Экспериментальный самолет высоких скоростей «Bell X-1»

 Согласно программе исследования высоких скоростей, для полетов военной авиатехники в 1944 году компания «Bell» подписывает соглашение о проектировании и создании экспериментального самолета. Программа принята в 1943 году на заседании, в котором приняли участие ВМС, ВВС и НАСА. Предварительно самолет получает обозначение MX-524. Данный экспериментальный самолет должен был помочь в исследованиях характеристик самолета при полетах на высоких скоростях. Работы начинаются в 1944 г., руководитель – Р.Вудс. Первый образец закончили строить в 1946 году, а немного позднее заканчивают второй экземпляр экспериментального самолета. Сначала самолет получил название MX-1, после сменил название на XS-1 и, в конце концов, получил имя Х-1. Именно самолет Bell X-1 стал основным экспериментальным самолетом, который совершил значительное количество полетов, в котором определяли различные характеристики, например, характеристики аэродинамики. Самолет Bell X-1 без двигательной установки стартовал в воздухе с носителя. Роль носителя исполнял специально переделанный бомбардировщик производства фирмы Боинг Б-29, также известный как «Летающая крепость». На скорости 240 км/ч самолет Х-1 отделялся от носителя и, планируя, добирался до аэродрома. Следующие полеты проходили на все возрастающих скоростях. В конце 1946 года на втором экземпляре экспериментального самолета устанавливают двигатель со всем необходимым оборудованием. Он совершил около 20 вылетов, на которых успел достичь скорости в 0.8 Маха. И только в конце 1947 года самолет смог преодолеть скорость звука. В течение следующих полутора лет было проведено еще около 80 вылетов. Последний из них был осуществлен в начале 1949 года. Максимальная достигнутая скорость за все время – 1.5 тысячи км/с, а максимальная высота - 21.3 тысячи метров.

Всего компания Bell построила в исследовательских целях три экспериментальных самолета, первый экземпляр в 1949 году отдают в музей, второй экземпляр модифицируют, и он получил название Bell X-1E, 3-й экземпляр в 1951 году сгорает в воздухе при аварии носителя. В самом конце 51 года начинается строительство четвертого экземпляра самолета на основе последней модификации экспериментального Bell X-1 - Bell X-1A. Предназначался для испытаний на сверхзвуке. Первые полеты самолета начинаются в середине 1953 года. В конце года на самолете достигают скорости в 2.5 Маха на высоте более 21 километра. В 1954 году такой же скорости достигают на высоте в 27 километров. 1955 год. Экспериментальный самолет терпит катастрофу после отделения от носителя – самолета В-29. Второй самолет модифицированной версии получает название Bell X-1B. Основное предназначение – исследование аэродинамических нагревов корпуса. С 1954 года по 1958 год самолет исправно совершает исследовательские вылеты. После этого его переоборудуют в самолет для проведения исследований трехосного струйного управления реактивного типа. Кроме вышеназванных пяти экземпляров, была построена модификация Bell X-1D – самолет потерпел катастрофу в 1951 году. Самолет Bell X-1C построен не был – программу постройки отменили на стадии разработки. Так окончилась программа исследований, одна из самых дорогих для того времени. Она позволила получить неоценимые данные по разным характеристикам самолетов на сверхзвуке, что положительно сказалось на развитии авиационной промышленности.

Устройство и конструкция
Самолет имеет конструкцию среднеплана, построенного по классической схеме. Крыло имеет прямую трапециевидную форму. От модификации экземпляров самолета крыло выполняли из ламинарного профиля разной толщины – 4, 8 и 10 процентов. Крыло имело элероны и закрылки. Обшивка крыла – дюралевые листы толщиною 12.7 мм околофюзеляжного исполнения и 3.2 мм на концевых частях. Оперение выполнено по классической схеме, обеспеченное рулями направления и высоты. Стабилизатор крепится на шарнирах и имеет серводвигатель с домкратом винтового типа, который обеспечивает изменение установочного угла стабилизатора на высоте. Самолет проектировали на полеты со скоростью не более 2.7 тысяч км/ч. Особое внимание конструкторы уделили аэродинамической составляющей самолета.

В предпроектном исследовании проводили анализ траектории баллистических объектов и последующих волн ударного типа. Результаты фиксировали с помощью фотоаппаратов при испытании объектов в аэродинамической трубе. Результатом исследований становится форма корпуса, похожая на оживальную форму снаряда. Поэтому кабину пилотов вписывают в полученную геометрическую фигуру корпуса. Для этого использовали неразъемный фонарь и плотно прилегающую дверцу, выполненную в правой половине кабины. Большое число аварий и последовавшие за ними катастрофы вынуждают авиаконструкторов применить фонарь-кабину типового исполнения, где неподвижна передняя и откидывается остальная часть кабины. Модификационную защиту кабины начали использовать в X-1A, X-1E, X-1B. Шасси трехстоичного исполнения с колесами одинарного типа сделали полностью убираемыми. Планер мог выдержать достаточно большие перегрузки. Все экземпляры экспериментальных самолетов обеспечивались 4 камерными ЖРД XLR-11-RM-5 от компании «Риэкшн моторз». Мотор создавал тягу 2722 кГ (26,69 кН). Используемая система для управления двигательной установкой могла включать различное число имеющихся камер. В качестве топлива использовали жидкий кислород и спирт. Топливные баки разместили за и перед крепящими узлами крыла. Согласно проекту, топливо должно было подаваться при помощи насосов. Но Bell X-1 использовал вытеснительную систему подачи, так как нужные насосы еще не успели разработать. Такая система состояла из 12 баллонов сферического типа с азотом. Это решение, правда, увеличило вес самолета. Для уменьшения весовых характеристик ограничили количество используемого топлива до 2.3 тонн, это, в свою очередь, уменьшило расчетное время работы двигательной установки с 10 минут до 2.5. Остальные экземпляры самолетов уже оснастили насосами и за счет удлинения на 140 сантиметров фюзеляжа оснастили дополнительными топливными баками, что увеличило вес топлива до 2.65 тонн. Время работы реактивного двигателя увеличилось до 260 секунд. Заменили для безопасности жидкий кислород раствором водородной перекиси.

Основные характеристики:
- экипаж самолета - 1 человек;
- общий размах крыльев - 8.54 метра;
- длина - 10.8 метра;
- ширина - 3.2 метра;
- вес пустой/снаряженный – 3170/7260 килограмм;
- ДУ Reaction Motors XLR-11-RM-6
- скорость - 2.5 Маха;
- высотный потолок - 28.6 километров.