Экспериментальный летательный аппарат 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.


Опытный X-24B на аэродроме



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.


Схема летательного аппарата


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.


Новая носовая часть придала машине необычный внешний вид


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.


Оснащение кабины осталось прежним


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.


Летчик-испытатель Джон Мэнке, 1973 г.


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.


Уильям Дана


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.


X-24B в свободном полете


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.


Посадка в сопровождении дублера


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.


Завершение одного из испытательных полетов, 5 августа 1975 г.


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).


Участники испытаний экспериментального летательного аппарата


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.


Погрузка опытных Northrop HL-10 и Martin Marietta X-24B в самолет B377SG Super Guppy для доставки в музей, май 1976 г.


Испытания экспериментального летательного аппарата NASA / Martin Marietta X-24B позволили собрать всю необходимую информацию о реальных характеристиках и возможностях летательного аппарата, построенного по схеме с неофициальным названием Flying Flatiron. К этому времени специалисты аэрокосмического управления и военно-воздушных сил успели изучить несколько перспективных вариантов летательных аппаратов, и уже могли сделать необходимые выводы. В целом, проверенная архитектура представляла определенный интерес, однако не была лишена недостатков.

В рамках нескольких экспериментальных проектов семейства Lifting body специалисты NASA изучили ряд оригинальных аэродинамических компоновок, определив их сильные и слабые стороны. Первые исследования в этой области проводились в целях формирования оптимального облика перспективного космического аппарата, отличающейся простотой возврата на Землю. Впоследствии появилась возможность использовать имеющиеся наработки при создании полноценного многоразового космического корабля.

Опыт разработки и испытаний машин с несущим корпусом / фюзеляжем вскоре был проверен и дополнен при помощи нескольких новых исследовательских программ, и в недалеком будущем привел к появлению новой техники, пригодной к практической эксплуатации. При этом программа, лежавшая в основе новых проектов, после испытаний X-24B была закрыта. «Летающий утюг» стал последним летательным аппаратом своего класса, построенным для исследований несущего фюзеляжа. Он поставил точку в длительной и полезнейшей научной программе.


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

Использованы фотографии: NASA / nasa.gov, Wikimedia Commons

Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter

Видео в тему


Читайте также
Комментарии 6

Информация

Уважаемый читатель, чтобы оставлять комментарии к публикации, необходимо зарегистрироваться.
Уже зарегистрированы? Войти
  1. ВАЗ2106 25 августа 2017 15:07
    американцы на разработку перспективного оружия денег не жалеют, Россия не так богата поэтому она обычно внедряет уже обкатанные у других технологии, например технология стелс уже давно используется американцами (F-117, B-2, F-22 и т.д.), в РФ она в первые будет применена в истебителке Су-57
  2. noviczok 25 августа 2017 20:44
    Интереснейший цикл. Не перестаю удивляться, глядя на сочетание достигаемых скоростей и высот и внешнего вида этих аппаратов. И как ни крути, к Шаттлам НАСА основательно приготовилась.
    1. Scoun 29 августа 2017 15:16
      Цитата: noviczok
      И как ни крути, к Шаттлам НАСА основательно приготовилась.

      Жёлтый чемоданчик рядом с Джоном на первых фотках, это как раз элемент скафандров (правда великоват ) и матрасы в 70-е действительно сделали большие наработки... но всё раано поняли, высадиться на Луну им не получится.
      ПС.
      Есть странное стпчение "обстоятельств", в разгар холодной войны, США строят в чистом поле современнейший завод (нынешний КамаЗ), потом по дешёвке продают пшеницу в СССР подняв у себя цены
      1. mervino2007 20 сентября 2017 11:50
        Плата за уничтожение Курска. Хоть это...
  3. лысова 26 августа 2017 05:35
    Ох и ненадёжная штука, по ней ещё работать и работать. Только всё это уже есть, форма немного другая. А сможет ли он выписывать кренделя - нет.
    1. MadCat 27 августа 2017 03:12
      какие кренделя, что ты несешь? Это прототип. Над ним работали в 1971 laughing
      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»).
Картина дня