[Люциан]

Экспериментальный самолет North American X-10 (RTV-A-5) (США)

Экспериментальный самолет North American X-10 (RTV-A-5)В августе 1949 г. Советский Союз неожиданно для США произвел свой первый ядерный взрыв. В результате администрация президента Гарри Трумена перенаправила «финансовые потоки» в проекты ракет. Чтобы перейти к летным испытаниям по ускоренному графику, аэродинамическую схему Navaho «заморозили», чтобы начать изготовление изделий XSSM-A-2. К концу ноября 1949 г команда Сэма Хоффмана (Sam Hoffman) подготовила первый вариант двигателя Mark III для испытаний на новом объекте в Санта-Сузане. Поскольку турбонасосы сделать не успели, компоненты топлива вытеснялись сжатым газом из массивных стендовых баков с толстыми стенками. Разработчики из NAA сначала погоняли ЖРД на 10% от максимального расхода топлива в течение 11 сек. Попытки испытать двигатель на большее время работы в декабре привели к возникновению колебаний давления в камере сгорания («пушечный запуск»), причем таких мощных, что могли даже разрушить камеру и стенд. Вальтер Ридель провел большую работу по улучшению проекта ЖРД.


В марте 1950 г экспериментальный двигатель вышел на номинальный режим тяги (34 тс) и работал в течение 4,5 сек, после чего эффектно взорвался. Но уже в мае и июне он устойчиво «гудел» более минуты! В декабре 1949 г компания Curtiss-Wright завершила проект и начала изготовление ПВРД. В апреле 1950 г были уже готовы первые три фюзеляжа XSSM-A-2, и тут руководство ВВС вдруг сообщило, что КР на 1600 км не нужна, а North American должна сразу сосредоточиться на создании ракеты на дальность 10000 км, причем с использованием аэродинамики, двигателей и системы навигации, которые уже находились в разработке для XSSM-A-2.

Вторая крупная ревизия проекта была формализована в июле 1950 г с началом войны в Корее. Система оружия WS-104А класса «поверхность - поверхность» должна была доставлять ядерную БЧ массой 7000 фунтов (3150 кг) на дальность 5500 морских миль (10200 км) с КВО 1500 футов (460 м) при полете на крейсерской скорости М = 2,75-3,0 на высоте более 18 км. Для достижения вышеназванных требований была разработана новая конфигурация, которая стала позже характерной чертой системы «Навахо»: мощный стартовый ускоритель и крылатая ступень, прилепленная к нему сбоку под некоторым углом. Такая компоновка минимизировала длину всей системы и упрощала доступ к ее отдельным агрегатам на стартовом столе.

Проблема высокочастотной неустойчивости горения (ВЧ) в одной большой камере возникла не в первый раз: немцы не могли решить ее до конца войны (отсюда и разбиение зоны смешивания и горения на 18 форкамер). Спасовали они и сейчас. Однако инженеры NAA решение нашли! К марту 1951 г. проблема неустойчивого сгорания была под контролем. Важная веха: впервые группа North American самостоятельно решила важнейшую задачу! Грозный признак ВЧ еще не раз возникал то в одной, то в другой двигательной программе, но работы 1950-1951 гг дали американским инженерам несколько способов решения проблемы. Именно ракетное отделение NAA, образованное в 1949 г и полEчившее имя Rocketdyne, вырвалось далеко вперед в подготовке общетехнической базы для дальнейших американских разработок в области ЖРД. Всего за три года оно создало двигатель XLR-43, который был почти вдвое легче немецкого прототипа (669 кг против 1127 кг) и развивал при этом на 34% большую тягу.

Но вернемся к Navaho. Как уже говорилось, для получения аэродинамических данных о крейсерском полете на высоких сверхзвуковых скоростях инженеры NAA разработали в 1946-1951 гг. беспилотный экспериментальный самолет-аналог North American X-10 (первоначальное фирменное обозначение RTV-A-5), оснащенный двумя турбореактивными двигателями Westinghouse J40-WE1 тягой 2950-3300 кгс (форсажная тяга 4950 кгс). Первоначально предполагалось, что X-10 будет запускаться в воздухе с самолета-носителя B-36. Но в августе 1950 т. ВВС отказались поддержать решение по воздушному пуску; изменение концепции привело к задержке проекта. В результате «демонстратор технологии» стал уменьшенной копией крылатой ракеты - маршевой ступени Navaho. Он мог самостоятельно взлетать с ВПП, совершать автоматическую горизонтальную посадку на выпускаемое трехстоечное шасси и использоваться повторно.

К декабрю 1950 г. NAA завершила продувки модели North American X-10 на собственной АДТ в Санта-Сузане - первой промышленной американской трубе, рассчитанной на испытания при скоростях потока, соответствующих числам М=3. В июне 1951 г руководству ВВС был показан полноразмерный макет X-10. Совершенно секретный «трехмаховый» проект, короткое дельтавидное крыло и ПГО сильно отличали аппарат от пилотируемых самолетов тех лет В сентябре рабочие чертежи North American X-10 пошли в производство. В декабре 1952 г. с помощью специально модифицированного истребителя F-86D прошли летные испытания системы наведения (автопилота) North American X-10.

В 1952 г испытания по программе Navaho шли широким фронтом. North American изготовила макет изделия G-26 и начала проектирование прототипа G-38. Система навигации XN-2 испытывалась на самолете С-97 в период между апрелем 1952 г и маем 1953 г. На ракете X-7 фирмы Lockheed был испытан 20-дюймовый ПВРД - масштабная (1:2) модель 40-дюймового двигателя для ракеты G-26. Из семи пусков только один был полностью успешным и два - частично. Наконец, в июне 1952 г. были проведены ОСИ камеры жидкостного двигателя тягой 55 тс - самой мощной из испытанных к тому времени. Однако в ней все еще использовалась двухстеночная конструкция с редкими связями, заимствованная с двигателя XLR-43, вместо трубчатой, которую планировалось реализовать на серии XLR-71. ОСИ первого полностью укомплектованного прототипа прошли 19 ноября, а к концу года были выпущены рабочие чертежи на G-26.

23 декабря 1952 г ВВС США выдали компании NAA первый производственный контракт по программе Navaho, включавший изготовление десяти ракет G-26, 13 стартовых ускорителей и пяти инерционных навигационных систем XN-6 с астрокоррекцией (предполагалось, что первые полеты КР будут радиоуправляемыми). Первая поставка системы ожидалась в 1953 г., первые пуски - в феврале 1956 г. Двухступенчатая система XSM-64, обозначавшаяся также G-26 и XSSM-A-4, включала сигарообразный ускоритель (стартовая ступень) со стабилизаторами в хвостовой части, оснащенный двумя ЖРД XLR-71-NA-1 тягой по
54.5 тс, и установленную сбоку КР (маршевая ступень) с двумя ПВРД Curtiss-Write XRJ-47-W5. Последние имели максимальную тягу по 18,1 тс, диаметр по 1,2 м и боковые воздухозаборники с центральным телом. Маршевая ступень строилась по схеме «утка» с ПГО и треугольным низкорасположенным крылом в задней части, имевшим большую стреловидность по передней кромке и тонкий сверхзвуковой профиль.

Вертикальное хвостовое оперение представляли два трапециевидных киля, имевшие большое поперечное V. Использование системы виделось следующим образом. После вертикального старта с помощью ракетного ускорителя траектория полета постепенно изгибается. На высоте 15 км и скорости, соответствующей числу М=2,5, запускаются ПВРД. Ускоритель отделяется, а КР продолжает разгон на «прямоточке», поднимаясь еще выше, на высоту 25-30 км. Крейсерский полет на скорости, соответствующей числу М=3,0, заканчивается крутым пикированием при подходе к цели. Во время пикирования скорость должна возрасти до М=4. Наведение аппарата на участке работы стартового ускорителя осуществлялось радиоинерциальной системой, управлявшей газовыми рулями в выхлопной струе ЖРД; на участке крейсерского полета КР «вела» инерциальная система с астрокоррекцией. Параллельно с доводкой старой системы навигации XN-2 разрабатывалась новая XN-6, способная компенсировать ошибки прецессии одноосных гироскопов. Ее летные испытания начались на борту самолета Т-29 в мае 1954 г

До начала летно-конструкторских испытаний (ЛКИ) полноразмерной системы Navaho планировалось провести 40 полетов North American X-10. В мае 1953 т. первый аппарат был доставлен на авиабазу Эдварде в Калифорнии, где 14 октября начались его облеты. До марта 1955 г пять экземпляров North American X-10 выполнили 15 экспериментальных полетов. Затем испытания перенесли на мыс Канаверал. Там еще в 1953 г началось сооружение монтажно-испытательных корпусов для сборки ракет XSM-64, стартового комплекса LC-9 и посадочной полосы Skid Strip шириной 70 м и длиной 3000 м для приземления многоразовых аппаратов North American X-10 и G-26. Фирма NAA монтировала оборудование в лаборатории средств наведения, бункере и здании управления полетом Navaho, которые были возведены еще до завершения строительства других наземных сооружений полигона.

Первый самолет-аналог North American X-10 был запущен с мыса Канаверал 19 августа 1955 г, а до конца 1956 г North American X-10 уходили в полет еще 11 раз. Из 12 флоридских полетов семь прошли успешно. (Много времени было потрачено впустую, а два первых аппарата разбились и сгорели в ходе отработки автоматической посадки на полосу Skid Strip. Пожалуй, на одноразовом изделии аэродинамику и систему наведения можно было бы отработать быстрее!). 11 января 1955 г ВВС выразили доверие к проекту Navaho, выдав второй промышленный контракт на G-26: в него были добавлены еще 12 маршевых ступеней, 21 ускоритель и шесть навигационных систем N-6. Таким образом, всего было заказано 22 маршевых ступени, 34 стартовых ускорителя и 11 систем навигации. Руководство NAA не могло не чувствовать нараставшE. конкуренцию со стороны баллистических ракет. Программы разработки ракет Thor, Jupiter, Atlas и Titan велись с большим напряжением. Но эти ракеты нуждались в системах наведения и двигателях, а Navaho в этом отношении вырвалась далеко вперед: все, что нужно, у нее было.


7 ноября 1955 г коллектив North American, занятый по программе XSM-64, был разделен. Отделение управляемых ракет (Missile Development Division) в Дауни продолжало работать с Navaho и ее возможными вариантами. Отделение автоматических систем (Autonetics Division), создававшее системы инерциальной навигации и другую бортовую электронику, переехало в Анахейм, лежащий в 20 км восточнее, а отделение Rocketdyne, работавшее с ЖРД, переехало на новый объект в городке Канога-Парк на западе долины Сан-Фернандо, поближе к испытательным стендам. Отделения получили автономность и могли предлагать свои разработки для использования на ракетах других компаний.

Отметим, что отделение Rocketdyne, было образовано в 1949 г специально для создания ЖРД Navaho, однако ее работы быстро вышли за пределы одного проекта. Уже в марте 1951 г Армия США выбрала ЖРД тягой 34 тс для установки на свою первую дальнюю баллистическую ракету Redstone. Ракету проектировала группа немецких специалистов под руководством Вернера фон Брауна, которая наконец-то получила в свое распоряжение полностью переработанный американский вариант двигателя «Фау-2»! Он обозначался NAA75-110 и был вариантом двигателя XLR-43, предназначавшегося для самого первого варианта КР Navaho.

Впоследствии ракета Redstone послужила первой ступенью носителя Juno I (Jupiter-C), с помощью которого 31 января 1958 г был запущен первый американский искусственный спутник Земли. Последующие же двигатели Rocketdyne подняли американских астронавтов в космос, доставили их на орбиту и в конечном счете - на Луну... Двигателями Rocketdyne были оснащены баллистические ракеты Thor, Jupiter и Atlas, и только на МБР Titan стояли ЖРД разработки фирмы Aerojet. Так было сделано преднамеренно: ВВС хотели иметь дублера на тот случай, если у МБР Atlas возникнут неустранимые катастрофические проблемы, коренящиеся в самом проекте.

Характеристики North American X-10
Длина 20,2 м
Размах крыла 8,6 м
Площадь крыла 39,7 м
Высота 4,5 м
Стартовая масса 19 500 кг
Сухая масса 11 700 кг
Двигатели - два турбореактивных двигателя Westinghouse J40-WE1 тягой 2950-3300 кгс
Форсажная тяга - 4950 кгс
Максимальная высота полета 13 700 м
Дальность полета Около 1300 км
Максимальная скорость (число М) 2,05

Характеристики системы Navaho G-26
Длина с ускорителем 25,14 м
Длина КР без ускорителя 20,70 м
Длина ускорителя 23,10 м
Диаметр корпуса ускорителя 1,83 м
Размах крыла КР 8,72 м
Высота КР (при установке на шасси) 5,25 м
Площадь крыла КР 38,88 м
Наибольший поперечный размер системы 6,41 м
Емкость бака горючего КР 24101 л
Емкость бака горючего ускорителя 16410л
Емкость бака окислителя ускорителя 15 890 л
Тяга ускорителя на старте 109 тс
Время работы ускорителя 40 сек
Высота полета (максимальная) 21 000 м
Проектная дальность полета 3200 км

Источник: www.dogswar.ru