[ezup]

С начала шестидесятых годов специалисты NASA изучали концепцию Lifting body, предлагавшую оригинальную конструкцию летательного аппарата с несущим фюзеляжем, заменяющим полноценное крыло. Первые проекты в этой области реализовывались аэрокосмическим агентством самостоятельно или в сотрудничестве с авиастроительными предприятиями. Позже, после получения реальных результатов, необычными идеями заинтересовались военно-воздушные силы США. С их помощью и для решения военных задач был разработан экспериментальный летательный аппарат Martin Marietta X-24A.

В то время командование ВВС проявляло повышенный интерес к перспективным аэрокосмическим комплексам различного назначения. В частности, изучалась возможность создания многоразовых космических кораблей, способных нести ту или иную полезную нагрузку. Для упрощения эксплуатации подобные «космические бомбардировщики» или иная техника должны были возвращаться на Землю при помощи горизонтально полета. Решение таких задач было связано с необходимостью проведения различных исследований, как в аэродинамических трубах, так и с использованием полноразмерных опытных машин. Забегая вперед, следует отметить, что работы в этом направлении в будущем привели к появлению проекта Space Shuttle, дошедшего до активной эксплуатации в интересах различных заказчиков.

Опытный Martin Marietta X-24A на авиабазе Эдвардс

В 1966 году NASA, ВВС и компания Martin Marietta совместными усилиями реализовали исследовательский проект X-23 PRIME. Его целью было создание макета летательного аппарата, построенного по схеме Lifting body и способного совершать планирующий полет в верхних слоях атмосферы. Испытания трех моделей этого типа показали принципиальную возможность решения поставленных задач, однако для этого существующий проект нужно было определенным образом доработать.

Уже после завершения испытаний опытных X-23 аэрокосмическое управление, военно-воздушные силы и «Мартин-Мариэтта» подписали новое соглашение о создании экспериментального летательного аппарата. Очередной проект получил официальное «военное» обозначение X-24A. Фирма-разработчик использовала рабочее название SV-5J. Дополнительные названия или прозвища проекта отсутствовали.

В рамках предыдущего проекта X-23 использовался т.н. несущий фюзеляж, по своей форме похожий на летательные аппараты схемы «летающее крыло». По ряду причин, в новом проекте решили использовать иную форму основных агрегатов и несущих плоскостей. Перспективный прототип X-24A должен был иметь каплеобразную форму без несущих плоскостей, выполненных в виде традиционного крыла. Одновременно с этим обязательным было использование стабилизирующего хвостового оперения.

Проекции летательного аппарата

Проектом X-24A предлагалось строительство цельнометаллического летательного аппарата, приспособленного к высоким механическим, аэродинамическим и температурным нагрузкам. Для получения высоких летных характеристик следовало использовать особую форму фюзеляжа и плоскостей. Кроме того, машину предлагалось оснастить жидкостным ракетным двигателем с достаточными характеристиками тяги. Подобный технический облик уже использовался в предыдущих исследовательских проектах и, в целом, неплохо себя зарекомендовал.

В соответствии с новыми целями проекта и спецификой будущей эксплуатации новый летательный аппарат получил фюзеляж оригинальной конструкции, заметным образом отличавшийся от предыдущих «несущих корпусов». Предложенный цельнометаллический фюзеляж имел меньшую ширину носовой и центральной части при большей высоте. В боковой проекции машина была похожа на стандартный профиль крыла, дополненный вертикальным хвостовым оперением.

Носовая часть фюзеляжа X-24A имела форму, близкую к веретенообразной. Сразу позади скругленного обтекателя борта, верхняя поверхность и днище фюзеляжа расходились, образуя конструкцию с плавно увеличивающимся эллиптическим сечением. Затем в стороны разводились борта, образовывавшие треугольную в плане конструкцию. Верхняя часть фюзеляжа, в свою очередь, заметным образом поднималась вверх. Сразу за носовым обтекателем начиналось спрямленное днище, плавно соединявшееся с бортами при помощи выгнутых участков обшивки. Ширина ровной части днища увеличивалась по направлению к хвосту. Хвостовой отсек фюзеляжа имел прямоугольную в плане форму при сужающемся треугольном профиле. Хвостовая оконечность фюзеляжа образовывалась многоугольным проемом, огороженным управляющими плоскостями.

Приборная доска

По своей компоновке фюзеляжа нового летного прототипа соответствовал предыдущим разработкам программы Lifting body. Носовая часть отдавалась под кабину пилота, за которой имелся приборный отсек. В хвосте помещались двигатель и топливные баки. Часть прочих объемов в носу и хвосте отдавалась под ниши для уборки шасси.

В хвостовой части фюзеляжа, на его бортах, с развалом наружу устанавливалась пара килей большой стреловидности. Сзади на них крепились сравнительно крупные двухсекционные рули направления. В центре фюзеляжа, между основными килями, находилась еще одна вертикальная плоскость. В отличие от двух других, она не комплектовалась рулем высоты. При этом на ней имелось сопло одного из газовых рулей. Ниже центрального киля, между двумя парами элевонов, выводились сопла основного двигателя.

Вся механизация и все рули располагались только в хвосте машины. Управление по тангажу и крену предлагалось осуществлять при помощи двух пар элевонов, закрепленных между килями. Первая находилась на верхней поверхности крыла и в нейтральном положении являлась ее продолжением. Вторая точно так же продолжала днище. Аэродинамические рули направления дополнялись парой сопел газовых систем аналогичного назначения.

Вид на левый борт кабины

Летчик должен был работать в носовой одноместной герметичной обогреваемой кабине. В отличие от некоторых предыдущих образцов, кабина закрывалась единым крупным фонарем, не разделявшимся на несколько деталей. Для доступа в кабину фонарь поднимался вверх-назад вместе с достаточно крупной секцией обшивки. Крупный фонарь обеспечивал хороший обзор, что позволило обойтись без дополнительного остекления перед кабиной.

Пилот помещался в катапультном кресле серийной модели. На его рабочем месте имелись приборная доска со всеми приборами контроля и навигации, а также пара бортовых панелей. Управление полетом осуществлялось при помощи центральной ручки, рукоятки контроля двигателя и пары педалей. Также на приборной доске и боковых панелях имелось множество средств управления всеми бортовыми системами.

Вновь было предложено оснастить опытную машину собственной силовой установкой. В хвостовой части фюзеляжа поместили жидкостный ракетный двигатель Reaction Motors XLR-11 тягой 3600 кгс. Четырехкамерный двигатель мог запускаться по команде летчика и изменять тягу в соответствии с положением ручки управления. Также двигатель был связан с газовыми рулями.

Хвостовая часть X-24A

X-24A получил трехточечное шасси, основанное на компонентах серийной авиационной техники. Под кабиной пилота находилась носовая стойка с двумя колесами малого диаметра. Под корневой частью килей разместили пару основных стоек с более крупными колесами. При помощи автоматизированных приводов все стойки убирались в фюзеляж поворотом назад. Ниши прикрывались прямоугольными крышками продольного расположения.

От предыдущих образцов, построенных в рамках исследовательской программы, новый летательный аппарат отличался не только формой, но и размерами. Длина машины составляла 7,47 м, максимальная ширина – 3,51 м. Стояночная высота – 2,92 м. Несущая площадь фюзеляжа была доведена до 18,1 кв.м. Пустая машина весила 2,88 т. Нормальный взлетный вес – 4,85 т, максимальный – 5,19 т. По расчетам, использование ракетного двигателя позволяло летать со скоростью более 1650 км/ч. Потолок превышал 21 км. Дальность планирующего полета, в том числе с использованием ракетного двигателя, – не более 72 км.

Малый объем топливных баков серьезно ограничивал максимальную продолжительность работы двигателя и, как следствие, негативно сказывался на возможной длительности полета. Из-за этого в рамках проекта Martin Marietta X-24A, как и в других исследовательских работах, следовало использовать отдельный самолет-носитель. Специальным образом переоборудованный бомбардировщик B-52 при помощи пилона со стыковочными устройствами должен был поднимать экспериментальную машину на заданную высоту и разгонять ее до требуемой скорости. Далее следовало производить отцепку, после чего опытная машина могла самостоятельно выполнить полетную программу и вернуться на аэродром.

Двигатель XLR-11 крупным планом

Сборка единственного запланированного экспериментального планера / ракетоплана X-24A была завершена в начале 1969 года. Вскоре машину доставили на авиабазу Эдвардс, в то время служившую основным полигоном для испытаний новой авиационной техники. Испытания начались с наземных проверок систем и последующих вывозок опытного образца самолетом-носителем. В ходе таких испытаний удалось обойтись без каких-либо проблем. Заметные недостатки конструкции не были выявлены, что позволило начать полноценные летные испытания.

17 апреля того же года опытный X-24A впервые поднялся в воздух для выполнения самостоятельного полета. После выхода носителя на высоту около 13,7 км и разгона до 763 км/ч произошла отцепка, и летчик-испытатель Джерри Джентри взял управление. В течение нескольких следующих минут планер постепенно медленно снижался, одновременно демонстрируя основные возможности и характеристики. Планирующий полет завершился успешным заходом на взлетно-посадочную полосу и мягкой посадкой на шасси. В целом, опытная машина показала себя неплохо, хотя и удалось выявить некоторые мелкие недочеты.

В течение нескольких следующих месяцев Дж. Джентри и его коллеги выполнили еще восемь полетов без применения двигателя. По некоторым данным, с определенного времени опытный образец нагружался балластом, эквивалентным массе топлива и окислителя для двигателя. В ходе этих испытаний удалось отработать все основные аспекты нового проекта и подготовить машину для последующих полетов с применением силовой установки.

Летчик-испытатель Сесил Пауэлл и опытный X-24A

Во время таких проверок планер смог развить скорость до 819 км/ч и подняться на высоту 14,3 км. Оба этих рекорда были установлены в последнем планирующем полете 24 февраля 1970 года. Самыми продолжительными стали третий (21 августа 1969 года) и седьмой (13 ноября) полеты. В эти дни X-24A оставался в воздухе в течение 4 минут 30 секунд.

Проверки экспериментального летательного аппарата в конфигурации планера продолжались около 11 месяцев, и после этого появилась возможность начать полноценные полеты. После очередного сброса с носителя, состоявшегося 19 марта 1970 года, испытатель Дж. Джентри запустил двигатель и использовал его для набора скорости. Значительный прирост скорости полета позволил увеличить продолжительность последующего планирования. Тем не менее, не имея возможности для дальнейшего ускорения, ракетоплан всего через несколько минут пошел на посадку. Используя двигатель, машина смогла развить скорость 919 км/ч и подняться на высоту 13,5 км. Продолжительность полета – 424 секунды.

Примерно через месяц состоялся 12-й полет, во время которого Дж. Джентри разогнался до 981 км/ч и взлетел на высоту 17,59 км. 17 июня состоялся 14-й полет, приблизивший проект к преодолению звукового барьера. Под управлением пилота Джона Мэнке ракетоплан разогнался до 1051 км/ч с максимальной высотой полета чуть менее 18,6 км.

14 октября 1970 года Дж. Мэнке выполнил 18-й тестовый полет. После отцепки опытный X-24A поставил новые рекорды высоты и скорости. Прототип взлетел на высоту 20,7 км и развил скорость 1261 км/ч, преодолев звуковой барьер. В октябре и ноябре состоялись еще два сверхзвуковых полета, в ходе которых были получены новые результаты в части максимальной высоты полета.

Самолет-носитель B-52 выполняет сброс экспериментального X-24A. 1 января 1970 г.

Испытания продолжились в конце января следующего 1971 года. Через несколько недель летчики-испытатели стали штурмовать рубеж в 1600 км/ч. 18 февраля (23 полет) Дж. Мэнке преодолел его, разогнавшись до 1606 км/ч. 25-й вылет (29 марта) была достигнута скорость 1667 км/ч. В дальнейшем летательный аппарат X-24A так и не смог побить этот «личный рекорд». В следующем полете 12 мая была получена максимальная высота – более 21,6 км.

Последний испытательный полет опытной машины состоялся 4 июня 1971 года. В этот раз она разогналась всего до 867 км/ч и не поднималась выше 16,85 км. Продолжительность последнего полета – 517 секунд. На этом программа испытаний была завершена.

Испытания экспериментального образца Martin Marietta X-24A позволили собрать большой объем данных о поведении летательного аппарата при полете на разных скоростях, высотах и режимах. В дальнейшем эту информацию можно было использовать в новых проектах авиационной или космической техники. Кроме того, вскоре появилось предложение о практической проверке еще одной версии летательного аппарата аналогичного назначения.

Летательные аппараты типа Lifting body: Martin Marietta X-24A, NASA / Northrop M2-F3 и Northrop HL-10

Осенью 1971 года единственный построенный прототип X-24A вернули предприятию-изготовителю для ремонта и модернизации. В ближайшее время специалисты NASA и «Мартин-Мариэтта» должны были разработать новый вариант летательного аппарата с несущим фюзеляжем, основанный на иных принципах и имеющий другие обводы корпуса. С целью экономии и ускорения строительства было предложено строить новый прототип на основе старого. На требуемые работы ушло менее двух лет. Летом 1973 года на испытания вышел прототип, названный X-24B. Несмотря на широчайшее использование узлов и агрегатов существующей машины, новый опытный образец не имел заметного сходства с ней.

В течение нескольких следующих лет специалисты НАСА и военно-воздушных сил занимались проверкой нового прототипа и определяли его реальные возможности. Проверка летательного аппарата X-24B позволила тщательно изучить новый вариант схемы Lifting body и сделать выводы о его реальных перспективах.

Наличие определенного опыта и отработанных решений позволило реализовать проект X-24A без особых проблем. Опытная машина хорошо показа себя и стала весьма удачным летающим стендом для проверки нового аэродинамического облика. Выполнив все поставленные задачи, единственный летательный аппарат этого типа мог быть списан, но ответственные лица решили использовать его в качестве основы для прототипа новой модели. В 1973 году перестроенный X-24A вновь вышел на испытания и во второй раз помог ученым исследовать новые схемы летательных аппаратов.

По материалам сайтов:
https://nasa.gov/
http://airwar.ru/
http://astronautix.com/
https://airandspace.si.edu/
Автор: Рябов Кирилл

Использованы фотографии: NASA / nasa.gov, Wikimedia Commons