Сквозь барьер сверхзвука

14 октября 1947 г. Восемь часов утра. С взлетно-посадочной полосы авиабазы военно-воздушных сил Мюрок, штат Калифорния, стартует В-29 "Суперфортресс". Вот бомбардировщик набирает высоту, и лучи яркого солнца зайчиком заиграли на обшивке странного сигарообразного аппарата, висевшего у него под брюхом. Это был ракетоплан Белл Х-1, которому судьба предначертала раздвинуть границы возможного в авиации. Через несколько минут 24-летний военный летчик капитан Чарлз Йигер в горизонтальном полете достигает на нем на высоте 13 715 м сверхзвуковой скорости 1126 км/час, что соответствовало для высоты его полета числу М=1,06. В декабре эта весть становится достоянием средств массовой информации. Авиационный мир взбудоражен: перед авиацией отрывается область гиперзвуковых скоростей полета.

К сорвавшему аплодисменты скоростному рывку американцы шли почти четыре года - с декабря 1943-го, когда представители НАСА, ВВС, ВМС и структур промышленности на совместном заседании предварительно определили программу исследований высоких скоростей полета с перспективой их использования для военных целей. За проведение соответствующих исследований берется фирма "Белл". Работы по созданию опытных самолетов начинаются в конце 1944 г. под руководством Вудса. В январе 1946 г. они завершаются созданием первого, а несколько позднее и второго экземпляра ракетного самолета Х-1.

На первом опытном образце (без двигательной установки) выполняется масса планирующих полетов, в которых определяются аэродинамические характеристики самолета. Он стартовал с носителя, роль которого выполнял модифицированный Боинг В-29 "Суперфортресс". При скорости 240 км/час бомбосбрасыватель отделял Х-1 от "Сверхкрепости" на соответствующей высоте, после чего Х-1 добирался до аэродрома в планирующем полете. В ходе последующих исследований сбрасывание осуществлялось при возрастающих скоростях.

9 декабря 1946 г. летчик-испытатель Чалмерс Гудлин осуществляет облет второго опытного ракетоплана - с двигателем. В 20-м полете он достигает скорости, соответствующей М=0,8. До рубежа сверхзвуковой скорости остается шаг. Гудлин, чьи полеты хорошо оплачивались (он был гражданским пилотом), идет ва-банк. За непосредственную попытку преодолеть звуковой барьер он требует гонорар в 150 тыс. долл. Это шокирует военное ведомство, из чьего кармана оплачивались испытания. Предложения делаются другим пилотам, но они их не принимают - сверхзвуковые полеты являлись в то время зоной повышенного риска, где каждодневно можно столкнуться со смертью. И тогда руководители программы стали искать для выполнения сверхсложных полетов военного летчика.

СПРАВКА. Х-1 - свободнонесущий цельнометаллический моноплан. Крыло - прямое, с обрезанными концами. Фюзеляж овального сечения, с герметичной кабиной летчика. Двигательная установка - четырехкамерный ЖРД XLR-II-RM-5 фирмы "Риэкшн мотор". Топливо - этиловый спирт и жидкий кислород. Длительность работы установки - 2,5 мин. Длина самолета - 9,45 м. Высота - 3,30 м. Размах крыла - 8,54 м. Взлетный вес - 6 354 кг. Вес топлива - 2 310 кг. Максимальная скорость - 1556 км/час (М=1,46). Динамический потолок - 21 383 м.

Выбор падает на 24-летнего капитана ВВС США Чарлза Йигера. Специалисты поясняют ему, что он должен будет сделать. Х-1 сбросят из бомбового отсека примерно на высоте 8000 м, после этого он должен включить ракетные двигатели и штурмовать рубежи скорости. Подобная тактика по сравнению с обычным взлетом позволяла уменьшить вес аппарата за счет горючего, а чем меньше вес - тем выше скорость. Предупредили летчика и о том, что он может столкнуться с различными неожиданностями, когда будет преодолевать звуковой барьер.

Капитан Чак (так звали его друзья) просит показать ему самолет, который необходимо остепенить. И влюбляется в него с первого взгляда. К тому же парень из Западной Виргинии был чрезвычайно честолюбив. Ему предоставляется возможность заявить себя на вершине новых технологий, и он не упускает ее. За свою капитанскую зарплату (она тогда равнялась 283 долл. в месяц) решает выполнить намеченную программу - прорваться через стену звукового барьера, промчаться в стратосфере со скоростью, которой до него не познал ни один пилот мира.

С планирующими полетами расправляется с хваткой мастера. И вот первый полет на Х-1 с работающими двигателями. Чак стоит перед В-29, в бомбоотсеке которого приютилась его ракетная лошадка. Августовский ветер скользит по ее обтекаемым формам, которые прячут почти две с половиной тонны жидкого кислорода и спирта. Именно они понесут его к славе или испепелят, не оставив и крошки для похорон. На плечо опускается рука 29-летнего специалиста Джека Ридли, с которым Чак уже успел сдружиться и который полетит бортинженером. "Не волнуйся, - успокаивает он. - Х-1 - умная машина..."

В-29 быстро набирает высоту. Проходят секунды, и летчик слышит, как разошлись замки. Х-1 падает, теряя устойчивость, и Йигер пытается совладать с ним. Вот аппарат выравнивается, и летчик немедленно включает систему зажигания первого ракетного двигателя. Из реактивного сопла с ревом вырывается слепящий язык пламени, а Чарлз один за другим вводит в работу еще три двигателя. Чудовищная перегрузка вдавливает летчика в кресло, ракетная машина стремительно несет его в верхние слои стратосферы. Приборы показывают: высота - 14 000 м, число М=0,8, с такой скоростью капитан Йигер никогда не летал. Чарлз выключает двигатели и ныряет к авиабазе. Спускается до высоты 90 м и направляет машину прямо к диспетчерской вышке. Затем одновременно включает все двигатели. Они извергают гигантский поток пламени. А потом проносится рев. Трясутся, вибрируют крыши, окна всех зданий базы. А Йигер удивляет коллег вновь. Х-1 опять взмывает в небо. Менее чем за минуту он достигает высоты 11 тыс. м. И только когда горючее кончается, Йигер планирует на главную взлетно-посадочную полосу.

Капитан Йигер крепко получает "по шапке". Сложнейшая программа не допускала ковбойских штучек. В последующих полетах он убеждается в этом. 5 октября, шестой полет с работающими двигателями. Х-1 достигает скорости М=0,86, и тут начинается бешеная вибрация. Крылья ракетоплана сотрясаются, словно они в пасти огнедышащего дракона. Новый полет - более тяжелое осложнение. Когда Чарлз разогнал вибрирующий ракетоплан до М=0,94, то штурвал заклинило. Это было знаком беды. Авиаспециалисты предполагали, что при полете со скоростью звука нос самолета будет либо уходить вверх, либо клевать вниз, и летчик должен постоянно его выравнивать. Если с этим он не справляется, то машину в любой момент может затянуть в штопор, а это гибель самолета и летчика.

Йигер вернулся из полета, убежденный в том, что проект Х-1 похоронят. Такого же мнения придерживались и другие специалисты. И тогда проявил свои выдающиеся способности его друг Джек Ридли. Он быстро набросал формулу случившегося: штурвал заклинило оттого, что при высочайших скоростях давление воздуха, обтекающего ракету, блокирует движение рулей высоты. И выдвинул предложение - управлять самолетом при помощи хвостовых стабилизаторов, на которые воздух давит не столь сильно.

Был только один способ проверить теорию Ридли, на который Йигер решился без особых раздумий, доверяя своему другу. Следует новый полет. Чарлз разгоняет самолет до М=0,94. И убеждается, что Ридли прав. Меняя положение стабилизаторов, Чак без труда выравнивает ракетоплан. Он уверен в том, что сможет преодолеть звуковой барьер на Х-1 и остаться в живых.

Следующий полет, вошедший в историю мировой авиации, был полон интриги и драматизма, о чем подробно рассказал сам летчик-испытатель в автобиографической книге "Йигер", вышедшей в 1986 г. Он намечался на ближайший вторник, а в воскресенье Чак получает удар, которого не ждал. С женой Гленнис он отправляется на верховую прогулку, падает с лошади и ломает два ребра. Обратиться в госпиталь? Эту возможность Йигер отвергает сразу. Врачи запретят на какое-то время летать, и испытания завершит кто-то другой.

В понедельник утром Чарлз едет (точнее, его везет жена) к местному врачу. Тот оказывает ему первую помощь и советует с недельку отдохнуть. Чарлз пропускает это мимо ушей, он не обращает внимание на боль в ребрах, его больше беспокоит плохо двигавшаяся правая рука. Прибыв на авиабазу, он сообщает Джеку Ридли о случившемся и о своем решении совершить намеченный полет. К тому времени Йигер досконально изучил свою машину и считал, что справится с управлением. Однако возникла одна проблема и существенная. Требовалось приподнять запирающую люк рукоятку, для того чтобы она сработала, а пострадавшей рукой этого не сделать. Чарлз находит выход: он укорачивает обычную щетку и с ее помощью собирается поднять рукоятку здоровой рукой.

И вот вторник, 14 октября 1947 г. Йигер в тот день должен достичь скорости М=0,97. Однако Чарлз решает сломать график. Чем больше полетов он совершит, считает пилот, тем больше шансов у него погибнуть. И он идет на штурм звукового барьера.

Спуск по лестнице оказывается весьма болезненным, зато укороченная щетка выполняет свою функцию превосходно. Когда Х-1 отделяется от В-29, Йигер чувствует, что он полностью контролирует положение. Летчик включает один за другим ракетные двигатели и быстро достигает скорости М=0,88. Машина начинает вибрировать, тогда он вырубает два двигателя и наклоняет хвостовые стабилизаторы. Прием срабатывает безукоризненно. Затем он вновь включает третий ракетный двигатель и продолжает набор высоты. Чем быстрее он действует, тем послушнее ведет себя машина. Стрелка на приборе, отмечавшем степень приближения к М=1, трепещет и выскакивает за пределы шкалы.

Чарлз Йигер в 1947-1948 гг. выполнил на Х-1 свыше 80 полетов. Последний полет (в январе 1949 г.) осуществляет, стартовав на ракетоплане с земли, с половинным запасом топлива, при этом разбег составил около 700 м при скорости отрыва 273 км/час. В течение 1 мин. 40 сек. самолет набрал высоту 7600 м и оставался в воздухе 8 мин., хотя двигатель работал менее 2 мин. В 1948 г. Йигер достигает скорости 1556 км/час на высоте 14 000 м, что соответствует числу М=1,46, в 1949 г. - максимальной высоты, равной 21 383 м.

В апреле 1953 г. начались летные испытания Х-1А. 12 декабря Чарлз Йигер достигает на нем максимальной скорости - 2655 км/час (М=2,5) на высоте свыше 21 000 м, а летом 1954 г. - максимальной высоты - 27 450 м. Затем пилот, щедро отмеченный самыми высокими наградами, оставляет военную службу, однако продолжает испытывать сверхзвуковые самолеты. Уйдя в отставку бригадным генералом, Чарлз не покидает небо - летает на планерах, реактивных самолетах, показывая, что он летчик до мозга костей, что только такие пилоты способны оседлать сверхзвук.

На обычном реактивном самолете сверхзвук был оседлан в 1948 г. 26 декабря 32-летний советский летчик капитан Олег Соколовский на опытном фронтовом истребителе Ла-176 на высоте 7000 м достигает скорости 1105 км/час, что соответствовало числу М=1,021. И все же самолеты не могли составить конкуренции ракетопланам. В то время как те в полукосмических полетах выходили на числа М, равные 5-7, серийные турбореактивные самолеты достигли рекордных скоростей, соответствующих числам М=3,0-3,5. Быстрее всех удалось промчаться в июле 1976 г. американцам капитану Элдону Джорсу и майору Джорджу Моргану на стратегическом разведчике SR-71 со скоростью 3529,56 км/час. Быстрее на самолетах никто не летал.