Уильям Бриджмэн - Один в бескрайнем небе

Звуковой барьер, преодоление которого четыре года назад стоило жизни английскому летчику-испытателю Джеффри Де Хэвиленду (он потерпел катастрофу на самолете DH-108, когда достиг скорости звука или вплотную приблизился к ней), теперь был почти преодолен самолетами Х-1 и «Скайрокет». Конструкторы придали этим самолетам такую форму, которая позволяла легко проходить через стену сжимаемости воздуха. Как острый нос корабля, двигаясь вперед под водой, разрезает головную волну и заставляет ее расходиться под углом по обе стороны корабля, так и сверхзвуковой самолет при М = 1 толкает огромный скачок уплотнения, который тоже отклоняется назад, когда заостренный нос машины разрезает толщу сжатого воздуха. Мощный скачок уплотнения вызывает значительное возрастание сопротивления, и для преодоления нагрузок, действующих на самолет, требуется огромная тяга. С тех пор как Чак Игер взял звуковой барьер, главным препятствием осталось колоссально возрастающее лобовое сопротивление. Преимуществом «Скайрокета», сконструированного по тем же принципам, что и Х-1, было его стреловидное крыло. Поэтому он не испытывал сколько-нибудь значительных трудностей при полетах на скорости М = 1. Было выяснено, что самолет ведет себя ненормально в области околозвуковых скоростей. Многочисленные учебники по аэродинамике давали следующие простые объяснения трех этапов обтекания, основанные на испытаниях крыла дозвукового профиля в аэродинамической трубе.

При движении крыла в воздухе с дозвуковыми скоростями (ниже трех четвертей скорости звука, то есть менее 800 километров в час) местные скорости потока обтекания меньше скорости звука и относительно постоянны. Пограничный слой воздуха, омывающий крыло, не нарушается и не вызывает уменьшения подъемной силы.

При обтекании крыла с околозвуковой скоростью (число М в пределах от 0,75 до 1,0) местные скорости потока обтекания могут быть меньше и больше скорости звука. Движущиеся по поверхности крыла потоки, имеющие сверхзвуковую скорость, приводят к образованию на профиле скачков уплотнения. Эти скачки отрывают пограничный слой воздуха, омывающего профиль, и вызывают уменьшение подъемной силы, а тем самым — бафтинг.

Когда же крыло попадает в сверхзвуковое обтекание, развивающийся на профиле при околозвуковой скорости скачок уплотнения оказывается сзади крыла, словно спутная струя, а носок крыла настигает головной скачок уплотнения, который образуется впереди на околозвуковой скорости.

Вооруженный знанием всех этих теорий и летных характеристик «Скайрокета», я относился к полету на скорости М = 1 всего-навсего с любопытством. Я опасался только того, что мне не удастся достигнуть числа М = 1 и что тогда будут сведены на нет две недели труда тридцати человек. Я представляя себе сверхзвуковой полет попросту так: придется снова совершить утомительный подъем на девять тысяч метров и дотащить туда две тонны топлива, не совершив при этом ошибок, то есть не забыв, например, включить тумблер испытательной аппаратуры. Итак, это очередные полчаса, требующие крайней собранности и напряженного внимания. Когда я достигну девяти тысяч метров, за дело примется сам «Скайрокет», и мне останется только успешно преодолеть звуковой барьер, а затем в конце площадки ввести самолет в разворот для получения перегрузок.

Сопровождающим в этом полете полетит Игер — человек, который проделал все это первым. Капитан управлял самолетом не хуже всех тех летчиков, каких я когда-либо знал. Вот уже два месяца он сопровождал меня при полетах — с тех пор как Эверест взялся за испытания экспериментального самолета Х-1.

Мы на высоте 9000 метров. Начинаю заливку. Турбореактивный двигатель работает хорошо, давление в системе ЖРД держится устойчиво. От радиостанции на дне озера не отходит Джордж Мабри. Вот он начинает отсчет для включения камер ракетного двигателя. Произнеся цифру «десять», он командует: «Включите первую… включите вторую… включите третью… включите четвертую». Снова начинается скоростной полет. Как и в первый раз, меня поражает феноменальная скорость и огромная тяга двигателя. Не верится, что я один из немногих летчиков в мире, которым довелось совершать такие полеты. Стрелка маметра движется: 0,85, 0,9… Машину трясет. На скорости М = 0,95 тряска исчезает, но я так поглощен пилотированием самолета, что не замечаю, как стрелка маметра подкрадывается к единице. Как и предполагали, самолет сильно валится на левое крыло. Для устранения этого явления и выдерживания горизонтальной площадки, я изо всей силы отклоняю ручку вправо. Самолет преодолевает головной скачок уплотнения, скачут стрелки указателя скорости и высотомера. И вот я лечу быстрее звука! Но не время поздравлять себя с подвигом. Нужно делать разворот. И вдруг первая камера ракетного двигателя задыхается, глохнет и с хлопком перестает работать. За ней перестают работать и остальные три камеры. Хлоп-хлоп-хлоп — и на скорости М = 1,02 самолет словно натыкается на каменную стену. «Скайрокет» вздрагивает от резкого торможения, меня сильно бросает вперед, и только кожаные ремни, которыми я привязан к сиденью, спасают от удара о приборную доску. Все произошло так неожиданно, что только через несколько секунд я прихожу в себя. Дыхание восстанавливается, и я снова принимаюсь за управление самолетом. Быстро теряя скорость до М = 0,85, машина опять испытывает бафтинг при М = 0,9. Теперь уже не придется совершить разворот на сверхзвуковой скорости. Но такое стремительное замедление полета заставило с новой силой почувствовать уважение к «Скайрокету» — ведь он только что достиг сверхзвуковой скорости.

Когда я разворачивался с работающим ТРД, направляясь к аэродрому, меня нагнал Игер — тот самый летчик, который три года назад, когда одно слово «сверхзвуковая» заставляло содрогаться большинство летчиков, доказал, что сверхзвуковая скорость возможна. И вот он спрашивает меня:

— Сынок, ты достиг ее?

— Да!

И он тихо протянул тоном, к которому я уже привык:

— Страшно, правда?

В последующие месяцы я стал регулярно преодолевать М = 1. На график постепенно наносилась правая граница кривой бафтинга. Она почти совпадала с кривой, которую предсказывали инженеры. Чтобы попасть в режим тряски, я быстро, еще до остановки ЖРД, когда счетчик продолжительности работы ракетного двигателя стоял на цифре 40, переводил самолет из горизонтальной площадки в криволинейный полет. «Скайрокет» оправдывал надежды инженеров. С его помощью удавалось добывать ценные данные, к тому же до сих пор у меня не было ни одного аварийного случая. Программа испытаний успешно продвигалась вперед.