В конце мая в Южной Калифорнии на базе Edwards, принадлежащей ВВС США, проводили необычный эксперимент. Небольшой реактивный самолет, напоминающий торпеду, был прикреплен к крылу бомбардировщика B 52 и поднят на высоту 15 000 м. Затем самолет отделился и разогнался — при помощи тактической ракеты — до скорости, более чем в четыре раза превышающей скорость звука.
Потом началось настоящее веселье. X-51 Waverider (так зовется экспериментальный самолет) включил собственный, единственный в своем роде двигатель и рванул почти в пять раз быстрее скорости звука. Изначально предполагалось достичь еще большей скорости — шести Махов (то есть шестикратно превысить скорость звука), на такой высоте это было бы около 6500 км/ч. На такой скорости полет от аэропорта Кеннеди в Нью-Йорке до Лос-Анджелеса занимает 37 минут — больше времени ушло бы на прохождение досмотра.
Впрочем, на борту X-51 не было людей, не говоря уже о коктейлях и кинопоказах. В конце полета, самого долгого в своем роде в истории авиации, самолет разбился в Тихом океане. Так было задумано с самого начала.
X-51 — продукт программы ВВС США по созданию высокоскоростных летательных устройств. Три самолета для этой программы были построены Boeing и приведены в движение дочерней компанией United Technologies — Pratt & Whitney Rocketdyne. Эта модель должна стать третьей по скорости в истории авиастроения и самой быстрой из работающих на реактивном топливе.
«Никто еще такого не делал, — говорит директор гиперзвукового подразделения Boeing и руководитель проекта X-51 Джозеф Вогель. — Если бы мы могли спасти хоть какие-нибудь обломки, мы бы отправили их в музей».
Изначально операция была назначена на середину марта, но была отложена до 26 мая из-за проблем с получением вспомогательного оборудования от ВВС. Поставленной цели испытателям добиться не удалось, хотя ВВС США, Pratt & Whitney Rocketdyne и Boeing заявляют, что удовлетворены результатами. Они надеялись продержаться на скорости 6 М в течение 300 секунд. Но по неясным причинам часть самолета перегрелась, и планка была снижена до 5 М и 140 секунд.
Самый быстрый самолет в истории беспилотный X-43 превысил скорость звука в 9,8 раза (9,8 М) — это было в 2004 году. Он работал на водороде и пролетел всего 10 секунд. Второе место в заочном соревновании принадлежит X-15, который приводился в движение ракетами и по сути представлял собой космический корабль. Многих его пилотов можно было с полным правом называть астронавтами. Если X-51 разовьет проектную скорость, то станет лишь третьим гиперзвуковым (то есть разгоняющимся больше чем до 5 М) самолетом в истории.
Но смысл программы не только в гонке за скоростью. Более практичная цель — быстро летать на большие расстояния, не пользуясь ракетным топливом, которое слишком громоздко. X-51 приводится в действие обычным топливом на основе углеводорода под названием JP7.
Военно-воздушные силы, вероятно, захотят использовать эту технологию для высокоскоростных ракет дальнего радиуса действия или для сверхбыстрых самолетов-разведчиков. NASA заинтересовалась технологией, потому что хотела сэкономить на перевозке кислорода. Сейчас космические челноки вынуждены нести на борту огромные емкости с кислородом для поддержания горения ракетного топлива. Если бы инженеры построили корабль, который использовал кислород из воздуха хотя бы на части пути, можно было бы отправить на орбиту больше полезного груза.
Прямоточный гиперзвуковой воздушно-реактивный двигатель X-51 справляется с двумя непростыми задачами за раз. Он использует воздух и для сжигания топлива, и для того, чтобы обеспечить необходимое давление (в большинстве двигателей это делается с помощью вентилятора или поршня). Воздухоприемник в самолете устроен таким образом, что рвущийся внутрь воздух замедляется — по сравнению со скоростью самолета — почти в два раза и направляется в камеру сгорания. Таким образом, давление в ней поднимается до оптимального уровня для горения топлива.
Топливо также выполняет двойную функцию, объясняет Кертис Бергер, директор гиперзвуковой программы в Pratt & Whitney Rocketdyne. По пути в камеру сгорания оно забирает тепло из двигателя, благодаря чему двигатель остывает, а топливо нагревается до нужной температуры.
Вогель из Boeing говорит, что управлять этим процессом — все равно что нести горящую спичку в ураган. Но это преуменьшение. Ветер в урагане никак не дует со скоростью 3 М.
После испытательных полетов исследователи наверняка используют свои открытия для разработки системы, которая, с одной стороны, могла бы развивать еще большую скорость и благодаря этому выходить на орбиту, а с другой — могла бы замедляться, чтобы взлетать с земли. А когда-нибудь и из аэропорта Кеннеди.