Ракеты и полеты в космос - Вилли Лей

К ноябрю 1949 года выяснилось, что самолет «Скайрокет» не может самостоятельно оторваться от земли, развить сверхзвуковую скорость и сохранить ее в течение необходимого времени. Поэтому его тоже нужно было сбрасывать с бомбардировщика В-29. Но так как у существующего образца «Скайрокет» не было необходимых приспособлений для этой цели, фирма «Дуглас» построила еще два самолета, один из которых имел устройство для запуска в воздухе с самолета-носителя.

История испытаний самолета «Скайрокет» сильно напоминает историю испытаний ракеты «Викинг». Были периоды, когда все шло плохо. Шесть раз бомбардировщик В-29 поднимался с самолетом «Скайрокет», торчащим из бомболюка, и шесть раз возвращался назад, не сбросив его. Из-за частых неполадок даже первый запуск с воздуха был произведен по ошибке.

Бриджмен сидел в своей кабине в тесном и неудобном противоперегрузочном костюме, и в то время, как пилот бомбардировщика заканчивал отсчет, заметил, что стрелка одного из манометров ушла за крайний нижний предел. Бриджмен хотел предупредить пилота В-29, чтобы тот не сбрасывал его, но пилот не мог его слышать, так как держал связь на передаче. Тогда Бриджмен снова поставил переключатель в положение «включено». Самолет «Скайрокет» успешно отделился от В-29 и совершил блестящий полет, если принять во внимание те обстоятельства, при которых самолет был запущен. На сверхзвуковой скорости «Скайрокег» неожиданно подвергся боковой вибрации, что привело к непродолжительной потере управления.

Один из последующих полетов чуть не кончился катастрофой. Лицевая пластина костюма обледенела из-за выделяемой при дыхании влаги, и Бриджмен перестал что-либо видеть. Сопровождавший его Егер помог ему снизиться в более теплые слои воздуха, но налет льда на пластине исчез только перед самой посадкой. Несмотря на все свои неудачи, Бриджмен, однако, был некоторое время «человеком, летавшим быстрее всех»[58]. 15 августа 1951 года на высоте около 24 км он достиг скорости 1980 км/час. 21 августа 1953 года подполковник М. Карл из корпуса морской пехоты поднялся на самолете «Скайрокет» на высоту 25 370 м, а 14 октября того же года другой летчик-испытатель С. Кроссфилд пролетел на «Скайрокете» на высоте 18000 м со скоростью 2123 км/час (М = 2,01).

Тем временем преемник Х-1 самолет Х-1А фирмы «Белл Эркрафт», пилотируемый Егером, показал еще лучшие результаты.

Самолет Х-1А имел проектную скорость 2720 км/час и внешне мало чем отличался от своего предшественника Х-1, разве только что несколько большими размерами и расположением кабины пилота, которая была вынесена вперед для обеспечения пилоту лучшего обзора. Топливо подавалось в ракетный двигатель с помощью помпы, работающей на перекиси водорода, то есть как в ракетном варианте самолета «Скайрокет», но расположение баков было другим. 12 декабря 1953 года на высоте 21 000 м самолет Х-1А развил скорость 2640 км/час. В этом полете Егеру пришлось столкнуться с тем же, что произошло с Бриджменом на «Скайрокете»: самолет потерял управление и стал падать. К тому времени, когда пилоту удалось восстановить управление, самолет снизился до 6000 м.

Летом 1954 года пилот майор Артур Мюррей достиг на самолете Х-1А высоты 27000 м.

8 августа 1954 года самолет Х-1А погиб при следующих обстоятельствах. Х-1А был, как обычно, поднят в этот день на бомбардировщике В-29, пилотируемом Стенли Бутчартом. Летчик-испытатель Джозеф Уокер уже покинул кабину самолета-носителя и сидел в кабине Х-1А, готовясь к запуску. Самолет-носитель находился на высоте 9500 м, то есть почти на высоте запуска Х-1А. Едва успели дозаправить самолет Х-1А кислородом, как в нем произошел взрыв и вспыхнул пожар. Конечно, о запуске Х-1А уже не могло быть и речи; нужно было как можно быстрее отделаться от него, вытащив предварительно пилота Два человека из экипажа В-29, рискуя жизнью, с трудом вытянули полуживого Уокера из его кабины, а Бутчарт быстро выпустил кислород и часть спирта из баков самолета Х-1А. Совершить посадку с испытательным самолетом В-29 не мог, так как Х-1А выступал ниже выпущенных шасси В-29. Снизившись до высоты 2000 м, Бутчард запросил аэродром, где можно безопаснее сбросить самолет Х-1А, и, получив указание, сбросил поврежденный исследовательский самолет.

К тому времени уже был готов самолет Х-2. Он имел совсем другое назначение. Построенный из нержавеющей стали и никелевого сплава «Монель-К», самолет Х-2 предназначался для исследования проблемы аэродинамического нагрева корпуса летательного аппарата при сверхзвуковых скоростях. Эта проблема исключительно важна, поскольку она является частью проблемы обратного вхождения ракет в атмосферу.

Рассчитано, что самолет, летящий со скоростью М = 1 на уровне моря, нагреется за счет трения обшивки на 38°С выше той температуры, которую он имеет. Кроме того, частичное повышение температуры корпуса дадут солнечный свет и двигатели самолета (ракеты). На высоте 15 км температура нагрева снизится на 38°С, так как трение обшивки корпуса будет меньше из-за меньшей плотности воздуха. В то же время солнечная радиация на этой высоте окажется более интенсивной.

В отличие от звукового, зависящего только от температуры воздуха, «тепловой барьер» зависит от нескольких факторов, и прежде всего от плотности воздуха. Самолет Х-2 как раз и был создан для изучения зависимости степени аэродинамического нагрева от высоты. Он был построен из материалов, способных выдерживать высокие температуры без потери прочности, и наряду с этим имел мощный ракетный двигатель фирмы «Кэртисс Райт» с общей тягой 5400 кг, хорошо изолированную кабину и посадочный костыль вместо колес, подобно самолету Ме-163В. Для безопасности пилота передняя часть самолета в случае необходимости могла отделяться Для этого передний отсек Х-2 в нужный момент отрывался от остальной части самолета и опускался на землю на парашюте; на определенной высоте пилот оставлял отсек, прыгая с парашютом.

Однако начало испытаний Х-2 не было удачным. На первом же самолете произошел взрыв еще до запуска его с самолета-носителя. Авария была такой же, как и на самолете Х-1А, но взрыв оказался гораздо сильнее; пилот Х-2 Циглер и один из членов экипажа самолета-носителя были убиты, взрыв произошел над Ниагарским водопадом, и поврежденный Х-2 пришлось сбросить в озеро Онтарио.

Второй самолет Х-2 совершил свой первый полет 5 августа 1954 года, а затем установил подряд несколько рекордов. Капитан Айвен Кинчилоу поднялся на нем на высоту 38400 м, а в конце июля 1955 года подполковник Френк Эверест достиг скорости 3000 км/час (М = 2,9 для этой высоты).

Последний полет на самолете Х-2 совершил 27 сентября 1956 года капитан Мильбурн Эпт. Он был поднят на бомбардировщике В-50 на необходимую высоту. После отделения от самолета-носителя капитан Эпт включил ракетный двигатель и разогнал Х-2 до скорости 3500 км/час (М = 3,3). Некоторое время пилоты самолета-носителя и Х-2 поддерживали друг с другом радиосвязь, но потом радио замолчало.

Позднее было установлено, что самолет Х-2, потеряв управление, начал падать. На высоте 13700 м капитан Эпт отделил передний отсек от самолета, но выпрыгнуть из него не смог; его нашли мертвым в головном отсеке, упавшем в пустыне.

Читая о самолетах Х-1, «Скайрокет» и их преемниках, следует все время иметь в виду то обстоятельство, что они были и являются исследовательскими самолетами. Их создавали и использовали с целью выявления числовых значений тех параметров, которые необходимы ученым и конструкторам при разработке реальных транспортных ракет для дальних полетов.

Долгое время существовало мнение, что ракеты должны возвращаться в нижние слои атмосферы под небольшим углом, и почти до конца второй мировой войны все расчеты строились именно на этом. Но в 1944 году известный ученый доктор Зенгер в сотрудничестве с крупным математиком доктором Иреной Бредт, ставшей впоследствии его женой, предложили новую концепцию. По их теории ракету следовало возвращать на землю под углом, близким к прямому. Зенгер и Бредт подготовили соответствующий научный трактат, который, однако, был немедленно засекречен и в количестве 100 экземпляров разослан только наиболее крупным ученым и специалистам.

Копии доклада получили: профессор Гейзенберг, специалист в области атомной энергии; доктор фон Браун, генерал Дорнбергер, профессора Мессершмитт, Танк (фирма «Фокке-Вульф»), Дорнье (фирма «Дорнье»), Хейнкель (фирма «Хейнкель»), Мадер (фирма «Юнкерс»), Прандтль (Аэродинамический исследовательский центр в Вене), Прёлль (инженерный институт в Ганновере) и некоторые другие. Все они, по-видимому, ознакомились с докладом, но, учитывая обстановку того времени, не сумели применить его положений в своей работе.

После окончания войны все вышеуказанные лица, включая и доктора Зенгера, допрашивались союзниками. Несколько экземпляров доклада были обнаружены специальными разведывательными группами англо-американцев.