Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

Программа START была разбита на несколько этапов. На первом этапе реализовывалась программа ASSET, которая предусматривала летные испытания моделей в целях исследования аэротермодинамических и прочностных характеристик летательных аппаратов, рассчитанных на вход в плотные слои атмосферы. Она включала в себя шесть полетов в течение 1963-1965 годов аппаратов с коническим корпусом и треугольным крылом. Эти аппараты имели длину 1,75 метра и размах треугольного крыла 1,5 метра. При этом аппараты ASVбыли предназначены для исследования аэротермодинамических характеристик и прочности конструкции, а аппараты AEV– для исследования аэротермодинамических характеристик и упругости конструкции. Они были оснащены системой управления и измерительной аппаратурой. Они выводились на высоту порядка 60 км с помощью ракеты-носителя «Торад-Дельта», откуда совершали вход в атмосферу и планирование. Аэродинамическое качество на гиперзвуке составляло 1,0. Первый запуск аппарата ASV состоялся 18 ноября 1963 года, а аппарата AEV – 27 октября 1965 года. Для сравнения: летающая модель «Бор-1» была запущена по баллистической траектории 15 июля 1969 года, а аппараты «Бор4» совершали одновитковые орбитальные полеты, начиная с 1983 года.

Параллельно с программой набирала обороты программа НАСА по изучению летательных аппаратов с несущим корпусом. В главе «Первые полеты» уже рассказывалось о предложенной в 1957 году Альфредом Эггерсомиз Центра имени Эймса форме спускаемого аппарата для проекта «Меркурий» в виде половинки конуса с углом полураствора 30, получившим обозначение М1. Этот аппарат обладал небольшой подъемной силой и имел аэродинамическое качество 0,5 на гиперзвуковых скоростях. Тогда он уступил дорогу баллистическому спускаемому аппарату, предложенному М. Фейджетом.

Аналогичная ситуация происходила и во время конкурсного определения облика космического корабля по программе «Аполлон». Компании, участвующие в конкурсе, предлагали различные формы спускаемого аппарата, в том числе с несущим корпусом. Так, например, в одном из вариантов, предложенных компанией «Конвэр», спускаемый аппарат имел форму тела М1. Кроме того, среди вариантов встречались также спускаемые аппараты линзообразные, фарообразные и крылатые. Однако, как известно, в конкурсе победил конусообразный СА с углом полураствора 30. Справедливости ради надо сказать, что спускаемые аппараты с несущим корпусом предлагались для программы «Аполлон» не в целях их многоразового использования, а для снижения перегрузок при входе в атмосферу со второй космической скоростью и для сужения границ возможного района посадки.

Тем не менее, несмотря на неудачу, исследования подобных тел с несущим корпусом продолжались, как в Центре Эймса, так и в Центре Лэнгли. Выяснилось, что аппарат типа М1 при всех своих достоинствах имеет слабую устойчивость на дозвуковых скоростях. Для устранения подобного недостатка, а также для получения больших значений аэродинамического качества на гиперзвуковых скоростях полета и увеличения дальности бокового маневра угол полуконуса несущего корпуса аппарата был уменьшен с 30 до 13. В результате удалось достигуть аэродинамического качества 1,2. Аппарат с такими формами получил обозначение М2.

Для изучения характеристик такой формы усилиями Центра Эймса и Станции высоких скоростей (будущий Центр Драйдена) был построен аппарат M2F1с профилированной кормовой частью. Обшивка этого аппарата, весящего вместе с летчиком и катапультируемым креслом 500 кг, была сделана из фанеры, пропитанной особым составом. Сначала его испытывали на устойчивость и управляемость, буксируя на автомобиле по дну высохшего озера Роджерс на авиабазе Эдвардс. Первый «заезд» состоялся 1 марта 1963 года. После многочисленным наземных буксировок 16 августа 1963 годасамолет С47 поднял за собой аппарат M2F1 на высоту 3 км. После расцепки аппарат, пилотируемый летчиком-испытателем НАСА Милтоном Томпсоном, совершил посадку на дно высохшего озера. В процессе планирования скорость аппарата составила 175 км/час. В течение нескольких месяцев было выполнено около 100 успешных полетов.

Это был лишь первый шаг. Для расширения масштабов исследований требовалось увеличить высоту подъема аппарата и его скорость. Разумеется, фанерный на такие нагрузки был просто не способен. Поэтому, когда весной 1964 года НАСА приняло решение о разработке следующих двух аппаратов с несущим корпусом для изучения их поведения уже на сверхзвуковых скоростях, свои услуги предложил целый ряд фирм. В апреле 1964 года были выбраны два проекта. Первый представлял улучшенный вариант M2-F2 компании «Нортроп», дооснащенный ракетным двигателем XLR11 тягой 3600 кг. Другим аппаратом стал HL-10, разработанный в Центре имени Лэнгли.

Аппарат с несущим корпусом M2-F2по форме напоминал своего предшественника M2-F1, но был тяжелее его и имел металлическую обшивку. Его масса составляла 2270 кг, а с заполненными водой балластными баками – 4080 кг. У него была несколько вытянута хвостовая часть, и добавлены щитки на нижней поверхности для управления по тангажу. M2F2 подвешивался под крылом бомбардировщика Б52 и сбрасывался на высоте 14 км. Его посадочная скорость составляла уже 280 км/час. Первый полет аппарата M2F2 состоялся 12 июля 1966 года, то есть за 11 лет до полета аналога «Спирали» – «150.11». Его также пилотировал Милтон Томпсон. Во время шестнадцатого полета 10 мая 1967 года аппарат был серьезно поврежден во время аварийной посадки, пострадал и летчик Брюс Петерсон.

Пока восстанавливался аппарат M2F2, продолжались летные испытания другого аппарата с несущим корпусом HL-10, также изготовленного компанией «Нортроп» в январе 1966 года, но по заказу Центра Лэнгли. В отличие от своего собрата у него было более плоское днище и боле выпуклая верхняя поверхность, что позволяло достичь аэродинамического качества на гиперзвуковых скоростях более 1,0 и на дозвуковых скоростях более 4,0. Для лучшей управляемости на нем было установлено три вертикальных стабилизатора. Стартовая масса аппарата составляла 2700-4100 кг. Он также подвешивался под крылом Б52 и сбрасывался на высоте около 14 км. Первый полет аппарата HL-10 состоялся 22 декабря 1966 года. Пилотировал его Брюс Петерсон, позже пострадавший при посадке аппарата M2F2. В 1968 году на аппарат установили ЖРД XLR11тягой 3600 кг, такой же, какой был на ракетоплане Х15. Его первое включение произошло 23 октября 1968 года. Использование ЖРД позволило разгонять аппарат до сверхзвуковых скоростей. Максимальная скорость была достигнута 18 февраля 1970 года– 1970 км/час или М=1,86 (летчик Питер Хоуг), а максимальная высота была достигнута 27 февраля 1970 года– 27524 метра (летчик Билл Дана). Всего аппарат HL10 совершил 68 полетов, причем он стал первым аппаратом с несущим корпусом, перешагнувшим звуковой барьер.