JACEK NOWICKI Samoloty Kosmiczne - � '.� i .--. - -.-. i- . � .,-v.'/'.i,. -: -V , � V --..o'.., c- t�o . -..-. y-st.;;*1 ..-/.aa:.., .-: ; i,/' ;<�;,!% ,- .'"�l^i;-.- �' � ; � .'��'.>��.. ���:� '�-'� �J � : ".''-i- .� :.. . ' -i/ ,1. � �';� �' . . � � , : ���� ' : � ^. -� i � . < .� ... *. . f- ' �'� ' T� Opiniodawca � � mgr in�. BOGUS�AW KITZMANN rn "* Redaktor in�. KRZYSZTOF JANUS , 4 S/i ? 'Vi I \ ^ f "i T''" � V Vr& N T& �v > .� � � �� ��"* * �. -1� >* ^T** m �� �> -� .-��� : .-��&". x -i �L' � Redaktor techniczny MAREK TARANEK Ok�adka oraz uk�ad graficzny wklejki barwnej W�ADYS�AW P. JAB�O�SKI Zdj�cie na ok�adce oraz zdj�cia barwne na wklejce dzi�ki uprzejmo�ci NASA 623.746 W ksi��ce opisano jak dosz�o do powstania i zastosowania do bada� i prac w kosmosie samolot�w kosmicznych nazywanych r�wnie� wahad�owcami. Przedstawiono zar�wno wcze�niejsze badania nad samolotami rakietowymi serii X w USA, jak i projekty samolot�w kosmicznych opracowane w ZSRR, Europie Zachodniej i Japonii. Opisano szczeg�owo program wahad�owca Space Shuttle oraz konstrukcj� i losy ameryka�skich samolot�w kosmicznych. Ksi��ka zawiera du�o rysunk�w oraz fotografii czarnobia�ych i barwnych. � Copyright by Wydawnictwa Naukowo-Techniczne Warszawa iid9 Ali rights reserved Printed in Poland ISBN 83-204-1004-5 WYDAWNICTWA NAUKOWO-TECHNICZNE ul. Mazowiecka 2/4, 00-048 Warszawa tel. 26-72-71 do 79 Dzia� Upowszechniania i Sprzeda�y tel. 27-56-87 WNT Warszawa 1989. Wyd. I. Nak�ad 29.700 + 300 egz. Ark. wyd. 23,3. Ark. druk. 18,0. Format B5. Papier offset, kl. III., 70 g. Oddano do sk�adania 30.VI.1988 r. Podpisano do druku w marcu 1989 r. Druk uko�czono w maju 1989 r. Symbol MK/82323/WNT Olszty�skie Zak�ady Graficzne im. Seweryna Pieni�nego Olsztyn, ul. Towarowa 2 Zam. 1403/88 A-84/69 Spis tre�ci Od Autor�w 1. Samoloty rakietowe .............. g 1.1. Powstanie i rozw�j samolot�w rakietowych ....... g 1.2. Skonstruowanie i program lot�w "":"""' samolot�w rakietowych North American X-15 .... )'V'1 '"'t . \6 1.3. Niezrealizowany projekt samolotu kosmicznego ""n J? Boeing X-20A Dyna-Soar ............. M 1.4. Samoloty rakietowe z kad�ubami no�nymi ........ 30 1.4.1. M2, HL-10 � samoloty rakietowe z kad�ubami no�nymi NASA . . 37 1.4.2. X-23, X-24 � samoloty rakietowe z kad�ubami no�nymi U.S. Air Force ........ '�'. "'p5".- . . 42 2. Wahad�owiec Space Shuttle . . . . . . . . . "-'. . . 61 2.1. Narodziny koncepcji i powstanie projektu wahad�owca . 'v .l . 51 2.2. Program Space Shuttle od kontraktu do pierwszego lotu . . ' . . 60 2.2.1. Ostateczna koncepcja ............. 60 2.2.2. ALT � pr�by podej�cia i l�dowania . . . . �*"". . ^.""".' . 63 2.2.3. MVGVT � pr�by drga� . . . . . . ."."'".' . u*. v - 69 2.2.4. Pr�by na wyrzutni . . . . . . . . . . .'.'.. 71 2.2.5. Pr�by wytrzyma�o�ciowe prototypu STA-099 ....... 72 2.2.6. Pr�by silnik�w SSME ............. 72 2.2.7. Pr�by rakiet wspomagaj�cych i zbiornika zewn�trznego .... 75 2.2.8. Pr�by awioniki wahad�owca ........... 75 2.2.9. Przed pierwszym lotem Columbii . . . . . . .'*.'".'. 75 2.3. Orbiter ................. 84 2.3.1. Przednia cz�� kad�uba ............. 86 2.3.2. �rodkowa cz�� kad�uba ............. 88 2.3.3. Tylna cz�� kad�uba ...... . ' V ' ^ <;�* . ^ , ^.* . flo 2.3.4. Skrzyd�a .......... ;> ; .: ^iw ;, , ~i 93 2.3.5. Statecznik pionowy ........ ' .r ..... 94 2.3.6. Podwozie .......... 6<":' V ...... 95 2.3.7. System os�ony termicznej TPS .... '.i� . ..... 97 2.3.8. Silniki g��wne SSME . . . . . . . . ' / . . . . . 104 2.3.8.1. Dzia�anie silnika . . . . . .... :.Ji .' . '.'"'. . 105 2.3.8.2. Podzespo�y uk�adu spalania ............ 107 2.3.8.3. Instalacje silnikowe .............. 109 3 2.3.8.4. Turbopompy ................ 110 2.3.8.5. G��wne zawory ............... lll 2.3.8.6. Sterownik silnika ............... lll 2.3.9. Orbitalne silniki manewrowe OMS .......... 112 2.3.10. Silniczki korekcyjne RCS ............. 114 L.3.11. Instalacja hydrauliczna ............. 115 2.3.12. Instalacja elektryczna .............. 117 2.3.13. System oczyszczania, odpowietrzania i osuszania ...... 120 2.3.14. Awionika ................. 120 i-9-5 2.3.14.1. Przetwarzanie danych .............. 120 2.3.14.2. Naprowadzanie, nawigacja i sterowanie ......... 122 2.3.14.3. Urz�dzenia wska�nikowe i sterownicze ......... 124 2.3.14.4. Systemy ��czno�ci i transmisji danych ........ 127 2.4. Zbiornik zewn�trzny .............. 129 2.4.1. Konstrukcja ................ 129 2.4.2. Instalacja paliwowa ............'.. 131 2,4.3. Instalacja elektryczna ............. 132 J 4.4. Os�ona termiczna ............... 132 2.4.5. Po��czenia zbiornik�w z orbiterem, SRB i urz�dzeniami naziemnymi 133 2.4.6. Lekki ET ................. 134 2.5. Rakiety wspomagaj�ce ............. 136 2.5.1. Silnik .................. 138 2.5.2. Elementy konstrukcyjne ............. 137 2.5.3. Sterowanie kierunkiem si�y ci�gu .......... 139 2.5.4. Silniczki oddzielaj�ce .............. 140 2.5.5. Spadochrony ................ 141 2.5.6. Instalacje elektryczne i oprzyrz�dowanie ........ 142 2.5.7. Usprawnienia ................. 142 2.6. Za�oga .................. 143 2.6.1. Podzia� obowi�zk�w .............. 143 -20' 2.6.2. Selekcja i trening astronaut�w ........... 146 2.6.3. Kabina .................. 149 2.6.4. System klimatyzacji i podtrzymywania �ycia ....... 150 2.6.5. Warunki �ycia na orbicie ............. 154 2.7. Przebieg misji ................ 163 2.7.1. Odliczanie ................. 163 2.7.2. Start i wej�cie na orbit� ............. 166 l 2.7.3. Pobyt na orbicie ............... 169 2.7.4. Manipulator RMS ............... 174 2.7.5. Spacer kosmiczny EVA ............. 177 2.7.6. Powr�t z orbity i l�dowanie ............ 182 2.8. O�rodki i operacje naziemne ............ 187 2.8.1. L�dowisko ................. 189 2.8.2. Hangar obs�ugi orbitera ............. 190 2.8.3. Hala monta�u pojazdu ............. 192 2.8.4. Centrum kontroli startu ............. 194 2.8.5. Ruchoma platforma startowa ........... 196 2.8.6. Transporter g�sienicowy ............. 196 2.8.7. Stanowiska startowe 39A i 39B ........... 197 2.8.8. Budynki obs�ugi cz�on�w nap�du orbitalnego ....... 200 2.8.9. Przygotowanie �adunk�w u�ytecznych ......... 201 2.8.10. Odzyskiwanie i remont rakiet wspomagaj�cych ...... 203 2.8.11. Baza Vandenberg AFB ............. 205 2.8.12. Centrum Kontroli Misji ............. 209 2.8.13. Baza Edwards AFB .............. 210 2.9. Operacje awaryjne .............. 210 2.9.1. Sposoby i �rodki ewakuacji za�ogi .......... 211 2.9.2. Sposoby przerwania startu ............ 216 2.9.3. Awaria na orbicie ............... -220 2.9.4. Awaryjne l�dowanie .............. 224 2.9.5. Po katastrofie Challengera ............ 224 2.10. Orbitalne misje wahad�owc�w ........... 227 2.10.1. STS-1 .................. 232 2.10.2. STS-2 .................. 233 2.10.3. STS-3 .................. 233 2.10.4. STS-4 .................. 235 2.10.5. STS-5 .................. 236 2.10.6. STS-6 .................. 237 2.10.7. STS-7 .................. 237 2.10.8. STS-8 .................. 239 2.10.9. STS-9 .................. 240 2.10.10. 41-B ................... 241 2.10.11. 41-C ................... 241 2.10.12. 41-D ................... 243 2.10.13. 41-G ................... 244 2.10.14. 51-A ................... 245 2.10.15. 51-C ................... 246 2.10.16. Niezrealizowana wyprawa 51-E ............ 246 2.10.17. 51-D ................... 246 2.10.18. 51-B ................... 248 2.10.19. 51-G ................... 249 2.10.20. 51-F ................... 250 2.10.21. 51-1 ................... 251 2.10.22. 51-J ................... 253 2.10.23. 61-A ................... 253 2.10.24. 61-B ................... 254 2.10.25. 61-C ................... 255 2.11. Katastrofa Challengera � jej przyczyny i skutki ...... 256 2.11.1. Przebieg katastrofy .............. 267 2.11.2. Przyczyny ......'........... 259 2.11.3. Skutki .................. 261 2.11.4. Program Space Shuttle po katastrofie ......... 2!U 3. Przysz�o�ciowe projekty samolot�w kosmicznych ...... 2;5 3.1. Radzieckie projekty samolot�w kosmicznych ....... 268 3.2. Francuski samolot kosmiczny Hermes ......... 272 3.3. Hotol � brytyjski samolot kosmiczny poziomego startu i l�dowania ............... 275 3.4. Projekt wahad�owca zachodnioniemieckiego Sanger ...... 278 3.5. Japo�skie samoloty kosmiczne ........... 280 3.6. Przysz�o�ciowe projekty ameryka�skie ......... 282 Literatura ................... 287 K �C. O 3; o y 5 h _ . - . . . . . el T g .. �;' !5 L- �< ,:;.��- - ... - "j 'a <;� ..; / -�� ^ p . � -r � , ' :- - -. - : . .; '* s * i ". f; =.- � l i: L- H --t. � d - ;�, ... ,. v-., ^. 1. ,� �:. i:: ; � i, � ' ;. -H - -^ -� '-? �"� ' ^ 'r 0 s *s ^ ;' j j. ?. K ,_; ��. -... ,-,- rv -. -u. �-. .: ,;� � j .-% � . -ru ti, .--,! - -.j. , �� ,.-, . C- iO C> L � ' <V o; -i -.. . -S ,� V -rv; ?; O .X Ksi��k� t� po�wi�cali. ostatniej za�odze Challengera Od Autor�w Sk�adamy serdeczne podzi�kowania wszystkim osobom i instytucjom, kt�re pomog�y zebra� nam materia�y do tej ksi��ki. Kierujemy je zw�asz- cza do Narodowej Administracji Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej NASA i jej o�rodk�w: Kennedy Space Center, Johnson Space Center, Dryden Flight Research Center, Marshall Space Flight Center, Lewis Research Center i Ames Research Center, a tak�e do przedsi�biorstw ameryka�skich i kanadyjskich: Rockwell International, Martin Marietta, Morton Thiokol, General Dynamics, Fairchild Republic, Hamilton Stan- dard i Spar Aerospace. Chcieliby�my podzi�kowa� r�wnie� Bibliotece Instytutu Lotnictwa, Bibliotece Wydzia�u Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej, Centralnej Bibliotece Wojskowej i Bibliotece Ambasady Ameryka�skiej za udost�pnienie zbior�w. Panu mgr in�. Bogus�awowi Kitzmannowi z Instytutu Lotnictwa zawdzi�czamy cenne uwagi i warto�ciow� opini� o ca�o�ci pracy. Powsta- nie tej ksi��ki by�oby niemo�liwe bez wsp�pracy z redakcjami �M�ode- go Technika" i �Skrzydlatej Polski", gdzie. od wielu lat publikujemy artyku�y o tematyce lotniczo-astronautycznej. Pracownikom redakcji tych periodyk�w sk�adamy t� drog� serdeczne podzi�kowania. Wi�kszo�� materia��w ze �r�de� ameryka�skich otrzymali�my dzi�ki wieloletniej korespondencji z Jolant� i Davidem Hay. Oni r�wnie�, nie bacz�c na koszty, umo�liwili zwiedzenie Centrum Kosmicznego im. Ken- nedy'ego podczas wizyty jednego z nas w Stanach Zjednoczonych. Po- dzi�kowania nasze kierujemy r�wnie� do pracownik�w Wydawnictw Na- ukowo-Technicznych za opiek� przy redakcyjnym opracowaniu maszy- nopisu i strony ilustracyjnej ksi��ki. Przede wszystkim jednak chcieliby�my podzi�kowa� naszym przy- jacio�om i rodzinom za zach�t�, oparcie i cierpliwo�� podczas przygoto- wywania ksi��ki. Jacek Noioicki Krzysztoj Zi�cina Warszawa, grudzie� 1987 -�";; 'ku>_.i i,-,, ;sjt?;i'-.-.',\'j- '.:'.^'.u.-,- h :':,-> .��v� .;ii � ...'�jy. ?' 1 Samoloty rakietowe 1.1. POWSTANIE l ROZW�J SAMOLOT�W RAKIETOWYCH Wsp�czesne samoloty kosmiczne, efekt maria�u techniki lotniczej z astro- nautyk�, wywodz� si� w prostej linii z zajmuj�cej poczesne miejsce w historii lotnictwa rodziny samolot�w rakietowych nazywa- nych tak�e rakietoplanami. Wynika to z faktu, �e jedynie silnik rakie- towy, w kt�rym proces spalania nie jest uzale�niony od dost�pu powie- trza atmosferycznego, mo�e zapewni� samolotowi nap�d zar�wno w atmosferze, jak i w kosmosie. Pierwsze pr�by zastosowania prochowych rakiet do nap�du dre- wnianych szybowc�w wykonali w ko�cu lat dwudziestych Niemcy Max Yalier i Fritz Opel. Mniej wi�cej w tym samym czasie w ZSRR absolwent Instytutu Politechnicznego w Rydze Fridrich Cander opra- cowa� projekt samolotu kosmicznego wyposa�onego w hybrydowy nap�d �mig�owo-rakietowy. Wynalazkiem, kt�ry utorowa� dalsz� drog� rozwoju tej ga��zi lot- nictwa, sta�o si� wprowadzenie w latach trzydziestych w Niemczech silnik�w rakietowych bazuj�cych na katalitycznym rozk�adzie st�onego nadtlenku wodoru H2O, (wody utlenionej). Wyprodukowanie nadtlenku wodoru o st�eniu kilkudziesi�ciu procent by�o du�ym osi�gni�ciem Niemc�w, a fakt ten zosta� ujawniony dopiero w okresie wojny. Silniki rakietowe na H2Ot by�y domen� wytw�rni Walter Werke z Kilonii. Pierwsz� firm�, kt�ra zdecydowa�a si� na zastosowanie silnika Walter do nap�du samolotu, by�y zak�ady Ernst Heinkel Flugzeugwerke AG. Konstruowanie samolotu oznaczonego H� 176 odbywa�o si� w fabryce w Rostocku w warunkach �cis�ej tajemnicy. Prototyp uko�czono na po- cz�tku 1939 r. i ju� w marcu tego roku wykona� on pierwsze �skoki" na pasie startowym lotniska o�rodka do�wiadczalnego w Peenemiinde. Dnia 20 czerwca pilot Erich Warsitz dokona� oficjalnego oblotu samolotu, a nast�pnego dnia samolot zaprezentowano przedstawicielom Luftwaffe. Nie spodoba� si� on jednak hitlerowskim notablom, kt�rzy zabronili dalszej realizacji projektu twierdz�c, �e samolot, mimo i� jest niezwykle ' szybki (podczas pr�by rozwin�� pr�dko�� ponad 800 km/h), to ze wzgl�du na kr�tki czas lotu nie znajdzie zastosowania bojowego. Tymczasem, pocz�wszy od 1938 r., w Niemieckim Instytucie Szybo- wnictwa (niem. Deutsche Forschungsansta.lt fur Segelflug) zesp� pod __ kierownictwem Alexandra M. Lippischa realizowa� plany budowy my- ag� �liwca przechwytuj�cego o nap�dzie rakietowym (DFS-194). Od stycznia 1939 r. prace kontynuowano w zak�adach Messerschmitt AG w Augs- burgu, w kt�rych samolot otrzyma� nazw� Me 163 Komet. Posuwa�y si� one powoli i do oblotu prototypu wyposa�onego w silnik Walter HWK R. II dosz�o dopiero w 1941 r. W dniu 2 pa�dziernika 1941 r. pilot do�wiadczalny Heini Dittmar na prototypie Me 163V1 zosta� wyholowany przez my�liwiec Me 110 na wysoko�� ok. 3600 m. Po wyczepieniu i uru- chomieniu silnika rakietowego samolot osi�gn�� podobno rekordow� pr�dko�� 1003 km/h. Po wprowadzeniu do produkcji seryjnej samoloty Me 163 Komet wykorzystano do obrony wa�nych obiekt�w przemys�o- wych przed bombardowaniami. Dzi�ki silnikowi rakietowemu samolot zbli�ony kszta�tem do lataj�cego skrzyd�a m�g� do�� szybko wznie�� si� na du�� wysoko�� (w 3 min osi�ga� wysoko�� ok. 12 ty�. m), zaatakowa� bombowce od g�ry ogniem z dzia�ek, a nast�pnie powr�ci� na ziemi� lotem �lizgowym. Ostatnim z samolot�w rakietowych opracowanych w hitlerowskich Niemczech by� Bachem Ba 349 Natter, powsta�y w po�owie 1944 r. ^ w okresie, gdy w obliczu kl�ski gor�czkowo poszukiwano �cudownych za broni" mog�cych skutecznie atakowa� formacje ameryka�skich i brytyj- skich bombowc�w strategicznych. Ten jednomiejscowy, rakietowy my- �liwiec przechwytuj�cy (samolot � pocisk) startowa� z pionowej wyrzut- ni (!) nap�dzany silnikiem Walter HWK 509A-1 o ci�gu 16,7 kN i czte- rema silnikami rakietowymi na paliwo sta�e o ci�gu 4,9 kN ka�dy. Ma- teria�ami p�dnymi silnika Walter by�y tzw. T-Stoff (nadtlenek wodoru) i C-Stoff (mieszanina hydratu hydrazyny, metanolu i wody). Dnia 22 lu- tego 1945 r. wykonano pr�bny start bezza�ogowy, a trzy dni p�niej lot za�ogowy zako�czony �mierci� pilota, porucznika Sieberta. W projekcie za�o�ono, �e Natter po pionowym starcie b�dzie m�g� zaatakowa� sa- moloty bombowe zainstalowan� na dziobie bateri� 24 niekierowanych rakiet na paliwo sta�e, po czym pilot b�dzie musia� ewakuowa� si� na spadochronie, gdy� samolot nie by� przystosowany do normalnego l�do- wania. Do zastosowania bojowego my�liwca Natter nie dosz�o. Poza Niemcami, w okresie bezpo�rednio przed i podczas drugiej woj- ny �wiatowej, eksperymentalne samoloty rakietowe powstawa�y ��wnie� w ZSRR, USA i Japonii. W latach 1939 � 42 w Zwi�zku Radzieckim opracowano trzy prototypy: BI-1 wg projektu B�ochowitinowa, Maljutka 10 wg projektu Polikarpowa i Typ 302 wg projektu Tichonrawowa. W USA w 1944 r. przeprowadzono pr�by w locie eksperymentalnego samolotu Northrop MK-324, a w Japonii usi�owano podj�� produkcj� samolotu Mitsubishi J-8 Shusui, b�d�cego kopi� niemieckiego Me 163. Lata trzydzieste i czterdzieste zaznaczy�y si� w historii samolot�w rakietowych wa�nymi pracami teoretycznymi. Ju� w 1933 r. dr Eugen Sanger z Uniwersytetu Wiede�skiego wyda� ksi��k� pt. �Technika lotu rakietowego" (niem. Raketenflugtechnik), w kt�rej opisa� zagadnienie bu- dowy samolotu kosmicznego. W latach 1938�42 Sanger, pracuj�c dla Hermann Goerig Institut, wykona� projekt mi�dzykontynentalnego bom- bowca rakietowego startuj�cego z wyrzutni szynowej o d�ugo�ci 3 km, na kt�rej rozp�dza�y go rakietowe sanie. Bli�szy realizacji by� powsta�y pod koniec wojny w �rodku Peenemtinde projekt pocisku balistycznego A-9/A-10 Amerika-Rakete. Jego drugi stopie� wywodz�cy si� z pocisku ra- kietowego V-2 (A-4) mia� by� wyposa�ony w powierzchnie no�ne. Rozwa- �ano mo�liwo�� budowy za�ogowej wersji pocisku, kt�ra po starcie z Euro- py i zrzuceniu �adunku wybuchowego na miasta wschodniego wybrze�a USA mog�aby l�dowa� lotem �lizgowym w Argentynie (!). Kwesti� realno- �ci tych projekt�w nale�y uzna� za problematyczn�. Po drugiej wojnie �wiatowej �rodek ci�ko�ci prac nad samolotami rakietowymi przesun�� si� z Niemiec do Stan�w Zjednoczonych. Pocz�- wszy od 1943 r. pod auspicjami lotnictwa wojskowego i Narodowego Komitetu Doradczego do spraw Aeronautyki NACA (ang. National Advi- sory Committee for Aeronautics) firma Bell Aircraft Corp. zajmowa�a my si� zagadnieniami zwi�zanymi z du�ymi pr�dko�ciami lotu. Prototyp samolotu, kt�rego projekt by� efektem programu badawczego, otrzyma� oznaczenie MX-524. W lutym 1945 r., gdy zesp� kierowany przez kon- struktora Roberta J. Woodsa prowadzi� ju� w zak�adach Wheatfield (stan Nowy Jork) prace konstrukcyjne nad pierwszym prototypem, Bell otrzy- ma� zam�wienie na trzy samoloty. Bell X-l, bo tak� nazw� ostatecznie otrzyma� samolot, zaprojektowano w uk�adzie �redniop�ata o skrzyd�ach prostych i do�� grubym, ostro za- ko�czonym kad�ubie wzorowanym na kszta�cie pocisku. Nap�d stanowi� czterokomorowy silnik rakietowy Reaction Motors XLRll-RM-3 o ci�gu 26,66 kN. Regulacja ci�gu nast�powa�a przez w��czanie kolejnych kom�r spalania pracuj�cych r�wnolegle. Materia�y p�dne (ciek�y tlen i alkohol) by�y wyt�aczane z kulistych zbiornik�w w kad�ubie za pomoc� spr�- �onego azotu. Rozpi�to�� skrzyde� samolotu wynosi�a 8,54 m, d�ugo�� 9,41 m, wysoko�� 3,31 m, masa startowa 5557 kg. Aby nie traci� ma- teria��w p�dnych na start samolotu z ziemi, zaplanowano, �e na wyso- ko�� kilku tysi�cy metr�w b�dzie on wynoszony w komorze bombowej samolotu nosiciela, kt�rym mia� by� czterosilnikowy bombowiec stra- tegiczny Boeing B-29 Superfortress. 11 Rys. 1.1. Pierwszy egzemplarz do�wiadczalnego samolotu rakietowego Bell X-l przy swym nosicielu � bombowcu Boeing B-29 Superfortress Dnia 25 stycznia 1946 r. X-l, po starcie na pok�adzie nosiciela z lotniska Pinecastle w pobli�u Orlando na Florydzie, wykona� pierwszy lot �lizgowy. Nast�pne loty programu pr�b przeniesiono do bazy Muroc Dry Lak� (od 1950 r. Edwards Air Force Base) po�o�onej na pustyni Mojave na pn.-wsch. od Los Angeles, w rejonie kt�rej rozci�gaj� si� lSic, dna wyschni�tych s�onych jezior, b�d�cych znakomitymi naturalnymi lotniskami. Pierwszy lot z w��czonym silnikiem rakietowym wykona� pilot Chalmers Goodlin na drugim X-l w dniu 9 grudnia 1946 r. Pod- czas pierwszych pr�b z w��czonym nap�dem samolot w zasadzie nie przekracza� pr�dko�ci odpowiadaj�cej liczbie Macha Ma =0,8*. Dopiero podczas czternastominutowego lotu Charlesa Yeagera na pierwszym X-l w dniu 14 pa�dziernika 1947 r., uda�o si� po raz pierwszy na �wiecie pokona� barier� d�wi�ku osi�gaj�c pr�dko�� Ma =1,06. W dniu 9 sierpnia 1949 r. pilot Frank Eyerest osi�gn�� na X-l rekordowy pu�ap 21 950 m. Program lot�w pierwszego samolotu, po wykonaniu ponad 80 lot�w do�wiadczalnych, zako�czy�a udana pr�ba samodzielnego startu z ziemi w styczniu 1949 r. Drugi X-l wykorzystywany by� w programie bada� przeprowadzanych przez NACA. Trzeci X-l podczas przygotowa� do startu na pok�adzie bombowca Boeing B-50 (udoskonalonego B-29) za- * Liczba Macha (od nazwiska austriackiego fizyka Ernsta Macha) jest wielko�ci� bezwymiarow� wyra�aj�c� stosunek pr�dko�ci poruszaj�cego si� cia�a (samolotu) w o�rodku �ci�liwym (powietrzu) do pr�dko�ci rozchodzenia si� d�wi�ku w tym o�rodku. W tre�ci ksi��ki m�wi si� cz�sto o pr�dko�ci samolotu wyra�onej w liczbie Macha (np. Ma = 2). Chodzi tu o czywi�cie o stosunek pr�dko�ci, a nie pr�dko��, za� przyj�ty zapis s�u�y� ma u�atwieniu lektury tekstu. 12 pali� si� i po awaryjnym l�dowaniu sp�on�� doszcz�tnie wraz z kad�ubem nosiciela. Za�oga uratowa�a si�. Interesuj�cy jest fakt, �e mniej wi�cej w tym samym czasie w ZSRR r�wnie� realizowano program lotu samolotu rakietowego. By� to Samoljot 349, konstrukcja rozpocz�ta w Niemczech pod koniec wojny pod nazw� DFS 8.349 (nap�d stanowi�y dwa silniki Walter HKW 109-409B o ci�gu 19,8 kN ka�dy) i przej�ta przez Armi� Radzieck� w zak�adach Siebel w Halle. Po uko�czeniu konstrukcji przez radzieckich specjalist�w wy- konano pr�by w locie, w kt�rych jako nosiciela wykorzystano bombowiec Tupolew Tu-4 (odpowiednik ameryka�skiego B-29). Nied�ugo po pierwszym nadd�wi�kowym locie Yeagera ameryka�skie lotnictwo wojskowe z�o�y�o w firmie Bell zam�wienie na cztery samoloty X-l drugiej generacji pod oznaczeniem projektowym MX-984. Udoskona- lenia obj�y m.in. przed�u�enie kad�uba, instalacj� nowego silnika XLR11- -RM-5 i pomp materia��w p�dnych, a tak�e now� os�on� kabiny gwa- rantuj�c� lepsz� widoczno��. Pierwsz� z tych maszyn, oznaczon� X-1D, spotka� podobny los jak trzeci prototyp X-l. Po awarii samolotu znaj- duj�cego si� w komorze bombowej nosiciela B-50, na kr�tko przed rozpocz�ciem drugiego lotu i po�piesznej ewakuacji pilota, X-1D zosta� od��czony i roztrzaska� si� o ziemi�. Nast�pny samolot X-1A pos�u�y� do wykonania lot�w si�gaj�cych ju� daleko poza barier� d�wi�ku. W dniu 12 grudnia 1953 r. Charles Yeager na X-1A osi�gn�� pr�dko�� 2655 km/h (Ma=2,5). W locie 26 sierpnia 1954 r. X-1A uzyska� pu�ap 27565 m. Podczas pr�by dokonanej 8 sierpnia 1955 r. samolot podczepiony pod nosicielem zacz�� si� pali�, a jego podwozie nieoczekiwanie wysun�o si�. Poniewa� ko�a podczepionego pod bombowcem samolotu si�ga�y ni�ej ni� podwozie nosiciela zasz�a konieczno�� zrzucenia samolotu, kt�ry roz- bi� si� o ziemi�. Kolejny samolot z nowej serii X-1B sw�j pierwszy lot beznap�dowy wykona� 24 wrze�nia 1954 r. Pocz�wszy od sierpnia 1956 r. by� u�ywany do bada� nagrzewania aerodynamicznego. Nast�pne loty X-1B pos�u�y�y do pr�b sterowania strumieniowego, kt�rych wyniki wykorzystano przy projektowaniu samolotu X-15. Ostatnim samolotem tego typu by� X-1E, zmodyfikowany drugi egzemplarz pierwszej serii X-l. NAGA prowadzi�a za jego pomoc� loty badawcze zako�czone 6 listopada 1958 r., na kr�tko przed wprowadzeniem samolotu X-15. R�wnolegle do programu X-l, realizowanego przez U.S. Air Force i NACA, program pr�b samolotu rakietowego prowadzi�a r�wnie� ame- ryka�ska marynarka wojenna (U.S. Navy). By� to Douglas D-558-2 Skyrocket, wywodz�cy si� od do�wiadczalnego odrzutowca ze skrzyd�ami prostymi D-558-1 Skystrea. H Skyrocket zosta� wyposa�ony w skrzyd�a o skosie 35 stopni i profilu nadd�wi�kowym. Program badawczy mia� ustali� g�rn� granic� pr�dko�ci, do kt�rej mo�liwe by�o stosowanie takich w�a�nie skrzyde�. Skyrocket Rys. 1.2. Samolot rakietowy Douglas D-558-2 Skyrocket zbudowany w ramach programu badawczego U. S. Navy otrzyma� hybrydowy zesp� nap�dowy z�o�ony z silnika turboodrzuto- wego Westinghouse W24 (J-34) o ci�gu statycznym 13,34 kN pracuj�cym na benzynie lotniczej (a nie zwykle stosowanej nafcie) oraz czteroko- morowego silnika rakietowego Reaction Motors 6000C (XLR11) o ci�gu 26,67 kN. Silnik odrzutowy umieszczono w �rodkowej cz�ci kad�uba, silnik rakietowy za� w ogonie. Samolot startowa� z ziemi samodzielnie, przy wspomaganiu dwoma silnikami rakietowymi na paliwo sta�e, lub z pok�adu bombowca-nosiciela. Jego przednia cz�� mog�a w razie awarii oddzieli� si� od reszty samolotu, zmieniaj�c si� w kapsu�� ratownicz�. Rozpi�to�� skrzyde� samolotu wynosi�a 7,60 m, d�ugo�� 13,80 m, wysoko�� 3,50 m, masa startowa 9000 kg. Oblot pierwszego z trzech egzemplarzy nast�pi� 4 lutego 1948 r. Niemal od pocz�tku Skyrocket rywalizowa� z X-l w wy�cigu o prymat pr�dko�ci i pu�apu lotu. Opr�cz tego s�u�y� do cel�w badawczych. Sa- molot otrzyma� bogaty zestaw aparatury pomiarowej, w sk�ad kt�rej wchodzi�o m. in. 400 czujnik�w ci�nienia i 904 tensometry do badania napr�e� powstaj�cych podczas lotu. Spo�r�d zbudowanych trzech prototyp�w jeden wyposa�ony zosta� wy��cznie w silnik rakietowy, a w miejsce silnika turboodrzutowego otrzy- ma� dodatkowe zbiorniki materia��w p�dnych. Przystosowany do startu z nosiciela B-29, pos�u�y� do wykonania pr�b w zakresie ekstremalnych pr�dko�ci i wysoko�ci lotu. W sierpniu 1953 r. Skyrocket osi�gn�� wy- soko�� 25 386 m, a 21 listopada tego� roku, jako pierwszy pilotowany statek powietrzny, pokona� dwukrotn� warto�� pr�dko�ci d�wi�ku (Mo=2,01). Powr��my jednak do programu badawczego U.S. Air Force i NAGA, kt�re w latach pi��dziesi�tych zrealizowa�y jeszcze jeden pro- jekt samolotu rakietowego. Po pokonaniu bariery d�wi�ku najwi�kszy problem stanowi�a tzw. bariera cieplna � efekt nagrzewania aerody- namicznego przy du�ej pr�dko�ci. W�a�nie do badania tego zjawiska mia� pos�u�y� samolot Bell X-2 przystosowany do rozwijania pr�dko�ci rz�du 14 Rys. 1.3. Samolot rakietowy Bell X-2, kt�ry wykorzystywano do bada� nad pro- blemami tzw. bariery cieplnej Bell X-2 zosta� zaprojektowany w uk�adzie �redniop�ata ze skrzy- d�ami sko�nymi. G��wnym materia�em konstrukcyjnym, w miejsce sto- sowanych w poprzednich samolotach rakietowych stop�w aluminium, sta�y si� stal nierdzewna (skrzyd�a) i stal stopowa molibdenowo-niklowa (ka- d�ub). Samolot przystosowano do startu z komory bombowej Boeinga B-50. Pierwszy egzemplarz wyposa�ono w podwozie sk�adaj�ce si� z przedniego, chowanego zespo�u ko�owego i podkad�ubowej p�ozy (X-l i Skyrocket mia�y klasyczne podwozia ko�owe). W drugim prototypie zastosowano dwie p�ozy chowane do kad�uba. Kabina X-2, chroniona 48 warstw� izolacji cieplnej mog�a w sytuacji awaryjnej od��czy� si� od samolotu. Nap�d stanowi� o�miokomorowy silnik rakietowy Curtiss- -Wright XLR25-CW-30 o ci�gu 66,68 kN, zasilany alkoholem etylowym i ciek�ym tlenem. Rozpi�to�� skrzyde� wynosi�a 10,58 m, d�ugo�� 13,84 m, wysoko�� 3,58 m, masa startowa 11 390 kg. Pierwszy X-2 uko�czono w 1J52 r., a w nast�pnym roku wykonano pierwsze pr�by w locie �lizgowym i silnikowym. Dnia 12 maja 1953 r. Wydarzy�a si� tragiczna katastrofa � eksplozja samolotu rakietowego podczepionego w komorze bombowej B-50, w kt�rej zgin�� pilot X-2 Skip Ziegler i jeden z cz�onk�w za�ogi nosiciela. Wypadek ten wstrzy- ma� program lot�w do czasu zbudowania drugiego prototypu w 1954 r. W dniu 22 maja 1956 r. pilot Frank Everest osi�gn�� pr�dko�� Ma=2,5, a w lipcu tego samego roku 3050 km/h. Po rezygnacji Everesta realizacj� lot�w szybko�ciowych zaj�� si� kapitan Iven Kichenloe, a lo- t�w badawczych zwi�zanych z barier� ciepln� kapitan Milburn Apt. Na pocz�tku wrze�nia X-2 wzbi� si� na wysoko�� 38 430 m, co stanowi�o jakby preludium do wysoko�ciowych misji X-15. Dnia 15 wrze�nia 1956 r. samolot rakieto' /y rozwin�� rekordow� pr�dko�� 3 360 km/h na wysoko�ci ok. 30 km. Niestety lot ten zako�czy� si� tragicznie. Podczas wykonywania zakr�tu Milburn Apt straci� panowanie nad samolotem. 15 Pilot katapultowa� kabin�, ale nie uda�o mu si� z niej wydosta� zanim uderzy�a o ziemi�. Wypadek, zako�czony �mierci� pilota, wstrzyma� po- st�p w osi�ganiu wi�kszych pr�dko�ci i wysoko�ci, a� do rozpocz�cia pr�b X-15, pierwszego samolotu, kt�ry mia� postawi� lotnictwo na przed- polu przestrzeni kosmicznej. 1.2. SKONSTRUOWANIE l PROGRAM LOT�W SAMOLOT�W RAKIETOWYCH NORTH AMERICAN X-15 W grudniu 1954 r. NACA (od 1958 r. NASA � ang. National Aeronau- tics and Spoc� Administration, Narodowa Administracja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej), U.S. Navy i U.S. Air Force zawar�y porozu- mienie o skonstruowaniu nast�pcy do�wiadczalnych samolot�w rakieto- wych X-l, Skyrocket i X-2. Wed�ug za�o�e� opracowanych w czerwcu 1954 r. mia� to by� za�ogowy samolot rakietowy rozwijaj�cy pr�dko�� do Ma=7 i osi�gaj�cy pu�ap do 100 mil (161 km). Celem programu by�o zbadanie zachowania si� p�atowca i zespo�u nap�dowego w tych wa- runkach, a w szczeg�lno�ci stateczno�ci, sterowno�ci i nagrzewania aero- dynamicznego oraz oddzia�ywania na psychik� i fizjologi� pilota. We wrze�niu 1955 r. na wykonawc� trzech egzemplarzy samolot�w, kt�re otrzyma�y oznaczenie X-15 wyznaczono kalifornijsk� wytw�rni� North American Aviation Inc. (od 22 wrze�nia 1967 r. North American Rockwell Corp.). Pi�� miesi�cy p�niej kontrakt na zbudowanie silnik�w rakietowych otrzyma�a firma Reaction Motors. Samolot zaprojektowany w uk�adzie �redniop�ata zosta� wyposa�ony w niewielkie skrzyd�a bez wzniosu o obrysie trapezowym. Mia�y one cienki profil (5% grubo�ci procentowej), wyd�u�enie 2,5 i powierzchni� 18,6 m2. Kraw�dzie natarcia mia�y skos 25�, a ich noski zaokr�glono z promieniem krzywizny ok. 6 mm. Grubo�� tempo zako�czonych kra- w�dzi sp�ywu wynosi�a 54 mm przy kad�ubie i 9,52 mm przy ko�c�wkach. Skrzyd�a nie zosta�y wyposa�one w lotki, a jedynie w klapy. P�ytowe (przekr�cane w ca�o�ci) stateczniki poziome o ujemnym wzniosie � 15� spe�nia�y podw�jn� rol� steru wysoko�ci i lotek. Usterzenie pionowe sk�ada�o si� z p�ytowego statecznika g�rnego pe�ni�cego rol� steru kie- runku i statecznika dolnego odrzucanego przed l�dowaniem na spado- chronie � obydwa o profilu klinowym i t�pej, szerokiej kraw�dzi sp�ywu. Na przykad�ubowych cz�ciach statecznik�w pionowych znalaz�y si� czte- '� ry klapki hamulc�w aerodynamicznych. 1 Przednia cz�� kad�uba wykonana w postaci sto�ka pierwotnie by�a ^ zako�czona ostrym dr��kiem przed�u�aj�cym. Metalowa os�ona kabiny < pilota o eliptycznym kszta�cie zosta�a wyposa�ona w dwa okna, ka�de i z�o�one z dw�ch przezroczystych p�yt o grubo�ciach 9,5 i 6,4 mm oddzie- I lonych szczelin� powietrzn� o grubo�ci 19 mm. Os�ona ta, normalnie j 16 ' . � otwierana w g�r� do ty�u, w przypadku konieczno�ci katapultowania by�a w ca�o�ci odrzucana. Nast�pnie wysuwa�a si� p�yta chroni�ca pilota przed udarem ci�nienia dynamicznego i na koniec fotel wyposa�ony w dwie p�yty ustateczniaj�ce opuszcza� kabin�. W przypadku awarii na du�ej wysoko�ci pilot musia� odczeka� zanim samolot, funkcjonuj�c ju� tylko jako kapsu�a balistyczna, opadnie na bezpieczn� do katapultowania wysoko��. Wn�trze kabiny wype�nia� niepalny azot, a pilot by� ubrany w skafander ci�nieniowy z pi�ciowarstwowej, aluminizowanej z zewn�trz tkaniny. W uk�adzie ch�odzenia kabiny i skafandra wykorzystano ciek�y azot. Sterowanie powierzchniami aerodynamicznymi odbywa�o si� kla- sycznie (dr��ek plus peda�y). Podczas lotu w bardzo rozrzedzonej atmos- ferze panuj�cej na du�ych wysoko�ciach, gdzie stery aerodynamiczne s� ju� nieskuteczne, pilot m�g� pos�u�y� si� systemem sterowania stru- mieniowego firmy Bell Aircraft uruchamianym za pomoc� trzyosiowego dr��ka, umieszczonego po lewej stronie kabiny. W systemie tym wyko- rzystano reakcj� rozk�adu nadtlenku wodoru. Sk�ada� si� on ze zbior- nika H2O2 i instalacji zasilaj�cej dwana�cie dyszek steruj�cych. Na ka�dym skrzydle umieszczono po dwie dyszki (po jednej na spodniej i wierzch- niej powierzchni) do sterowania poprzecznego. Na nosie samolotu zain- stalowano pozosta�e dyszki: cztery w p�aszczy�nie pionowej (dwie w g�r� i dwie w d�) do sterowania pod�u�nego i cztery w poziomej (po dwie na boki) do sterowania kierunkowego. Zapewnia�y one ci�g 445 N przy sterowaniu pochyleniem i odchyleniem i 182 N przy przechy�ach. Za kabin� przekr�j kad�uba przechodzi� w okr�g�y z do��czonymi po bokach klinowymi oprofilowaniami. Okr�g�� cz�� przekroju �rodkowej cz�ci kad�uba wype�nia�y kolejno: przedzia� wyposa�enia, zbiornik cie- k�ego azotu, zbiornik nadtlenku wodoru, integralny zbiornik utleniacza i integralny zbiornik paliwa. Oprofilowania boczne mie�ci�y w sobie przewody materia��w p�dnych, instalacje pok�adowe i komory podwozia g��wnego. X-15 zosta� wyposa�ony w tr�jzespo�owe podwozie chowane z przed- nim, klasycznym zespo�em dwuko�owym i dwoma zespo�ami podwozia g��wnego z�o�onymi ze stalowych p��z wci�ganych za pomoc� uk�adu mechanicznego. Komplet p��z m�g� pos�u�y� do wykonania pi�ciu lub sze�ciu l�dowa�, po czym nale�a�o je wymieni�. Holowanie samolotu po ziemi umo�liwia� specjalny w�zek podk�adany pod ogon samolotu. Pierwsze dwa X-15 wyposa�ono pocz�tkowo w zespo�y nap�dowe z�o�one z dw�ch czterokomorowych silnik�w rakietowych Reaction Mo- tors XLRll-RM-5 o ci�gu 35,61 kN, takich samych jakie zastosowano w drugiej serii samolot�w X-l. Paliwem by� wodny roztw�r alkoholu etylowego, a utleniaczem ciek�y tlen. Silniki XLR11 mia�y pos�u�y� jedynie do pierwszych lot�w pr�bnych. Docelowe mo�liwo�ci w zakresie pr�dko�ci i pu�apu lotu planowano uzyska� po wyposa�eniu X-15 w po- jedynczy silnik rakietowy Reaction Motors XLR99-RM-2, o ci�gu a � Samoloty kosmiczne J 7 8T J l Rys. 1.4. Przekr�j samolotu rakietowego North American X-15 J � dr��ek przed�u�aj�cy, 2 � przedni zesp� dyszek uk�adu sterowania strumieniowego, 3 � kamery, 4 � zbiornik azotu uk�adu ch�odzenia l klimatyzacji, 5 � wlew utleniacza, S � zbiornik utleniacza, 7 � zbiornik paliwa, l � skrzyd�owe dyszkl uk�adu sterowania strumieniowego, 9 � p�ytowy statecznik pionowy, 10 � si�ownik hydrauliczny poruszaj�cy sterem kierunku, 11 � si�ownik hydrauliczny poruszaj�cy hamulcami aerodynamicznymi, 12 � g��wne hamulce aerodynamiczne, 13 � p�ytowy statecznik poziomy, 14 � przew�d awaryjnego zrzutu paliwa, 15 � dwa silniki rakietowe XLRll-RM-5, 18 � dolny statecznik pionowy odrzucany przed l�dowaniem, 17 � pomocnicze hamulce aerodynamiczne, 18 � p�oza zespo�u podwozia g��wnego, 19 � zbiornik nadtlenku wodoru, 20 � si�ownik hydrau- liczny poruszaj�cy klap� skrzyd�ow�, 21 � klapa skrzyd�owa, 22 � fotel wyrzucany, 23 � dwuko�owy zesp� podwozia przedniego � 283,07 kN na poziomie morza i ok. 311,47 kN na du�ej wysoko�ci. By� on w przeciwie�stwie do XLR11 przystosowany do p�ynnej regulacji ci�gu. Jego materia�y p�dne stanowi�y bezwodny amoniak i ciek�y tlen. Jako ciekawostk� mo�na poda�, �e ci�g silnika XLR99 tylko w niewiel- kim stopniu ust�powa� ci�gowi silnika A-6 rakiety Redstone (347 kN), kt�ra w 1961 r. wynios�a na suborbitalne tory * pierwsze ameryka�skie za�ogowe statki kosmiczne Mercury. X-15 zosta� wyposa�ony w turbi- nowe pomocnicze jednostki nap�dowe o mocy 29,42 kW, wykorzystuj�ce reakcj� rozk�adu nadtlenku wodoru. Zasila�y one generator elektryczny o mocy 4 kW i pomp� instalacji hydraulicznej. Samolot mia� system uzyskiwania danych o przebiegu lotu firmy Sperry Gyroscope Co. sk�a- daj�cy si� z platformy inercyjnej i komputera. Dane uzyskane z plat- formy po przetworzeniu przez komputer by�y podawane na wy�wietlacz firmy Lear Instruments. Dotyczy�y one wysoko�ci, pr�dko�ci, pr�dko�ci wznoszenia i po�o�enia samolotu. Pierwsze dwa X-15 otrzyma�y zdwojony uk�ad pilota automatycznego SAS (ang. Stability Augmentation Sys- tem � system wspomagania stateczno�ci). W trzecim egzemplarzu zain- stalowano udoskonalony uk�ad umo�liwiaj�cy samoczynne prze��czenie sterowania dr��kiem ze ster�w aerodynamicznych na uk�ad sterowania strumieniowego i odwrotnie. X-15 m�g� przenosi� 590 kg aparatury ba- dawczej, w tym 650 czujnik�w temperatury, 104 czujniki si� aerodyna- micznych, 140 czujnik�w ci�nienia, rejestrator wskaza� 15 przyrz�d�w pok�adowych i oprzyrz�dowanie do rejestracji danych o funkcjonowaniu organizmu pilota. Dane z aparatury pomiarowej transmitowano tele- metrycznie na ziemi�. Struktura p�atowca zosta�a wykonana w 65% technologi� spawania. G��wnym materia�em konstrukcyjnym by�a �aroodporna stal niklowa Inconel-X, z kt�rej wykonano zewn�trzne poszycie samolotu, noski skrzy- de� i statecznik�w, d�wigary skrzyde� i przegrody w kad�ubie. �Pancerz" z Inconelu-X mia� wytrzymywa� za�o�one temperatury powierzchni sa- molotu w zakresie od 650�C do � 184^C. Do budowy p�atowca zastoso- * Lot suborbitalny � lot obiektu po orbicie, kt�rej apogeum znajduje si� w przes- trzeni kosmicznej, za� perygeum pod powierzchni� Ziemi. Tor lotu b�d�cy wycin- kiem elipsy mo�e by� zaaproksymowany parabol�. 19 to o Rys. 1.5. Zmodyfikowany bombowiec strategiczny Boeing NB-52 Stratofortress u�y- wany jako nosiciel X-15 : "�� l � zesp�l podwozia pomocniczego z pojedynczym k�kiem, 2 � podskrzyd�owy wysi�gnik l do podwieszania samolotu rakietowego, 3 � antena radaru w dielektryczne] os�onie, 4 � �. �"� pokrywa w�azu z drabink�, 5 � podw�jne gondole z silnikami Pratt & Whitney J57, 6 � zespo�y Jednotorowego podwozia g��wnego wano r�wnie� tytan i stal nierdzewn�, a w miejscach mniej nara�onych mechanicznie i cieplnie � stopy aluminium. Samolot zosta� pomalowany specjaln�, �aroodporn� farb� silikonow� (wytrzymuj�c� kr�tkotrwa�e temperatury do 540�C) o barwie czarnej, w celu lepszego odprowadzania ciep�a z powierzchni. X-15 zaprojektowano na przeci��enia do 7 g * i najwi�ksze dopuszczalne przeci��enia podczas manewr�w w atmosferze wynosz�ce 4 g. Dla potrzeb programu lot�w X-15 dwa o�miosilnikowe bombowce strategiczne o nap�dzie odrzutowym Boeing B-52 Stratofortress zosta�y przystosowane do roli nosicieli samolot�w rakietowych otrzymuj�c ozna- czenia NB-52A i NB-52B. Zadaniem bombowca by�o wyniesienie samolotu podczepionego na specjalnym wysi�gniku pod prawym skrzyd�em na wysoko�� ponad 13 000 m przy pr�dko�ci ok. 800 km/h. Tu nast�powa�o oddzielenie, a nast�pnie uruchomienie silnika rakietowego na czas 80� 120 s. Pozosta�� cz�� 10�11-minutowej misji zajmowa� lot beznap�dowy zako�czony l�dowaniem w Edwards AFB z pr�dko�ci� ok. 320 km/h. Rozpi�to�� skrzyde� X-15 wynosi�a 6,70 m, d�ugo�� 15,25 m, wyso- ko�� mi�dzy statecznikami pionowymi 4,10 m, masa startowa 14 185 kg. Pierwszy X-15A po raz pierwszy znalaz� si� w powietrzu 10 marca 1959 r. podczepiony pod skrzyd�em bombowca nosiciela. Lot beznap�dowy prototypu wykonano 8 czerwca 1959 r. Za sterami samolotu rakietowego siedzia� pilot do�wiadczalny wytw�rni North American A. Scott Cros- sfield, kt�ry uprzednio przeszed� specjalny program treningu w naziem- nym symulatorze X-15. Kolejno nast�pi� mia�a pr�ba w locie z w��czo- nym nap�dem. Jej termin, wyznaczony pierwotnie na 28 sierpnia 1959 r., Rys. 1.6. Samolot rakietowy X-15 holowany po p�ycie lotniska * g � warto�� przyspieszenia ziemskiego. Powszechnie przyj�ta tzw. normalna war- to�� przyspieszenia ziemskiego 0=9,80665 m/s* bliska jest teoretycznej warto�ci przyspieszenia ziemskiego na poziomie morza i 45� szeroko�ci geograficznej. 21 Rys. 1.7. Przygotowania do startu X-15 podczepionego pod skrzyd�em NB-52. Na pierwszym planie pilot samolotu w ci�nieniowym skafandrze przesuni�to na 17 wrze�nia z powodu awarii silnika. Tego dnia NB-52 dowodzony przez majora Charlesa Bo�ka wyni�s� w powietrze drugi X-15 ze Scottem Crossfieldem na pok�adzie. Po od��czeniu od nosiciela uda�o si� uruchomi� silniki XLR11, a nast�pnie rozp�dzi� samolot do 2241 km/h. Po 10-minutowym locie X-15 eskortowany przez odrzutowe my- �liwce osiad� na dnie wyschni�tego s�onego jeziora. Dobieg samolotu zako�czy� si� tu� przed lotniskowym rowem odwadniaj�cym. Drugi silnikowy lot samolotu rakietowego by� dwukrotnie odraczany: 10 pa- �dziernika (gdy ju� w powietrzu stwierdzono awari� silnika samolotu podczepionego pod skrzyd�em NB-52) i 14 pa�dziernika. W dniu 17 pa- �dziernika X-15A wykona� sw�j drugi lot, podczas kt�rego osi�gn�� pr�dko�� 2 283 km/h. Nieca�y miesi�c p�niej, 5 listopada gro�ny wypadek przerwa� pro- gram pr�b drugiego X-15. Po oddzieleniu od nosiciela i uruchomieniu silnik�w jeden z nich eksplodowa� i zapali� si�. Crossfield odci�� dop�yw paliwa i utleniacza, po czym upewniwszy si� przez radio (lot odbywa� si� w eskorcie my�liwc�w), �e p�omie� zgas�, dokona� cz�ciowego zrzutu 22 zei �52. materia��w p�dnych. Pomimo otrzymanego z ziemi polecenia katapulto- wania si� pilot zdecydowa� posadzi� samolot na zapasowym lotnisku na dnie wyschni�tego jeziora Rosamond Lak�. Uderzenie podwozia o twarde pod�o�e by�o jednak zbyt silne na skutek nieprzewidzianie du�ej masy materia��w p�dnych znajduj�cych si� jeszcze w samolocie, co doprowa- dzi�o do uszkodzenia amortyzatora przedniego podwozia i w efekcie do prze�amania kad�uba tu� za kabin�. Crossfield nie zosta� ranny, ale wy- padek wywo�a� u niego szok nerwowy. Przerwa w lotach drugiego X-15A trwa�a do 11 lutego 1960 r. R�wnolegle (od 23 stycznia 1960 r.) rozpo- cz�to program pr�b egzemplarza nr 1. Od marca 1960 r. opr�cz Cros- sfielda, oblatywacza z ramienia producenta, loty pr�bne zacz�li wyko- nywa� piloci wyznaczeni przez g��wnych sponsor�w przedsi�wzi�cia: Joseph A. Walker z NASA