а Рэйлроуд-Вэлли - в 143 км. Эта комбинация посадочных озер давала большую гибкость при планировании полетов на различных скоростях и высотах, потому что наземные расстояния до Эдвардса варьировались от 60 до почти 186 км между этими шестью озерами.
Поскольку на озере Эдвардс была развернута база и инфраструктура обслуживания Х-15, полеты планировались таким образом, чтобы Х-15 мог сесть на Эдвардс в случае успеха или, при проблемах, на каком то из промежуточных пересохших озер.
Всего для аварийных посадок исследовали 40 или 50 озер в пустынях южной Калифорнии и западной Невады и выбрали пятнадцать или около того, которые подходили. Предпочтение отдавалось озерам длиной не менее 4 км, но принимали некоторые из них размером всего 3 км, надеясь, что никогда не придется их использовать.
Эти сухие озера необходимо было тщательно осмотреть на предмет достаточной твердости и гладкости. Затем они были размечены смоляными полосами, чтобы выделить лучшую посадочную площадку или районы посадок, если озеро было достаточно большим для более чем одной взлетно-посадочной полосы. Размеченные взлетно-посадочные полосы имели стандартную ширину 100 метров. Полосы дегтя, очерчивающие край взлетно-посадочной полосы, также были стандартизированы шириной 2,5 метра. Ширина полос была весьма критичной, потому что это была единственная надежная контрольная мера, позволяющая судить о высоте при посадке.
Летно-испытательный центр Эдвардса приложил немало усилий, чтобы разметить взлетно-посадочные полосы на дне каждого выбранного озера. Эти взлетно-посадочные полосы приходилось обновлять не реже одного раза в год, а иногда и чаще, если случался сильный дождь или снег. Дождь и тающий снег обычно покрывали полосы грязью, что делало их почти невидимыми.
Дождь и снег вызвали другие проблемы на этих озерах. Он размягчал твердую поверхность дна озера и создавал липкую грязь или даже мелкое озеро, полное воды. Некоторые озера покрывались водой до 30 см. Если это происходило, озеро переставали принимать в расчет на сроки 3-4 месяца, чтобы оно снова высохло и затвердело.
НАСА взяло на себя ответственность проверять дно озер на твердость в течение года.
Группа обеспечения, в которой были и пилоты Х-15, использовала "Gooney Bird" (Douglas C-47 Skytrain он же Dakota), чтобы подлететь к каждому дну озера, чтобы обследовать отмеченные взлетно-посадочные полосы на предмет слабых мест и дефектов поверхности. У них был свинцовый шар диаметром 15 сантиметров, который они сбрасывали с высоты полтора метра на поверхность озера. Затем измерялся диаметр и глубина впадины, и по ранее проведенным эталонным измерениям вычислялась пригодность поверхности для посадки Х-15. Это был грубый, но эффективный способ быстрой оценки пригодности дна озера.
Перед тем, как приземлиться на дно озера, чтобы его осмотреть, нужно было сделать один или два прохода над ним, чтобы визуально обнаружить мокрые пятна или стоячую воду.
Если дно озера казалось влажным, делали еще один проход и катали колеса "Gooney Bird" по дну, чтобы потом подойти пешком, и проверить глубину следов.
Это был не простой маневр, поскольку в случае чрезмерной влажности поверхности дна озера, самолет мог засесть в грязи. И это случалось раз несколько.
Как то раз Нил Армстронг и Чак Йегер полетели на Lockheed T-33 Shooting Star на такие проверки, и... застряли в грязи на дне озера. Чтобы вытянуть этот вляпавшийся в грязь самолетик, потребовалось немало усилий.
Ну а развлечения для (и не только) на "Gooney Bird" возили мотоцикл, чтобы покататься по взлетно-посадочной полосе и осмотреть ее по всей длине. Уолтер Уайтсайд, офицер по техническому обслуживанию ВВС в отставке, и ветеран мотоциклистов- внедорожников, был, среди прочего, главным экспертом по дну озер. Ему очень нравилось кататься на этих больших озерах на мотоцикле.
Иной раз вылетавшие на F-104 в целях попрактиковатся пилоты Х-15 подшучивали над увлеченно катающемся на мотоцикле по озеру Улотрером, обнаружив его с высоты визуально. Узрев катающегося беспечно на мотике Уолтера они вредно хихикали, уходили подальше, разворачивались, разгоняли F-104 до сверхзуковой скорости (чтобы бедолага не услышал воя подлетающего истребителя), и пролетали у несчастного любителя покататься над головой на высоте 3-4 метров.
Шум был ужасный. Бедняга сильно ворчал потом и ругался.
Ну посудите сами. Едете вы тихонько на мотике по плоскому дну высохшего озера, любуетесь пейзажами. Тишина. Птычки чирикают, ляпота... и тут бабах бубух и над головой пулей низенько пролетает «летающий гроб» Локхид F-104 «Старфайтер», ревя своим J79-GE-19, а гадский пилот Х-15, вредно хихикая в кабине, да еще и врубает форсаж, а затем ввиничивается в небо.
Неплохой способ привлечь чье то внимание, не так ли?
Итак, для полетов на высоте требовалось наибольшее расстояние от старта до посадки.
Полет на максимальной высоте 107,9 км, совершенный Джо Уокером, требовал наземного расстояния 490 км, чтобы вылезти из атмосферы на максимальную высоту, спуститься, выйти и затем замедлиться, прежде чем достигнуть Эдвардса. Для полета на максимальной скорости 7274.2 км в час требовалось расстояние всего 362 км по земле, поскольку во время скоростного полета Х-15 оставались в атмосфере и могли относительно быстро замедляться.
Так же одной из основных причин использования более длинных расстояний в каждом полете было необходимость большего времени для выполнения тестовых маневров или проведения различных экспериментов. Например, во время первых испытательных полетов X-15 пилоты выполняли маневры для определения устойчивости самолета на различных скоростях, тестировали эффективности управления, тестировались аэродинамические характеристики, соотношения подъемной силы и сопротивления, нагрузок и напряжений, приложенных к разным частям самолета.
Место, где X-15 приземлится во время любого полета, вычислялось на основе запланированного и фактического времени работы двигателя. Если в двух попытках после сброса двигатель не включался, пилоты совершали вынужденную посадку на стартовом озере.
Если двигатель включался, но работал только короткое время, пилоты приземлялись на стартовом озере, так как все еще могли развернуться и вернуться.
Если бы двигатель работал более половины доступного времени работы, которое составляло примерно 82 секунды, но, например, менее 80 процентов, пилоты, скорее всего, садились бы на одном из промежуточных озер, поскольку уже не могли добраться до Эдвардса и вернуться к озеру запуска.
Если бы двигатель работал дольше 80 процентов запланированного времени, пилоты могли бы добраться до Эдвардса. Приведенные процентные значения являются репрезентативными и меняются в зависимости от каждого стартового озера и типа полета.
Некоторое типичное время принятия решения для типичного полета из озера Деламар: от 0 до 40 секунд - приземление в Деламаре, от 40 до 46 секунд - приземление на безымянное дно озера в строго засекреченной зоне (Зона 51?), от 46 до 64 секунд - приземление в Хидден Хиллс, От 64 до 68,5 секунд - приземлиться в Каддебэк, и 68,5 секунды или дольше - приземление в Эдвардсе.
Хидден-Хиллз использовался в качестве стартового озера на многих рейсах, но он также служил промежуточным дном для рейсов из озера Деламар, поскольку эти полеты проходили почти прямо над Хидден-Хиллз. Грязевое озеро, еще одно стартовое озеро, также служило промежуточным дном для полетов с ранчо Смита.
Предварительный расчет мест посадки был частью процесса, называемого энергоменеджментом. В самолете без двигателя расстояние, на которое вы летите, зависит от того, сколько у вас начальной энергии. Скорость и высота - главные составляющие энергии. Имея большую скорость и высоту, можно улететь на большие расстояния. Имея минимальную скорость и высоту, вы можете улететь только на небольшую дистанцию. При оптимальном сочетании скорости и высоты на X-15 могли пролететь более 640 км, а используя комбинации скорости и высоты, можно было сесть и в 80 км от точки сброса.
При нормальном полете X-15 должны были доставить самолетом носителем к выбранному стартовому озеру, а затем запустить его в направлении Эдвардса.
Нормальные условия запуска составляли 0,8 Маха на высоте 13,7 км. Пилот X-15 включал ракетный двигатель, а затем набирал высоту и разгонялся до желаемых условий испытаний.
В зависимости от конкретного плана полета он либо в какой то момент по плану выключал двигатель, либо давал ему работать до тех пор, пока не закончилось топливо. После выключения двигателя пилот должен был планировать к Эдвардсу, а затем совершать посадку без двигателя. Во время полета пилот выполнял различные исследовательские маневры, как предусмотрено планом полета, или запускал различные эксперименты, которые проводились на самолете.
В X-15 выполнялись два основных типа полетов: полеты в атмосфере и полеты на высоте. Атмосферные полеты производились, как правило, на высоте ниже 30 км. В этих полетах Х-15 летал как обычный самолет. Крылья создавали подъемную силу, и пилоты могли поворачивать и маневрировать, как в обычном самолете.
В этих полётах после запуска пилот устанавливал средний угол набора высоты, а затем начинал небольшой пролёт на высоте от 18 до 21 км. Заключительная часть полета перед глушением двигателя будет состоять в горизонтальном полете либо со стабилизированной скоростью для сбора данных, либо в полете с ускорением для достижения высокой скорости. Для этих полетов как правило, были характерен набор максимальной скорости.
После отключения двигателя пилот плавно спускался обратно к Эдвардсу.
Полеты на высоте включали крутой набор высоты из атмосферы, за которым следовали баллистическая траектория до максимальной высоты, затем крутой спуск обратно в атмосферу, выход на горизонтальный полет после входа в атмосферу, а затем планирование обратно к Эдвардсу и посадка.
Высотный полет - это кратковременный космический полет. Мы покинули атмосферу фактически на самолете, и от 2 до 5 минут, в зависимости от максимальной высоты, находимся в невесомости в космической среде при 0 g. Мы не можем повернуть или изменить траекторию полета за пределами атмосферы самолетными средствами. Мы можем контролировать положение самолета только с помощью вспомогательных миниатюрных ракетных двигателей.
Скорости оставаться в космосе нам на Х-15 просто не хватит.
Мы вышли из атмосферы Земли и вернемся в нее, как и любой другой космический корабль в суборбитальном полете.
В начале разработки X-15 стало очевидно, что X-15 потребуется большой испытательный полигон для выполнения своих высокоскоростных и высотных полетов. Была развернута локальная сеть слежения и телеметрии с тремя объектами: один в Эдвардсе, один в Битти, штат Невада, и один в Эли, штат Невада. На каждом из этих объектов имелась радиолокационная установка FPS-16, приемные антенны телеметрии и двусторонняя голосовая связь. Эти объекты изначально были автономными, но впоследствии были связаны на укв радио каналах для передачи данных радара и телеметрии в режиме реального времени между собой. Три объекта находились на расстоянии примерно 300 км друг от друга, а общее расстояние составляло почти 600 км. С этих трех мест можно было отслеживать X-15 в любом месте штата Невада и нижней части штата Калифорния.
Данные телеметрии использовались для мониторинга различных систем в самолете и безопасности полетных данных. Впоследствии все наработки по системе мониторинга состояния машины были переданы в NASA и использовались в космических программах Меркурий и последующих. Так в NASA передавались и там активно использовались процедуры летных испытаний и подготовки полетов, пилотов и многая другая получаемая по результатам экспериментальных полетов Х-15 важная и порой и критическая для будущей космической техники и космических полетов полученная с программы Х-15 информация.
Многие сотрудники исследовательской группы Х-15 так же впоследствии ушли в космические и не только программы. Например, Джерри Трушински, разработавший систему слежения Х-15, перешел в штаб-квартиру NASA и приступил к разработке сети слежения за космосом, а затем и сети слежения за глубоким космосом. Впоследствии он стал начальником отдела отслеживания и сбора данных NASA.
Данные, полученные на сайтах слежения за X-15, использовались для направления X-15 к Эдвардсу или к альтернативному месту посадки, если возникала проблема, которая не позволяла X-15 добраться до Эдвардса.
В начале программы была диспетчерская на каждом объекте, потому что не были созданы и развернуты системы передачи информации в режиме реального времени между объектами.
Это означало, что каждая диспетчерская должна была обслуживаться в каждом испытательном полете диспетчером и группой инженеров, чтобы следить за безопасностью полетных данных в режиме реального времени. Это требование дополнительно усложняло операцию поддержки для каждого полета.
Этим командам диспетчерской пришлось вылетать на места накануне вечером, чтобы иметь возможность проверить диспетчерскую и подготовиться к полету на следующее утро. Эти команды редко выспались в ночь перед полетом, потому что бары и казино (да и бордели) в Битти и Эли оставались открытыми большую часть ночи.
Кроме того. Для тренировки диспетчеров и обучения персонала станций слежения, пилотам Х-15 и пилотам групп авиа сопровождения приходилось мотаться как проклятые, оседлав Т33, F-100, F-104, и даже вертушки, между озерами стартов, аварийных площадок и всеми локациями диспетчерских объектов, имитируя собой ... Х-15. Персонал нарабатывал опыт слежения и коммуникаций, а пилоты налетывали кучу часов, вися в небе и делая вид что они чертов ракетоплан, который вошел в атмосферу и "что то пошло не так и сейчас ой ой ой он гробанется. Ну вот почти упал и будет садиться аварийно".
Закончив тренировки, персонал вываливал на солнышко, весь в мыле, уцепив по пиву и устало наслаждался тишиной и негой.
А какой нить замученный изображением из себя Х-15-го пилот "эф сточетыре" в это время тихонько подкрадывался к ребяткам на сверхзвуке низенько низенько, чтоб радары не заметили и бум форсаж у них над головами...
Пиво в одну сторону, персонал врассыпную. Факи, вопли... весело.
И интерееееснооо :)))
Продолжение следует
https://cs12.pikabu.ru/post_img/2021/12/28/7/1640691648192722405.webp
Наземная поддержка, необходимая для полета X-15, была довольно обширной. На стартовом озере во время полетов всегда находились спасательный вертолет, пожарная машина и машина экстренной помощи NASA с техниками X-15 на борту.
На дне промежуточных озер дежурили пожарная машина и машина экстренной помощи NASA с техниками. В Эдвардсе тоже находились дежурные расчеты.
Вся эта машинерия и снаряга, вместе с людьми, развозилась по местам дежурств рано утром в день полета двумя Lockheed C-130 Hercules, предназначенных для поддержки миссии X-15. Кроме вертолета.
Вертолет прилетал сам.
После выполнения полета Геркулесы собирали всю эту банду и доставляли обратно на базу. Кроме вертолета.
Вертолет улетал сам.
Если внезапно поступал вызов, указывающий на аварийную посадку на одно из промежуточных озер, C-130 направлялся к обозначенному дну. Так же C-130 вместе со своими парамедиками был готов вылететь на аварию или катапультирование, в любом месте в зоне полетов.
Вертолет?
Вылетал сам.
Кроме того, в процессе полета и посадки использовались воздушная поддержка самолетами сопровождения. В полетах Х-15 использовалось минимум три и максимум пять самолетов наблюдения и сопровождения полета. На время миссии очередного полета Х-15 им выдавались позывные от Chase-1 до Chase-5 (Чейз, т.е. преследование, погоня)
Три "погони" использовались в ранних полетах X-15, еще с двигателями LR-11, которые проходили в непосредственной близости от Эдвардса.
Четыре "погони" использовались для большей части полетов, и пять - для полетов на большие расстояния с Ранчо Смита.
«Чейз-1» была предстартовой погоней.
Этот самолет взлетал вместе с B-52 и находился в воздухе рядом на протяжении всей процедуры предстартовой проверки в полете самолета-носителя.
В течение первых нескольких лет программы в качестве «Чейз-1» использовался самолет North American F-100 Super Sabre (сверхзвуковой истр.бомб, макс. 1390 км/час, потолок 13.7 км), а затем - Northrop T-38 Talon (двухместный сверхзвуковой учебный, макс. 1381 км/ч, потолок 15 км).
«Чейз-1» обычно пилотировал пилот ВВС США. Сопровождение связки B-52 / X-15 велось практически вплотную, чтобы контролировать различные процедуры предстартового контрольного списка, которые включали видимые действия X-15, такие как движения плоскостей управления, проверки выброса горючего, проверки баллистической системы управления, запуск APU, цикл запуска двигателя и проверка дифферента руля.
Эта погоня также обеспечивала независимую проверку воздушной скорости, высоты, курса и служила для отслеживания безопасности движения.
Магическая цифра высоты запуска Х-15, в 13,7 км определялась именно возможностями F-100 "Чейз-1" с его максимальным потолком в 13,7 км, а не потолком рабочей лошадки Boeing B-52 Stratofortress, умеющего залезть и на 16,3 км. Ну а "эф сточетверка" могла залезть еще выше, на 17,7 км, а однажды даже поставила, правда в модификации, какой то там мировой рекорд, забравшись на 31,5 км. Рекорд потом конечно же побили, но сточетверка сумела же.
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/5ztcrbhasywpnbzcqtkxjyss.png
«Чейз-2» был "погоней за запуском". За 1 минуту до старта она становилось основной погоней. Использовался самолет F-104, которым обычно управлял пилот НАСА.
Эта погоня началась, когда B-52 покидал район Эдвардса и направлялся к точке старта.
«Чейз-2» служил погоней за приземлением для любых аварийных площадок, которые могли потребоваться Х-15 до или вскоре после запуска двигателя.
Эта погоня выводила B-52 к точке старта (сброса Х-15).
После запуска «Чейз-2» преследовал X-15 до тех пор, пока Х-15 не уходил из района стартового озера или, если двигатель не включился, следовал за ним до места посадки на стартовом озере.
"Чейз-2" обычно отставал от В-52 на высоте 10 км. Затем примерно за 3 минуты до запуска пилот "Чейз-2" включал форсаж и начинал набор высоты, чтобы достичь высоты 13,7 км, начиная идя рядом с B-52 за 1 минуту до запуска. Чтобы поддерживать строй с В-52, пилот F-104 должен был использовать минимальный форсаж и частичные тормоза скорости - самый варварский способ летать.
У «Чейза-2» почти всегда было мало топлива, поскольку самолетик минимально заправляли для облегчения веса и работы на высотах, и он обычно приземлялся обратно в Эдвардс с горящей лампочкой низкого уровня топлива.
«Чейзу-2» становилось особенно грустно, с его маленьким запасом горючего, если из-за какой-то проблемы случалась задержка пуска Х-15.
Иногда пилоты «Чейз-2» прибегали к полету на вихре с законцовки крыла B-52 в качестве маневра для экономии топлива. Это могло сэкономить много горючего.
Это было почти как сёрфинг.
Вихрь на кончике крыла громадного Stratofortress-а был довольно сильным, и когда пилот располагал F-104 в нужном месте относительно законцовки крыла, он мог лететь примерно с половиной требуемой тяги двигателя.
Утки и гуси использовали эту технику вихревой езды сотни тысяч лет, но никогда не использовали полет за B-52.
«Чейз-3» был погоней, прикрывавшей любые аварийные посадки в промежуточный период. В качестве нее использовался так же F-104, и пилот NASA обычно управлял этой машиной.
Эта погоня началась примерно за 30 минут до запуска Х-15 и барражировала над промежуточным озером или между промежуточными озерами, если их было больше одного.
В случае чп «Чейз-3» должен был подойти к X-15 и сопроводить его к месту посадки на аварийном озере.
https://cs12.pikabu.ru/post_img/2021/12/28/7/1640692754153093759.webp
«Чейз-4» был погоней, встречающей приземление Х-15 на озере Эдвардса.
Использовался так же F-104, и пилотом обычно был пилот ВВС США.
Эта погоня тоже начиналась примерно за 30 минут до старта Х-15 с самолета носителя.
«Чейз-4» пролетал от 40 до 60 км по траектории X-15 от Эдвардса. Затем пилот «Чейз-4» начинал ускоряться и набирать высоту по трассе X-15 обратно к Эдвардсу, чтобы встретиться с X-15 на максимально возможной скорости и высоте, во время спуска X-15 в район Эдвардса.
Это была непростая задача. «Чейз-4» наводился на место встречи с помощью радара.
Поскольку X-15 было трудно увидеть из-за его небольшого размера и темного цвета, довольно часто погоня полагалась на инверсионный след.
После рандеву «Чейз-4» визуально осматривал Х-15 и сообщал пилоту Х-15 о любых отклонениях от нормы. Затем «Чейз-4» начинал предоставлять информацию о воздушной скорости, высоте и местоположении во время захода на посадку по запросу пилота X-15, в качестве дублирующего и страхующего канала информации.
«Чейз-4» проверял выпуск закрылков и шасси Х-15, и определял высоту над дном озера в течение последних нескольких секунд перед приземлением.
Вторая промежуточная погоня, «Чейз-5», требовалась во время полетов с Ранчо Смита, чтобы охватить все промежуточные озера. Максимальное расстояние между промежуточными озерами составляло более 150 миль, и один F-104 не мог разгоняться достаточно быстро, чтобы покрыть посадку Х-15 на дно обоих озер, вовремя успев или туда или туда.
Иногда у испытателей было достаточно самолетов, чтобы позволить себе роскошь бродячей погони. Эта погоня служила резервной для «Чейз-2», -3, -4 или -5. Народ просто прыгал в свободные F-104 и зависал в небе, стараясь чем то помочь.
Так ли нужна была эта практика сопровождения, отслеживания и встречи Х-15 «Чейзами»?
Когда прошло уже достаточно времени, и бывший пилот, налетавшийся в свое время над Роджерсом до упаду, Дик Слейтон, руководивший к тому времени в NASA летными испытаниями в атмосфере первого "шаттла", предложил полностью отказался на этих испытаниях от самолетов сопровождения, бывшие пилоты Х-15, так же порой летавшие и «Чейзами», поговорили о этом событии.
Попытавшись вспомнить, а действительно ли самолеты сопровождения, вернее их пилоты, смогли реально помочь кому либо, пилотирующему Х-15 и спасти его от катастрофы, дав верную информацию или коррекцию?
Безусловно, «Чейзы» предоставляли всем службам и пилотам массу нужной и важной информации, и протоколировали полеты. Разумеется, в то время и в тех условиях, при той технике они были нужны и важны.
Но пилоты смогли вспомнить лишь один инцидент за многолетний период, когда «Чейзы» определенно спасли самолет. Один случай из десятков, как им думалось.
Разумеется, вовремя переданная «Чейзами» информация помогала пилотам Х-15 и наземным службам не совершить многих ошибок, чреватой катастрофой...
Но вот так, чтобы можно было явно сказать - вот тут точно спасли... только один случай.
С другой стороны, когда ты, сидя в этом экспериментальном аппарате, готовясь нырнуть на грань космоса, видишь рядом друзей, и знаешь, что они контролируют извне исправность твоей машины, а если что то не так, или забыл, скажут или подскажут, тебе намного спокойнее.
Или, когда ты возвращаешься с стратосферы, а к тебе, такому всему в мыле, подходит в бескрайнем небе, покачав крыльями, «Чейз», пристраивается рядышком, и говорит добродушно:
- Мужик, а хде ты потерял свой хвост?
А ты ему ласково так:
- да ф*к тебя, впереф*к и ф*ком об тейбл!
... то как то психологически комфортнее, и вот уже и заулыбался, и жизнь то, зараза, все же хороша...
После приземления в Эдвардсе пилота встречали колонной транспортных средств, которая спешила к Х-15 сразу же после остановки.
Начальник пожарной охраны Эдвардса вел эту стаю на своем ярко-красном пикапе.
Официально он не был руководителем колонны, но зато у него была самая быстрая машина!
Он просто обгонял всех, и все тут.
Не было жесткого построения конвоя или ограничения скорости.
Когда передвижной фургон управления трогался, каждый оказывался сам себе командир. Начальник пожарной охраны обычно достигал скорости, приближающейся к 160 км в час, когда он спешил к севшему Х-15 по дну озера. Стремясь убедится, что пожара нет, а если нет, то все равно найти и потушить.
В стае было по крайней мере десять или двадцать машин плюс вертолет, который с ревом пересекал дно озера, чтобы спасти пилота X-15, хотел он того или нет.
По иронии судьбы, если пилот Х-15 добирался до Эдвардса, то проблем то вовсе и не было. Помощь нужна была тогда, когда он до Эдвардса НЕ добирался.
Однако это было зрелищное шоу, когда все эти автомобили мчались по дну озера, поднимая здоровенное облако пыли.
Пилоту, сидящему в Х-15, было несколько страшновато смотреть, как все эти машины несутся, сходясь на его бедном маленьком, неподвижно стоящем, беззащитном самолетике, и оставалось лишь надеяться, что с тормозами у этих машин все в полном порядке.
Заключительные этапы полета включали заход на посадку и посадку без двигателя.
Подход без двигателя на посадку в идеале предполагал спуск по спирали в 360 градусов.
Стартовая позиция захода на посадку находилась прямо над желаемой точкой приземления на высоте 10 км по курсу взлетно-посадочной полосы.
С этой позиции пилоты начали разворот с креном в тридцать пять градусов, поддерживая скорость полета от 450 до 550 км.ч. Поворот обычно делали налево, хотя можно было повернуть в любую сторону. После завершения разворота на 180 градусов самолет оказывался примерно в 6 км на траверзе предполагаемой точки приземления, на высоте около 6 км, и брал курс в направлении, противоположном взлетно-посадочной полосе. Разворот продолжался из этого положения еще на 180 градусов, чтобы выровняться с взлетно-посадочной полосой примерно в 8 км от взлетно-посадочной полосы. В этот момент самолет был готов к прямой посадке.
На тренажере X-15 изначально была определена геометрия схемы захода на посадку. Затем схема была проверена в полете с использованием других самолетов, таких как F-104, сконфигурированных так, чтобы соответствовать характеристикам планирования X-15.
Скорость снижения по схеме посадки составляла в среднем около 3,6 км в минуту, что означало, что заход на посадку длился в среднем около 3 минут.
Описанный номинальный подход имел множество вариаций для компенсации отклонений от номинальных начальных энергетических условий в ключевой позиции или начальной точке. Если бы оставалось много энергии в верхней точке, пилоты могли бы расширить паттерн, используя небольшой угол крена, или, наоборот, пилоты могли бы ужесточить паттерн, если бы у было мало начальной энергии.
Пилоты также могли регулировать энергию в модели, увеличивая или уменьшая воздушную скорость, или используя скоростные тормоза, гасить лишнюю энергию. Схема подхода также могла быть сокращена, если бы было очень мало начальной энергии.
Они могли бы использовать подход под углом 180 градусов или прямой подход на посадку. Если было несколько взлетно-посадочных полос, они могли использовать заходы на посадку под углом 270 или 90 градусов. Обычно все полеты планировались так, чтобы оставалось много избыточной энергии, и можно было сделать заход на 360 градусов. Но иногда приходилось применять другие подходы из-за непредвиденных проблем.
Возможные варианты подхода казались безграничными. Успешные заходы на посадку выполнялись, начиная со скоростей до 3 Мах на большой высоте, и на высоте до 20 км. Успешный заход на посадку также был осуществлен с высоты всего 7 км на высшей точке.
Поразительно, насколько универсален подход без мощности.
Очень точные точечные приземления могут быть выполнены в самолетах без двигателя, что уже много лет демонстрируется на планерах. Пилоты X-15 и других первых ракетных самолетов использовали те же основные методы захода на посадку, чтобы совершить более 500 успешных посадок с высокой степенью точности. Общая точность приземления X-15 была в пределах 600 метров от предполагаемой точки приземления. Неплохо для шеститонного гиперзвукового планера.
Посадки без двигателя были обычным делом для первых ракетных самолетов. До программы X-15 было совершено более 250 посадок без двигателя на ракетных самолетах X-1, X-2 и D-558-II. Посадки без двигателя были в Эдвардсе образом жизни. X-15 оказался последним в этой серии.
Еще до постройки самолета Х-15 было очевидно, что необходимо разработать особую технику безмоторной посадки. Некоторые предварительное моделирование Х-15 в полете, с использованием F-104 показало, что старые методы посадки с отключенным двигателем были неадекватными.
Летчики-испытатели Lockheed столкнулись с аналогичными проблемами, демонстрируя технику захода на посадку для F-104 без двигателя. Он также имел очень низкую подъемную силу и лобовое сопротивление и падал, как кирпич. Пилоты Lockheed разбили по крайней мере два самолета, пытаясь продемонстрировать приземление с отключенным двигателем.
Куда более адекватная техника посадки была разработана пилотом NASA Эймсом Фредом Дринкуотером. Он разработал технику посадки без двигателя на самолете F-104. Он варьировал отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению, используя закрылки и скоростные тормоза, чтобы исследовать диапазон заходов на посадку без двигателя с низким соотношением подъемной силы и лобового сопротивления.
После некоторой доработки эту технику с успехом использовали при посадках Х-15.
Наиболее рискованной задачей во время операции X-15 было зажигание посадочных дымовых шашек. Они использовались, чтобы предоставить пилоту X-15 информацию о направлении и относительной скорости ветра у земли на взлетно-посадочной полосе.
Дымовые шашки изрыгали цветной дым примерно в течение 1 минуты после возгорания.
Некоторые шашки зажигались за 1 минуту до посадки, чтобы пилот мог скорректировать свой заход на посадку и саму посадку, компенсируя ветер. Часть зажигалась раньше.
Критический характер этой задачи состоял в том, чтобы расположить и зажечь шашки в нужное время, а затем убраться с дороги, поскольку X-15 нельзя было точно управлять по земле, особенно при боковом ветре. Нет ничего более пугающего, чем видеть, как X-15 приближается к вам со скоростью более 300 км в час, поднимая столб пыли высотой в полсотни метров.
Посему, запалив и покидав шашки, народ прыгал в машины и с визгом топил тапку в газ, сваливая нафик перпендикулярно впп, и стараясь умчатся как можно дальше.
Ведь как мы помним, Х-15 мог легко и просто промахнутся мимо впп метров эдак на 600, и почему бы не в сторону. Причем в любую сторону.
Ну вот захотелось ему так, что нет.
Потому уматывать зажигавшим дымовые шашки нужно было шустро и подальше, подальше.
Уникальными особенностями эксплуатации ракетного самолета X-15 были запуск с воздуха в нескольких сотнях километров от Эдвардса, огромное ускорение за короткое время работы двигателя, гиперзвуковое планирование без двигателя к месту посадки и приземление... абы как бык поссал. Полеты от старта до посадки редко превышали 10 минут. Это означало, что во время первого полета пилот должен был научиться управлять X-15 достаточно хорошо за 10 минут, чтобы совершить безупречную посадку с первой попытки. Возможности ухода на второй круг отсутствовали.
Это нужно было сделать правильно с первого раза, иначе ... катапульта.
Готовясь к полету, летчики насиловали наземный тренажер X-15, и летали до умопомрачения на F-104. Симулятор наземного базирования использовался для отработки большей части полета, начиная с запуска и продолжаясь ускорением, гиперзвуковым полетом и маневрированием по управлению энергией для достижения места посадки. F-104 использовались для отработки точности захода на посадку в полете.
Наземный тренажер был копией кабины X-15 со всеми приборами, приборами, переключателями и органами управления. Эта кабина была подключена к компьютеру, который переводил управляющие действия пилота в значимые показания приборов, моделируя действия самолета в полете в ответ на эти управляющие воздействия.
Но прежде, чем пилот смог попрактиковаться в полете, кто-то должен был его спланировать или продумать до мельчайших деталей. Это была работа планировщика полетов.
Инженер-исследователь сначала запрашивал определенные маневры при определенных условиях полета - скорости и высоте. Ему может потребоваться маневр для измерения характеристик устойчивости и управляемости, или он может попросить маневр для приложения перегрузок к самолету, чтобы измерить напряжения, возникающие в конструкции самолета.
Планировщик полета учитывал все эти требования и составлял план полета, чтобы выполнить эти маневры в желаемых условиях полета. Этот план полета будет определять расстояние в километрах, необходимое для достижения желаемых условий полета для каждого маневра и получения желаемых данных. Исходя из этого расстояния, планировщик полета выберет подходящее стартовое озеро из имеющихся в распоряжении.
Затем планировщик полета выберет промежуточные озера, которые будут использоваться для аварийных посадок, и затем приступит к окончательной доработке плана полета в деталях.
Планировщики полетов проводили в тренажере весь рабочий день. Фактически, они всю жизнь провели в симуляторе.
Иногда пилоты находили в симуляторе планировщика полетов, умершего своей смертью от старости. (шутка)
Поскольку они жили в симуляторе, они были экспертами в самолете. Они знали все его сокровенные секреты. Они определяли, на какой уровне тяги установить двигатель после запуска. Они определяли угол набора высоты, время разгона, время возврата дроссельной заслонки, время остановки двигателя. Они определяли маневры, которые необходимо выполнить после выхода из строя двигателя, и маневры, необходимые для замедления в соответствии с схемой захода на посадку в Эдвардсе.
Они также будут определять время отключения двигателя или точки принятия решения для различных аварийных озер.
После того, как они все это определяли, они брали пилота под свое крыло и учили его летать.
Они работали с пилотом в течение нескольких дней и недель, натаскивая его для конкретного полета. Во время этих тренировок пилоты по секундам запоминали условия полета. В любую секунду во время фазы разгона пилот знал, какой должна быть высота, скорость и скорость набора высоты. Он также знал, каким должен быть уровень перегрузки, угол атаки, угол тангажа, курс, угол крена, динамическое давление и так далее.
Как только пилот выучивал наизусть основной план полета, и облегченно вздыхая, думал, что все кончилось, вредный планировщик полета улыбался и... начинал моделировать для пилота аварийные ситуации.
Часы и часы были потрачены на отработку действий в чрезвычайных ситуациях. Как правило, пилот тратил на тренажере минимум 15-20 часов, отрабатывая 8-10-минутный полет.
Т.е. за 20 с лишним часов тренировки он выполнял полетное задание от 120 до 200 раз.
Пилот был почти измучен к тому моменту, когда садился в самолет, но эта тренировка во многих случаях спасала его задницу. Он мог бы управлять самолетом полностью самостоятельно, если бы, например, потерял радиосвязь. И на самом деле, радиосвязь часто терялась. Связь в стратосфере причудлива.
Майк Адамс добавил кое-что новое в процедуру моделирования. Иногда ему становилось скучно, и он начинал практиковаться в миссии, летая вверх ногами.
Симулятор постоянно обновлялся данными, полученными в предыдущих полетах, чтобы гарантировать достоверность. Оригинальный тренажер был создан с использованием данных, полученных в аэродинамической трубе. По мере выполнения программы полета выполнялись различные маневры для получения аэродинамических производных.
Эти определяемые в полете производные могли или не могли совпадать с первоначальными прогнозами, полученными в результате испытаний в аэродинамической трубе. Если данные в аэродинамической трубе и полетные данные не совпадают, исследователи попытаются определить, какие данные были правильными, повторив маневры в полете и в некоторых случаях запросив повторный прогон испытаний в аэродинамической трубе.
Во многих случаях пилот влиял на окончательное решение, сравнивая ответы симулятора, используя как старые, так и новые наборы данных, с фактическими реакциями самолета. Данные, которые обеспечили наилучшее совпадение между реакциями симулятора и фактическим откликом воздушного судна, обычно выбирались для обновления симулятора и обеспечения его постоянной достоверности. Постоянно обновляя симулятор, разработчики могли более точно прогнозировать потенциальные проблемы, поскольку исследователи продолжали расширять диапазон полета.
Однако, сколько бы пилоты не летали на симуляторе, им все время казалось, что в реальном полете они все время что то не успевают. Отставая от плана полета, отработанного на симуляторе. Тогда один из талантливых планировщиков полетов, Джек Колф, придумал идею быстрого моделирования времени, при котором несколько укорачивали время в симуляторе, имитируя реальный полет. Эта техника сделала симуляцию куда более реалистичной.
Теперь пилотам казалось, что настоящий Х-15 щенок в сравнении с симулятором.
Рассказывают, что как то Амстронг настолько увлекся полетом на симуляторе, и полет был настолько сложен, что Нил сломал нафик джойстик управления полетом.
В настоящее время моделирование широко и регулярно используется при обучении пилотов и космонавтов как самим полетам, так и нештатным в них ситуациях. Технологии моделирования получили большой импульс благодаря программам исследований и испытаний экспериментальных самолетов, таких как X-15, поскольку пришлось разработать очень хорошие тренажеры, чтобы выжить.
Заинтересованность и вовлеченность всех работающих по миссии Х-15 были просто прекрасны на протяжении всей программы. Все чувствовали свою причастность к эксперименту, и свою ответственность. Между тремя экипажами обслуживания самолетов шло постоянное соревнование за то, чтобы превзойти другие экипажи.
Экипажи соревновались в минимизации времени на качественное обслуживание самолета после полета и отличную подготовку машины к следующему. Они соревновались в минимизации времени на стыковку самолета с B-52. Они соревновались за следующую доступную возможность полета "своей" машины, чтобы следующий осмотр показал, что именно их машина идеально готова. Многие члены команды потратили много часов неоплачиваемой сверхурочной работы только для того, чтобы убедиться, что все ими сделано верно, и все будет тип топ.
Пол Бикл, директор Драйдена, поддерживал это соревнование, делая денежные ставки против различных экипажей по любому графику или другому событию, которого команда пыталась достичь. Он стимулировал конкуренцию между различными командами различными способами, постоянно стремясь максимизировать продуктивность команд проекта.
Чтобы поддерживать боевой дух в тонусе, он одобрил и послеполетные вечеринки.
Вечеринка была заключительным актом успешной летной операции. Эти вечеринки не были организованы или запланированы, а скорее были спонтанным празднованием после огромных усилий команды по успешному выполнению полета.
Вечеринки были чрезвычайно удачным механизмом для поднятия командного духа. Как правило, они начинались сразу после рабочего дня в самом большом баре Розамонда - «Хуаните». Это был любимый водопой на пути домой в Ланкастер и Палмдейл.
Обычная клиентура в «Хуаните» - местные фермеры, старатели, работники и прочий местный люд, любящий бесконечные игры в покер.
Какая странная смесь прошлого и будущего среди посетителей в те ночи... старателей, ищущие счастье в земле, и пилотов, ищущих счастье в небе.
Вечеринки были почти исключительно мальчишниками и без всякой вражды. Они продолжались четыре или пять часов в «Хуаните», а затем постепенно переползали в разные бары Ланкастера.
Довольно часто переход в бары Ланкастера включал гонку по шоссе Розамонд-Ланкастер (порядка 20 км) без запретов.
В одной такой гонке участвовало около двадцати различных автомобилей с несколькими пассажирами. Ночь, алкоголь, прямая как стрела трасса, скорость, весело.
Гонка протекала прекрасно, пока участники не обогнали тихоходный большой грузовик недалеко от Ланкастера.
Гонщики решили объехать грузовик на приличных скоростях случайным образом слева или справа, в зависимости от встречного движения, создавая при этом огромную неразбериху и поднимая огромные облака пыли. Стало еще веселее.
Когда этот поток мчащихся машин въехал на окраину Ланкастера, заместитель шерифа, нечаянно случившийся на перекрестке, маленько охренел, врубил свои моргалки и пищалки, и немедленно рванул преследовать и тормозить лидеров гонки, а затем и всю цепочку пьяных водителей.
А потом начал методично выписывать штрафные билеты всем, от первой до последней машины, включая машину одного совершенно очумевшего от происходящего члена команды, который не участвовал в гонках, но его просто обогнали развеселой толпой, и его автомобиль затесался в общую кучу. Все пьяненько и умильно улыбались суровому копу, вежливо отвечали, и, старательно наводя фокус, делали вид, что вполне трезвые.
Водитель грузовика, которого гонщики перепугали внезапным появлением и дикими обгонами, приставал к зам. шерифа с требованием незамедлительно арестовать всех участников гонки, чтобы неповадно было.
На вопрос зам. шерифа - ну арестую я эту толпу, а дальше что? Как я их в кпз то доставлю на своей тачке? , водила ответил - нууу... загрузим их в грузовик, и я отвезу... Они же пьяные в жопу.
Коп проржался, выписал всем штрафы за превышение и отпустил с миром.
Веселье продолжилось в другом кабаке, уже в Ланкастере.
Штрафы за вождение в нетрезвом виде тогда просто не выписывались. Шерифы в те дни очень терпимо относились к пьяным водителям, во многих случаях просто предлагая им подвезти их домой. Если бы действовали сегодняшние законы, пилотов и техников бы сажали в кпз после каждого полета.
Нервное напряжение дня и груз ответственности за полет и машину были настолько велики, что вечером просто требовалась хорошая психологическая разрядка.
Но оно того стоило... ибо это было чертовски интереееесноо...
Хроника полета космоплана X-15, 15 ноября 1967 г
https://realax.ru/saveimages/2022/03/19/7zvmnxmasavjmurtw.jpg
Действующие лица:
Космоплан (ракетоплан) Х-15 56-6672 (построено три X-15, совершивших 199 испытательных полетов, последний - 24 октября 1968 года. Достигнуты: макс высота полета - 107,8 км, макс скорость - 7274 км / ч; 2021 м / с)
Пилот: летчик испытатель, майор ВВС Майкл Джеймс Адамс, 37 лет (Адамс, Майк), седьмой полет на X-15
Диспетчер миссии Пит Найт (НАСА-1, Пит)
Boeing NB-52B, самолет носитель. (B-52)
Чейз-1, Чейз-4 - самолеты наблюдения и сопровождения.
15 ноября 1967 г., утро.
Связка Boeing NB-52B/Х-15 56-6672 уже в воздухе, высота отделения Х-15 набрана, идут последние приготовления к запуску.
...
10:29:06 НАСА-1: «Одна минута, Майк, одна минута».
Адамс: "Понял".
: 09 Адамс: «Эксперимент, камера. Связь через 45 секунд ".
: 22 B-52: «Сорок пять секунд, ноль восемь».
: 26 Адамс: "Понял".
: 30 Адамс: «Заправка, воспламенитель готов».
: 36 Адамс: «И предварительное охлаждение, воспламенитель и лента (камеры). И дай мне 15 секунд, Джо, ладно? Я пропустил это."
: 51 B-52: «Пятнадцать секунд, ноль восемь».
: 54 Адамс: «Насос в норме, воспламенитель готов».
10:30:02 Б-52: «Пять секунд, ноль-ноль восемь».
: 03 НАСА-1: «Выглядишь хорошо, Майк».
: 07 Адамс: «Понял, два, один, запуск».
: 11 НАСА-1: «Ясно, Майк, видим хорошее свечение. Проверьте свою альфу и свой курс ».
: 21 НАСА-1: «Правильно, Майк, ты поднимаешься в профиль».
: 29 НАСА-1: «Готовность к тета».
: 33 НАСА-1: «Как принято, Майк?»
: 39 НАСА-1: «Проверьте нулевое наведение на ускорение, Майк, как принято?» [шумы]
: 44 НАСА-1: «Хорошо, Майк, ты прямо на трассе, идешь в профиле (полета)».
: 45 B-52: «Ты в порядке, Майк».
: 52 Адамс: «Принял».
: 54 B-52: «Я передаю его тебе, Пит».
НАСА-1: «Хорошо».
10:31:01 НАСА-1: «Ждем 83 000 (25 км), Майк».
: 04 B-52: «Ждем 83 000».
: 09 НАСА-1: «Ты нас слышишь, Майк?»
: 12 НАСА-1: «Хорошо, идешь верно».
В-52: «Идешь прямо по трассе, Майк».
: 19 НАСА-1: «Приближается 110 000 (33.5 км)».
B-52: «Приближается 110 000».
: 22 НАСА-1: «В профиль, по направлению».
: 24 B-52: «По профилю, по направлению».
: 26 НАСА-1: «Ждем выключения».
: 27 B-52: «Ждем выключения».
: 33 НАСА-1: «Точная позиция, Майк».
: 35 B-52: «Точная позиция, Майк».
: 39 НАСА-1: «Альфа до 0»
: 40 B-52: «Альфа в 0»
: 42 НАСА-1: «И покачай крыльями, расширь свой эксперимент, Майк».
: 45 B-52: «Продли свой эксперимент, Майк».
: 50 НАСА-1: «В направлении, в профиле».
: 52 НАСА-1: «Ты немного поднялся (выше), все в порядке».
: 54 B-52: «По направлению, в профиле, может, чуть выше».
: 58 Адамс: «Я вижу его сейчас. Теперь у меня есть компьютер и подсветка для приборов ».
10:32:03 НАСА-1: «Хорошо, Майк».
: 08 НАСА-1: «Мы продолжим и попробуем вычислить альфа на 230, Майк».
: 14 НАСА-1: «Проверьте свою вычисленную альфу сейчас».
: 18 НАСА-1: «И ты правильно идешь, Майк».
: 27 Адамс: «Я потерял демпферы тангажа и крена».
: 31 НАСА-1: «Хорошо, Майк, давай попробуем включить их».
: 32 Адамс: «Они сбросились».
: 34 НАСА-1: «Они сбросились?»
: 35 Адамс: «Ага.»
: 36 НАСА-1: «Хорошо.»
: 37 НАСА-1: «Я дам тебе максимальную высоту, Майк».
: 42 НАСА-1: «Ты идешь слишком высоко. Выглядит отлично. Прямо по направлению, Майк.
: 51 НАСА-1: «Верх, примерно 261 (около 80 км высота), Майк».
: 54 НАСА-1: «Проверьте свою позицию».
10:33:02 НАСА-1: «Небольшой перебор, но ты движешься в правильном направлении, Майк».
: 09 НАСА-1: «Очень хорошо».
: 11 НАСА-1: «Проверьте свое позицию. Как принято, Майк?
: 14 НАСА-1: «Хорошо, Майк, давай проверим твои демпферы».
: 17 Адамс: «Они все еще работают».
: 18 НАСА1: "Хорошо."
: 24 НАСА-1: «Немного высоко, Майк, но в очень хорошей позиции».
: 33 НАСА-1: «И теперь мы заставили вас спускаться под гору. Ваши заслонки еще включены? "
: 37 Чейз-1: «Демпферы все еще включены, Майк?»
: 39 Адамс: «Ага, и это похоже не предсказуемо...».
- [шум]
: 44 НАСА-1: «Ладно, возвращайся на 230, Майк».
: 50 НАСА-1: «Давай понаблюдаем за твоей альфой, Майк».
: 58 НАСА-1: «Давайте не будем держать его так высоко из-за этой проблемы с демпфером. У тебя 210. Альфа, бета, и проверь свою альфу, Майк ».
10:34:02 Адамс: «Я в штопоре, Пит».
: 05 НАСА-1: «Давайте проведем ваш эксперимент и включим камеру».
: 13 НАСА-1: «Давай понаблюдаем за твоей тэтой, Майк».
: 16 Адамс: "Я в штопоре".
: 18 НАСА-1: «Скажи еще раз».
: 19 Адамс: "Я в штопоре".
: 21 НАСА-1: «Скажи еще раз».
: 27 НАСА-1: «Хорошо, Майк, сейчас у тебя около 135 (41 км)».
: 34 НАСА-1: «Давайте разберемся».
: 37 - - [шумы]
: 42 НАСА-1: «Хорошо, теперь у тебя тета 0».
: 44 НАСА-1: «Увеличьте угол атаки».
: 50 НАСА-1: «Дойдем до 80 000 (24 км), Майк».
: 53 НАСА-1: «Давай займемся альфой».
: 57 НАСА-1: «Попробуй немного, Майк».
: 59 НАСА-1: «Работаем».
10:35:02 НАСА-1: «Мы получили это сейчас. Давай оставим это там. Приближайтесь. "
: 09 НАСА-1: "Хорошо, Майк, так держать".
: 14 НАСА-1: «Продолжайте подтягиваться. Ты принимаешь, Майк?
: 20 НАСА-1: «Давай продолжим, Майк».
: 27 НАСА-1: «Хорошо, 130, давай спускайся сюда».
: 37 НАСА-1: «Он был на траверсе Каддбека, 130, три-пять-восемь.»
: 42 НАСА-1: «Чейз-4 (самолет наблюдатель), у вас есть что-нибудь?»
: 44 Чейз-4: «Чейз-4, негатив».
: 47 НАСА-1: «Хорошо, Майк, ты нас слышишь?»
: 52 Чейз-4: «Пит, у меня там на озере пыль».
: 55 НАСА-1: «Какое озеро?»
...
https://cs14.pikabu.ru/post_img/2021/12/25/7/1640432296133029321.webp
Ракетоплан Х-15 56-6672 разбился к северо-востоку от Йоханнесбурга через 10 минут 35 секунд после старта.
Комиссия по происшествию обнаружила, что приборы в кабине работали должным образом, и пришла к выводу, что Адамс потерял контроль над X-15 в результате сочетания отвлечения внимания, неправильной интерпретации его приборного дисплея и возможного головокружения. Электрические помехи в начале полета снизили общую эффективность системы управления самолетом и еще больше увеличили рабочую нагрузку пилота.
Во время выполнение эксперимента из за рысканья по курсу ракетоплан вошел в сверхзвуковой штопор, ракетоплан развернуло под прямым углом к курсу, перегрузки возросли до 15g, пилот физически не мог управлять машиной, и на скорости порядка 5 мах самолет врезался в землю.
Правление дало две основные рекомендации: установить телеметрический индикатор курса в диспетчерской, видимый для полетного контроля; и медицинскую проверку кандидатов в пилоты X-15 на чувствительность к лабиринту (головокружение). В результате крушения X-15, FRC добавил наземный индикатор ориентации «8 мячей» в диспетчерской, чтобы предоставить диспетчерам миссии информацию о тангаже, крене, рыскании, курсе, угле атаки и боковом скольжении в реальном времени.
Майор ВВС Майкл Джеймс Адамс награжден "крыльями астронавта" посмертно. Его имя высечено на памятной стеле в Космическом центре имени Джона Кеннеди.
vBulletin® v3.8.9, Copyright ©2000-2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot