Самолет без крыльев Martin Marietta X-24B (США)

В середине 1971 года специалисты NASA завершили испытания экспериментального летательного аппарата Martin Marietta X-24A. Выполнив 28 тестовых полета, летчики-испытатели успели определить все основные особенности оригинальной машины, а ученые собрали большой объем научных данных. Вскоре после завершения испытаний было принято решение о запуске следующего проекта схожего назначения. В обозримом будущем на аэродром должна была выйти новая летающая лаборатория под названием Martin Marietta X-24B.

Проект X-24A разрабатывался совместными усилиями NASA, военно-воздушных сил США и компании «Мартин-Мариэтта». Целью проекта было создание опытного образца-демонстратора технологий, при помощи которого военные и ученые собирались проверить один из вариантов облика летательного аппарата типа Lifting body («Несущий корпус / фюзеляж»). Подобная архитектура летательного аппарата могла найти применение в аэрокосмической сфере, в том числе в военных проектах. Последний факт заинтересовал ВВС и привел к запуску соответствующей совместной программы.

В ходе испытаний прототипа X-24A специалисты, в первую очередь, изучали поведение машины на разных режимах, скоростях и высотах. При этом основной целью проверок было определение характеристик и возможностей машины при скоростном спуске с большой высоты. Подобное снижение изучалось как в планирующем полете, так и с использованием жидкостного ракетного двигателя. В целом, построенный летательный аппарат неплохо показал себя и подтвердил принципиальную возможность решения возлагаемых на него задач.

На ранних стадиях совместного проекта прорабатывались и изучались сразу несколько вариантов аэродинамического облика летательного аппарата. Один из них вскоре был реализован в проекте X-24A. По завершении испытаний такого прототипа было принято решение о запуске нового аналогичного проекта, в рамках которого следовало изучить другой вариант аэродинамической компоновки.

Проект X-24A подразумевал строительство летательного аппарата со скругленными формами несущего фюзеляжа. Следующая разработка в этой области предусматривала использование компоновки, получившей неофициальное название Flying Flatiron – «Летающий утюг». В таком случае машина должна была иметь крупное плоское днище треугольной формы с большой стреловидностью передней кромки, а также выгнутую верхнюю часть фюзеляжа. За счет применения подобных форм предполагалось получить более высокие характеристики при скоростном полете на больших высотах.

Разработка новой опытной машины вновь осуществлялась совместными усилиями NASA и компании Martin Marietta при содействии военно-воздушных сил. Для определенного ускорения проектных работ и строительства требуемого прототипа было решено создавать новый проект на основе существующего. Строить опытную машину тоже предлагалось путем переделки имеющейся. Вследствие этого «летающий утюг» получил официальное обозначение X-24B, демонстрировавшее преемственность проектов.

Предложенный подход положительным образом сказался на темпах выполнения требуемых работ. Необходимая техническая документация по проекту была подготовлена к началу 1972 года, и в течение нескольких следующих месяцев авиастроители из «Мартин-Мариэтты» перестроили стоявший на хранении опытный образец предыдущей модели. В конце того же года его подали на испытания, которые вновь планировалось проводить на авиабазе Эдвардс.

Опытный X-24A имел характерные скругленные обводы, заметным образом отличавшие его от других американских летательных аппаратов типа Flying body. Новый проект подразумевал использование иной аэродинамической компоновки, что привело к необходимости самой серьезной перестройки фюзеляжа. К имеющейся конструкции следовало добавить ряд новых агрегатов. При этом часть имевшихся устройств нужно было перенести на новые места. Имеющийся силовой набор цельнометаллической машины должен был лишиться части деталей и получить новые. По результатам такой доработки конструкции новый X-24B должен был лишь отчасти походить на базовый X-24A.

В ходе модернизации существующий фюзеляж получил новую носовую часть большой длины, а также иные бортовые агрегаты. Для решения таких конструкторских задач самым серьезным образом пришлось переделать силовой набор фюзеляжа. Кроме того, у машины появилось некое подобие крыла, находящегося по бокам от бортовых килей. По результатам такой доработки функции несущей плоскости возлагались на днище, форма которого была близка к треугольной. Носовая часть фюзеляжа отличалась немного большей стреловидностью, тогда как хвостовые элементы плоскости располагались под меньшим углом, образуя некоторый излом.

Верхняя часть нового носового обтекателя имела полукруглое сечение, увеличивавшееся по направлению к хвосту. Скругленная обшивка устанавливалась и поверх обводов старого носа фюзеляжа. После этого она плавно переходила в изогнутую обшивку хвостового отсека. Важной отличительной чертой нового летательного аппарата должна была стать новая хвостовая часть, расширенная за счет тонких дополнительных агрегатов-консолей. Центральный элемент хвоста фюзеляжа, как и ранее, имел сложную многоугольную форму и предназначался для размещения части рулей.

Несмотря на самое серьезное изменение внешних обводов, компоновка фюзеляжа X-24B не подверглась кардинальной переработке. Тем не менее, носовая стойка шасси была перенесена из-под кабины в новый носовой обтекатель. Теперь кабина пилота находилась позади передней опоры. Расположение приборного отсека, топливных баков и двигателя осталось прежним.

На фюзеляже вновь помещались три плоскости вертикального хвостового оперения. Вблизи бортов, но теперь перед выступающими консолями, находилась пара разваленных наружу стреловидных килей. Как и на X-24A, эти плоскости оснащались отклоняемыми рулями направления, также способными выполнять функции воздушных тормозов. На продольной оси фюзеляжа расположили третий киль, отличавшийся меньшей высотой и отсутствием аэродинамического руля. В то же время, на нем располагалось одно из сопел газовой струйной системы управления.

Конструкция элевонов осталась прежней. Пара таких плоскостей размещалась на верхней поверхности фюзеляжа и в нейтральном положении образовывала Л-образную систему. Вторая пара элевонов являлась продолжением плоского днища. В зависимости от положения ручки управления, четыре хвостовых руля могли занимать то или иное положение. Для упрощения управления на некоторых режимах и выполнения определенных исследований между элеронами, по бокам от соплового аппарата двигателя, находилась пара сопел газовых рулей.

При перестройке существующего летательного аппарата по новому проекту были сохранены имевшиеся агрегаты шасси. В то же время, переднюю стойку перенесли вперед для компенсации роста общей длины машины. Также изменились механизмы уборки, теперь поднимавшие стойку вперед по полету. Основные опоры остались на своих местах в хвосте у бортов. Они по-прежнему убирались поворотом назад и уходили в продольные ниши фюзеляжа.

В хвостовой части фюзеляжа поместили четырехкамерный жидкостный ракетный двигатель Reaction Motors XLR-11RM-13 тягой 3846 кгс. Это изделие являлось модернизированной версией серийного XLR-11, использовавшегося в предыдущих проектах программы Flying body, и отличалось от него увеличенной тягой. В измененном фюзеляже не стали размещать новые топливные баки, из-за чего запас горючего не позволял выполнять длительный полет при помощи двигателя. Как следствие, подобно предыдущим проектам, двигатель предназначался для разгона перед переходом к планированию или для наращивания скорости на посадке.

Кабина пилота и системы управления без значительных изменений были взяты из базового проекта. При этом появление нового длинного носового обтекателя привело к тому, что кабина из носа сместилась к центру машины. Летчик располагался внутри одноместной герметичной обогреваемой кабины на катапультном кресле серийной модели. От набегающего потока его прикрывал фонарь, открывавшийся поворотом вверх-назад. В распоряжении летчика имелись приборная доска, боковые панели управления, основные ручки контроля и педали. В зависимости от текущего режима полета и поставленных задач, органы управления могли контролировать работу аэродинамических либо газовых рулей.

На борту опытной машины X-24B был сохранен несложный комплекс записывающей аппаратуры, фиксирующей показания различных датчиков. Основная масса требуемых данных поступала с приборов, вынесенных вперед на штанге приемника воздушного давления. Информация поступала как на самописцы, так и на устройства приборной доски.

Доработки фюзеляжа привели к самому серьезному изменению геометрических параметров. Длина «Летающего утюга» составляла 11,43 м, максимальная ширина – 5,79 м. Площадь несущей поверхности – 30,7 кв.м. Для сравнения, базовый X-24A имел длину лишь 7,47 м при ширине 3,51 м и площади 18,1 кв.м. Стояночная высота осталась прежней – 2,92 м. Пустой прототип весил 3,85 т. Нормальная взлетная масса составляла 5,35 т, максимальная – 6,26 т. Предполагалось, что машина сможет развивать скорость не менее 1800-1850 км/ч и подниматься на высоту свыше 22 км. Дальность планирующего полета, даже при разгоне с помощью ракетного двигателя, не должна была превышать 70-72 км.

В связи с ограниченными возможностями имеющегося двигателя опытный образец Martin Marietta X-24B должен был подниматься в воздух при помощи самолета-носителя в виде специально оборудованного бомбардировщика B-52. Под его крылом установили особый пилон с креплениями для перевозки экспериментальных летательных аппаратов. В ходе испытательных полетов он должен был взлетать с X-24B на внешней подвеске и выходить в заданный район. Набрав требуемую высоту и скорость, носитель должен был сбрасывать опытную машину, и та могла приступать к выполнению полетного задания. На аэродром она возвращалась самостоятельно, по-планерному.

Перестроенный по новому проекту экспериментальный планер / ракетоплан был доставлен на авиабазу Эдвардс в первых месяцах 1973 года. Проверки начались с простых вывозок под крылом носителя и без сброса. Несколько таких вылетов, выполнявшихся в течение достаточно длительного времени, позволили проверить некоторые общие особенности машины, а затем открыли дорогу к началу полноценных летных испытаний.

1 августа того же года B-52 поднял в воздух опытный X-24B, в кабине которого находился летчик-испытатель Джон Мэнке. На заданной высоте произошла отцепка, и экспериментальная машина отправилась в первый полет. Двигатель не использовался, но планеру удалось развить скорость до 740 км/ч и подняться на высоту не более 12,2 км. После 252-секундного полета пилот совершил мягкую посадку. Несмотря на все опасения, первый полет прошел без каких-либо заметных проблем. Прототип уверенно держался в воздухе и не проявлял стремления к неправильному поведению.

В августе и сентябре 1973-го Дж. Мэнке выполнил еще три планирующих полета, в ходе которых предпринимались попытки увеличения скорости и высоты. 4 октября свой пятый полет опытный X-24B совершил под управлением летчика Майкла Лава. Впоследствии этот пилот принимал самое активное участие в испытаниях и в общей сложности совершил 12 полетов.

Следующий полет состоялся 15 ноября под управлением Дж. Мэнке. В этот раз полетное задание подразумевало первый запуск двигателя и последующий полет с использованием силовой установки. Модернизированный жидкостный двигатель позволил разогнаться до 961 км/ч, подняться на высоту более 16 км и оставаться в воздухе в течение 404 секунд. Седьмой полет, выполненный 12 декабря, приблизил машину к звуковому барьеру. Максимальная скорость в этот раз составила 1038 км/ч, высота – более 19 км.

Во время девятого полета (5 марта 1974 г., пилот Дж. Мэнке) опытный летательный аппарат разогнался до скорости 1139 км/ч, впервые преодолев звуковой барьер. Высота этого полета не превышала 18,9 км. Ракетоплан находился в воздухе в течение 437 с. 24 мая прошел 11-й полет, во время которого была получена скорость 1212 км/ч. 14 и 28 июня имел место дальнейший рост скорости – 1303 км/ч и 1480 км/ч соответственно. При этом 13-й полет (28 июня) проходил на высотах до 20,8 км.

Полеты на разных режимах, скоростях и высотах продолжались в течение длительного времени, и постоянно сопровождались установлением новых рекордов. Так, 25 октября 1974 года (16-й полет) Martin Marietta X-24B под управлением М. Лава развил скорость 1873 км/ч и поднялся на высоту чуть менее 22 км. Это был самый скоростной полет за всю программу испытаний опытной машины.

Максимальная высота полета составляла 22370 м. Летом 1974 года летчики-испытатели выполнили сразу несколько полетов с подобным профилем и рекордными показателями высоты. Последующие вылеты приближались к подобным достижениям, но задача улучшения имеющихся характеристик уже не ставилась.

Испытания экспериментального летательного образца продолжались до осени 1975 года. В течение нескольких последних месяцев к работам привлекались новые пилоты. X-24B летал под управлением Уильяма Даны, Эйнара Эневолдсона, Томаса Макмерти, Френсиса Скоби (по 2 полета) и Леса Джонсона (1 полет). Наибольший вклад в программу испытаний внесли Джон Мэнке (16 полетов) и Майкл Лав (12 полетов).

Последний полет с применением ракетного двигателя прошел 23 сентября 1975 года под управлением У. Даны. В этот раз удалось разогнаться до 1255 км/ч и подняться на высоту 12,7 км. Последний испытательный полет X-24B состоялся 26 ноября 1975 года и выполнялся в конфигурации планера. В кабине в этот раз находился летчик Т. Макмерти. Полет проходил на высотах не более 13,7 км и скоростях до 740 км/ч. От сброса с носителя до посадки прошло чуть более 4 минут.

За два года и четыре месяца испытаний единственный «Летающий утюг» совершил 36 тестовых полетов общей продолжительностью чуть более 226 минут. 12 полетов X-24B выполнил в конфигурации планера, 24 – с использованием жидкостного ракетного двигателя. Несмотря на малую продолжительность каждого отдельного полета, опытная машина позволяла собирать требуемые данные и определять возможность работы на том или ином режиме с определенной высотой и скоростью. Кроме того, в ходе испытаний удалось получить достаточно высокие показатели максимальной скорости и высоты полета.

После проведения трех дюжин тестовых полетов и сбора всех необходимых данных опытный образец мог отправляться на покой. В течение некоторого времени единственный X-24B оставался на авиабазе Эдвардс, но позже был передан музею National Museum of the United States Air Force, находящемуся на авиабазе Райт-Паттерсон. Там уникальная машина хранится по сей день.

Источник материала
Настоящий материал самостоятельно опубликован в нашем сообществе пользователем Postwar на основании действующей редакции Пользовательского Соглашения. Если вы считаете, что такая публикация нарушает ваши авторские и/или смежные права, вам необходимо сообщить об этом администрации сайта на EMAIL abuse@proru.org с указанием адреса (URL) страницы, содержащей спорный материал. Нарушение будет в кратчайшие сроки устранено, виновные наказаны.

Комментарии

Подписка
avatar
Сортировать по:   новые | старые