Битва за звезды-2. Космическое противостояние (часть I)

Официальный срок контракта истек в мае 1955 года, но компания «Белл» продолжила исследования на собственные средства и к декабрю выпустила документацию на различные варианты двухступенчатой ракеты «БоМи» и ракетоплана «МХ-2276».

Параллельно командование ВВС потребовало от компании «БОИНГ» включить в программу исследований по совершенствованию бомбардировщика «В-58» («Project MX-2145») тему ракетопланов. Проведя соответствующие расчеты, инженеры «Боинга» доказали, что будет гораздо проще и выгоднее разработать аппарат, который в ходе выполнения боевого задания может облететь Землю по орбите, вместо того чтобы возвращаться после атаки назад. При этом они отмечали трудности в проектировании конструкции, которая могла бы выдерживать высокий нагрев и напряжения в конструкции, ожидаемые при таком полете, но рекомендовали продолжить исследования из-за большого военного потенциала рассматриваемой системы.

«Система 118Р», «Brass Bell» и «RoBo»

4 января 1955 года военно-воздушные силы объявили конкурс на создание самолета-разведчика с дальностью полета 4800 километров на высоте более 30,5 километра. Проект получил название «Система 118П» («118Р»). В конкурсе приняли участие несколько авиационных компаний, но контракт получила фирма «Белл».

Новое предложение «Белл» было по сути следующим шагом в развитии проекта «БоМи». Теперь двухступенчатая ракета должна была поднимать ракетоплан на высоту 50,3 километра, разгоняя его до скорости в 15 Махов!

Предложением компании «Белл» предусматривалось разбиение работ по проекту «118П» на три стадии. На первой стадии проектировался аппарат с дальностью действия 8000 километров, на второй — с дальностью 16 000 километров, на третьей стадии разрабатывался аппарат с «глобальной» дальностью, подразумевающей орбитальный полет.

Таким образом, усилия по «БоМи» и системе «118П» были объединены, и в марте 1956 года компания «Белл» заполучила контракт стоимостью 1,2 миллиона долларов на разработку проекта высотного ракетоплана-разведчика «459Л» («459L»), известного ныне как проект «Брасс Белл» («Brass Bell»). Новая разведывательная система должна была поступить на вооружение ВВС в третьем квартале 1959 года. В конечном виде летательный аппарат «Брасс Белл» выглядел так. Пилотируемый ракетоплан с разведывательной аппаратурой должен был запускаться на высоту 51,8 километра с помощью двухступенчатой баллистической ракеты «Атлас»; при этом максимальная скорость ракетоплана составила бы 5,4 км/с. Ожидалось получение дальности 10 000 километров.

Инженеры «Белл» утверждали, что путем добавления еще одной разгонной ступени дальность полета их нового ракетоплана может быть увеличена до 18 500 километров с максимальной скоростью полета 6,7 км/с, хотя по факту эта возможность рассматривались лишь теоретически.

При том, что система «118П» заказывалась как перспективный разведчик, командование ВВС не исключало возможности использовать ее в качестве бомбардировщика. Еще в декабре 1955 года представители военно-воздушных сил обратились к ведущим авиационным фирмам с просьбой провести анализ и определить техническое задание к эскизному проекту пилотируемого гиперзвукового бомбардировщика.

Шесть компаний, включая «Боинг», «Конвейр», «Норт Америкен», «Рипаблик», «Дуглас» и «Макдоннелл», ответили на этот запрос и предприняли соответствующие действия. 12 июня 1956 года ими были выпущены предложения по проекту «SR-126», получивший впоследствии название «РоБо» («RoBo»). Три подрядчика — «Конвейр», «Дуглас» и «Норт Америкен» — получили средства на исследования по этой теме общей суммой 860 тысяч долларов. Цель исследований состояла в том, чтобы определить перспективы создания большой гиперзвуковой бомбардировочной системы.

Одной из возможных конструкций, которая рассматривалась в рамках этой программы, как раз и была конструкция ракетоплана с баллистическим ускорителем, подобная «BoМи» и «Брасс Белл».

Программа «HYWARDS»

В поддержку проектов «РоБо» и «Брасс Белл» ВВС инициализировали программу исследований, названную «Программа изучения гиперзвукового оружия» — «Хьювардс» («HYWARDS»).

Решаемые в ее рамках задачи были впервые сформулированы в требованиях к перспективному самолету «SR-131», выпущенных в ноябре 1956 года. Впоследствии программа «Хьювардс» получила непосредственное воплощение в проекте «Система 455Л» («455L»). Основным назначением программы было получение научно-исследовательских данных по аэродинамике и техническим проблемам, связанным с высокоскоростным (до 15 Махов) полетом в атмосфере и планирующим возвращением из космоса. Аппарат «Хьювардс» также должен был служить в качестве летающей лаборатории при разработке систем, которые будут использованы в конструкции будущих ракетопланов.

Для аппарата «Хьювардс» были отобраны четыре двигателя: первый, конструкции фирмы «Белл», работал на экзотическим топливе фтор-аммиак, развивая тягу 16000 килограммов; второй, тягой 25175 килограммов, был взят от баллистической ракеты «Атлас»; третий, тягой 27216 килограммов, был взят от баллистической ракеты «Титан»; четвертый двигатель «XLR-99», развивающий тягу 25 855 килограммов, использовался на орбитальном самолете «Х-15».

Ожидалось, что один из этих двигателей сможет разогнать «Хьювардс» до скорости 3,7 км/с и поднять на высоту 110 километров.

На первом этапе испытаний экспериментальный аппарат должен был стартовать с воздушного носителя; для более поздних опытов предполагался вертикальный старт с использованием модифицированной баллистической ракеты.

Две научные группы НАКА, одна в Исследовательском центре имени Лэнгли (Хэмптон, штат Вирджиния) и другая в Исследовательском центре имени Эймса (Моффетфилд. штат Калифорния), проводили изучение возможных конфигураций аппарата «Хьювардс». Группу в Лэнгли возглавлял Джон Бекер, который отвечал за аэродинамику экспериментального самолета «Х-15». Последний отчет Лэнгли, выпущенный 17 января 1957 года, содержал описание такой конструкции «Хьювардс», которая позволила бы выйти на проектную скорость в 18 Махов!

Расчетный анализ нагрева этой конструкции при ее подъеме на орбитальную высоту показал, что оптимальным является вариант планера, имеющий вынесенный вперед фюзеляж с плоским «днищем» и дельтовидное крыло. При этой форме удалось минимизировать потребное количество теплозащиты вне зависимости от ее типа. Эта конфигурация значительно отличалась от ранних проектов фирмы «Белл», в которых использовалось более традиционное среднее расположение крыла, что, разумеется, сказалось на дальнейших разработках компании.

Исследовательская группа из Аэронавигационной лаборатории центра имени Эймса разработала свой вариант аппарата «Хьювардс», являвшегося по сути модификацией созданной здесь ранее модели скоростного планера под скорость 10 Махов. Однако дальность полета этого аппарата была ниже, чем у ракетоплана центра Лэнгли: 3200 против 5100 километров. Чтобы достигнуть высокого аэродинамического качества, сотрудники лаборатории Эймса использовали преимущества подъемной силы, создаваемой за счет интерференции, когда область давления от фюзеляжа распространяется на крыло. К сожалению, при этом весь фюзеляж располагался в области «горячего потока» и требовал дополнительного охлаждения.

Итоги исследовательских программ «РоБо» и «Хьювардс» были подведены в июне 1957 года. На основе полученных данных, результатов расчетов и эскизных проектов командование военно-воздушных сил констатировало, что концепция ракетоплана вполне жизнеспособна и такие летательные аппараты могут быть использованы в качестве системы оружия.

Оставалось еще много нерешенных проблем в части двигательных установок (к тому времени еще не имелось надежных мощных носителей); не была разработана подходящая система жизнеобеспечения пилота. Однако высказывалась надежда, что прототип военного ракетоплана может совершить первый полет в 1965 году, а полностью готовая система типа «РоБо» могла бы появиться к 1974 году.