Чтение онлайн

Второй полет на Х-1В 16 января 1958 года был досрочно прекращен по техническим причинам. Десятилетний к тому времени Х-1В летал только еще один раз – 23 января 1958 года, когда Армстронг и Стэн Бутчарт запустили с воздуха пилота Джека Маккея для набора высоты в 16,8 км. Ему не удалось достаточно замедлить самолет на вершине траектории, чтобы проверить систему реактивного управления. Сразу после полета Маккея механики обнаружили не поддающиеся ремонту трещины в баке жидкого кислорода ракетного двигателя, что положило конец всей программе Х-1В.

Сверхзвуковые реактивные самолеты отличались от своих более медленных предшественников конструкцией своих относительно более коротких стреловидных крыльев, более компактной формой и гораздо большей концентрацией массы в фюзеляже. Неожиданно эта необычная геометрия создала некоторые достаточно серьезные проблемы с аэродинамикой, известные как «инерционное взаимодействие при выполнении маневра крена» («дивергентное движение крена» или «апериодически нарастающее движение крена»).

Когда Армстронг начал работать в Летно-исследовательской станции высоких скоростей летом 1955 года, ни одна проблема не привлекала большего внимания, чем инерционное взаимодействие. Она не только представляла опасность для F-100, но и угрожала D-558-2, Х-2 и новейшему исследовательскому самолету NACA Douglas Х-3. Длинный, грациозный летательный аппарат в форме дротика, который приобрел славу выглядящего самым быстрым из всех когда-либо созданных, Х-3 Stiletto имел проблемы с инерционным взаимодействием во время резких маневров с вращением вокруг продольной оси, из-за чего внезапно терял управляемость. Построенный для скорости в 2 Маха, Х-3 едва был способен достичь 1,2 Маха, потому что его так и не оснастили двигателями достаточно большой тяги, необходимой для более высоких скоростей. В мае 1956 года всего после двадцати полетов NACA списало самолет. Тогда все внимание обратилось к F-100. Было быстро найдено решение – добавить гораздо более крупный хвост. Тогда, летая на F-10 °C собственной модификации, NACA проверило новое оборудование для автоматического управления, в котором демпфирование колебаний тангажа использовалось как средство снизить дивергенцию вращения вокруг вертикальной оси, чтобы решить проблему инерционного взаимодействия в большинстве случаев. 7 октября 1955 года Армстронг был назначен на этот самолет и в следующие два года пилотировал его в ходе множества вылетов по программе испытаний.

Эта частично автоматизированная система управления полетом, которую Армстронг помогал разработать для F-100, была одной из первых систем с «компенсацией по сигналам обратной связи». В сущности, идея состояла в том, что плоскости управления летательного аппарата (элероны, руль направления, руль высоты и т. д.) должны быть интегрированы в саморегулирующуюся систему. Начав работу в апреле 1960 года, Нил связался с инженерами из корпорации Honeywell в Миннеаполисе. После того как в начале 1961 года Honeywell установила прототип системы под названием МН-96 на F-101 Vodoo, Армстронг в марте 1961 года поехал в Миннесоту, чтобы полетать на этом самолете. Основываясь на благоприятных докладах, написанных Нилом, NASA [36] решило установить МН-96 на окончательный вариант Х-15 (Х-15-3), который был назначен на первый испытательный полет в конце 1961 года. Оценив его роль в создании МН-96, NASA назначило Армстронга на этот первый полет. И в Миннеаполисе, и на авиабазе Эдвардс, как объяснил Нил, «мы использовали самолеты, как математики могут использовать компьютер, – как приборы, чтобы найти ответы на вопросы аэродинамики».

Летно-исследовательская станция высоких скоростей NACA практически изобрела пилотажные тренажеры-симуляторы, изначально для научных целей. В 1952 году комитет NACA убедил военно-воздушные силы купить аналоговый компьютер, который его инженеры превратили в основу для летного тренажера. К тому времени, когда Армстронг прибыл на авиабазу Эдвардс, пилотажные симуляторы уже внесли значительный вклад во многие исследовательские программы, а особенно в проекты Х-1В и Х-2, и последний из них NACA хотел получить у ВВС после окончания испытательных полетов. К несчастью, трагическая катастрофа Х-2, причины которой так и не удалось установить, не позволила осуществиться желанию NACA. В своем первом полете на этом аппарате летчик-испытатель ВВС Мельбурн Апт с позывным «Мел» утратил управление из-за инерционного взаимодействия, и самолет закрутило в череде расширяющихся бочек. Апт отчаянно боролся, пытаясь вернуть аппарат под контроль, но ему это не удалось. Единственным выходом было катапультироваться. И хотя после отстрела тормозной парашют капсулы раскрылся, ее основной парашют не сработал.

Апт попытался покинуть падающую капсулу, но ему не хватило времени. Капсула с пилотом внутри врезалась в твердый сланец бомбардировочного полигона базы Эдвардс, а остатки Х-2 упали за три километра от этой точки. В этом полете Мел Апт побил рекорд, став на тот момент пилотом самого быстрого самолета, втрое превысившего скорость звука, но гибель Апта вытеснила все мысли о рекордах и достижениях. Все думали о том, что произошло с Мелом, с его самолетом и почему такое могло случиться. Впоследствии, как вспоминал Нил, будущим пилотам Х-15 показывали, и не один раз, снятый при помощи скоростной фотокамеры, установленной в кабине Х-2 позади пилота, фильм о гибельном полете Апта.

Случившаяся трагедия подтолкнула NACA к решению развивать экспериментальные тренажеры. В «Сим-лаборатории» Нил узнал, «что существует много способов создать ошибки в программе. Часто сигналы на выходе измерительных приборов неправильно передавались через приборную механическую цепь, поэтому приборы не точно воспроизводили движение самолета. Я обнаружил, что такое случается, и гораздо позже, в Хьюстоне, и всегда, переходя к новому тренажеру-симулятору, тратил некоторое время на то, чтобы проверить точность его реакций». Армстронг, возможно, провел на тренажерах больше времени, чем любой другой летчик на авиабазе Эдвардс, набирая на них необходимый опыт, наблюдая и чувствуя результаты тренировок, «всегда изучая и воспринимая новую информацию и потенциально полезные методики».

NASA, Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства, появилось 1 октября 1958 года как итог принятия администрацией президента Эйзенхауэра Национального закона США 1958 года об аэронавтике и исследовании космического пространства: комитет аэронавтики NACA при этом формально прекращал свое существование, но фактически становился ядром формирования новой организации. Армстронг стал одним из первых летчиков-испытателей NACA/NASA, которые прошли через «пытку» принадлежащей

ВМС центрифуги в Джонсвилле. Смысл этой «карусели» был том, «чтобы понять, не окажут ли те ускорения, которые ты испытаешь при старте летательного аппарата с ракетным двигателем, отрицательного эффекта на твою способность выполнять точную работу при выводе аппарата на орбиту». Армстронг так объяснил цель исследований: «Мы выдвинули гипотезу, что будет возможно пилотировать аппарат при выводе на орбиту – что вертикально запущенная ракета может быть вручную доведена до орбиты без всякой необходимости в автопилоте или каком-то еще дистанционном управлении».

В эксперименте принимала участие команда из семи летчиков: Армстронг, Стэн Бутчарт и Форрест Питерсен с позывным «Пит» из Летно-испытательного центра NASA (бывшей Летно-исследовательской станции высоких скоростей NACA), еще два пилота NASA (из Лэнгли и Эймса) и два пилота ВВС. Лежа на спине, прочно пристегнутые к сиденьям, разработанным отдельно для каждого летчика и повторяющим его контуры тела в противоперегрузочном костюме, Армстронг и его товарищи словно прошли через соковыжималку. Летчики, головокружительно вертящиеся на конце «руки» длиной 13,72 м, прошли через воздействие всех возможных сил, напряжений и любых условий полета. При самой большой скорости и угле вращения они испытывали ускорение до 15 g. Всего несколько пилотов смогли перенести такое высокое ускорение, и Армстронг был одним из них. Юджин Уолтман, один из технических специалистов Летно-испытательного центра, вспоминал, что Армстронг сказал: при 15 g от головы так отливала кровь, что он мог отчетливо видеть только один из приборов на панели, имитирующей приборную панель кабины самолета. Нил вспоминал: «Мы убедили по крайней мере себя – не думаю, что нам удалось убедить других, – что это вполне посильная задача – осуществлять управление стартующим летательным аппаратом или взлетающим самолетом при таком уровне ускорения!» Совместно с инженерами Летно-испытательного центра Эдом Холлеманом и Биллом Эндрюсом Армстронг составил для NASA доклад, где описывались вызывающие удивление результаты. Многие люди в аэрокосмическом сообществе сомневались в том, что ускорение до 8 g на самом деле оказывает очень малое воздействие на способность пилота управлять полетом, пока это не было доказано в ходе программ Х-15 и Mercury. Позже Армстронг вернулся в Джонсвилль, чтобы отрабатывать траектории входа Х-15 с различными установками системы управления полетом.

Но ключевым элементом подготовки к полетам на Х-15 стал электронный тренажер-симулятор. Было создано два основных тренажера Х-15. Оба они являлись аналоговыми вычислительными машинами, потому что цифровые компьютеры оставались все еще слишком медленными, чтобы делать что-либо в режиме реального времени. Компания North American построила тренажер под названием XD, который являлся собственностью компании и находился там, где сейчас расположена южная часть международного аэропорта Лос-Анджелеса. Армстронг бывал там несколько раз, чтобы провести сеансы тренировок со всеми доступными шестью степенями свободы. Как вспоминал Дэй, во время полета на R4D Нил все время запрашивал заход на посадку по приборам в аэропорту Лос-Анджелеса. «Мы сделали несколько снижений, практически заходов на посадку. Мы поднимались на высоту 760–900 м и делали заходы под разным углом атаки, а потом составили график зависимости максимального динамического давления от угла атаки. Получилась прямая линия, для которой существовало специальное уравнение. И Нил на практике понял, что в этом случае у него будут проблемы».

Под руководством Дика Дэя NASA построило на авиабазе Эдвардс тренажер-симулятор Х-15, который повторял кабину самолета. По словам Армстронга, эта машина «возможно, была лучшим симулятором из всех, созданных в то время, с точки зрения точности и надежности». Во время подготовки к каждому из своих семи полетов на Х-15 он проводил от 50 до 60 часов на этом тренажере.

«Настоящий полет на Х-15 занимает всего десять минут, и, как правило, на тренажере нет возможности провести посадку, – объяснял Нил. – Ты просто имитируешь полет без взлета и посадки, и занимает это буквально пару минут. Мы составили небольшую команду: пилот, один из инженеров-исследователей и один из ребят из компьютерной группы, – и я, например, говорил: “Вот что мы хотим сделать”, а они брали все данные, какие у нас были, загружали их и искали, чему мы можем из них научиться. И тут ты начинал в каком-то роде понимать проблему».