Историю авиации можно разделить на два этапа – период до и после преодоления звукового барьера. До середины 1940-х годов самолеты развивали скорость до 950 км/ч лишь для того, чтобы столкнуться с так называемым звуковым барьером. Однако инженеры точно знали, что его можно преодолеть и лететь быстрее. 14 октября 1947 года американский пилот Чак Йегер, пилотируя экспериментальный самолет Bell X-1, первым в истории преодолел звуковой барьер.
Экспериментальный самолет Bell X-1
Фон
В 1930-е годы бурное технологическое развитие позволило авиации развиваться достаточно быстро. Новые технологии позволили создавать более быстрые и долговечные машины. Одной из разработок того времени стал реактивный двигатель, позволявший развивать очень большую скорость (около 800-900 км/ч). Хотя первые самолеты не отличались особой конструкцией, начало Второй мировой войны показало, что эти самолеты всего за несколько лет способны превзойти самолеты с поршневыми двигателями во всех отношениях.
В конце войны летчики, управлявшие самым быстрым самолетом того времени, развивавшим скорость 800-950 км/ч, столкнулись с необычным и даже устрашающим явлением. Когда они летели на огромных скоростях, их самолеты начали неконтролируемо раскачиваться, а рули направления перестали реагировать.
Bell X-1 во время установки измерительной аппаратуры, используемой для регистрации параметров полета
Многие пилоты погибли, даже не подозревая, что столкнулись с так называемым звуковым барьером. Этим лингвистическим термином обозначаются явления, возникающие при полете со скоростями, близкими к скорости звука (скорость звука в воздухе на высоте около 11 км принимается равной около 1062 км/ч – 1 Маха, хотя на практике эта величина зависит от температуры).
Это явление удивило авиаконструкторов, поставивших перед собой цель преодолеть этот звуковой барьер. Это было возможно, что было доказано при пусках немецких ракет Фау-2. Однако возникла проблема с сохранением управления самолетом.
Исследования новых самолетов, способных преодолеть звуковой барьер, велись параллельно в Германии и Великобритании, а в США до середины 1940-х годов признавалось, что с помощью имевшихся в то время технологий преодолеть звуковой барьер невозможно. Окончание войны заставило Германию прекратить свои работы в этой области, а результаты их исследований попали в руки англичан, СССР и американцев.
B-50 Superfortress использовался для подъема Bell X-1, первого самолета, преодолевшего звуковой барьер
Американская программа сверхзвуковых полетов
Американцы отстают в исследованиях сверхзвуковых полетов. Лишь на рубеже 1943 и 1944 годов американское агентство Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA), занимающееся исследованиями в области авиации, сформировало так называемую «Группу высоких скоростей», которая совместно с представителями военная авиация (Army Air Forces – AAF) приступила к реализации программы, целью которой является изучение возможности преодоления звукового барьера.
Первоначально исследования ограничивались испытаниями в аэродинамической трубе и теоретическими размышлениями, но благодаря Джону Стаку, инженеру, работавшему в Исследовательском центре Лэнгли, летом 1944 года начали рассматривать возможность создания экспериментального самолета, который преодолеет звуковой барьер. Уже в конце ноября AAF начала переговоры с представителями авиационных компаний Bell Aircraft и McDonnell Aircraft о строительстве нового самолета.
Наконец, 16 марта 1945 года компания Bell получила от NACA и AAF контракт на сумму 4,27 миллиона долларов на постройку трех экспериментальных самолетов всего за один год. Программа получила обозначение MX-524, позже измененное на MX-653, а самолеты в программе получили название XS-1 (позже X-1).
Самолет Bell X-1 и его носитель – B-29
Белл Х-1
Работу над новым самолетом возглавил Роберт Дж. Вудс, а в его команду входили Пол Эммонс, Бенсон Хэмлин, Рой Сэндстрем и Стэнли Смит. Конструкторы решили, что самолет следует построить как «пулю с крыльями». Поэтому корпус длиной 9,5 м получился заостренным, конусообразным и очень тонкими крыльями размахом 8,5 м.
Самолет был оснащен ракетным двигателем Reaction Motors XLR-11-RM3, который работал на достаточном количестве жидкого топлива, чтобы летать всего несколько минут. У X-1 не было дроссельной заслонки, а скорость увеличивалась за счет последовательного включения камер сгорания. Хотя Х-1 мог взлетать самостоятельно, во время испытаний его всегда поднимал в воздух специально модифицированный бомбардировщик В-29 (JTB-29А), а затем В-50 (ЕВ-50А).
Определенные трудности возникли при входе в кабину Х-1
Первая презентация Bell X-1 состоялась в декабре 1945 года, а первый полет без двигателя состоялся 25 января 1946 года. Работы продолжались с октября на Мюрок-Драй-Лейк, ныне известной как база ВВС Эдвардс. Участвовали летчики-испытатели Беллы и AAF.
Первый полет Х-1 с двигателем состоялся 9 декабря 1946 года. За штурвалом стоял Чалмерс Х. «Слик» Гудлин. В ходе этого и нескольких последующих полетов были достигнуты скорости до 0,8 Маха. В ходе испытаний по результатам один из прототипов Х-1 был перестроен; На него установили новые, более тонкие крылья и горизонтальный балласт.
Bell X-1 катапультируется из Boeing EB-50A Superfortress
6 августа 1947 года Чак Йегер, молодой ветеран Второй мировой войны, пополнил ряды летчиков-испытателей, летающих на Х-1. Уже 29 августа Yeager X-1 разогнался до скорости 0,85 Маха, что не порадовало руководство проекта, опасавшееся потерять машину. Однако полет позволил мне получить дополнительные знания, которые впоследствии оказались очень полезными.
Очередная модернизация опытного Х-1 завершилась в начале октября, а первый полет намечен на 14 октября 1947 года. По требованию Йегера самолет получил обозначение «Гламурный Гленнис».
Йегер не должен был превышать звуковой барьер, но во время полета, когда он достиг скорости около 0,95 Маха, машина буквально грохотала. Наблюдатели на земле услышали грохот, и Х-1 разогнался до скорости 1,06 Маха (около 1100 км/ч), преодолев звуковой барьер. Таким образом, 14 октября 1947 года Чак Йегер стал первым человеком в истории, преодолевшим звуковой барьер.
Сам Чак Йегер и его Bell X-1
Новая эра в авиации
Полет Йегера превзошел все ожидания, и результаты сразу же были забыты. Американцы опасались, что информация о преодолении звукового барьера позволит СССР построить самолет с аналогичными параметрами. Однако вскоре выяснилось, что аналогичные работы проводились и в Великобритании, и в России, что также привело к созданию сверхзвукового самолета, независимо от результатов американцев.
В конце концов, информация о том, что Чак Йегер преодолел звуковой барьер, стала известна 22 декабря 1947 года благодаря Роберту Б. Хотцу, автору статьи «Bell XS-1 совершает сверхзвуковой полет», появившейся в журнале Aviation Week.
Полет экспериментального самолета Bell X-1
Заключение
преодоление звукового барьера стало переломным моментом в истории авиации. Всего за несколько лет крупнейшие мировые производители самолетов начали строить все более быстрые самолеты, и сверхзвуковой полет больше не был проблемой.
с помощью
Авиация ЗвукобарьерFly PilotДлинный постЯндекс Дзен (ссылка) 10 Поддержка эмоцийБольше интересных статей здесь: Наука и техника.
Источник статьи: 76 лет назад, 14 октября 1947 Чак Йегер первым в мире пробивает звуковой барьер.