ОТДЕЛЕНИЕ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
ТЕХН ИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАЦИЯ
Работы NASA в области авиации и воздушно-космических
транспортных систем................................... 1
Структура NASA..................................... 1
Планирование и финансирование работ
Основные текущие программы ....
Развитие экспериментальной базы . .
Программа ,Спейс Шаттл*............
Летный эксперимент ................
50 О СО Ю t—
- ш ГО Я
1980
Сканирование и обработка
Deathdoor
№ 11-12
ТЕХНИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАЦИЯ
(ОБЗОРЫ И РЕФЕРАТЫ
00 МАТЕРИАЛАМ ИНОСТРАННОЙ ПЕЧАТИ)
ОТДЕЛЕНИЕ
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИИ
№ 11-12 (1393-1394)
Июнь 1980 г.
XLI год издания
УДК 061 I>(73) NASA
6297001.5
РАБОТЫ NASA В ОБЛАСТИ АВИАЦИИ И ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКИХ
ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ
СТРУКТУРА NASA
Ведущей организацией США в области авиа-
ционных и космических научных исследований и
опытно-конструкторских работ (НИОКР) являет-
ся Национальное управление по авиации и космо-
навтике—NASA (National Aeronautics and Space
Administration), созданное в 1958 г. па основе На-
ционального совещательного комитета по авиа-
ции (NACA).
NASA, отметившее в октябре 1978 г. свое
20-летие, представляет собой крупную государст-
венную организацию, основной задачей которой в
области авиации является подготовка научно-тех-
нической базы для создания будущих военных и
гражданских летательных аппаратов. В области
космонавтики NASA участвует в разработке косми-
ческих объектов, ракет-носителей, осуществляет
космические исследования, является ведущей орга-
низацией по созданию многоразового воздушно-
космического аппарата (ДАВКА)) «Сиене Шаттл».
В настоящее время в NASA работают ~ 23 000 че-
ловек.
Создание современного самолета требует уче-
та многочисленных требований технического, эко-
номического и экологического характера. Сильно
возросла конкуренция на мировом рынке авиа-
ционной техники. Для оказания помощи американ-
ским авиационным фирмам NASA изучает техни-
ческие усовершенствования, которые должны по-
высить летно-технические и экономические харак-
теристики и безопасность эксплуатации будущих
самолетов, а также обеспечить выполнение непре-
рывно ужесточаемых требований по уровню шума
и выбросу загрязняющих атмосферу веществ.
NASA исследует проекты радикально новых лета-
тельных аппаратов дальней перспективы. Резуль-
таты этих исследований должны при реализации
программ разработки самолетов обеспечить сни-
жение технического риска и выполнение расчетных
требований.
По словам Крамера, помощника директора
NASA по исследованиям в области авиации и кос-
монавтики, важнейшие работы NASA ведутся в
расчете на опережение потребностей авиапромыш-
ленности минимум на 10 лет, а в отдельных слу-
чаях даже на 30 лет. Разработка сверхкрнтнче-
ского крыла была, например, начата приблизитель-
К концу второй мировой войны были разрабо-
таны ЖРД и ТРД, что создало предпосылки для
осуществления полетов со сверхзвуковой ско-
ростью, а затем и за пределами атмосферы. На-
чались исследования верхних слоев атмосферы при
_	Сканирование и обработка
©ИЗДАТГЛЬСКИИ ОТЛГ.Л lit ИГРАЛЬНОГО
аэро.гилродинамичыкого института	DeathHnnr
нмгии проф II L Жуноаскою (ЦАГИ). I9SQ	LJcdLlILlUUf
но в 1965 г., и только в 1978 г. оно стало исполь-
зоваться на транспортных самолетах.
Являясь основной государственной исследова-
тельской огранизацией в области авиации, NASA
призвано обеспечить опережающее накопление
научно-технического потенциала независимо от
остроты текущих проблем, оказывающих давление
па правительство и промышленность.
Участвуя в программах военных самолетов.
NASA изучает средства улучшения летных харак-
теристик современных самолетов, а также прово-
дит исследования перспективных концепций бое-
вых самолетов, имеющих усовершенствованные
аэродинамику, конструкцию и систему управления
H.2. 3].
До первой мировой войны США значительно
уступали крупнейшим европейским странам в раз-
витии авиации. В отличие от развитых европейских
стран, в США не существовало организации, кото-
рая осуществляла бы комплексные научные иссле-
дования и разработки в области авиации, и се раз-
витие обеспечивалось только усилиями изобрета-
телей-одиночек.
В марте 1915 i. для координации и непосредст-
венного проведения научных исследований в об-
ласти авиации был создан NACA совещатель-
ный комитет по авиации. В первые годы сущест-
вования NACA н его состав входили представите-
ли военной и морской авиации, бюро погоды.
Смитсоновского исследовательского института и
научной общественности, а годовой бюджет со-
ставлял 5 тыс. долл.
В первые 10 лет существования NACA разра
богало рекомендации по упорядочению системы
выдачи патентов в области авиации, способство-
вало организации авиапочты и производства само
летов. участвовало в разработке требований к
управлению самолетом, условий получения свиде-
тельств пилота, технических процедур подготовки
самолетов к полету и т. д.
1
помощи ракет V-2 в позднее исследовательских
ракет «Эрбн» и «Викинг». Интенсивные разработ-
ки в области ракетной техники военного назначе-
ния в 1950-х годах ускорили создание ракет-но-
сителей для изучения космического пространства.
После запуска первого советского искусствен-
ного спутника Земли 4 октября 1957 г. в США рез-
ко интенсифицировались работы по космической
технике. После серии неудач с ракетой «Вэнгард»
было принято решение об использовании для за-
пуска ИСЗ ракеты «Юпитер» С. Первый амери-
канский ИСЗ «Эксплорер» I был запушен 31 ян-
варя 1958 г.
Решение о создании NASA было утверждено
президентом США Эйзенхауэром 29 июля 1958 г.
NASA были предоставлены широкие полномочия
на заключение договоров не только на проведение
исследований, но и па разработку и создание
экспериментальных и опытных образцов техники
NASA был передан ряд научно-исследователь
скнх центров (НИЦ) NACA. В начале 1960-х го-
дов NASA был создан космический центр (КП)
нм. Кеннеди в шт. Флорида, где был построен
стартовый комплекс для запуска ракеты «Са-
турн» 5 (который в настоящее время подготавли-
вается для запусков МВКА «Спенс Шаттл»)
Кроме того, был построен космический исследова-
тельский центр им. Годдарда (шт. Мэриленд), КП
им. Джонсона в Хьюстоне, а также ракетные ис-
пытательные центра в Сан-Луисе (шт. Миссиси-
пи) и на острове Уоллопс (шт. Вирджиния).
Предполагалось также строить центр электроники,
но из-за сокращения бюджета NASA в конце
1960-х годов от этих планов отказались.
В ноябре 1961 г. была проведена реорганиза-
ция NASA с целью концентрации ресурсов на ис-
следовательских и опытных работах в интересах
программы «Аполлон». Выло образовано четыре
отделения с космической тематикой.
С 1961 г. основные усилия NASA были скон-
центрированы на престижной программе пилоти-
руемых полетов на Луну. После серии запусков
беспилотных аппаратов («Рейнджер», «Сервейер»)
20 июля 1969 г. была осуществлена посадка пило-
тируемого-аппарата на поверхность Лупы. После
серии успешных пилотируемых полетов на Лупу
космических аппаратов «Аполлон» 8. 10 и 11 аппа-
рат «Аполлон» 13 был возвращен с лунной орби-
ты из-за аварии. В 1972 г. полеты на Луну были
прекращены. В 1973 1974 гг. аппараты «Аполлон»
использовались для доставки экипажей на орби-
тальную станцию, а в июле 1975 г. была осущест
влена стыковка на орбите советского и американ
ского космических аппаратов по программе
«Союз — Аполлон». В ближайшие 20 лет не ожн
даются пилотируемые полеты на Лупу и другие
планеты.
Программа исследований планет Солнечной
системы осуществляется при помощи аппаратов
«Пионер», «Маринер», «Викинг» и «Вояджер».
За годы существования NASA па космические
программы израсходовано более 60 млрд. долл.
[4, 5].
Во главе администрации NASA стоит днрек
тор, назначаемый президентом США и утверждае-
мый конгрессом. При директоре для управления
деятельностью NASA имеется штаб-квартира. Ру-
ководство NASA осуществляется директором, его
заместителем, помощником заместителя, руково
дителем исполнительного бюро и помощником ди-
ректора по особым специальным проектам.
В штате администрации предусмотрен главный
ученый, являющийся одновременно консультантом
директора по научным вопросам, главный инже-
нер. отвечающий за техническое обеспечение всех
программ, а также пять помощников директора по
основным направлениям деятельности NASA.
Организационное руководство NASA осуще-
ствляется следующими сотрудниками штаб-квар-
тиры: главным юрисконсультом, руководителем
контрольно-финансового отдела, помощником ди
ректора по административным вопросам, номош
ником директора ио внешним сношениям, днрек
тором но вопросам найма и директором бюро за-
купок |6]
С мая 1977 г. директором NASA является
Роберт V Фрош (Frosch), сменивший на этом по-
сту Флетчера. Фрош родился в 1928 г., в 1947 г.
окончил Колумбийский университет со званием
бакалавра гуманитарных наук, в 1949 г. получил
звание магистра гуманитарных наук, а в
1952 г.—степень доктора по теоретической физи-
ке. Работал в области океанологии н геофизики
в качестве научного сотрудника, руководил иссле-
довательскими лабораториями, сотрудничал в ря-
де программ с министерством обороны США и
ООН. С 1965 г. по 1966 г. был заместителем ди-
ректора управления перспективных проектов ми-
нистерства обороны США, с 1966 г. по 1973 г.
занимал ноет помощника министра ВМС по
НИОКР- Фрош является автором ряда научных
работ, членом многочисленных научных комитетов,
правлений научных обществ и организаций в об-
ласти геофизики, энергетических и океанологиче-
ских проблем [7].
Организационная структура NASA неоднократ-
но менялась. Для повышения эффективности
управления НИОКР директором NASA в 1977 г.
была предложена реорганизация аппарата NASA,
направленная на сокращение иерархических сту-
пеней в управлении.
Все основные функциональные отделения штаб-
квартиры. научных центров п лабораторий после
реорганизации непосредственно замыкаются на
директора NASA и его заместителя. В результате
был ликвидирован ряд промежуточных должно-
стей [8|.
ОСНОВНЫЕ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ
ЦЕНТРЫ NASA
leppiiropna.ibHo NASA представляет собой весь-
ма разветвленную организацию, только 13ес основ-
ных научно-исследовательских центров и учреж-
дений расположены в 10 штатах США и округе
Колумбия (рис. I).
Штаб-квартира АА5Л расположена в Ва-
шингтоне и имеет штат -И 600 чел. Штаб-кварти-
ра осуществляет общее руководство космическими,
научно-исследовательскими и испытательными
центрами и другими учреждениями NASA.
Основными задачами штаб-квартиры являются:
определение перечня программ исследований и
проектов разрабатываемых образцов авиационной
и космической техники; выработка общей техни-
ческой политики и критериев качества методов и
2
процедур исследований и совершенства летатель-
ных аппаратов; оценка достигнутого прогресса;
анализ всех этапов работ по авиакосмической те-
матике.
Планирование и руководство программами ис-
следований н разработок осуществляется пятью
тематическими отделениями, непосредственно под-
чиненными соответствующим помощникам дирек-
тора NASA. Общее планирование и руководство
деятельностью 10 научно-исследовательских и ис-
пытательных центров, а также национального кос-
мического центра возложено на помощника дирек
гора NASA по административным вопросам.
Определение авиационной и космической тех
ники осуществляет планирование и руководство
программами, анализ и представление результатов
всех исследовании и разработок по оценке различ-
ных конструкций, элементов конструкций или си
стом, которые могут найти применение в изделиях
авиационной и космической техники.
Это отделение также координирует все иссле-
довательские и опытно-конструкторские програм
мы NASA с целью обеспечения их сбалансирован
пости и исключения параллелизма.
Отдел энергетических систем осуществляет об-
щую координацию взаимодействия NASA с дру-
гими федеральными организациями, ведущими ис-
следования и разработки в области энергетики.
Отделение прикладных проблем космонавтики
несет ответственность за НИОКР, которые лягут
в основу будущих программ по хозяйственному
использованию космических систем и космической
технологии, а также по использованию этих до-
стижений в других отраслях науки и техники.
К задачам этого отделения относятся изучение по-
годных и климатических условии, загрязнения
окружающей среды, исследования запасов природ
пых ископаемых, а также исследования физики
Земли и океана.
Отделение космических транспортных систем
несет ответственность за создание и практическое
использование пилотируемых и беспилотных кос-
мических аппаратов для изучения космического и
околоземного пространства, а также Земли. Для
выполнения этой задачи отделение руководит раз-
работками воздушно-космических аппаратов и
необходимых систем жизнеобеспечения человека
в космосе. Основной деятельностью отделения н
настоящее время является разработка ЛАВКА
«('.пейс Шаттл».
Отделение космических наук осуществляет ру-
ководство программами исследований Солнечной
системы с использованием наземного оборудова-
ния. бортовых систем на специальных самолетах-
лабораториях, исследовательских ракетах, спутни-
ках Земли н космических аппаратах. Это отделе-
ние руководит также космическими эксперимента-
ми с помощью пилотируемых аппаратов и осуще-
ствляет контакты с космическим отделением Ака-
демии наук США и другими организациями.
Отделение систем слежения на космическими
объектами и сборе информации осуществляет
слежение за ракетами-носителями, спутниками и
космическими аппаратами и получение от них тех-
нической и научной информации. Кроме того, от-
деление несет ответственность за обеспечение
дальней связи и за эффективное использование
I штаб-квартира; ? НИЦ мм. Эймса: Л—ЛИЦ им. Драйден»: 4—
ЦК II нм. Годдарда: > лаборатория реактивного движении. 6—КЦ
им Джонсона. 7 КН им Кеннеди: 8— западный испытательный
полигон КЦ им. Кеннеди: * НИЦ им. Л»нглм; 10 ЦЦЦ им. Льюи-
си. If ЦКП нм Маршалла; 12 Майчудский сборочный комплекс
1ЦК11 нм Маршалла Г /.< национальна и лаборатория космической тех-
ники N—Слайде некий вычислительный центр: /5—Уоллопскнй ЛИЦ
pi УаЙтсэндскнЛ испытательный комплекс
Ри< I Расположение основных НИЦ
и других подразделений NASA
оборудования, служб и систем автоматической об-
работки получаемых данных.
Научно-исследовательский центр (НИ Ц )
им Эймса расположен в 46 км к юго-востоку от
Сан-Франциско (шт. Калифорния). К территории
центра прсмыкает авиабаза ВМС Моффет-Филд.
Площадь территории центра 168 га. НИЦ рас-
полагает большим числом специализированных
установок для научных исследований в области
авиации, физики, космических наук и биологии.
В НИЦ им. Эймса имеются: аэродинамические
грубы, обеспечивающие возможность проведения
исследований в диапазоне скоростей от дозвуковых
до гиперзвуковых; пилотажные стенды с подвиж-
ной базой, современные цифровые коммуникацион-
ные системы; экспериментальные самолеты; назем-
ные и воздушные лаборатории, оснащенные совре-
менными ЭВМ. НИЦ им. Эймса пользуется ВПП
авиабазы ВЛАС.
Основные работы центра в области авиации в
настоящее время относятся к транспортным са-
молетам небольшой дальности полета и самолетам
КВП и ВВП. В НИЦ имеются экспериментальные
самолеты обоих типов.
В области космических наук помимо собствен-
ных программ центра, которые включают изуче-
ние физики Солнца, исследования окружающей
среды на планетах и геофизические исследования,
НИЦ осуществляет оборудование специальных са-
молетов-лабораторий для проведения различных
исследований космического пространства и Земли.
НИЦ им. Эймса несет ответственность за про-
грамму космических аппаратов «Пионер».
В биологических лабораториях центра изучают-
ся проблемы происхождения жизни, взаимодейст-
вия «человек машина» и разрабатываются кри-
терии для медицинского отбора космонавтов.
В области космической техники НИЦ участвует
в программе «Спейс Шаттл», осуществляя иссле-
дования теплозащитных материалов и системы
управления полетом, а также проводя испытания
в аэродинамических трубах различных моделей
ЛАВКА.
3
Летно-испытательный центр (ЛИЦ) им. Драй-
дена расположен на территории авиабазы ВВС
Эдвардс (шт. Калифорния) в климатических усло-
виях, близких к идеальным для летных испытаний.
Его местоположение соответствует южному концу
800-километровой испытательной трассы, которую
обслуживают две радиолокационные станции
NASA. Центр размешается в пустынной местности
рядом с высохшим озером площадью 14 080 га,
площадь территории самого центра 210 га. В со-
став наземной экспериментальной базы центра
входит лаборатория высокотемпературных нагру-
зок, имеющая уникальное оборудование для про-
ведения наземных испытаний целого самолета или
его натурных компонентов при одновременном
воздействии силовых и тепловых нагрузок. Центр
располагает современной измерительной аппара-
турой для определения параметров траектории
полета самолета, имеет в своем составе лабора-
торию систем управления полетом, где может раз-
рабатываться и изготавливаться бортовая радио-
электронная аппаратура, а также наземный центр
для управления полетом экспериментальных бес-
пилотных летательных аппаратов.
ЛИЦ им. Драйдена располагает высококвали-
фицированным штатом летчиков-испытателей, уче-
ных, инженеров и техников. В центре наряду с
высокоскоростными самолетами испытывались
необычные летательные аппараты, такие как
экспериментальный лунный посадочный модуль,
дельтапланы и аппараты с несущим корпусом.
В ЛИЦ проводились летные испытания воздуш
ио-космического самолета (ВКС) системы «Спсйс
Шаттл» по программе ALT — отработка захода
на посадку и посадки после сброса с самолета-
носителя Боинг 747. Посадка ВКС после первых
орбитальных полетов будет также осуществлена
в ЛИЦ им. Драйдена.
В центре разрабатываются новые методы лет-
ных испытаний, в частности с помощью беспилот-
ных аппаратов, проводятся исследования сверхкри
гивеского крыла, конструкции крыла гиперзвчно-
вого летательного аппарата, перспективных циф-
ровых элскгродистанцнонных систем управления, а
также исследуются проблемы эксплуатации совре-
менных самолетов (влияние спутного следа, изуче-
ние шума силовой установки и т. д.).
Для проведения летных пены ганий цифровой
электродисганционной системы управления исполь-
зуется модифицированный самолет F-8.
В ЛИЦ проводятся испытания широкофюзе-
ляжных самолетов, оборудованных генераторами
дыма для визуализации спутного следа. Эго поз-
воляет оценить опасность спутной струи для легких
самолетов и меры по ослаблению интенсивности
спутных вихрей.
В ЛИЦ им. Драйдена проводятся испытания
небольшого дозвукового экспериментального пило-
тируемого самолета с антисимметричным (сколь-
зящим) крылом.
11а беспилотном аппарате ШМАТ в полете
оцениваются технические усовершенствования, ко-
торые могут быть использованы на перспективных
истребителях. Беспилотные аппараты представ-
ляют экономичный и безопасный метод испытаний
близких к натурным моделей перспективных са-
молетов па предельных режимах полета. Аппарат
ШМАТ, стартующий с самолета-носителя В-52,
управляется оператором с наземного центра.
После обширных испытаний в аэродинамиче-
ских трубах специалисты NASA разработали аэро-
динамические поверхности, устанавливаемые почти
вертикально на концах крыла и обеспечивающие
снижение индуктивного сопротивления. В ЛИЦ
нм. Драйдена начались летные испытания самоле-
та КС-135 с такими концевыми поверхностями.
Центр космических полетов (ЦКП) им. Годдар-
да, расположенный в 16 км к северо-востоку от
столицы США у г. Гринбелта (шт. Мернлэнд), за-
нимает площадь около 400 га и имеет штат более
3500 человек.
В центре обрабатывается и накапливается ин-
формация об околоземном пространстве, о взаимо-
действии Солнца и Земли и о вселенной вообще,
получаемая со спутников и исследовательских ра-
кет. Решаются проблемы использования космиче-
ской техники в таких областях, как связь, метеоро-
логия, навигация, разведка полезных ископаемых
и контроль за их использованием.
В ЦКП расположен национальный центр ин-
формации по космическим наукам. Он оснащен
быстродействующими ЭВМ и имеет банк данных,
собранных при выполнении космических программ.
Многие теоретические исследования по програм-
мам ЦКП выполняются институтом космических
исследований им. Годдарда, расположенным в
Пыо-Иорке. Непосредственно контактируя с уни-
верситетами, расположенными в этом районе,
институт ведет фундаментальные и прикладные
исследования в области геофизики, астрофизики,
астрономии и метеорологии. В области метеороло-
гии институт принимает активное участие в про-
грамме глобальных исследований Земли и се
атмосферы.
Большое число сотрудников ЦКП работает в
штате станций слежения за космическими объек-
тами и сбора данных, размещенных по всему
земному шару, а также на станциях связи NASA,
объединяющих всю эту сеть.
ЦКП осуществляет руководство программой
ракеты-носителя «Дельта», с помощью которой
выведено большое число спутников для NASA и
других организаций и служб связи США и других
стран.
Лаборатория реактивного движения располо-
жена в г. Пасадена (шт. Калифорния) в 32 км к
северо-востоку от Лос-Анджелеса. Лаборатория
реактивного движения является государственной
научной экспериментальной организацией, кото-
рая укомплектована сотрудниками Калифорний-
ского политехнического института. Лаборатория
занимает площадь ~71 га. К лаборатории отно-
сится комплекс дальней космической связи (явля-
ющийся одной из станций сети дальней космичес-
кой связи), расположенный в Голдстоунс, шт.
Калифорния.
Па авиабазе Эдвардс находится испытательная
станция, которая располагает комплексом обору-
дования для изучения топлив.
Научный комплекс в Тейбл Маунтин распола-
гает телескопами диаметром 0,4 и 0,6 м, радио-
телескопом диаметром 5.4 м, а также лаборато-
рией для испытания солнечных энергетических
установок.
4
Лаборатория реактивного движения занимает-
ся проблемами полетов автоматических космиче-
ских аппаратов для исследования глубокого космо-
са, расчетами траекторий, получением, обработкой
и анализом научных данных; разработкой перспек-
тивных ЖРД и РДТТ для космических аппара-
тов, перспективных систем управления и компонов-
кой двигательных установок на космических аппа-
ратах.
Лаборатория проектирует и испытывает от-
дельные системы и космические аппараты в ком-
плексе, осуществляет техническое руководство
программами по подрядам, управляет работой сети
DSN. принимает участие в ряде космических про-
грамм NASA, руководит программами «Вояджер»,
«Галилей» и «Сисэт».
Космический центр (КЦ) им. Джонсона распо-
ложен в шт. Техас вблизи г. Хьюстона. Примерно
в 10 км от КН вблизи авиабазы ВВС Эллингтон
располагаются его отделения. КЦ располагает
площадью свыше 648 га вдоль северного берега
оз. Клир Лейк. В центре работают более 3600
инженеров, ученых, техников и административных
работников, а также 6100 человек работников
авиационно-космической промышленности, привле-
каемых по найму.
КЦ осуществляет проектирование, разработку
и испытания пилотируемых космических аппара-
тов, отбор и подготовку космонавтов, управление
полетом пилотируемых космических аппаратов с
Земли; руководит проведением разнообразных ме-
дицинских, технических и научных экспериментов
на борту пилотируемых космических аппаратов,
является ведущей организацией по программе
МВ1\А «Спейс Шаттл».
В КЦ расположен центр управления полетами,
с которого осуществлялось руководство полетами
таких аппаратов, как «Джемпнп» IV. «Аполлон»,
орбитальная станция «Скайлэб», н совместным
полетом космических аппаратов ио программе
«Союз—Аполлон».
В состав центра входит лаборатория модели-
рования космических условий, располагающая
вакуумной камерой диаметром 19,5 м и высотой
36 м.
Специалисты КЦ работают над проблемой со-
здания энергетической системы, использующей
солнечную энергию, передаваемую со спутников
на Землю в виде микроволнового излучения.
Космический центр (КЦ) им. Кеннеди распо-
ложен на восточном побережье шт. Флорида
приблизительно в 240 км от г. Джэксонвилл и в
80 км к востоку от г. Орландо в северо-западной
части мыса Канаверал. Он занимает территорию
длиной 54 км и шириной от 8 до 16 км. Общая
площадь территории и акватории центра 56 800 га.
В КЦ осуществляются испытания н запуски
космических аппаратов и спутников, одноразовых
ракет-носителей. Здесь строится взлетно-посадоч-
ный комплекс для МВКА «Спейс Шаттл».
Центр был создан в начале 1960-х годов для
обеспечения программы «Аполлон». Затем старто-
вый комплекс 39 использовался для запуска орби-
тальной станции «Скайлэб» и аппаратов «Апол-
лон». В настоящее время стартовый комплекс 39
модифицируется для запусков ДАВКА «Спенс
Шаттл», построена посадочная площадка, длина
и ширина которой примерно вдвое больше, чем у
В11П современных аэропортов.
Центр принимает участие в исследованиях при-
родных ресурсов Земли и разработке космической
техники.
В составе центра имеется отдел эксплуатации
космических аппаратов, который отвечает за орга-
низационное и техническое обеспечение предполет-
ной подготовки, запуска и посадки МВКА «Спейс
Шаттл» и управление, п техническое руководство
полетами с использованием ракет-носителей, за-
пускаемых КЦ им. Кеннеди и па Западном испы-
тательном полигоне.
Отдел эксплуатации ракет-носителей обеспе-
чивает запуски космических аппаратов с помощью
ракет «Дельта», «Атлас-Центавр» и т. д.
Отдел МВКА «Спейс Шаттл» руководит все-
ми работами КЦ по этой программе. Отдел за-
нимается вопросами проектирования, постройки
и комплексирования наземного оборудования,
предназначенного для запуска, посадки, обеспече-
ния полета и восстановительных работ после по-
садки ВКС.
Отдел научно-технических и прикладных иссле-
дований руководит рядом научных программ,
включая разведку природных ресурсов Земли и
изучение окружающей среды, развитие средств
связи и космической технологии, изучение физики
Земли и океана. Кроме того, отдел ведет энергети-
ческие и медико-биологические исследования и
разработки.
Научно-исследовательский центр (НИЦ)
им. Лэнгли расположен в Хэмптоне (шт. Вирджи-
ния) и занимает территорию площадью 309 га.
которая делится на две части ВПП авиабазы
нм. Лэнгли. ВПП и наземные сооружения аэродро-
ма используются NASA и ВВС совместно. С уче-
том филиалов общая площадь, занимаемая НИЦ
(включая территории, арендованные и используе-
мые по разрешению других организаций), состав-
ляет 1690 га.
Значительная часть научно-исследовательских
работ, проводимых НИЦ, направлена на разработ-
ку новых концепций и технических решении для
перспективных самолетов с акцентами на улучше-
ние их летных характеристик, ослабление воздей-
ствия на окружающую среду, повышение безопас-
ности и экономичности. В настоящее время центр
проводит исследования по сверхкрнтнческому кры-
лу, композиционным конструкционным материа-
лам, автоматическим системам управления. Про-
должается разработка радиоэлектронных систем
для обеспечения полетов в зоне аэропортов буду-
щего. Ведутся работы по улучшению летных сверх-
звуковых характеристик гражданских и военных
самолетов. Центр работает в контакте с самоле-
тостроительными фирмами, специализирующимися
на выпуске самолетов авиации общего назначения
(АОН), по проблемам совершенствования кон-
струкции самолетов и улучшения их летных харак-
теристик.
НИЦ был ответственным за реализацию про-
граммы «Викинг», завершившейся посадкой авто-
матического аппарата на Марс в 1976 г.
Центр руководит запусками самой «маломощ-
ной» ракеты-носителя NASA — ракеты «Скаут».
Он участвует в программах пилотируемых и бес-
2-.ТИ- № 11-12
5
пилотных космических полетов, включая програм-
му «Спейс Шаттл», обеспечивая подготовку экспе-
риментов, изготовление датчиков, связного обору-
дования и систем обработки данных. К другим
программам, в которых принимает участие центр,
относятся исследования влияния на космические
аппараты тепловых потоков, вакуума, шума и
метеоритов, анализ перспектив применения компо-
зиционных и полимерных материалов в конструк-
циях и системах теплозащиты, совершенствование
различных электронных систем.
НИЦ им. Лэнгли разрабатывает следующие
специальные программы:
повышения энергетической эффективности са-
молетов (АСЕЕ — Aircraft Energy Efficiency):
исследования самолета, отвечающего условиям
эксплуатации в зоне аэропорта;
национальной трансзвуковой аэродинамической
трубы NTF (National Transonic Facility);
исследования техники перспективных сверх-
звуковых самолетов (AST — Advanced Supersonic
Technology);
создания экспериментального объекта для оцен-
ки эффекта продолжительного пребывания в кос-
мосе (LDEF—Long-Duration Exposure Facility);
экспериментального вертолета для исследова-
ний перспективных роторных систем (RSRA —
Rotor Systems Research Aircraft);
исследования атмосферы Земли (имеется спе-
циальный отдел);
исследования мирового океана (имеется спе-
циальный отдел).
Научно-исследовательский центр (НИЦ)
им. Льюиса расположен в западной части аэро-
порта Хопкинс в г. Кливленд (шт. Огайо). Центр
располагает лабораторными корпусами, цехами,
аэродинамическими трубами, камерами для ими-
тации космических условий и другими специаль-
ными сооружениями для проведения исследований
перспективных двигателей и энергетических уста-
новок. Центр занимает территорию площадью
144 га с учетом арендуемых земельных участков.
НИЦ занимается исследованиями в области
авиационных силовых установок, двигателей и
энергетических систем для космических объектов,
систем космической связи и новых наземных энер-
гетических систем, разрабатываемых совместно с
министерством энергетики. Работы по авиацион-
ным двигателям направлены прежде всего на сни-
жение уровня шума, загрязнения атмосферы и по-
вышение экономичности. Работы по космической
тематике включают исследования электрических
ракетных двигателей, силовой установки ВКС си-
стемы «Спейс Шаттл» и изучение высококалорий-
ных видов топлива.
Центр организует пуски ракет «Атлас-Центавр»,
проводит фундаментальные и прикладные исследо-
вания конструкционных материалов и металлур-
гических процессов.
Оборудование центра включает также башню
для имитации невесомости, стенд измерения ста-
тической тяги ЖРД н стенды с барокамерами
для испытаний реактивных двигателей.
В области авиации центр осуществляет про-
граммы;
глобального взятия проб атмосферы Земли
(Global Air Sampling Program) для определения
содержания вредных примесей на международных
воздушных трассах;
исследовании системы активного увеличения
подъемной силы с помощью силовой установки
на самолете КВП QSRA;
разработки экспериментального высокоэконо-
мнчного двигателя;
разработки экспериментального малошу.много
двигателя с уменьшенным выбросом в атмосферу
загрязняющих веществ для самолетов АОН.
По космической тематике НИЦ проводит ис-
следования:
плазменных энергетических систем, которые
могут быть использованы для создания компакт-
ных и легких энергетических установок для кос-
мических аппаратов;
новой концепции плазменной лазерной системы,
предназначенной для использования в силовых и
энергетических установках космических аппаратов,
в том числе для обеспечения связи;
возможности производства и обеспечения устой-
чивого состояния атомарного и/или металлическо-
го водорода для увеличения удельной тяги двига-
тельных установок на химическом топливе.
НИЦ им. Льюса руководит запуском ракет
«Атлас-Центавр», для вывода на орбиту научной
аппаратуры и спутников связи.
В центре проводятся исследования криогенных
и жидкометаллнческих теплоносителей, разработка
насосов, турбин, уплотнений, подшипников, ре-
дукторов и смазочных материалов, исследования
динамических характеристик элементов систем
управления. Ведутся также исследования процес-
сов горения н разработка камер сгорания.
В области систем космической связи центр
проводит исследования систем высокочастотной
связи и передачи энергии большой мощности.
В области наземных энергетических систем
центр ведет исследования и разработки ветровых
электроуста новок.
Проводится сравнительный анализ перспектив-
ных преобразователей тепловой энергии в элек-
трическую, в которых используется уголь или дру-
гие виды топлива, получаемые нз угля; изучаются
способы повышения эффективности электромоби-
лей, ведутся фундаментальные и поисковые иссле-
дования в области плазмы и магнитогидродинами-
ки.
Центр космических полетов (ЦКП) им. Мар-
шалла расположен на территории Редстоунского
арсенала армии США вблизи г. Хантсвилл (шт.
Алабама). Центр располагает разнообразным
экспериментальным оборудованием и состоит из
нескольких лабораторий. Он занимает территорию
736 га. принадлежащую Редстоунскому арсеналу.
В центре работают около 3800 служащих, его го-
довой бюджет составляет ~750 млн. долл.
ЦКП им. Маршалла несет ответственность за
работы по программе «Спейс Шаттл», по верхним
ступеням ракет-носителей, выводимым на орбиту
объектам, выводу в космос полезных нагрузок, бу-
дущим космическим системам.
В настоящее время около 50% объема работ
центра связано с программой МВКА «Спейс
Шаттл». Центр отвечает за создание основных
ЖРД, внешнего топливного бака, РДТТ, испыта-
ния силовой установки, статические и дпнамиче-
6
окне прочностные испытания компонентов конст-
рукции МВКА «Спейс Шаттл».
Помимо этого ЦКП руководит работами на
сборочном заводе в г. Манчуд и в Слайделлском
вычислительном центре, расположенном в 35 км
к северо-востоку от сборочного завода.
Вычислительный центр был передан NASA фе-
деральным управлением гражданской авиации
(FAA) и функционирует с 1962 г. Он занимает
территорию площадью 5,6 га, застроенную боль-
шими административными корпусами и строения-
ми вспомогательных служб.
ЦКП им. Маршалла является ведущей opiaini-
зацией NASA по разработке западноевропейской
космической лаборатории «Спсйслэб». Центр про-
водит консультации для европейского космическо-
го агентства (ESA), а также осуществляет проек-
тирование и поставку некоторого вспомогательного
оборудования. Центр несет ответственность за раз-
работку программ первых трех полетов орбиталь-
ной лаборатории и за комплексироваппе оборудо-
вания.
ЦКП руководит программой запусков на орби-
ту астрономических обсерваторий, предназначен-
ных для исследования источников рентгеновского
и гамма-излучения и космических лучей.
С помощью МВКА планируется выведение на
орбиту оптического телескопа для семикратного
расширения пределов исследований по сравнению
с наземными обсерваториями.
Центр работает и над рядом перспективных
проектов: исследуются энергетические установки
спутников, большие космические конструкции,
аппараты для выведения на орбиту тяжелых гру-
зов, орбитальные буксиры, электрические двигате-
ли, работающие на солнечной энергии.
Майчудский сборочный комплекс расположен в
пригороде г. Новый Орлеан, шт. Луизиана.
Комплекс занимает площадь ~330 га, на кото-
рой расположены 33 промышленных здания с пло-
щадью помещений 315 000 м2. Самый большой
корпус с системой кондиционирования имеет пло-
щадь ~ 180 000 м2 и высоту 12 м.
Руководство сборочным комплексом осуществ-
ляется ЦКП им. Маршалла. Основной программой
комплекса является разработка внешнего топлив-
ного бака .МВКА «Спейс Шаттл».
Национальная лаборатория космической техни-
ки. расположенная в шт. .Миссисипи примерно в
72 км к востоку от г. Новый Орлеан (шт. Луизиа-
на), была образована па основе Миссисипского
испытательного комплекса в 1974 г.
В лаборатории проводились испытания первый
и второй ступеней ракеты «Сатурн» V. В настоя-
щее время имеющиеся стенды используются для
испытаний основной силовой установки ВКС си-
стемы «Спейс Шаттл».
Лаборатория располагает производственным и
испытательным оборудованием. Общая площадь
территории 555 тыс. га, из которых ~53 тыс. га
принадлежит NASA, а остальные 502 тыс. га пред-
ставляют собой «буферную зону».
Уоллопский летно-испытательный центр (ЛИЦ)
расположен в 64 км к юго-востоку от г. Сейлисбе-
рп, шт. Мэриленд. Центр занимает площадь
2466 га и имеет три отдельные территории: основ-
ная база (733 га), стартовый комплекс па острове
Уоллопс (1233 га), участок на материке (44 га)
и зона в болотистой местности (456 га).
На острове Уоллопс размещены хранилище
ракет, бункеры, сборочные цехи и стартовые пло-
щадки. Имеются РЛС и оптические средства сле-
жения.
ЛИЦ осуществляет подготовку, сборку, запуск
и слежение за космическими аппаратами, получает
и обрабатывает информацию от них. Его обору-
дование и аппаратура используется в семи НИЦ
NASA, другими государственными организациями
и вузами, а также зарубежными научными учреж-
дениями.
В ЛИЦ собирается информация об атмосфере
Земли и околоземном пространстве. Центр исполь-
зует разнообразные ракеты от небольших метео-
рологических ракет до ракеты «Скаут» длиной
21,6 м, способной выводить исследовательские
спутники на орбиту.
Оборудование ЛИЦ используется для испыта-
ний элементов конструкции космических аппара-
тов, самолетов и вертолетов на ударные нагрузки
при посадке, замеров уровня шума, разработки
средств предупреждения столкновения, а также
лазерных и радиолокационных систем слежения
за самолетами и спутниками.
Центр осуществляет руководство несколькими
программами, по которым NASA, выполняя функ-
ции головной организации, сотрудничает с другими
федеральными агентствами.
Центр обеспечивает функционирование обору-
дования стационарных стартовых комплексов для
тяжелых ракет и мобильных для исследователь-
ских ракет.
ЛИЦ отвечает за реализацию части нацио-
нальной программы запусков исследовательских
ракет (National Sounding Rocket Program), взаи-
модействуя co многими научно-исследовательскими
центрами, университетами и международными
организациями.
Западный испытательный полигон КЦ им. Кен-
неди расположен на базе ВВС Ваидсрберг в
~10 км к западу от г. Ломпок (шт. Калифорния).
Полигон располагает инженерным корпусом, мои
тажными площадками, аппаратурой по приему
данных с космических аппаратов и стартовым ком-
плексом для запуска ракет «Дельта».
На полигоне осуществляются сборка, испыта-
ния, предполетный контроль и запуск космических
аппаратов с помощью ракет «Дельта».
Уайтсэндский испытательный комплекс распо-
ложен в г. Лас-Крусес (шт. Ныо-Мексико) на
западной границе армейского ракетного полигона.
Комплекс, располагающий территорией ~22 000 га,
был создан для испытаний силовой и энергетиче-
ской установок аппарата «Аполлон». Полигон рас-
полагает пятью стендами для испытаний ракетных
двигателей, размещенными на двух различных
площадках. Имеется оборудование для аналити-
ческих и экспериментальных исследований, в ча-
стности стенды для испытаний материалов, иссле-
дований причин отказов, проверки электронных
систем и т. д.
По программе МВКА «Спейс Шаттл» осуще.
ствляются испытания ею силовой установки и
энергетической системы, а также испытания мате-
риалов [9].
7
ПЛАНИРОВАНИЕ И ФИНАНСИРОВАНИЕ РАБОТ
Ежегодно в NASA составляются планы на
очередной финансовый год н осуществляется дол-
госрочное планирование работ на ближайшее пя-
тилетие.
Разработка планов NASA на будущий финан-
совый год производится директором и штаб-квар-
тирой NASA па основе директив, полученных от
национального совета безопасности, объединенно-
го комитета начальников штабов и рекомендаций
президента США. Детализация планов осуще-
ствляется в исследовательских центрах NASA,
после чего планы и проект бюджета представ-
ляются техническим комиссиям NASA, утверж-
даются директором и направляются в центральное
бюджетное управление, а затем президенту США.
Последний передает их для обсуждения в различ-
ных комиссиях палаты представителен и сената.
После прохождения согласительной комиссии бюд-
жет утверждается президентом {10].
В течение ряда лет бюджет NASA считается
недостаточным для выполнения поставленных
перед этой организацией задач. В частности, при
обсуждении в конце 1979 г. очередного пятилетне-
го плана совещательный совет NASA отметил не-
обходимость увеличения ежегодных ассигнований
на авиационные программы до ~1 млрд. долл, (по
курсу 1980 г.), т. с. почти вдвое по сравнению с
современным уровнем. Отмечается, что современ-
ные программы NASA не обеспечивают лидирую-
щего положения США в области авиации. В свя-
зи с уменьшением ассигнований на НИОКР почти
вдвое за последние два десятилетия и расшире-
нием работ военной ориентации высказываются
сомнения в способности N/XSA обеспечить надеж-
ные позиции США .в области гражданской авиа-
ции. Совет отметил, что коммерческий успех
западноевропейских самолетов А-300 и увеличение
сбыта вертолетов и самолетов для авиалиний
малой протяженности, выпускаемых некоторыми
странами, объясняется, по крайней мере, частич-
но расширением НИОКР в условиях тесного со-
трудничества между авиапромышленностью и пра-
вительствами этих стран при разработке авиа-
ционной техники (II].
ПЯТИЛЕТНИЙ ПЛАН
НА 1979-1983 ФИНАНСОВЫЕ ГОДЫ
Попытка долгосрочного планирования работ
NASA была предпринята в 1974 г., когда две груп-
пы специалистов начали анализ потребности США
в области авиационной и космической техники н
возможностей удовлетворения этих потребностей.
Результаты этого анализа вместе с другими ис-
следованиями такого рода и слушаниями в кон-
грессе составили базу для выработки долгосроч-
ных планов НИОКР NASA. В феврале 1977 г. был
опубликован доклад о пятилетием плане NASA
на 1978—1982 ф. годы.
В мае 1978 г. была завершена разработка пла-
на на 1979—1983 гг. Этим планом предусматри-
валось, что в ближайшие годы NASA сосредоточит
свои усилия на программе <Спсйс Шаттл», приме
нении космической техники для решения глобаль-
ных хозяйственных задач, дальнейшем развитии
космических исследований.
Поскольку в пятилетний план включены только
тс программы научных исследований и разработок,
решение о проведении работ по которым уже при-
нято. он не отражает полной потребности в ассиг-
нованиях на научные исследования н разработку,
особенно на последние годы пятилетнего периода.
В течение I979 г. продолжалась работа над тема-
тическим планом NASA на 1980 1984 гг., который
послужил основой для формирования годового
плана на 1980 ф. г. и отражает дополнительную
потребность в ассигнованиях на 1980 1984 гг. с
учетом новых программ, начинаемых в 1980 ф. г.
Распределение ассигнований на программы
1979—1983 гг. показано в табл. 1. а планы иссле-
дований по различным темам — на рис. 2—9.
{ суммарны** atClilHOHUIIIIM; - Ч’ИЧаПЧЫ С ВЫСОКИМИ .IClHhlMH ДЯН
пым’н: < авиация общего назначения: J—самолеты со сверхзв) к овин
крейсерской скоростью и двигатели изменяемою цикла; j cimuwm
КВГ1; '• исртолсты и комбинированные летательные аппараты ооль-
шой грулоподье.миостн: 7 транспортные самолеты для коротких .«пи
линий: tf-дополнительные исследования общего характера; 9 само-
леты с обычными взлетом и посадкой. энергетически эффективные
транспортные самолегы; /О—-второй этап программы разработки сп
стсм УПС. И суммарные ассигнования на текущие программы.
12 самолеты г высокими летными данными: /3—авиация общею
назначения: И самолеты со сверхзвуковой крейсерской ч’коростью
н гмперзвуновые аппараты; /.»—самолеты ВВП; 16 иерюлегы; Т7—
транспортные самолеты Для коротких аапалпннй; /3- исследования
общего характера
Рис 2. Динамика головых ассигнований на исследования
NASA н области авиации (по курсу 1979 г.)
Ближайшие и перспективные цели пятилетнего
плана научных исследований и разработок в об-
ласти авнапнн ориентированы на решение следую-
щих технических задач:
создание более безопасных, эффективных воз-
душных транспортных систем, отвечающих теку-
щим и будущим потребностям страны, с умень-
шенными расходом топлива и степенью воздейст-
вия на окружающую среду;
сохранение позиций США на мировом рынке
авиационной техники;
обеспечение технического превосходства совре-
менных и перспективных военных летательных
аппаратов.
При формировании пятилетнего плана научных
исследований и разработок в области авиации ис-
8
Табл и ц а 5
Ассигнования на программы NASA
в 1978-1983 гг. (млн. долл.»
Основные направления работ	Финансовые годы					
	1978	11979 । 1980		1981	| 1982	| 1983
НИОКР						
Программа	«Спейс Шаттл»	1349	1439	1150	770	443	237
Программа космиче- ских полетов	268	312	561	747	682	677
Программа использо- вания ракет-носителей одноразового применения	135	77	65	58	23	14
Программа	физиче- ских и астрономических исследований	224	286	367	ill	39Э	380
Программа исследо- ваний Луны н планет Солнечной системы	147	187	2)0	154	ПО	99
Программа биологиче- ских исследований	33	41	4!	42	42	42
Программа практичес- кого использования кос- моса	235	274	275	216	159	136
Программа использова- ния технических дости- жений в различных сфе- рах хозяйственной дея- тельности	9	9	9	9	9	9
Исследования н разра- ботки в области авиации	228	264	263	234	194	151
Исследования и разра- ботки в области косми- ческой техники	98	108	Г25	128	126	114
Исследования н обла- сти энергетики	8	3	3	3	3	3
Программа слежения за космическими объек- тами. сбора и обработки информации	278	305	355	404	360	37]
ИТОГО 		3012	3305	3424	3176	2541	2233
Развитие эксперимен- тальной и производствен- ной базы	162	153	192	НО	85	80
А д м и н и стратнвио- управленческие расходы	890	914	914	914	914	914
ВСЕГО ....	4064	4372	4530	4200	3540	3227
пользовались следующие фундаментальные пред-
положения:
объем пассажирских и грузовых воздушных
перевозок непрерывно будет расти (к 2000 г. уро-
вень 1978 г. будет превзойден в 3—4 раза), созда-
вая потребность в новых типах пассажирских са-
молетов различного класса и в грузовых самоле-
тах большой грузоподъемности;
хотя энергетический кризис не будет преодолен,
авиакомпании в следующем столетии смогут при-
обретать керосин по соответствующим ценам;
влияние авиации на окружающую среду будет
находиться под контролем государственных орга-
низаций;
расширение применения вертолетов, самолетов
авиации общего назначения (АОП) и грузовых са-
молетов будет опережать рост пассажирских авиа-
перевозок;
уникальные характеристики сверхзвуковых са-
молетов. а также самолетов ВВП и КВП и скры-
тые пока потребности в самолетах такого типа
могут в будущем сделать необходимой их разра-
ботку для военных и гражданских целей;
Финансовые годы
с—достижение технической готовности; А на-
чало разработки опытных или экеперпмечтать
пых образцов
/ — улучшение компонентов двигателей; II — вы-
сокоэкономичный двигатель: III — усовершенст-
повинные ТВД <1-й этап); IV транспортный
самолет с высокой энергетической эффектив-
ностью; V — основные конструкции из компози-
ционных материалов; VI— системы УПС (1-й
этап); VII — исследования самолетов с обычным
взлетом II посадкой; 17/Г — системы УПС (2-й
этап); /.V — усовершенствованные ТВД (2-й этап);
А улучшение компонентой двигателей; XI си-
стемы УПС (.3-й этап). XII— усовершенствован-
ные ТВД (3-й этап): XIII — экспериментальная
программа изучения перспективных систем управ-
ления; А'/Г — изучение проблем эксплуатации
летательных аппаратов и повышения безопас-
ности полетов; XV— исследопапия перспектив
них грузовых самолетов; XV/ — разработка гон-
дол с удлиненным каналом внешнего контура;
XVII- прочие исследования н разработки,
/—неосновные конструкции из композиционных
материалов; 2—небольшие основные конструкции
из композиционных материалов; 3 комплексные
методы разработки авиационно-космических
проектов; /—разработка огнестойких матсриа
лов; J -комплексная система управления; 6
цифрован элекгродиетанц||о11иа>1 система управ-
ления: 7 методы эксплуатации и зоне аэропор-
та; К цифровые системы обеспечении полетов
в зоне аэропорта; S методы уменьшения эмис-
сии вредных продуктов сгорания в стратосферу;
/О—расширение спецификации топлив: //—про-
граммы для расчета динамики конструкции дни
газелей
Рис. 3. График исследовательских работ
по самолетам с обычным взлетом и посад-
кой к программе повышения энергетической
эффективности самолетов
NASA по-прежнему в своей работе будет опи-
раться на помощь фирм-разработчиков и изгото-
вителей авиационной техники, ее заказчиков, кон-
тролирующих организаций и министерства оборо-
ны США.
Пятилетним планом предусмотрен непрерывный
рост объемов основополагающих исследований,
направленных на повышение научно-технического
9
Финансовые еоды
спадание onuiiinro обрати. а начало >гпмганнЛ
I исследования и разработка методов увеличения подъемном силы
с помощью силовой установки; II экспериментальное изучение
проблем эксплуатации: ' III разработка экспериментального .цинга
тел» QCSF.E: IV- разработка малошумиоги экспериментального
пассажирского самолета небольшой дальности mi.ieia QSRA; I
экспернментальвые исследовании опытного поении транспор 01 сн о
молel а КИП AM ST; 17 исследовании техники легких трвнепортных
самолетов
Рис I. График исследовательских работ по транспортным
самолетам для авиалиний малой протяженности
С» создание опытных образцом; 4 начало разработки опытных образцов:
t завершение испытаний
I исследования и разработка винтокрылых аппаратов (а -уродинам пчеек и v
пнофилн. песта цилиарное обтекли нс. моделирование двигательных установок!;
И нсслсдоннипя и разработка перспективных систем несущих винтив;
Ш iKA-ie,UHiatiiiii !-•.: 1 .-и i 1 ЫХ i paiiCMiicoiH. I НСИЫТЯНИЯ ЖСПСрНМеП
твльных аппаратов RSRA в TRRA. Г исследования перс пек тинных силовых
установок вертолетов; 17 разработка и опенка конструкции несущих инн
тон: VII разработка перспективных вертолетных конструкций: 17// раз
работка аппаратом большой грузоподъемности
Рис. 5. График работ в области вертолетов и гибридных
аппаратов большой грузоподъемности, частично использующих
аэростатическую подъемную силу
Финансобок годы
I исследования аэродинамики режимов излета в иск ал к и н динамики
полета (нсс.тсловання в аэродинамических трубах и ни пилотажных
стендах); // исследован и я и разработка силовых установок (исследи
маним компонентов и акустических характеристик): Hi разработка кон
ценний самолетов ВВП типа 1 hi селсловапня в аэродинамических тру
бах и на пилотажных стендах); IV исследования и разработки систем
управления полетом для самолетов ВВП; Г -объединение силовой уста
нивки и планера еа моле юн ВВП; 17 техника силовых установок само
летая ВВП
Риг 6 График исследований самолетов ВВП
иктижсиис технической гитонностп; А — начало
разработки опытных образцгш
/ нес. I едокамия проблем обеспечения сверхзвукового крейсер
< кого режима полета; П испытания компонентов ДИЦ.
Ill испытания экспериментального самолета VF 12; IV несло
лопания гнперзвуконых летательных аппаратов; V совершенство
панне техники самолетов си сверх звуковым крейсерским режимом
полета,- 17 испытания систем си.юлой установки с ДИЦ;
VII экспериментальные исследования ДНИ
/ завершение четпертого этапа системного анализа; 2 изготов
н*нне и испытания крупномасштабных компонентов конструкции;
.У предвари тельные испытания соосных сопл для определения
уровня шума; 4 испытания ибьедннепной системы \правления
полетом, воздухозаборниками н двигателями; • исследования
пзлммолеIIст пня планера и силопоп установки; а испытания экспе
рм ментальных двигателей фирм Прагт-Уитпм и Джен ера л Электрик
Рнс. 7. График исследований в области самолетов
со сверх звуковой крейсерской скоростью
и гиперзвуковых аппаратов
10
о —достижение технической готовности:
А—начало разработки опытных обраток
/- исслсдовиннн техники	I1 (профили
оборудование, исследования взаимодействия человек машина,
режимы сваливания и штопора); П разработка ГТД и воз
душных пиитов для самолетов малой авиации; Ш летные
it . inn пило та ж но плвиглцнониой аппаратуры; /I' методы
повыше-11 и н	интенсивности использования самолетов АОН
/—изучение методов уменьшения лобового сопротивления;
2—экспериментальные исследования перспективной пнлотажно
навигационной аппаратуры; 3—разработка проектных критсрисн
для повышения сопротивляемости самолета к сна ли манию и
штопору; / наземные испытания малому много ТРДД QCGAT
с малым выбросом загрязняющих веществ
Риг 8 График работ по авиации общего назначения
потенциала, особенно в области развития вычисли-
тельных средств, снижения уровня шума и выбро-
са вредных продуктов сгорания в атмосферу, сило-
вых установок и топлив, экспериментальных иссле-
дований и в том числе испытаний в аэродинами-
ческих трубах при больших числах Re.
В соответствии с пятилетиям планом будут
продолжены исследования и разработки самоле-
тов с обычным взлетом и посадкой. Это направле-
ние работ охватывает программы исследований и
разработок высокоэкономичных двигателей, энер-
гетически эффективных транспортных самолетов,
самолетов с усовершенствованными ТВЦ, систем
ламннаризацин обтекания, развития методов на-
земных испытаний конструкций из композицион-
ных материалов и т. д. Особый акцент будет
сделан на проблемах безопасности эксплуатации
самолетов с обычным взлетом и посадкой и осо-
бых требованиях, предъявляемых к конструкции
перспективного грузового самолета. Ожидается,
что к концу рассматриваемого пятилетнего перио-
да исследования эксплуатационных проблем и
безопасности полетов приобретут первостепенное
значение, а исследовательские работы по грузово-
му самолету приведут к началу интенсивной про-
граммы его разработки в следующем пятилетии.
Пятилетним планом предусматривается завер-
шение летных исследований экспериментального
самолета для авиалиний малой протяженности
QSRA (Quiet Short-Haul Research Aircraft) и,
возможно, опытных военно-транспортных самоле-
тов КВП, разработанных по программе ВВС
AMST (Advanced Medium STOL Transport).
В области вертолетостроения и исследований
винтокрылых летательных аппаратов большой
грузоподъемности будут проводиться летные испы-
тания экспериментальных аппаратов по програм-
мам RSRA (Rotor Systems Research Aircraft) и
TRRA (Tilt Rotor Research Aircraft), исследо-
вания и разработка перспективных несущих вин-
/— теоретические и экспериментальные исследования са-
молетов с высокими летными данными (объединение си-
ловой установки с планером, согласование поздухозлбор
инка и сопла); // работы по объединению планера И
силовой установки самолета F 15; /// — программа HiMAT;
IV — летный эксперимент
Рис. 9. Планы работ по самолетам
с высокими летными данными
тов, конструкций, двигателей, редукторов и транс-
миссий, управляющих и пилотажно-навигационных
систем. Целью этих исследований является расши-
рение применения гражданских вертолетов и
укрепление позиций США на мировом рынке.
Кроме того, предусматривается создание экспери-
ментального гибридного аппарата большой грузо-
подъемности, частично использующего аэростати-
ческую подъемную силу, для проведения летных
экспериментов флотом США.
В области самолетов ВВП военного и граждан-
ского назначений предусматривается проведение
исследований, направленных на создание научно-
технического потенциала, особенно в области
аэродинамики, силовых установок, взаимосвя-
зи аэродинамических и газодинамических эффек-
тов и моделирования режимов'полета.
В области самолетов со сверхзвуковым крей-
серским режимом будут продолжены разработка
двигателей изменяемого цикла (ДИЦ), постройка
экспериментальных двигателей, а также исследо-
вания аэродинамики, прочности и принципов объе-
динения систем, которые позволят создать пер-
спективный СПС, удовлетворяющий экономиче-
ским требованиям и ограничениям, касающимся
воздействия на окружающую среду. В конце пя-
тилетнего периода считалось возможным начало
постройки небольшого экспериментального сверх-
звукового самолета для решения ряда проблем,
связанных с созданием будущих военных и граж-
данских сверхзвуковых самолетов.
Исследования гиперзвуковых летательных аппа-
ратов будут проводиться на ограниченном уровне
вплоть до разработки программы летного экспери-
мента.
В области АОН предусматривается расширение
НИОКР в области аэродинамики, разработки про-
стых и дешевых пилотажно-павнгапнонных прибо-
ров, проблем сваливания и штопора, безопасности
полета, воздушных винтов, небольших ГТД и
оборудования для авнахимичсских работ.
В области самолетов с высокими летными дан-
ными будут продолжены аналитические исследова-
ния и эксперименты, имеющие целью создание
научно-технического потенциала для улучшения
характеристик, маневренности и объединения си-
11
стсм управления полетом высокоманевренным
истребителем и его вооружением. Для проведения
экспериментальных исследований будут использо-
ваться как самолеты, так и беспилотные летатель-
ные аппараты с дистанционным управлением.
Основные направления НИОКР NASA по авиа-
ционной тематике в 1979 1983 ф. годах представ-
лены на рис. 2. К важнейшим программам науч-
ных исследований и разработок, начинаемым в
указанный период, относятся:
1979 ф. г. Второй этап программы разработки
систем УПС.
1980 ф. г. Второй этап программы исследова-
ний перспективных ТВД.
Экспериментальная программа раз-
работки перспективных систем
управления летательными аппара-
тами.
Разработка перспективных методов
эксплуатации летательных аппара-
тов и обеспечения безопасности по-
летов.
Изучение техники легких транс-
портных самолетов.
Разработка силовых установок и
совершенствование методов приме-
нения перспективных вертолетов.
Изучение техники самолетов ВВП.
Исследования самолетов со сверх-
звуковым режимом полета и ДИЦ.
Исследования и разработка ГТД
воздушных винтов для самолетов
АОН.
1981 ф. г. Программа совершенствования ком-
понентов авиационных двигателей.
Программа уменьшения эмиссии
вредных продуктов сгорания при
крейсерском полете в стратосфере.
Исследования перспективных гру-
зовых самолетов.
Программа исследований несущих
воздушных винтов.
Исследования и разработка гибрид-
ных летательных аппаратов боль-
шой грузоподъемности, частично
использующих аэростатическую
подъемную силу.
Летные исследования пилотажно-
навигационной аппаратуры самоле-
тов АОП.
Программа расширения возможно-
сти использования АОП.
Дополнительные основополагаю-
щие исследования.
1982 ф. г. Третий этап программы разработки
систем УПС.
Динамические исследования авиа-
ционных двигателей.
Разработка гондол ТРДД с удли-
ненным каналом внешнего контура.
Разработка конструкций перспек-
тивных вертолетов.
1983 ф. г. Третий этап программы разработки
усовершенствованных ТВД.
Изучение техники перспективных
грузовых самолетов.
Разработка турбин ГТД нз кера-
мических материалов.
Разработка экспериментального
ДИЦ.
Изменение расходов NASA и их доли в общем
федеральном бюджете США показано в табл. 2.
Т а б л и и а 2
Динамика федерального бюджета и бюджета
NASA [3, 6|
Финансо- вые голы	Федеральный бюджет, млрд. долл.	Бюджет NASA	
		млрд. долл.	% федераль- ного бюджета
1961	110,428	0,961	0.87
1962	118.814	1,825	1,54
1963	130,885	3,674	2,81
1964	132,636	6,100	3.85
1965	138,610	5,250	3,79
1966	163,127	5,175	3,17
1967	182.562	4,968	2.72
1968	190,649	4.589	2,41
1969	196,167	3.995	2,01
1970	212,973	3.749	1.76
1971	230,400	3.312	1,40
1972	248,097	З.ЗЮ	1,33
1973	276,417	3,408	1.23
1974	313.861	3,040	0,97
1975	412,099	3,231	0,78
1976	415.336	3,550	0,85
1976			
(V1I-IX)*	91,409	0,932	1,02
1977	465.231	3.818	0,82
1978	501,500	4,063	0,81
1979**	559.658	4,350	0.70
1980**	615,526	4,725	0,77
* Переходный период, снизанный с измененном 1<<)чвлл отгчетп
финаненпого года (перенос с I ИЮЛЯ на I октября)
Предвари тельные данные.
Несмотря на сокращение ассигнований на про-
граммы NASA по сравнению с 1964—1966 гг., ког-
да бюджет NASA достигал почти 4% федераль-
ного бюджета США, финансирование этой органи-
зации остается и в настоящее время существенной
статьей расхода федерального бюджета США. На-
чиная с 1975 г. наметилась устойчивая тенденция
к росту годовых объемов финансирования NASA,
хотя его темпы несколько отстают от темпов ро-
ста федерального бюджета США.
Для проведения научных исследований по ряду
программ NASA привлекает вузы (университеты,
институты и колледжи).
12
В табл. 3 приведено распределение бюджета
NASA на 1979 ф. г. между промышленными фир-
мами. вузами, некоммерческими и другими орга-
низациями [3].
Таблица 3
Распределение расходов NASA
	% ГОДОВОГО бюджета
Промышленные фирмы	63,0
Университеты и вузы	2,9
Некоммерческие организации	0.8
Научно-исследовательские центры, фи наненруемые из федерального бюджета	3.1
Прочие организации	30,2
ОСОБЕННОСТИ БЮДЖЕТОВ NASA
НА 1979 и 1980 ФИНАНСОВЫЕ ГОДЫ
Бюджеты на 1979 и 1980 ф. годы (проект)
представлены в табл. 4 (вследствие коррекции
программ и внесенных при обсуждении бюджетов
поправок цифры отличаются от данных проекта
пятилетнего плана, приведенных в табл. 1) [3, 12].
В 1979 ф. г. в NASA работало 22 831 человек.
Расходы на содержание штата работающих со-
ставляли 695,1 млн. долл. Из-за бюджетных огра-
ничений в 1980 ф. г. штаты могут быть сокращены
до 22 563 человек (13].
На 1980 ф. г. NASA запросило 4,9 млрд. долл.,
но административно-бюджетное управление умень-
шило запрос до 4.725 млрд. долл. (табл. 4).
Согласно заявлению директора NASA, «Проект
бюджета 1980 ф. г. составлен в рамках полити-
ки президента в области гражданского использо-
вания космического пространства и в соответствии
с антиинфляционной программой правительства
с се необходимыми строгими финансовыми огра-
ничениями» [14].
В 1980 ф. г. NASA не запланировало начать пн
одной новой программы (второй случай в истории
NASA). Руководство NASA обеспокоено тем, что
недостаточное финансирование может заставить
в следующие два или три года отказаться от нача-
ла некоторых программ [15].
Наивысший приоритет был отдан программе
«Спейс Шаттл».
На космические науки запрашивалось на
100 млн. долл, (на 20%) больше, чем в 1979 ф. г.
Особый упор делался на исследования планет и
изучение взаимодействия между Землей и Солн-
цем.
Расходы на авиационные исследования возрос-
ли с 264 млн. долл, в 1979 ф. г. до 300 млн. долл,
в 1980 ф. г„ однако это связано с запланирован-
ным ранее увеличением расходов на программу
повышения энергетической эффективности транс-
портных самолетов. Будут продолжены работы ио
программам, направленным на улучшение летных
характеристик самолетов, повышение их энергети-
ческой эффективности и снижение уровня шума и
выброса загрязняющих атмосферу продуктов сго-
рания двигателей [13. 14].
З-.ТИ* №11 12
Таблица 4
Бюджет NASA в 1979 и 1980 ф. гг. (млн. долл.) (6, 12]
Статьи расхода	1979 ф. г.	1980 ф. г.
Космические транспортные системы	2009.5	1904,0
Программа «Спейс Шаттл»	1628,3	1366,0
Программа космических полетов	309.7	467,3
Ра кеты-носители	71.5	70,7
Космические науки	505.4	601,6
Физические и астрономические исследования	282,9	337,5
1 (сследовання Луны и планет Солнечной системы	182,4	220,2
Биологические исследования	40.1	43,9
Прикладные космические и на земные программы	283,9	344,4
Прикладные космические системы	274,8	332,3
Использование технических дости- жений в других сферах	0.1	12,1
Авиационная и космическая тех- ника	376,4	419,7
Исследования и разработки и области авиации	264,1	300,3
Исследования и разработки в области космической техники	107,3	116,4
Энергетические системы	5.0	3,0
Системы слежения за космически- ми объектами и сбора информации	302,0	332,8
Общие затраты на НИОКР	3477.2*	3602,5
Развитие экспериментальной и производственной базы	147,5	157,6
Административно-управленческие расходы	941,469**	964,9
Итого........................... 4566,169	। 4725,0
* В ключ а 11 ожидаемые дополнительные ассигнования на програм-
му «СпеЛс Шаг гл» в размере 185 млн. долл.
*• Включая ожидаемые дополнительные ассигнования в размере
30.4<Ю млн долл, на октябрь 197» г.
В 1980 ф. г. на совершенствование экспе-
риментальной базы NASA запрашивалось
157,6 млн. долл., в том числе на модификацию
основных аэродинамических труб 45.9 млн. долл,
и 31,45 млн. долл, на строительство стартово-по-
садочных комплексов для МВКА «Спейс Шаттл»
116].
Основной программой NASA в настоящее вре-
мя является разработка МВКА «Спейс Шаттл».
Из-за ряда проблем плановый график этой про-
граммы неоднократно нарушался, в связи с чем
возникали трудности финансирования отдельных
направлений работ. Программа «Спейс Шаттл»
может служить иллюстрацией проблем, возникаю-
щих при реализации исключительно сложных тех-
нических проектов NASA [3, 13].
Структура затрат по годам на программу
«Спейс Шаттл» отражает технические трудности,
возникшие на заключительных стадиях разработки
МВКА. Отрицательные тенденции начали прояв-
ляться еще в 1976 г, В конце 1974 г. администра-
цией Форда было дано согласие на выделение в
1976 ф. г. на программу 1206 млн. долл. Увеличе-
13
ние фактических затрат на разработку основного
ЖРД SSME и внешнего топливного бака на 3,9
и 24,4% соответственно было сбалансировано сни-
жением расходов на исследования и разработку
воздушно-космического самолета (ВКС), РДТТ и
средств обеспечения старта и посадки. Если ис-
ключить расходы на средства обеспечения старта
и посадки, которые непосредственно не связаны с
самим МВКА «Спейс Шаттл», то запланированные
на 1976 ф. г. ассигнования в размере 1155 млн.
долл, были превышены только на 0,975 млн. долл.
(0,08%).
Начиная с 1977 ф. г. превышение запланиро-
ванных затрат на разработку основных компонен-
тов МВКА «Спейс Шаттл» достигло таких разме-
ров, что уже не могло быть скомпенсировано сни-
жением расходов на средства обеспечения старта
и посадки.
Вследствие возникших технических проблем
фактические расходы на разработку ВКС, ЖРД
SSME и внешнего топливного бака превзошли пла-
новые на 6,7; 21,5 и 32,2% соответственно. Сум-
марное превышение запланированных расходов на
94,7 млн. долл, было частично скомпенсировано
снижением затрат на ЖРД на 11,6 млн. долл.
(6%) и на средства обеспечения старта и посад-
ки на 28,1 млн. долл. (26,7%). Суммарные факти-
ческие затраты на МВКА (исключая средства
обеспечения старта н посадки) возросли с
1182,9 млн. долл, до 1266,0 млн. долл, (на 7%).
В 1978 ф. г. NASA продолжало политику пере-
распределения финансовых средств и уменьшения
ассигнований на работы, не являющиеся критиче-
скими для реализации программы. Для оплаты
из бюджета 1977 ф. г. производственных заказов
на детали ВКС с длительным циклом изготовления
было выделено 141,7 млн. долл. Из этой суммы
только 70% были израсходованы на оплату зака-
зов 1977 ф. г., а 30% пошли на компенсацию удо-
рожания других работ в 1978 ф. г. Это позволило
сбалансировать фактические расходы с плановым
бюджетом.
В 1978 ф. г. NASA пришлось решать проблемы
увеличения веса орбитального аппарата и разра-
ботки системы теплозащиты. Разработка ЖРД
шла достаточно успешно, что нашло отражение в
снижении затрат на 22,5 млн. долл. (10,2%).
К концу 1978 ф. г. общие затраты NASA на иссле-
дования и разработку по программе «Спейс
Шаттл» возросли почти на 124,5 млн. долл, по
сравнению с первоначальными планами и состави-
ли 1203,5 млн. долл., т. е. фактические затраты
оказались на 11,5% выше.
В целом за 1976—1978 ф. г„ включая переход-
ный квартал, расходы по программе оказались
на 205,6 млн. долл, выше, чем намечалось
(3717,0 млн. долл ). В процентном отношении это
соответствовало увеличению на 5,53%.
По предварительным оценкам, которые следует
рассматривать скорее как заниженные, чем завы-
шенные, в 1979 ф. г. ожидалось значительное пре-
вышение фактических затрат по сравнению с пла-
новыми. Всего на разработку транспортного аппа-
рата «Спейс Шаттл» предполагалось израсходо-
вать в 1979 ф. г. 857.2 млн. долл. Однако затраты
на разработку орбитального аппарата оказались
выше на 118,4 млн. долл. (22%). Кроме того, рас-
ходы на разработку твердотопливных ускорителей
превышены на 36,7 млн. долл. (58%) и наружного
топливного бака — на 27,1 млн. долл. (34%).
Одновременно расходы на основную двигательную
Таблица 5
Распределение затрат на программу .Спейс Шаттл* по финансовым годам							
	'970-1976	Переход- ный период	1977	1978	1979**	1980*’	Всего**
ВКС	2019.697	216,3	899,4	813,06	654.9	283,4	4886,757
ЖРД SSME	404,05	37,9	182.2	197,4	161,4	110,6	1093,55
РДТТ	95,41	20,4	100,4	104,998	100.2	57,5	478,908
Внешний топливный бак	134,34	26,0	84,0	88,03	107,6	59,8	499,77
Средства обеспечения старта и посадки	65,126	20.4	77.1	104,012	146,2	99,2	512,038
Технология	44.652	—	—	—		—	44,652
Поисковые исследова- ния	13.8	—	—	—	—	—	13.8
Всего на исследования и разработку	2777.075	321.0	1343,1	1307,5	1170,3	610,5	7529.475
Всего на промышлен- ное строительство и соз дайне оснастки	228,42	—	41,035	71.29	31,07	35,7	407,515
Итого	3096.495*	321.0	1381,135	1378,79	1201,37	646,2	8027,99
Производство	—	—	70,0	41,7	458,0	755,5	1325,2
Всего	3096.495	321.0	1454,135	1420,49	1659.37	1401.7	9353.19
• Включая 91 млн. долл, дополнительных расходов.
Предвари тельные данные.
14
установку оказались меньше на 15,3 млн. долл.,
что снизило общий перерасход до 166,9 млн. долл.
Вследствие сокращения расходов на средства
обеспечения старта и посадки в предыдущие годы
в 1979 ф. г. ожидалось превышение этих затрат
на 18,1 млн. долл, по сравнению с планом.
В целом за пять плановых периодов с 1976 ф. г.
по 1979 ф. г. (с учетом переходного квартала)
превышение затрат на исследования и разработку
МВКА «Спейс Шаттл» составило 372,5 млн. долл,
и имеет явную тенденцию к росту: 0,08; 0,2; 7; 11,5
и 19,5% соответственно. К концу 1979 ф. г. на
исследования и разработку аппарата «Спейс
Шаттл» NASA израсходовано 6918,975 млн. долл.
В табл. 5 приведена структура затрат на програм-
му «Спейс Шаттл» по годам. Из-за финансовых
ограничений NASA было вынуждено отказаться
от использования ВКС OV-101 («Энтерпрайз»)
в качестве второго аппарата для полетов в космос
(в 1977 г. этот ВКС использовался в программе
ALT — отработка посадки после сброса с самоле-
та-носителя Боинг 747).
Обеспечение ВКС OV-101 летной годности
стоило бы 60 млн. долл. Вместо этого NASA при-
няло решение использовать детали аппарата
OV-101 для доработки ВКС STA-099, ранее пред-
назначавшегося только для прочностных испы-
таний.
Вначале предполагалось использовать на
ВКС STA-099 герметизированные кабину и отсеки
экипажа ВКС OV-10I. Но позднее от этой идеи
отказались, и программа прочностных испытаний
была изменена с уменьшением максимальной на-
грузки на ВКС STA-099 со 140 до 120% расчетной
нагрузки.
В соответствии с планами первый летный ВКС
VO-I02 («Колумбия») планировалось построить
во втором квартале 1979 г., второй ВКС STA-099
(«Челленджер) в феврале 1981 г„ третий ВКС
OV-103 («Дискавери») — в сентябре 1982 г, и
четвертый ВКС OV-104 («Атлантис»)—в сентяб-
ре 1983 г. Первоначально намечалось, что в сен-
тябре 1984 г. будет построен пятый ВКС, но из-за
ограниченности средств он был исключен из плана.
По данным NASA, создание парка из четырех
ВКС МВКА «Спейс Шаттл» к концу 1984 ф. г.
стоило бы 2522 млн. долл, в'ценах 1979 г. (из
этой суммы 220 млн. долл., первоначально запла-
нированные на работы по пятому ВКС, теперь
пойдут на оплату постройки первых четырех ВКС).
В случае создания пяти ВКС затраты увеличились
бы всего на 265 млн. долл, и достигли бы
2787 млн. долл.
NASA считает, что сокращение числа ВКС до
четырех приведет к снижению экономической эф-
фективности программы орбитальных операций в
1980 1991 гг. Из-за необходимости использования
ракет-носителей дополнительные затраты могут
составить 4300 млн. долл. Столь большие размеры
дополнительных затрат объясняются необходи-
мостью создания выводимых на орбиту объектов,
приспособленных как к аппаратам «Спейс Шаттл»,
так и к одноразовым ракетам-носителям. Выра-
жаются сомнения, что министерство обороны США
сможет с помощью системы «Спейс Шаттл» обес-
печить вывод всех своих запланированных косми-
ческих объектов после 1985 г.
После рассмотрения в комиссии сената всех
аргументов было решено выделить на 1979 ф. г.
4 млн. долл, на изготовление деталей с длитель-
ным циклом производства для пятого ВКС, а
окончательное решение о его постройке принять
в 1981 ф. г.
В последние месяцы 1978 г. технические труд-
ности разработки и испытаний ЖРД SSME резко
возросли. Вслед за доработками турбонасосного
агрегата, отказавшего в начале 1978 г., в декабре
при испытаниях ЖРД произошла авария кисло-
родного насоса, в результате чего дата первого
полета была перенесена на 9 ноября 1979 г. Испы-
тания доработанных агрегатов ЖРД были начаты
на месяц позже, чем намечалось. В результате
летные образцы двигателей не могли быть дос-
тавлены в КЦ им. Кеннеди раньше мая 1979 г.
ВКС OV-102 был доставлен в КЦ в марте
1979 г., но с неполностью установленными тепло-
защитными плитками. Как выяснилось, установка
теплозащитных плиток требует значительно боль-
ше трудозатрат, чем ожидали специалисты фирмы
Рокуэлл.
В программу производства были также внесе-
ны изменения в связи с началом полетов ВКС:
«Колумбия» -ноябрь 1979 г., «Челленджер» —
сентябрь 1981 г., «Дискавери»—декабрь 1982 г.,
«Атлантис» — декабрь 1983 г.
Пятый ВКС OV-105 мог бы быть готов к по-
летам в конце 1984 г. Одной из причин установле-
ния поздних сроков ввода в эксплуатацию ВКС
является частичное использование на НИОКР
средств, предназначенных для производства [12].
В 1979 ф. г. в связи с непредвиденными про-
блемами при реализации программы «Спейс
Шаттл» NASA испытывало большие финансовые
трудности. Для хотя бы частичного восстановле-
ния запланированного графика работ NASA полу-
чило в 1979 ф. г. дополнительно 185 млн. долл.
В 1980 ф. г. основная часть бюджета NASA
направлялась на программу «Спейс Шаттл»
(1,366 млрд. долл.). Однако это не обеспечивало
решение всех проблем. В ноябре 1979 г. после
совещания с президентом Картером Фрош объя-
вил, что дополнительные ассигнования будут в
пределах 300—500 млн. долл. [17].
15
ОСНОВНЫЕ ТЕКУЩИЕ ПРОГРАММЫ
В настоящем разделе на примере планов
1979 ф. г. кратко сообщается об основных направ-
лениях деятельности NASA в области авиации
В 1980 ф. г. не было начато ни одной новой про-
граммы в указанной области, все работы лишь
перешли в очередную стадию, поэтому нижеизло-
женное дает достаточно полное представление
о современных исследованиях NASA.
НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЩЕГО ХАРАКТЕРА
К научным исследованиям общего характера
(generic research) относятся программы исследо-
вании широкого класса проблем в интересах раз-
личных типов летательных аппаратов. К важней-
шим программам относятся развитие численных
методов аэродинамики, разработка и изучение
свойств новых материалов, изучение методов сни-
жения уровней шума и загрязнения атмосферы
вредными продуктами сгорания, проблемы совер-
шенствования конструкции силовых установок,
разработка методов повышения аэродинамической
эффективности и прочности авиационных конструк-
ций, проблемы обеспечения безопасности полетов,
совершенствование бортового пилотажно-навига-
ционного оборудования и приборов, развитие
экспериментальных методов исследований [3].
Развитие численных методов аэродинамики
Прогресс в аэродинамике существенно зависит
от эффективности аналитических методов и воз-
можностей аэродинамических труб. Благодаря
успехам в развитии и применении ЭВМ значитель-
но возросла роль численных методов анализа.
Тем не менее аналитические и экспериментальные
средства аэродинамических исследований будут
дополнять друг друга по крайней мере еще 25 лет.
Развитие аэродинамики нельзя рассматривать в
отрыве от прогресса в области реактивных двига-
телей, авиационных конструкций и электронных
систем.
Ра}битие ЭВМ

100
С ВС 6600
ENJAC
/
CDC STAP	с
ILL1AC	3
б
Разбитие
численны*
петодоб

1940 Ы0 i960	2000
Годы
/—метол характеристик для плоского течения. 2—ли
неЛныП панельный метод для трехмерного течения: 3
конечно-разностный члршепый метод для трехмерного
течения: 4— метод релаксаций для околозвукового теме
ния; 5—метод переменных направлений для решения
уравнений Навье Стокса; в—моделирование турбулент-
ности; метод подгонки расчетной сетки в соответствии
г геометрией тела; методы параллельных расчетов
Рис. 10. Прогресс в методах и средствах
аэроди нам ичсского расчета
Численные методы аэродинамики являются
одним из наиболее перспективных средств авиа-
ционных исследований. На рис. 10 показаны
основные этапы развития численных методов
аэродинамики. Быстрый прогресс в этой области
обеспечивался одновременным совершенствованием
вычислительной техники и расчетных алгоритмов.
В 1960-х годах была создана ЭВМ CDC-6600.
значительно более мощная, чем ЭВМ F.NIAC.
Приблизительно в то же время были разработаны
линейные панельные методы расчета пространст-
венного обтекания невязким потоком тел сложных
дозвуковых и сверхзвуковых конфигураций. Для
анализа пространственного сверхзвукового обтека-
ния тел с затупленной передней кромкой и расчета
обтекания гнперзвукового самолета был разрабо-
тан конечно-разностный метод с временной асимп-
тотикой.
В начале 1970-х годов был создан метод ре-
лаксаций, что явилось существенным продвиже-
нием в развитии численных методов аэродинами-
ки. В то же время поступили на эксплуатацию
такие ЭВМ как STAR-100, ILLIAC-IV, GRAY-1 и
CDC-7600. ЭВМ STAR-100, например, выполняет
более 40 млн. операций в секунду. Большая
емкость запоминающих устройств и процессор, ра-
ботающий с векторными величинами, которые поз-
воляют сократить время счета на два порядка по
сравнению с более ранними ЭВМ. Это позволило
приступить к решению уравнения Навье—Стокса
для плоского течения.
Предполагается, что существующие высокие
темпы развития вычислительной техники сохранят-
ся и в 1980-х годах. Для решения уравнения
Навье —Стокса для пространственного течения по-
требуется дальнейшее развитие вычислительной
техники до уровня, которому будет соответствовать
предлагаемая специализированная ЭВМ для аэро-
динамических расчетов NASF (Numerical Aerody-
namic Simulation Facility). Эта ЭВМ должна вы-
полнять 10м операций в секунду с числами с пла-
вающей запятой при объеме памяти 40X10* слов.
К 2000 г., когда, согласно прогнозам, удастся осу-
ществить полное аналитическое моделирование
обтекания, может потребоваться еще более бы-
стродействующая вычислительная техника. ЭВМ,
создание которых ожидается через 10—15 лет, не
позволят полностью моделировать турбулентный
иоток, обтекающий тела сложной конфигурации.
Моделирование турбулентного потока будет со-
составлять ключевое направление исследований
в ближайшем будущем и потребует большого
объема экспериментальных работ и дальнейшего
совершенствования ЭВМ [18].
Численные методы аэродинамики достигли та-
кого уровня, при котором они стали рассматри-
ваться как существенное дополнение и средство
минимизации дорогостоящих и энергоемких испы-
таний в аэродинамических трубах при разработке
новых типов летательных аппаратов. Дальнейшее
развитие численных методов аэродинамики поз-
волит анализировать заданный спектр скоростей
и высот полета с точностью, определяемой воз-
можностями ЭВМ и соответствием математической
модели реальным физическим процессам. Запла-
16
пированные исследования NASA концентрируются
на проблеме расчета трехмерного вязкого срыв-
ного потока, который пока не поддается числен-
ному анализу. Целью этих исследований является
разработка программ для ЭВМ, позволяющих с
приемлемой точностью вычислять действующие на
летательный аппарат аэродинамические силы и
моменты при больших углах атаки. Считается, что
универсальные ЭВМ еще в течение по крайней
мере 20 лет не будут обладать возможностями, до-
статочными для решения таких задач, предпола-
гается использовать специализированные ЭВМ.
По контракту с NASA ряд фирм ведут предвари-
тельные исследования этой проблемы. В 1979 ф. г.
предполагалось принять решение о выделении
ассигнований для проектирования и изготовления
специального процессора для аэродинамических
расчетов.
Значительный прогресс достигнут в развитии
численных методов анализа параметров потока в
воздухозаборниках, вентиляторах, компрессорах,
турбинах и соплах. Использование этих методов
для оптимизации конструкции двигателей позво-
ляет значительно сократить длительность цикла их
разработки. Одновременно уменьшается расход
энергии и финансовые затраты на стендовые ис-
пытания разрабатываемых двигателей и их узлов.
Внутренний поток в двигателе более сложен
для математического моделирования по сравне-
нию с внешним аэродинамическим потоком, обте-
кающим самолет, в связи с более сильными эф-
фектами вязкости и большим числом ограничений.
Развитие методов расчета параметров потока в
воздухозаборнике и в сопле сконцентрировано на
задаче математического описания внутренних
сверхзвуковых, трансзвуковых и дозвуковых пото-
ков вязких газов. Намечено провести аналитиче-
ские исследования, подкрепленные экспериментами
с небольшими моделями, с целью определения
параметров потока в осесимметричном сверхзву-
ковом воздухозаборнике и дозвукового потока в
каналах с переменным поперечным сечением и
криволинейной осью.
Продолжалась разработка комплексных про-
грамм, предназначенных для предварительного
автоматизированного (машинного) проектирова-
ния летательных аппаратов с одновременным рас-
смотрением вопросов аэродинамики, прочности и
хправления. Предварительные исследования пока-
зали необходимость в таких программах для уче-
та эффекта ряда технических усовершенствований;
конструкции из композиционных материалов, но-
вые аэродинамические компоновки и системы
активного управления.
Развитие экспериментальных методов
Важнейшей задачей совершенствования экспе-
риментальных методов является повышение их
точности при моделировании полноразмерных ле-
тательных аппаратов и реальных условий полета.
Криогенная трансзвуковая аэродинамическая
труба в НИЦ им. Лэнгли позволяет благодаря
глубокому охлаждению потока значительно уве-
личить число Re и благодаря этому приблизиться
к параметрам аэродинамического потока в реаль-
ных условиях полета. Криогенная техника будет
применяться и в околозвуковой трубе NTF (Natio-
nal Transonic Facility), строящейся в НИЦ
им. Лэнгли, ввод в эксплуатацию которой наме-
чается в середине 1982 г. Общая стоимость строи-
тельства этой трубы составит 85 млн. долл. Рас-
ширение возможности эксперимента с вводом в
строй аэродинамической трубы NTF показано на
рис. 11. Для того чтобы полнее использовать воз-
можности будущих криогенных аэродинамических
труб, в 1979 ф. г. продолжались исследования ме-
тодов оптимизации подачи жидкого азота и отсоса
газа при эксперименте. Рассматривается также
возможность повышения эффективности охлажде-
ния потока в существующих криогенных аэроди-
намических трубах за счет использования допол-
нительной конденсации газа. Одновременно про-
должается разработка методов визуализации по-
тока и измерения его параметров в условиях низ-
ких температур, а также измерения аэроупругих
деформаций моделей при бафтинге и флаттере.
При околозвуковых испытаниях в аэродинами-
ческой трубе серьезные проблемы вызывает влия-
ние стенок трубы. В Саутгемптонском университе-
те по контракту NASA разработана концепция са-
морегулирующихся стенок. Проектирование и
монтаж рабочей части диаметром 0,3 м околозву-
ковой криогенной аэродинамической трубы г
саморегулирующимися стенками в НИЦ им. Лэнг-
ли завершено в 1978 ф. г. В течение 1979 ф. г. пла-
нировалось расширить рабочий диапазон скоростей
до околозвуковых величин. Продолжалась разра-
ботка программы для ЭВМ, позволяющей опреде-
лить геометрию аэродинамической трубы, соот-
ветствующую минимуму интерференции.
На точность измерений влияет также интерфе-
ренция потока от державки модели. Эту проблему
можно решить с помощью магнитной подвески мо-
дели. В 1979 ф. г. по контракту NASA в Массачу-
сетском технологическом институте продолжались
исследования сверхпроводящих электромагнитов
и разработка усовершенствованного метода управ-
ления модели по крену. Кроме того, в Саутгемп-
тонском университете по заданию NASA разраба-
тывалась система с трехкратным резервированием
WrMlO'
ф старые и современные самолеты;
 будущие самолеты
Рис 11 Область режимов испытании
в аэродиамической трубе XTF
17
для повышения надежности удержания модели, а
также метод электропитания магнита, исключаю-
щий влияние на электромагнитную систему подвес-
ки модели. Результаты этих исследований будут
использованы при создании в 1981 ф. г. шестиком-
понентных магнитных аэродинамических весов,
которые предполагается использовать в сменной
рабочей секции околозвуковой криогенной аэро-
динамической трубы с рабочей частью диаметром
0,3 м.
В 1979 ф. г. продолжались работы по усовер-
шенствованию методов н средств измерений пара-
метров возмущенного потока. Эти методы основы-
ваются на лучшем понимании особенностей пото-
ка, в частности высокотурбулентного слоя вблизи
поверхности модели, и на сравнении результатов
измерений с расчетными данными. Развивались
методы измерений параметров потока без исполь-
зования механических датчиков, помещаемых в
поток (лазерные измерители скоростей и гологра-
фические интерферометры). Для определения поля
давлений вокруг аэродинамического профиля ис-
пользуется голографическая интерферограмма.
Это позволит обойтись без дорогостоящих перфо-
рированных аэродинамических моделей.
Изучение новых материалов
Разработан новый дисперсно-упрочненный
сплав МА 6000Е для изготовления лопаток турбин.
Он сохраняет прочноть до температуры 1149°С.
В лабораторных условиях подтверждена корро-
зионная стойкость этого сплава при высоких тем-
пературах. Совместно с фирмами Эрисерч, Авко,
Уильямс Рисерч и Аллисон планировалось прове-
сти его испытания в конструкции небольших дви-
гателей. Перечисленные фирмы особенно заинте-
ресованы в этом сплаве из-за высокой себестоимо-
сти изготовления небольших по размеру охлаждае-
мых лопаток турбин.
При наличии соли в атмосферном воздухе
серьезные эксплуатационные проблемы вызывает
коррозия. Соль атмосферного воздуха в сочетании
с сульфатами, содержащимися в качестве приме-
сей в топливе, приводит к образованию в камере
сгорания сульфата натрия, который вызывает ин-
тенсивную коррозию лопаток турбины. Эта про-
блема частично решена благодаря применению
специальных присадок в топливо, стоимость кото-
рых высока. Исследования проблемы коррозии ло-
паток турбин, особенно сильной при полетах на
малых высотах над поверхностью моря, проводи-
лись NASA, министерством обороны США и двига-
телестроительными фирмами на протяжении не-
скольких лет. В 1979 г. планировалось завершить
разработку метода прогнозирования скорости от-
ложения сульфата натрия на деталях турбин и
провести проверку этого метода с помощью лет-
ного эксперимента.
В создании высокопрочных, жестких и дешевых
композиционных материалов достигнуты значи-
тельные успехи, и в ближайшие годы ожидается
дальнейший прогресс в этой области. Одним из
недостатков теплостойких композиционных мате-
риалов с матрицей из смолы является их плохая
технологичность. Большнство высокотемператур-
ных смол обладают малой текучестью. Разрабо-
танная NASA полиамидная смола LARC-I60 имеет
повышенную теплостойкость и хорошую текучесть.
В 1979 ф. г. продолжались работы по дальнейшему
улучшению свойств этой смолы.
Значительные трудности вызывает соединение
деталей из композиционных материалов. В ПИИ
им. Лэнгли разработан новый высокотемпе-
ратурный полиамидный клей LARC-13. Этот клей
обеспечивает высокую прочность соединения на
срез при склеивании не только композиционных
материалов, но и титана, однако только при темпе-
ратурах до 260°С. В 1979 ф. г. проводились иссле-
дования с целью увеличения предельной рабочей
температуры этого клея.
Исследования силовых установок
В 1979 ф. г. одновременно с продолжающимися
исследованиями высокоэффективных больших осе-
вых компрессоров проводились исследования ком-
прессоров небольших двигателей, предназначенных
для гражданских вертолетов и самолетов авиа-
ции АОН.
Целью исследований центробежных компрес-
соров небольших двигателей является увеличение
степени повышения давления на одну ступень до
20 при КПД, равном 78% (современный уровень
обеспечивает л = 8). Эти исследования выполняют-
ся в рамках совместной программы армии и NASA.
Программой исследований приводных механиз-
мов предусматривается усовершенствование кон-
струкции подшипников, шестерней, замков уплот-
нений, валов и систем смазки с целью снижения
расхода топлива за счет увеличения частоты вра-
щения двигателя, степени повышения давления и
температуры газа.
Для уменьшения допустимых зазоров должны
быть разработаны уплотнения с системой регули-
рования. Уменьшению расхода топлива будет спо-
собствовать применение перспективных уплотне-
ний газовых трактов, основанных иа концепции
регулирования зазоров.
Для высокоэффективных двигателей необходи-
мы более легкие валы, которые из-за меньшей
жесткости требуют более точной балансировки.
Предполагалось разработать аналитическую про-
грамму балансирования валов, использующую
снятие небольших количеств материала точно в
заданном месте при помощи лазерного луча.
Ресурс и надежность подшипников и шестерен
в значительной степени зависят от образования
очень тонкой пленки масла между катящимися и
скользящими поверхностями, толщина которой
должна быть больше высоты неровностей на по-
верхности металла, чтобы исключить даже микро-
скопический контакт между поверхностями метал-
ла. Для изучения природы ультратонкого слоя
смазки используются оптические методы измере-
ния. Продолжаются исследования физического и
химического взаимодействия между смазываемы-
ми поверхностями.
Проблема авиационного шума и загрязнения
атмосферы
Важной проблемой в области исследования шу-
ма самолетов является определение уровня шума
при взлете по данным статических наземных испы-
таний, поскольку существующие методы не обсс-
18
печивалн необходимой точности оценки шума са-
молета в полете. Ранее выполненные исследования
показали, что акустическая обработка воздухоза-
борника, выбранная на основе наземных испыта-
ний, оказывалась неоптимальной в летных усло-
виях. Основной причиной такого несоответствия
считаются сильно отличающиеся уровни атмосфер-
ной турбулентности в статических и полетных
условиях.
В течение 1979 ф. г. проводились замеры уров-
ней шума в процессе наземных испытаний ТРДД
JTI5D с целью определения влияния поджатия
потока в воздухозаборнике и экранов на турбу-
лентность воздуха и его возмущения. Проводились
испытания вентиляторов в безэховой камере, что-
бы «разделить» шум в передней и задней полусфе-
рах. Намечалось провести измерения уровней шу-
ма двигателя в аэродинамической трубе с разме-
ром рабочей части 12X^4 м в НИЦ им. Эймса
и при летных испытаниях самолета OV-1B. По ре-
зультатам этих измерений предполагается опре-
делить корреляцию между уровнями шума, изме-
ряемыми при наземных и летных испытаниях.
Результаты предыдущих исследований показа-
ли, что значительное снижение уровня шума от
двигателя может быть обеспечено благодаря при-
меним более эффективных акустических обли-
цовок н более тщательному проектированию высо-
коскоростных воздухозаборников.
В лаборатории шумоглушения ANRL (Aircraft
Noise Reduction Laboratory) НИЦ им. Лэнгли в
1979 ф. г. намечалось провести исследования влия-
ния формы воздухозаборников на распространение
шума [3]. За последние 10 лет достигнуты впечат-
ляющие результаты в снижении уровня шума на
местности при взлете и посадке самолетов. Наи-
больший эффект получен в результате создания в
1960-х годах ТРДД с небольшой степенью двухкон-
турности и в 1970-х годах- ТРДД с высокой сте-
пенью двухконтурности. Новые требования
PAR.36-7, которые будут введены с 1985 г., стиму-
лируют продолжение усилий по снижению уровня
шума от самолетов и сочетаются с ожидаемым в
перспективе комплексом мер по снижению инду-
стриального шума (рис. 12) [18].
Исследуется механизм шумообразовання при
смешивании истекающей реактивной струи с окру-
жающим воздухом. В частности, рассматривается
роль низкочастотных колебаний в направлении
истечения струи, образующихся при ее смешива-
нии с окружающим воздухом. Возможно, что эти
колебания оказывают большее влияние на уровень
шума, чем предполагалось ранее.
В НИЦ нм. Лэнгли разработана вычислитель-
ная программа расчета шума самолета (ANOPP —
Aircraft Noise Prediction Program). Ранее ее воз-
можности ограничивались существующими типа-
ми дозвуковых и сверхзвуковых пассажирских са-
молетов. В 1979 ф. г. планировалось обеспечить
расчет уровня шума перспективных самолетов, в
том числе и с двигателями изменяемого цикла.
Исследования в области аэродинамики
и прочности конструкции
Аэродинамическое сопротивление трения в тур-
булентном пограничном слое составляет примерно
50% общего аэродинамического сопротивления са-
11 г. и; 1‘ н.уи • I ПЛ
самолета:	окружающий индустриаль-
ный шум; 4—необходимость ис с ледова
ння источники шума от дви( a тельной
установки; шум от планера самолета;
эксплуатационные процедуры
Рис. 12. Тенденции снижения уровня
авиационного шума
молета. Поэтому даже относительно небольшое
уменьшение сопротивления трения существенно
повышает аэродинамическое качество и снижает
расход топлива. Важным разделом программы изу-
чения самолета с высокой энергетической эффек-
тивностью ЕЕТ (Energy Efficient Transport)
является исследование методов ламинаризацни
обтекания самолета. Рассматривается возмож-
ность отсоса пограничного слоя через продольные
щели в обшивке фюзеляжа для стабилизации (ре-
ламинаризации) пограничного слоя. Другой метод
предусматривает подачу сжатого воздуха через
периферийные щели по касательной к поверхности
фюзеляжа. При оценке этих концепций вычисляе-
мый коэффициент аэродинамического сопротивле-
ния самолета должен учитывать эквивалентные
потери на отсос или повышение энергии погранич-
ного слоя. Рассматриваются и другие методы
уменьшения сопротивления трения, например с
помощью волнообразной поверхности жесткой об-
шивки или упругого покрытия обшивки [3].
На компонентах самолета, где трудно обеспе-
чить ламинарное обтекание, например на фюзеля-
же, предлагается применить специальную форму
поверхности для уменьшения турбулентного тре-
ния, обеспечивающую разрушение больших вихрей
в турбулентном пограничном слое. Один из подхо-
дов, рассмотренный в НИЦ нм. Лэнгли, иллюст-
рируется рис. 13. Волнообразная обшивка (с ли-
ниями гребней, перпендикулярными потоку) мо-
жет способствовать частичной периодической (по
длине) реламинаризацни обтекания и, следова-
тельно, снижению сопротивления трения. На ри-
сунке сравнивается местное сопротивление трения
при обтекании с малой скоростью волнообразной
и плоской поверхностей. Как теоретические, так и
экспериментальные результаты свидетельствуют
о 20%-ном снижении местного трения. Однако со-
противление давления волнообразной поверхности
превосходило выигрыш в сопротивлении трения.
Другие известные средства снижения сопротивле-
ния трения также пока не дают общего снижения
лобового сопротивления. Однако некоторые спе-
циалисты весьма оптимистичны в отношении эф-
фекта применения волнообразной поверхности и
1«
----— теория;
эксперимент
Рис 13. Снижение сопротивления трения благодаря вол-
нообразной форме обтекаемой поверхности — отно-
шение трения волнообразной поверхности к трению
плоской поверхности)
считают, что оптимизация ее геометрии может
привести к снижению полного сопротивления на
10—20% даже при некотором увеличении площади
смачиваемой поверхности (19].
В настоящее время аналитические расчеты
аэродинамических характеристик и испытания в
аэродинамических трубах осуществляются раздель-
но. Однако по мере совершенствования численных
методов аэродинамического расчета становится
ясной целесообразность объединения аналитиче-
ских и экспериментальных методов в единую си-
стему, которая позволяла бы сравнивать резуль-
таты расчета и эксперимента в реальном масшта-
бе времени. Эта система позволит активно управ-
лять процессом экспериментальных и аналитиче-
ских исследований. В 1979 ф. г. продолжалось со-
вершенствование методов расчета аэродинамиче-
ских характеристик, а также измерительных и ре-
гистрационных систем, используемых в аэродина-
мических трубах.
Аналогичный подход используется в развитии
методов анализа аэроупругнх характеристик авиа-
ционных конструкций. Акцент в этих исследова-
ниях делается на совершенствование аэродинами-
ческой компоновки и методов активного управле-
ния. позволяющих ослабить нагрузку на конструк-
цию при порывах ветра и предотвратить флаттер.
Исследования характеристик конструкции с уче-
том аэроупругости осуществляется совместно ана-
литическими и экспериментальными методами.
Аналитические методы исследования аэроупру-
гости в настоящее время позволяют учитывать не-
стациопарность околозвукового обтекания воздуха
и сочетание стационарных и нестационарных на-
грузок на управляющие поверхности. Условия об-
текания самолета с учетом этих факторов имеют
ярко выраженный нелинейный характер из-за влия-
ния вязкости воздуха и системы ударных волн.
Поэтому существующие методы расчета, базирую
щнеся на линейной теории потенциального потока,
оказываются непригодными. Для двумерного обте-
кания разработаны методы расчета, основанные
па методе решения конечно-разностных уравнений
и методе конечных элементов. В 1979 ф. г. эти ме-
тоды предполагалось распространить на трехмер-
ный случай.
В программе DAST (Drones for Aerodynamic
and Structural Testing) дистанционно-пилотируе-
мый летательный аппарат «Файрбн» II (рис. 14)
используется для экспериментального определе-
ния аэродинамических характеристик перспектив-
ных крыльев и опенки эффективности системы
активного управления для предотвращения флат-
тера и ослабления нагрузок, вызываемых турбу-
лентностью атмосферы. В 1977 г. этот аппарат с
обычным крылом после сброса с самолета-носите-
ля В-52 совершил первый полет. Программа поле-
тов предусматривает испытания двух вариантов
сверхкритнческих крыльев большого удлинения с
системой активного управления. Первое крыло
имеет относительное удлинение 6,8 и спроектиро-
вано для полета со скоростью, соответствующей
числу М — 0.92. Второе экспериментальное крыло
имеет относительное удлинение 10.3 н предназна-
чено для проведения исследований по программе
ЕЕТ. Его также предполагается использовать для
оценки возможностей системы активного управле-
ния с целью уменьшения корневого .момента крыла.
NASA исследует характеристики аэроупругости
конструкций, в которых применены композицион-
ные материалы. В отличие от металлов компози-
ционные материалы имеют направленную струк-
туру. Создание нагрузки в одном направлении
влияет на деформацию материала в других на-
правлениях (например, порыв ветра, создающий
изгибающий момент на крыле, приводит к изме-
нению крутки и кривизны крыла). В 1979 ф. г.
планировалось начать разработку предваритель-
ного проекта композиционного крыла с полезными
аэроупругими характеристиками.
Уже несколько лет NASA проводит исследова-
ния усталости и образования трещин в металличе-
ских конструкциях. В результате этих исследова-
ний разработана концепция работоспособности
при повреждениях (damage-tolerant), которая
нашла отражение в сертификационных требова-
ниях к пассажирским самолетам. Исследования в
1978 1979 ф. г. имели целью разработку вычисли
/ аэродинамические упран.1нкиипе ионерхиости
системы контроля маиевреииых нагрулок; Э
упраилиющис поверхности протшюфлаттерной
системы; .1 управляющие поверхности системы
ослаблении иигруюк от турбулентности и по
рынок ветря
Рис 14. Схема ДП.1А, используемого для
летных испытаний крыла большого удли-
нения с активной системой
20
тельной программы для моделирования процесса
развития трещин с учетом полного спектра нагру-
зок на самолет при его эксплуатации. Одно-
временно проводились эксперименты с целью под-
тверждения аналитических методов прогнозирова-
ния процессов развития трещин.
Исследования бортового оборудования
Исследования в области бортовой радиоэлек-
тронной аппаратуры сосредоточены на проблемах
применения цифровых систем для реализации пер-
спективных законов управления, разработке ЭВМ
повышенной надежности и усовершенствованных
систем индикации.
Одной из важных программ NASA в 1979 ф. г.
была разработка концепции дешевого бортового
приемника сигналов спутниковой глобальной си-
стемы дальней навигации министерства обороны
США (GPS Global Position System).
Для эффективного приема большого количества
информации на перспективных самолетах требуют-
ся бортовые антенны специальных конструкций.
Продолжались широкие исследования различных
вариантов конструкций антенн и их размещения.
В экспериментальных исследованиях оптимального
размещения антенн бортовой аппаратуры микро-
волновой системы автоматической посадки, систе-
мы дальней навигации и т. д. использовались не-
сколько моделей легких самолетов малой авиации
и один пассажирский самолет. Результаты экспе-
риментов, которые планировалось завершить в
1979 ф. г., будут сравниваться с данными анали-
тических исследований с целью определения кор-
реляции между ними и разработки программы рас-
четов на ЭВМ эффективности антенн в зависимо-
сти от их расположения на самолете.
Исследования приборного оборудования каби-
ны экипажа сосредоточены на разработке элек-
тронных индикаторов и других информационных
систем, а также устройств сигнализации и аварий-
ного предупреждения.
В 1979 ф. г. продолжались исследования по
долгосрочной программе изучения концепций ком-
плексных систем управления.
Проблемы надежности авиационной техники
и безопасности полетов
Осуществляемая долгосрочная программа ис-
следований направлена па изучение факторов,
способных вызвать аварийную ситуацию, и вклю-
чает работы по авиационной метеорологии, средст-
вам повышения надежности и безопасности авиа-
ционных конструкций, совершенствованию борто-
вых систем и создание системы сбора информа-
ции по надежности и безопасности полетов.
Одной из проблем авиационной метеорологии
является отсутствие четкой классификации атмос-
ферных явлений в соответствии с их влиянием на
безопасность самолетов. Предусматривалось про-
ведение измерений параметров бокового ветрового
сдвига на малой высоте при посадке самолета.
Результаты измерений будут использованы в ис-
следованиях по повышению надежности систем
управления самолетом. Безопасность самолетов,
в конструкции которых используются неметалличе-
ские материалы, зависит от атмосферных электри-
ческих разрядов. NASA совместно с ВВС и FAA
проводили исследования воздействия разряда мол-
нии на самолет во время полета. По результатам
летных испытаний инфракрасного дальномера и
лазерной допплеровской системы будут выработа-
ны рекомендации по созданию бортовой системы
предупреждения попадания самолета в турбулент-
ную зону. Намечалось продолжить анализ влия-
ния разрядов молний на бортовые цифровые си-
стемы управления.
Продолжались поисковые исследования в обла-
сти совершенствования материалов авиационных
пневматиков, повышения их стойкости к воздей-
ствию скоростного напора воздуха, ударным на-
грузкам и износу при торможении. Предусмотрена
также разработка голографических методов не-
разрушающего контроля образования трещин в
пневматиках.
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ ПРОГРАММЫ
ПО САМОЛЕТАМ С ОБЫЧНЫМ ВЗЛЕТОМ
И ПОСАДКОЙ
НИОКР по самолетам с обычным взлетом и
посадкой составляет около 50% общего объема
работ NASA по авиационной тематике. Программа
исследований 1979 ф. г., предусматривала изучение
технических усовершеиствий, которые могут
быть применены на модификациях существующих
самолетов или на самолетах ближней перспективы
(к 1984 г.), которые будут отвечать более жестким
требованиям по шуму и на энергетически эффек-
тивных самолетах 1985—1990 гг. На 1979 ф. г.
приходился максимум интенсивности работ по про-
грамме повышения энергетической эффективности
самолетов (АСЕЕ—Aircraft Energy Efficiency).
Одновременно продолжались исследования проек-
тов перспективных тяжелых грузовых самолетов и
самолетов, использующих альтернативные топли-
ва, а также пассажирского самолета, предназна-
ченного для эксплуатации на коротких авиалиниях
с небольшим пассажиропотоком.
Благодаря интенсивному развитию численных
методов оптимизации и расчета аэродинамических
характеристик стало реальным использование
быстродействующих ЭВМ для аэродинамического
проектирования самолета. Предусматривалась раз-
работка итерационного метода автоматизирован-
ного проектирования самолетного крыла мини-
мального сопротивления.
1979 ф. г. был третьим годом летных исследо-
ваний самолета с электродпетанционной цифровой
системой управления (DFBW—Digital Fly-by-
Wire). В этом году акцепт сделан на анализе
концепции системы резервирования, позволяющей
уменьшить количество датчиков, необходимых для
обеспечения надежной работы системы управле-
ния. В отличие от существующей практики эта
концепция предусматривает группировку выход-
ных сигналов от датчиков и их групповой анализ
при помощи специализированной бортовой ЭВМ,
чем обеспечивается избыточность информации.
Помимо решения первоочередной задачи — умень-
шения количества датчиков при заданном уровне
надежности системы — эта концепция может быть
21
использована для повышения надежности сущест-
вующих комплектов датчиков на самолсте. Преду-
сматривалась большая программа летных испыта-
ний этой системы на экспериментальном самолете
F-8/DFBW.
Существующие нормативы FAR по уровню
шума примерно на 6 дБ выше уровня шума, созда-
ваемого планером большого самолета при посадке.
Поэтому дальнейшее снижение уровня шума сдер-
живается шумом планера самолета, который в на-
стоящее время ориентировочно оценивается как
функция взлетного веса самолета. NASA начаты
исследования по более точной оценке уровня шума
планера с анализом его истоннков. Эти исследова-
ния ведутся в двух направлениях. Во-первых,
используются управляемые по радио модели со-
временных транспортных самолетов, осуществляю-
щие полеты в специальной зоне, оснащенной на-
земной акустической аппаратурой. Во-вторых, в
аэродинамической трубе испытывается модель
сверхтяжелого грузового самолета. Такой самолет,
взлетный вес которого может превышать 600 тс,
будет иметь большое число аэродинамических по-
верхностей для увеличения подъемной силы и
управления, которые являются источниками шума.
Для таких самолетов может потребоваться специ-
альная концепция конструкции, минимизирующей
уровень шума при посадке.
Исследования по ТРД охватывают широкий
круг вопросов от разработки новых материалов
до совершенствования и испытания узлов конст-
рукции. Изучение новых материалов, проводится
по программе MATE (Materials for Advanced
Turbine Engines). NASA начата серия исследова-
ний возможностей применения методов порошко-
вой металлургии для изготовления деталей турби-
ны и компрессора для уменьшения их стоимости и
улучшения параметров. Использование методов
направленной кристаллизации при литье лопаток
турбины обеспечивает однородность структуры ме-
талла по длине лопатки, благодаря чему возраста-
ет прочность лопаток, в результате чего увеличива-
ется технический ресурс двигателей и снижается
стоимость их эксплуатации.
Предусмотрено также исследование возможно-
сти изготовления методами порошковой металлур-
гии составных дисков турбины из двух различных
сплавов. Внутренний диск изготавливается из вы-
сокопрочного материала с высокими характери-
стиками по знакопеременным нагрузкам. Для из-
готовления периферийной части диска использует-
ся жаропрочный сплав с высокой вязкостью.
Применение композиционных материалов для
изготовления лопаток вентиляторов дает выигрыш
в весе до 30%, обеспечивает снижение расхода
топлива и эксплуатационных затрат. Основным
фактором, сдерживающим применение компози-
ционных материалов, является их недостаточная
прочность при ударах попадающих посторонних
предметов. На решение этой проблемы направлены
исследования NASA. Ранее были проведены испы-
тания лопатки компрессора из бороалюмнния в
двигателе J79, а затем — целой ступени компрессо-
ра с лопатками из бороалюмнния на воздействие
посторонних предметов. В 1979 ф. г. намечалось
проведение наземных и летных испытаний двигате-
ля .179 с компрессором все лопатки которого из-
готовлены из бороалюмнния. Рассматривается
возможность применения бороалюминиевых ло-
паток в вентиляторах современных ТРДД с высо-
кой степенью двухконтурностп, таких как CF-6 и
JT9D.
В обеспечение программы разработки концеп-
ции перспективного высокоэкономичного двигателя
NASA исследует возможность увеличения повыше-
ния давления шестиступенчатого компрессора до
20. Аналогичная степень сжатия в современных
компрессорах может быть получена при 10—12
ступенях. Лопатки компрессора в перспективном
двигателе будут иметь небольшое относительное
удлинение и увеличенную толщину для повышения
ресурса.
За последние несколько лет достигнут замет-
ный прогресс в повышении эффективности охлаж-
дения лопаток турбины и увеличении мощности,
приходящейся на одну ступень. На 1979 ф. г. на-
мечено проведение дополнительных исследований
лопаток с теплозащитной окисной пленкой, внут-
ренним и пленочным охлаждением. Предполагает-
ся также исследовать комбинированный метод
охлаждения, сочетающий теплозащитное покрытие
с подачей воздуха во внутреннюю рубашку тела
лопатки или для образования пленки.
Программа исследований аэроупругости кон-
струкции ГТД осуществляется совместно с ВВС и
имеет целью предупреждение возникновения раз-
рушающих вибраций в конструкции перспективных
двигателей. В 1979 ф. г. предполагалось завершить
разработку математической модели потока в газо-
вом тракте двигателя с ударными волнами и сры-
вом при до-, около- и сверхзвуковых скоростях.
Для экспериментальной проверки этой модели в
будущем намечено провести испытания роторов
в аэродинамической трубе.
Продолжаются исследования по программе
уменьшения эмиссии вредных продуктов сгорания
в стратосферу. На предыдущем этапе исследова-
ний, выполняемых в НИЦ NASA и других ис-
следовательских организациях, была разработана
концепция предварительного испарения и смеше-
ния топлива в камере сгорания. В 1979 ф. г. на-
чался второй этан исследований по программе
SCERP, на котором планировалось провести экс-
периментальные стендовые испытания различных
частей, а затем и полных камер сгорания.
В 1979 ф. г. возросла интенсивность исследова-
ний, проводимых с целью расширения специфика-
ции авиационных топлив и применения более тя-
желых фракций нефти, а затем и синтетического
топлива, получаемого из угля и сланцев. Преду-
сматривались исследования характеристик различ-
ных топлив и начало исследований их влияния на
конструкцию двигателей.
В 1979 ф. г. продолжались исследования взаи-
мосвязи бортовых систем и экипажа. Основная
часть исследований была связана с программой
изучения концепции самолета, технические особен-
ности которого определяются условиями эксплуа-
тации в зоне аэропорта (TCV — Terminal Confi-
gured Vehicle). Наряду с наземными тренажерами
в этой программе используется модифицированный
самолет Боинг 737-100. В 1979 ф. г. объем летных
испытаний должен был составить 150 ч [3].
К 1978 г. было выполнено более 225 автомати-
22
ческих посадок по криволинейным траекториям
снижения с демонстрацией возможностей микро-
волновой системы управления самолетом при по-
садке.
Во время полетов модифицированного самоле-
та Боинг 737-100 проводились также испытания
эксплуатационных возможностей системы четырех-
мерной навигации. Программа полетов включала
такие режимы как набор высоты, снижение, раз-
вороты, изменение скорости полета. Весь полет
за исключением взлета, осуществлялся автомати-
чески. Точность прибытия в аэропорт оказалась в
пределах ±3 с против ±20 с при ручном управле-
нии. Только благодаря этому можно повысить ин-
тенсивность эксплуатации существующих ВПП па
20% при условии уменьшения допустимого рас-
стояния между тяжелыми самолетами. Если до-
пустимую дистанцию уменьшить до 3,2 км, экс-
плуатационные возможности существующих ВПП
могут быть удвоены [18].
Другой областью исследований, учитывающих
влияние человеческого фактора, является совер-
шенствование тренажеров летчиков. В этой рабо-
те, выполняемой совместно с авиакомпаниями и
FAA, NASA обеспечивает исследования, анализ
результатов и выработку рекомендаций.
Продолжались исследования ио программе ос-
лабления интенсивности вихревого следа за боль-
шими самолетами, в частности, с помощью откло-
нения интерцепторов.
Исследования средств повышения пожарной
безопасности самолетов были сосредоточены на
изучении специальных сортов керосина и сравни-
тельном анализе различных вариантов противопо-
жарной системы в салоне самолета. Проводились
также аналитические и экспериментальные иссле-
дования огнестойких материалов. Намечались пол-
норазмерные испытания на огнестойкость новых
многослойных панелей и детален интерьера.
Основная часть исследований, направленных на
создание научно-технической базы для разработки
новых и модификаций существующих транспорт-
ных самолетов, выполняется ио программе АСЕЕ
(Aircraft Energy Efficiency). Эта программа,
имеющая целью разработку концепций самолетов
с уменьшенным расходом топлива, ведется по
шести основным направлениям:
улучшение компонентов авиационных двигате-
лей;
высокоэкономнчные двигатели;
усовершенствованные ТВД;
композиционные конструкции;
транспортный самолет с высокой энергетиче-
ской эффективностью;
системы У ПС.
В 1979 ф. г. планировалось начать второй этап
исследований систем УПС и несколько видоизме-
нить программу работ по конструкциям из ком-
позиционных материалов, с целью завершения на-
земных стендовых испытаний шести компонентов
конструкции из композиционных материалов и пе-
реноса на более поздние сроки работ по конструк-
ции крыла из композиционных материалов.
Улучшение компонентов двигателей ведется в
контакте с авиационными и двигателестроительны-
ми фирмами и с авиакомпаниями. Исследуется
влияние износа конструкции на характеристики
двигателя и разрабатываются мероприятия по сни-
жению расхода топлива в серийных двигателях,
ведутся исследования перспективных ТРДД и
ТВД.
В 1979 ф. г. планировалось завершить исследо-
вания нескольких новых вариантов вентиляторов
для двигателей CF6 и JT9D, усовершенствован-
ной системы контроля зазоров в турбине двигателя
JT9D и турбины высокого давления двигателя
JT8D.
Исследования по программе экономичных дви-
гателей в 1979 ф. г. концентрировались на разра-
ботке перспективных технологических процессов
изготовления деталей конструкции двигателей. За
счет конструктивных усовершенствований предпо-
лагается обеспечить снижение расхода топлива в
перспективных ТРДД на 12—15%.
В 1979 ф. г. предусматривались испытания мо-
делей перспективных ТВД с целью эксперимен-
тальной проверки аналитических методов аэроди-
намических, акустических и прочностных исследо-
ваний. Экспериментальные данные предполагается
использовать при проектировании оптимальной кон
струкции воздушного винта. Исследуется влияние
интерференции потока, обтекающего крыло, со
спутной струен впита на аэродинамическое сопро-
тивление самолета. Для снижения шума в пасса
жирском салоне предлагается звукоизолирующие
панели фюзеляжа. Намечено приступить к разра-
ботке технических требований для проведения пол-
норазмерных экспериментальных исследований на
следующем этапе программы.
В рамках изучения конструкции из компози-
ционных материалов предусмотрена оценка опас-
ности для электросетей случайного высвобождения
угольных и графитовых волокон. Предусмотрено
расширение исследований свойств волокон. Одно-
временно начата разработка графнтосодержащих
композиционных материалов с уменьшенной веро-
ятностью высвобождения графитовых волокон.
Продолжаются исследования конструкций деталей
из композиционных материалов, их статические и
усталостные испытания. Намечено провести испы-
тания руля высоты самолета Боинг 727 н руля на-
правления самолета DC-10, изготовленных из
композиционных материалов. Одновременно дол-
жны проводиться испытания узлов конструкции
элерона самолета L-1011, стабилизатора самолета
Боинг 737, а также килей самолетов DC-10 и
L-10I1. Разработку крыла из композиционного ма-
териала решено задержать до получения результа-
тов исследовании, запланированных на 1979 ф. г. [3].
В последующие 25 лет ожидается значительный
прогресс в материалах и авиационных конструк-
циях. Это выразится в увеличении допустимых
уровней напряжений в конструкциях, применении
высокопрочных материалов и новых конструкцион-
ных схем. Па рис. 15 показана тенденция снижения
веса конструкции летательных аппаратов. Несмот-
ря на ограниченные возможности совершенствова-
ния алюминиевых сплавов, будут продолжены ис-
следования и разработки новых сплавов и методов
их обработки.
Наибольший эффект ожидается в результате
применения композиционных материалов, активно-
го управления нагрузкой на конструкцию п мето-
дов автоматизированного проектирования.
23
/ «i л ю мы пневые сплавы: 2 титяновые сплавы в пер
спсктмвкыс схемы конструкции; 4—амчммтмзирмашюе
проектирование: / активное управление нагрузками;
3 перспективные камгютмцнопныс материллы
Рис. 15. Тенденция снижения веса авиационных
конструкций
Перспективные композиционные материалы
должны обладать высокой прочностью в жест-
костью, а также стойкостью к повышенным темпе-
ратурам. В настоящее время композиционные ма-
териалы используются в ограниченных количест-
вах только на военных самолетах. Однако в кон-
струкции нового самолета Боинг 767 предпола-
гается изготовить из композиционных материалов
большое число неосновных компонентов общим
весом 1817 кгс.
Применение композиционных материалов пока
сдерживается их высокой стоимостью и недостат-
ком доверия к ним со стороны конструкторов и
авиакомпаний. Оба этих ограничения будут ослаб-
ляться по мере расширения применения при проек-
тировании и изготовлении конструкций, подтверж-
дения расчетных данных на реальных образцах, а
1акже надежности и рентабельности конструкций
и! композиционных материалов.
Усилия NASA сосредоточены прежде всего на
проблемах применения композиционных материа-
лов в конструкции гражданских самолетов и вер-
толетов. К настоящему времени из композицион-
ных материалов изготовлено более 140 неосновных
компонентов конструкции, которые были установ-
лены на ряде самолетов авиакомпаний мира.
К 1978 г. за пятилстиий период эти детали налета-
ли более 1100 тыс. часов (18J.
По программе ЕЕТ продолжалась разработка
методов улучшения аэродинамических характерис-
тик и средств активного управления для примене-
ния на существующих и разрабатываемых самоле-
тах. Должны быть завершены испытания удлинен-
ных гондол на самолете DC-10. Намечалась оцен-
ка эффективности системы ограничения нагрузок
на крыло самолета Боинг 747 с помощью внешних
элеронов, а также сопоставление преимуществ от
увеличения размаха крыла или применения верти-
кальных концевых поверхностей. Полученные ра-
нее результаты испытаний модели крыла большо-
го удлинения использовались при подготовке ис-
пытаний системы активного управления на упру-
гом крыле. Продолжались испытания в аэродина-
мических трубах суперкрптического крыла с систе-
мой механизации и концевыми поверхностями для
перспективного транспортного самолета.
Целью изучения концепций УПС является соз-
дание надежной системы отсоса пограничного
слоя. В 1979 ф. г. начался второй этап исследова-
ний по этой программе, на котором должна быть
сделана оценка разработанных концепций. Наме-
чалось провести испытания модели крыла со сверх-
критнческим профилем в околозвуковой трубе с
диаметром рабочей части 3,6 м в НИЦ им. Эймса.
Это крыло имеет угол стреловидности 35е. длину
хорды 2,1 м. На верхней и нижней поверхностях
крыла сделаны щели для отсоса пограничного слоя.
Предусмотрены также испытания системы отсоса
пограничного слоя через перфорированную по-
верхность крыла. В 1979 ф. г. намечалось заклю-
чить контракт на модификацию самолета для про-
ведения натурных летных испытаний. Эксперимен-
тальная секция крыла должна быть размешена на
обычном крыле на достаточном удалении от фю-
зеляжа. чтобы исключить его влияние [3].
На рис. 16 приведены перспективы уменьшения
лобового сопротивления современного шпрокофю-
зеляжного реактивного самолета. В ближайшем
будущем снижение аэродинамического сопротив-
ления может быть получено в основном за счет
уменьшения индуктивного сопротивления и сопро-
тивления давления. В отдаленной перспективе
наибольший эффект будет достигнут благодаря
уменьшению сопротивления трепня, которое со-
ставляет нс менее 50% полного аэродинамического
сопротивления самолета на крейсерском режиме
полета.
Обеспечение ламинарного обтекания самолета
привело бы к снижению сопротивления трения на
90%. Устраняя неровности на внешней поверхнос-
ти обшивки и регулируя градиенты давления в
обтекающем потоке, можно задерживать переход
ламинарного пограничного слоя в турбулентный,
сохраняя тем самым максимально возможную зо-
ну «естественного» ламинарного обтекания крыла
самолета. Ламинарные профили конца 1930-х и
начала 1940-х годов были основаны на этом прин-
ципе. Исследования в этой области снова стали
актуальными в настоящее время.
Сохранение ламинарного обтекания больших
поверхностей может быть обеспечено только при
помощи активных средств, например путем отсоса
а—ламинарное обтекание; уменьшение турбулентности; коп
траль качества поверхности; б—концевые аэродинамические по
верхностп. сверхкритическос крыло большого удлинения:
объединение силовой установки с планером; я оптимизация
профиля; контроль срыва
Рис. 16. Возможности уменьшения лобового
сопротивления дозвуковых самолетов
24
воздуха из пограничного слоя через тонкие щели
на поверхности крыла. По оценкам, применение
такой системы УПС ласт возможность уменьшить
лобовое сопротивление самолета на 30% [18].
На рнс. 17 показаны основные особенности
транспортного самолета ближайшего будущего.
РАБОТЫ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ САМОЛЕТОВ
АВИАЦИИ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ <АОН)
В течение нескольких последних лет объем ис-
следований NASA по самолетам АОП постоянно
растет. Эти исследования ведутся в следующих
трех направлениях:
повышение безопасности экипажа и пассажиров
при аварийной посадке, разработка технических
средств предупреждения сваливания и штопора и
улучшение систем управления самолетами;
уменьшение выброса в атмосферу вредных про-
дуктов сгорания ПД и ГТД;
улучшение характеристик самолетов и их бор-
товых систем.
На исследования в области АОП в 1979 ф. г.
выделено 11,8 млн. долл. Наряду с продолжением
начатых ранее исследовании предусматривалась
организация работ по повои тематике. Были под-
готовлены предложения об организации совмест-
ных работ с FAA по анализу эффективности раз-
работанной NASA автоматической информацион-
ной системы APAS (Automatic Pilot Advisory
System), обеспечивающей летчика данными о воз-
душном движении в зоне аэропорта. Продолжа-
лись испытания конструкции самолетов на удар о
землю. При этом используются ракетные ускори-
тели, разгоняющие самолет до 144 км/ч, т. е. при-
мерно на 48 км/ч выше скорости свободного па-
дения самолета. Было намечено повторение серии
испытаний, проведенных со скоростью 120 км/ч,
чтобы оценить влияние скорости при ударе о зем-
лю на разрушение конструкции. Одновременно на-
мечено испытать два кресла летчика с устройства-
ми для поглощения энергии удара. Предполага-
лось оценить разработанную NASA концепцию
конструкции фюзеляжа с существенно увеличен-
ной способностью поглощения энергии удара. Пла-
ном на 1979 ф. г. было предусмотрено также рас-
ширение и углубление исследований методов повы-
шения противоштопориой устойчивости самолета.
Продолжаются разработки более эффективных
аэродинамических профилей и систем механиза-
ции.
Намечалось испытать, разработанные в рамках
исследовании самолетов с обычными взлетом и
посадкой, специальные покрытия обшивки для
уменьшения лобового сопротивления самолета.
В 1979 ф. г. намечалось завершить разработку
малошумного ТРДД с уменьшенным выбросом
вредных продуктов сгорания в атмосферу
(QCGAT — Quiet, Clean, General Aviation Turbo-
fan). После завершения заводских испытаний двух
типов опытных образцов двигателей двумя фирма-
ми-разработчиками они должны быть переданы в
НИЦ им. Льюиса для испытаний.
Существующие ГТД имеют слишком большую
мощность для большинства типов самолетов АОН.
Поэтому в 1978 г. четырьмя фирмами проведены
предварительные исследования концепции ГТД
/--кимпоэицнинныс материалы; 2— цифровое электронное
оборудование; 3— высоко-экономичный двигатель с усо-
вершенствован ымн компонентами; 4 объединение си-
ловой установки с планером; .5—система активного
управления для контроля аэродинамических нагрузок:
4 -система УПС; 7 систему искусственной устоПчн
вост; 3—вертикальные концевые поверхности: У—крыло
большого удлинения и малоб стреловидности со сверх-
критическим профилем
Рис. 17. Возможиные технические
усовершенствования на перспективном
высокоэкономнчном самолете
мощностью 400 л. с. пли тягой 362 кгс. Планом на
1979 ф г. было предусмотрено проведение деталь-
ных исследований этой концепции с учетом усло-
вий согласования двигателей с планером самолета.
Для ПД характерен высокий уровень потерь,
связанных с дополнительным аэродинамическим
сопротивлением системы охлаждения и капота.
С учетом неблагоприятного взаимного влияния
воздушного винта и мотогонодолы эти потерн со-
ставляют 5—20% общего лобового сопротивления
самолета. Проводились исследования оптимальной
компоновки двигателя, минимизирующей эти поте-
ри, и изучались вопросы оптимизации воздушного
винта с учетом влияния мотогондолы.
Продолжаются исследования термодинамиче-
ского КПД дизельных и роторных двигателей и
топлив для них.
Использование транспортных самолетов АОН
в значительной степени определяется возмож-
ностью их эксплуатации в плохих погодных усло-
виях и при интенсивном воздушном движении. По-
скольку пилотажно-навигационное оборудование и
приборы, а также наземное оборудование и под-
готовка летчиков самолетов АОН имеют свою спе-
цифику, в NASA разрабатываются концепции ком-
плексных бортовых систем и перспективного нави-
гационного оборудования, а также проводятся
исследования устойчивости и управляемости само-
летов.
ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ
АППАРАТОВ С НЕСУЩИМИ ВОЗДУШНЫМИ
ВИНТАМИ
Раньше программы NASA в области аппаратов
с несущими винтами относились главным образом
к военному вертолетостроеиию. В последние годы
возросший интерес к применению вертолетов для
пассажирских и грузовых перевозок, в первую оче-
редь для обеспечения ресурсодобывающих отрас-
лей промышленности и прежде всего нефтяной
25
Рис. lb licpio.ni Сикорский S-69, iicnujiuycMUii
для испытаний несущих mi иго» типа ЛВС
промышленности, нашел свое отражение в созда-
нии в США и в Западной Европе ряда типов вер-
толетов, специально спроектированных для граж-
данского применения. Определенных успехов в
этой области добилась западноевропейская про-
мышленность. Примером этому может служить
распространение на североамериканском рынке
французских легких однодвигательных вертолетов
Лэроспасьяль «A-Стар» AS.350C. В США завер-
шается разработка двухдвигательных вертолетов
Сикорский S-76 и Белл 222, с которыми связаны
надежды на значительные экспортные поставки.
Фирма Боинг Вертол объявила о своем намерении
сертифицировать вертолет «Чинук» СН-47 в пасса-
жирском варианте на 41 места.
В NASA наряду с развитием военной тематики
последнее время возрос объем научных исследова-
ний и разработок гражданских вертолетов.
В 1979 ф. г. планировалось завершить создание в
НИЦ им. Эймса головного исследовательского
центра вертолетостроения. Для улучшения коор-
динации научных исследований и разработок при-
нято решение о разработке комплексного долго-
срочного плана работ в этой области, который в
будущем должен служить основой для выбора и
обосновании направлений исследований. Указан-
ным планом предусматривается создание в пер
вую очередь общего научно-технического задела.
Одновременно с развитием вертолетной тематики
предполагается к середине 1980-х годов завершить
разработку концепции самолета с поворотными
винтами, а к середине 1980-х годов — концепцию
комбинированных вертолетов, в том числе с несу-
щими винтами ABC Advancing Blade Concept,
у которых подъемная сила создается па опере-
жающих лопастях (рис. 18). Кроме того, рассмат-
риваются концепция высокоскоростного винтокры-
ла с Х-образным крылом и некоторые другие схе-
мы комбинированных летательных аппаратов.
В ближайшем будущем ожидается повышение
спроса на тяжелые пассажирские вертолеты. На-
пример, западноевропейские авиакомпании Бри-
тиш Эруэйз Геликоптере и KLM Нордзее Геликоп-
тере сформулировали требования к пассажирским
вертолетам па 90 и 100 мест для обеспечения пас-
сажирских перевозок в районе нефтедобычи в Се-
верном море и на коротких авиалиниях. Может по-
требоваться специализированный вертолет боль-
шой грузоподъемности.
Учитывая обнадеживающие перспективы раз-
вития гражданского вертолетостроения, в NASA
принимаются меры не только по совершенствова-
нию наземной экспериментальной базы, но и по
созданию экспериментальных летательных аппара-
тов для летных исследований. К ним относятся
экспериментальные летательные аппараты, подоб-
ные винтокрылу Сикорский S-72, построенному по
программе RSRA Rotor Systems Research
Aircraft (рис. 19), предназначенные для проведе-
ния широкого круга исследований, и вертикально
взлетающий самолет Белл XV-15, построенный по
программе TRRA — Tilt Rotor Research Aircraft
(рис. 20). предназначенный для эксперименталь-
ной проверки готовности концепции аппарата с
поворотными винтами к практической реализации.
Комплексным долгосрочным планом научных
исследований и разработок в области вертолето-
строепия предусматривается также создание сов
местно с промышленностью и другими организа-
циями новых экспериментальных летательных ап-
паратов. Они будут предназначены для решения
следующих проблем:
создание малошумных, эффективных и падеж-
ных транспортных средств;
расширение области применения винтокрылой
техники;
создание тяжелых транспортных вертолетов и
комбинированных летательных аппаратов;
создание высокомапевренных вертолетов;
создание небольших вертолетов АОН.
По мере развертывания текущей программы
летных и наземных исследований принимаются ме-
ры no организации работ по перспективной тема-
тике. Эти работы сосредоточены на исследованиях
перспективных систем несущих винтов, электро-
дистаиипонных систем управления и систем актив-
ного управления, а также силовых установок.
В 1978 г. начаты исследования направлений
усовершенствования конструкции трансмиссии вер-
толетов с целью уменьшения прямых эксплуата-
ционных расходов, увеличения надежности и спи
жения затрат на ремонт и обслуживание. Этим
исследованиям придается престижный характер,
связанный со стрем leiuicM укрепить 110311111111 США
на мироном рынке с учетом возросшей конкурен-
ции в производстве гражданских вертолетов. Бы-
ла спроектирована экспериментальная трансмис-
сия, в которой использованы новые типы подшип-
ников. шестерен и уплотнений. Изготовление этой
трансмиссии планировалось в 1979 ф. г. Кроме
того, создается гибридный вариант трансмиссии, в
Рис 19. Винтокрылый аппарат Сикорский S-72,
построенный по программе RSRA
26
которой наряду с обычными зубчатыми исполь-
зуется роликовая передача, которая эффективна
при очень больших скоростях вращения. Преду-
смотрено также продолжение самостоятельных
исследований различных типов подшипников и
зубчатых передач.
Продолжаются исследования по программе со-
вершенствования методов п средств эксплуатации
вертолетов (ROST — Rotorcraft Operation Systems
Technology). Успешное завершение этой програм-
мы даст возможность обеспечить надежную
посадку вертолетов и винтокрылых аппаратов на
удаленную неподготовленную площадку при пло-
хих погодных условиях и интенсивном воздушном
движении. Для этих целей разрабатываются пер-
спективная индикаторная система, система авто-
матического управления и автономная навигацион-
ная система. В результате:
исключается чрезмерная рабочая нагрузка лет-
чика;
исключается необходимость в больших резер-
вах топлива;
максимально используются зоны воздушною
пространства, не занятые самолетами;
обеспечивается уровень шума на местности в
соответствии с установленными для аэропортов
нормами.
В 1979 ф. г. NASA проводились летные испыта-
ния цифровых систем управления па различных
типах летательных аппаратов — от эксперимен-
тального самолета XV-15 до серийных вертолетов
типа VH-IH, CH-53, СН-47 и SII-3.
Продолжаются работы по изучению вертолетов
с высокими летными данными и усовершенство-
ванных концепций несущих винтов. В НИЦ
им. Лэнгли проводились испытания динамической
модели системы актпвнбго управления, обеспечи-
вающей уменьшение вибрации вертолета.
С целью выявления корреляции между резуль-
татами аналитических расчетов и эксперимен-
тальными данными, получаемыми в аэродинамиче-
ской трубе и в летном эксперименте, в 1979 ф. г.
проводятся сравнительные испытания вертолета
Белл 222.
Продолжается изучение концепции несущего
винта с управляемой циркуляцией, в котором вмес-
то механического привода используется выдув воз-
духа через щели вдоль задней кромки лопасти.
После завершения испытаний в аэродинамической
трубе намечено провести совместные с флотом лет-
ные испытания несущего винта с управляемой
циркуляцией на вертолете Камап Н-2. В дальней-
шем вертолет с несущим впитом с управляемой
циркуляцией будет использован для испытаний
самолета с Х-образным крылом. В этих испыта-
ниях вертолет с работающим несущим винтом бу-
дет набирать высоту, переходить на крейсерский
режим, после чего винт будет фиксироваться и
вертолет будет продолжать полет как самолет с
Х-образным крылом. Система управляемой цирку-
ляции будет использоваться для балансировки и
управления аппаратом.
Планом на 1979 ф. г. предусматривалось про-
должение исследований несущих винтов с перспек-
тивными профилями и законцовкамп лопастей.
В трансзвуковой трубе НИЦ им. Лэнгли проводи-
лись испытания винта вертолета Сикорский
Рис 20 Вер iiiKa.ii.no iu.u-i;ii<>ihiiii самолет
Белл XV 15 с поворотными иинтамн
UTTAS. Испытывались четыре варианта концевой
части лопасти: исходная, прямая, стреловидная
сужающаяся и стреловидная, отклоненная вверх.
Предварительные результаты показали значитель-
ное влияние формы концевой части лопасти на
аэродинамические нагрузки и характеристики вер-
толета. Несущий винт вертолета S-76 фирмы Си-
корский испытывался в аэродинамической трубе с
рабочей частью 12X24 м в НИЦ им. Эймса. Не-
давно под руководством армии был завершен пер-
вый этап испытаний вертолета Сикорский S-69 с
несущим впитом типа АВС. Теперь NASA, армия
и флот приступили к испытаниям этого вертолета
на высокоскоростных режимах полета.
ИЗУЧЕНИЕ САМОЛЕТОВ ВВП
Основную часть научных исследований и раз-
работок NASA по тематике самолетов ВВП в
1979 ф. г. составляла осуществлявшаяся совместно
с флотом программа разработки проектов дозвуко-
вого многоцелевого палубного самолета B/KBI1
типа А с платной нагрузкой 1.3 тс. Кроме того,
NASA продолжала обширные поисковые исследо-
вания различных типов гражданских и военных са-
молетов ВВП.
Договор между NASA и флотом о совместной
программе исследований, направленных на созда-
ние научно-технической базы, необходимой для
разработки перспективного дозвукового многоце-
левого самолета, был подписан в октябре 1977 г.
В соответствии с договором флот финансировал
исследования NASA, которые имеют целью фор-
мулирование концепции к 1982 г. и разработку
опытного самолета к 1988 г. NASA оказывало фло-
ту помощь в предварительных проектных исследо-
ваниях и принимало участие в выборе фирмами-
разработчиками вариантов самолета для углуб-
ленных исследований и осуществляло эксперимен-
тальные исследования.
На этапе определения концепции самолета ти-
па A NASA проводило испытания небольших моде-
лей четырех фирм-разработчиков на режимах поле-
та с небольшой скоростью и иа переходных режи-
мах в дозвуковой трубе с размерами рабочей части
4X7 м. предназначенной для исследования самоле-
тов ВВП/КВП, в НИЦ им. Лэнгли и иа высокоско-
ростных режимах в обычной аэродинамической
ipy6e с рабочей частью диаметром 3.3 м в НИЦ
им. Эймса. Испытания больших моделей важней-
ших компонентов конструкции планировалось про-
вести в аэродинамической трубе с рабочей частью
27
Рис 21. •hscin |iiriciir:i.ii.ni4ii c,TMii.ici QSR \
усовершенствовать методы расчета обтекания са-
молета такого типа. Для разработки методов оп-
тимального управления вектором тяги на перспек-
тивном самолете В/КВП требуется создать про-
грамму расчета на ЭВМ параметров трехмерного
внутреннего потока газов в системе управления
вектором тяги. Намечалось также провести круп-
номасштабные испытания моделей перспективных
систем отклонения вектора тяги с использованием
экспериментального малошумного двигателя
QCSHEE. предназначенного для летательных ап-
паратов с небольшой дальностью полета.
размером 12X24 м в НИЦ им. Эймса, а также на
пилотажном стенде этого НИЦ.
В 1979 ф. г. предусмотрено проведение испыта-
ний нескольких вариантов воздухозаборников, а
также натурные испытания поворотных лопаток,
управляющих вектором тяги, с целью проверки их
эффективности для управления по крену н танга-
жу. Испытания различных вариантов систем от-
клонения вектора тяги должны были проводиться
в НИЦ им. Эймса и Льюиса. Для улучшения точ-
ности прогнозирования аэродинамических харак-
теристик. влияния земли и процесса попадания
продуктов сгорания в воздухозаборники при поле-
те с небольшой скоростью или на режиме висения
предполагается использовать усовершенствованные
методы измерения параметров потока. В НИЦ
им. Эймса и Льюиса проводились исследования
взаимодействия между силовой установкой и сис-
темой управления самолетом. К этим исследова-
ниям привлечены также другие организации. Экс-
периментальные исследования планировалось про-
вести на новом пилотажном стенде для моделиро-
вания вертикального движения самолета в НИЦ
им. Эймса.
Предусматривалась модернизация наземного
экспериментального оборудования для обеспече-
ния исследований ио совместной с флотом про-
грамме. В частности, существующая система ви-
зуализации на пилотажном стенде должна быть
улучшена путем установки системы с широким об-
зором и высокой разрешающей способностью. Мо-
дернизировалось вычислительное оборудование
пилотажных стендов. Намечалось установить ЭВМ
с высокими быстродействием и надежностью для
обслуживания всех стендов и обеспечения модели-
рования в реальном масштабе времени.
NASA проводятся также исследования, непо-
средственно не связанные с изучением проектов
самолетов типа А. Они имеют более общий харак-
тер и могут быть использованы при разработке
концепций высокоманевренного палубного истреби-
теля н транспортного самолета. В 1979 ф. г. пла-
нировалось провести испытания на дозвуковом и
сверхзвуковом режимах небольших моделей истре-
бителя ВВП с различными силовыми установками.
В аэродинамической трубе с размерами рабочей
части 12X24 м в НИЦ им. Эймса проводились ис-
пытания большой модели самолета с системой уве-
личения подъемной силы при помощи отклонения
реактивной струи. Эта система была положительно
оценена па этапе предварительных аналитических
и экспериментальных исследований. Намечалось
ИССЛЕДОВАНИЯ САМОЛЕТОВ ВВП
В соответствии с решением конгресса в
1978 ф.г. о сокращении ассигнований на научные
исследования и разработку самолетов КВП про-
грамма работ по этой тематике была пересмотре-
на. Были ограничены или прекращены совсем ис-
следования характеристик управляемости самоле-
тов КВП, проводившиеся в НИЦ им. Эймса, а так-
же акустические и прочностные исследования в
НИЦ им. Лэнгли. В результате сокращения про-
граммы изучения эксплуатационных проблем само-
летов КВП (OSTP Operation System Technology
Program) были прекращены испытания самолета
Де Хэвпллснд DMC-6 «Туин Оттер» с эжекторны-
ми закрылками и с системой автоматической по-
садки. Кроме того, сократился объем исследований
по применению микроволновой системы автомат!!
ческой посадки для обслуживания самолетов КВП
и было принято решение не проводить испытания
цифровых бортовых систем на самолете YC-15
AMST.
В 1979 ф. г. усилия NASA были сосредоточены
па выполнении программ разработки малошум
кого экспериментального самолета малой даль-
ности полета QSRA (Quiet Short-Haul Research
Aircraft) (рис. 21) и малошумного эксперименталь-
ного двигателя QCSEE (Quiet, Clean Short-Haul
Experimental Engine) с низким уровнем выброса в
атмосферу вредных продуктов сгорания.
Целью создания и испытаний самолета QSRA
является получение экспериментальных данных в
интересах будущих разработок и сертификаты
перспективных транспортных самолетов для ко-
ротких авиалиний, а также для военно-транспорт-
ных самолетов. Самолет QSRA при взлете создаст
шум. превышающий 90 EPN дБ на площади менее
2.56 км2. Летные испытания самолета начались в
1979 ф. г. Компоновка самолета QSRA выбрана
исходя пз условий достижения высокого аэроднна
мпческого качества при малых скоростях полета п
приемлемой его величины на крейсерских режи-
мах.
Программа QCSEE имеет целью исследование
научно-технических проблем, связанных с созда-
нием перспективных силовых установок для
транспортных самолетов коротких авиалиний. Ре-
зультаты натурных испытаний двигателя показали
значительное снижение уровня шума благодаря
применению ряда технических новшеств, таких как
шумопоглощающая конструкция гондолы из ком-
позиционных материалов.
28
ИССЛЕДОВАНИЯ САМОЛЕТОВ С ВЫСОКИМИ
ЛЕТНЫМИ ДАННЫМИ
Программа исследований самолетов с высоки-
ми летными данными (НРА High-Performance
Aircraft) тесно связана с министерством обороны
и ориентирована прежде всего на увеличение ма-
невренности н скоростных качеств боевых самоле-
тов н на разработку технических усовершенствова-
ний, которые могут найти применение на будущих
военных самолетах. Многие технические новинки
могут быть использованы и па гражданских са-
молетах следующих поколении.
Программа НРА охватывает исследования не
только но классическим дисциплинам, таким как
аэродинамика, прочность, пилотажно-навигациоп-
ные системы, силовые установки, по и комплексный
анализ различных концепций.
На рпс. 22 показана крупномасштабная модель
сверхзвукового истребителя КВП в аэродинамиче-
ской трубе малых скоростей с размерами рабочей
части 12,2X24,4 м
Аэродинамики лш шх скоростей, проблема сва-
ливания и штопора. Опыт использования высоко-
маневренных боевых самолетов указывает на воз-
можность потери устойчивости п попадания в што-
пор при маневрировании с большими углами атаки
В результате интенсивных исследований процес-
сов сваливания и штопора за последние 5-10 лет
были разработаны истребители новых аэродина-
мических компоновок (F-14, F-15, F-16) с улучшен-
ными характеристиками па режимах полета с боль-
шими углами атаки. В настоящее время усилия
NASA направлены на дальнейшее улучшение этих
характеристик путем совершенствования аэродина-
мики, конструкции и применения систем активного
управления.
В 1979 ф. г. планировалось проведение динами-
ческих испытаний в аэродинамической трубе на
срывных режимах моделей самолета F-18, беспи-
лотного аппарата Ili.MAT (Highly Maneuveroble
Aircraft Technology) и перспективного истребите-
ля со сверхзвуковой крейсерской скоростью. NASA
также принимает участие в летных испытаниях са-
молета F-16 на срывных режимах. Совместно с ла-
бораторией динамики полета ВВС NASA участвует
в разработке геометрии носовых обтекателей ан-
тенн РЛС. которая улучшает характеристики са-
молета на срывных режимах полета и приемлема
с точки зрения работы РЛС. Предусмотрены про-
ведение исследований и публикация справочных
данных по обтеканию крыла с наплывами при
больших углах атаки, разработка аварийных про-
гпвоштопорных ракет, совершенствование методов
расчета динамических процессов при полете па
больших углах атаки, анализ и публикация резуль-
татов испытаний самолета F-5F с новой носовой
частью. Для определения характеристик управляе-
мости н пилотажных свойств на режимах маневри-
рования перспективного истребителя со сверхзву-
ковой крейсерской скоростью было намечено про
ведение экспериментов на пилотажном стенде.
Предполагалось использование сбрасываемых с
вертолета ДИЛА для анализа возможностей пер-
спективных систем при сваливании в штопоре.
Аэродинамика больших скоростей. Исследова-
ния по аэродинамике больших скоростей направ-
лены на улучшение характеристик самолетов на
около- и сверхзвуковых режимах полета. Изучает-
ся эффективность применения переднего горизон-
тального оперения для увеличения подъемной си-
лы и улучшения управляемости самолета. Положи-
тельный эффект может быть получен вследствие
благоприятного влияния вихревого следа за опере-
нием па обтекание крыла самолета. Уменьшение
аэродинамического сопротивления и улучшение
маневренных характеристик самолета могут быть
достигнуты благодаря применению несимметрич-
ных сопл. В 1979 г. продолжались аналитические
и экспериментальные исследования этих концеп-
ций.
Динамики конструкции. Исследования в этой
области направлены на улучшение самолетов с
высокими летными данными и проводятся в двух
направлениях:
оценка влияния конфигурации подвесных гру-
зов на возникновение и развитие флаттера;
исследование влияния динамических харак-
теристик конструкции на комфортабельность поле-
та в турбулентной атмосфере н. следовательно, на
эффективность работы летчика.
Динамическая околозвуковая труба в НИЦ
им. Лэнгли располагает уникальным оборудова-
нием для исследований с помощью динамически
подобных моделей влияния подвесных грузов на
характеристики флаттера. В 1979 ф. г. планиро-
валось проведение подобных испытаний на моде-
лях самолетов YF-17 и F-16.
Программа испытаний модели самолета YF-17
имеет целью проверку концепций активного и пас-
сивного противодействия флаттеру. Концепция
пассивного подавления флаттера, исследуемая
NASA, предусматривает пружинную подвеску пи-
лонов к силовым элементам конструкции крыла.
Исследования концепции активного подавления
флаттера посредством демпфирования колебаний
осуществляются совместно с лабораторией динами-
ки полета ВВС. Рассматривается большое количе
ство возможных вариантов размещения подвесных
грузов. На 1979 ф. г. было запланировано прове-
дение испытаний полумодели в диапазоне чисел
М от 0.6 до 1.2 с различными вариантами разме-
щения грузов на крыле, чтобы получить исходные
данные для проектирования адаптивной демпфи-
рующей системы, учитывающей расположение под
веемых грузов.
Рис. 22. Модель (н масштабе 3/4)
сверхзвуковою истребителя КВП
29
Программа исследований NASA в 1979 ф. г.
имела целью проверку соответствия расчетных ха-
рактеристик разработанной для бомбардировщи-
ка В-1 системы контроля колебаний конструкции
SMCS (Structural Mode Control System) результа-
там летных испытаний.
Силовые установки. NASA и ВВС осуществля-
ют совместные исследования, направленные на со-
вершенствование методов разработки и производ-
ства перспективных ГТД. Прежние программы
изучения аэромеханической неустойчивости ступе-
ней вентилятора ТРДДФ F-100 серии I и компрес-
сора двигателя J85-21 (1977 1978 ф. гг.) содержат
ценную информацию, освещающую аналогичные
явления в современных ТРД и ТРДД.
В 1979 ф. г. усилия NASA в этой области были
направлены на аналитические исследования дина-
мических процессов при наличии возмущении в
двигателе. Предусматривалось начало испытаний
двигателя ,185-13 с пульсирующим потоком возду-
ха иа входе. В дальнейшем будут проведены ана-
логичные испытания ГРДДФ I 100 с небольшой
степенью двухконтурпости.
Разработка нового двигателя или даже уста-
новка серийного двигателя на новый самолет тре-
бует тщательных исследований устойчивости ра-
боты силовой установки во всем диапазоне режи-
мов полета самолета, особенно при маневрирова-
нии. Использование аналитических методов расче-
та параметров потока в двигателе значительно со-
кращает объем необходимых экспериментальных
исследований.
Планом 1979 ф. г. предусматривались испыта-
ния ТРДД TF-34 с высокой степенью двухкоитур-
постн и небольшого турбовального ГТД Т-700 при
Возмущениях давления и температуры. Результаты
испытаний будут использованы для оценки точ-
ности аналитических методов анализа влияния
температурных возмущений в силовых установках
перспективных самолетов ВВП и вертолетов.
Исследования комплексных систем управления.
Начало подобным исследованиям было положено
разработкой комплексной системы управления си-
ловой установкой самолета Fill, затем аналогич-
ные работы были продолжены на самолете F-15.
Эти исследования направлены на объединение
систем управления самолетом и двигателями с
целью уменьшения расхода топлива, улучшения
управляемости самолета и создания базы для раз-
работки более совершенных концепций подобных
Рис 23 Гич-пплотныи экспериментальный
аппарат IIIMAT
систем для перспективных самолетов. Например,
объединение системы управления полетом самолета
F-15 с его системой регулирования воздухозабор-
ников позволит увеличить тягу при около- и сверх
звуковых скоростях па 6 8%, а также уменьшить
расход топлива при сверхзвуковом разгоне на 28%.
Одновременно уменьшится рабочая загрузка лет-
чика. снизится износ двигателей, улучшится ма-
невренность самолета и его общая боевая эффек-
тивность. Первый полет самолета Г 15 с комплекс-
ной системой управления должен состояться в кон-
це 1980 ф. г.
Программа HiMAT была начата в 1971 г.
В октябре 1975 г. NASA был заключен контракт с
фирмой Рокуэлл Интернешнл на разработку, из-
готовление и летные испытания двух дистанционно-
пилотпруемых летательных аппаратов (рис. 23).
В 1979 г. намечались летные испытания первого
аппарата (см. «ТП» № 22, 1979) В 1979 г. плани-
ровалось оснастить аппарат дополнительной аппа-
ратурой для изучения особенностей его обтекания
и деформации крыла со специально подобранными
аэроупругими характеристиками.
Целью программы HiMAT являются летные ис-
пытания комплекса технических усовершенствова-
ний. которые могут найти применение на будущих
истребителях. Летный эксперимент с использова-
нием небольших и дешевых беепплотных аппара-
тов позволит получить большой объем ценной ин-
формации при малых затратах н без риска для
жизни летчика.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИКИ САМОЛЕТОВ
СО СВЕРХЗВУКОВОЙ КРЕЙСЕРСКОЙ СКОРОСТЬЮ
В 1972 г., через год после прекращения про-
граммы разработки американского сверхзвукового
пассажирского самолета, NASA начало осущест-
вление программы AST (Advanced Supersonic
Technology), имевшей целью создание необходи-
мой технической базы для обеспечения разработ-
ки СПС будущих поколений. Эта программа транс-
формировалась в современную программу SCAR
(Supersonic Cruise Aircraft Research), преследую-
щую аналогичные цели.
За последние годы в области изучения самоле-
тов со сверхзвуковой крейсерской скоростью были
проведены широкие теоретические и эксперимен-
тальные исследования, касающиеся аэродинамики,
конструкции материалов и силовых установок. Ис-
следования велись с учетом экологических факто
ров.
По контрактам NASA три ведущие самолето-
строительные фирмы США — Боинг, Макдоннелл-
Дуглас и Локхид продолжали изучение своих
проектов СПС (рис. 24). Проект фирмы Макдои
нелл-Дуглас отличается стреловидным крылом ма-
лого удлинения с изломом по передней кромке
(arrow wing). Фирма Локхид выбрала оригиналь-
ную схему размещения двигателей — попарно над
и иод крылом. Проект фирмы Боинг имеет инте-
гральную схему п треугольное в плане крыло.
Сравнение этих во многом отличающихся
проектов не выявило явных преимуществ какого
либо из них.
В процессе широких аналитических и экспери-
ментальных исследований фирмы значительно
30
Рис. 21. Проекты СПС второго поколения
фирм Макдоннелл-Дуглас (Л), Локхид (Л)
и Боинг (я)
улучшили крейсерское аэродинамическое каче-
ство своих самолетов, однако их аэродинамические
характеристики при малых скоростях остаются
важной проблемой. Решение се требует разумного
компромисса между эффективностью системы ме-
ханизации п ее технической сложностью.
Испытания крупномасштабной модели СПС
(длина ~9 м) с системой механизации (проект
NASA, рис. 25) проводились в аэродинамической
трубе НИЦ им. Лэнгли, имеющей размеры рабо-
чей части 9,1X18,3 м. Эту модель предполагалось
использовать для получения информации, необхо-
димой для разработки оптимальной системы меха-
низации. позже форму ее фюзеляжа намечалось
модифицировать для более точного представления
будущих военных и административных сверхзвуко-
вых самолетов.
Критической проблемой в условиях больших
нагружений при взлете и посадке остается упру-
гость конструкции. В 1979 ф. г. намечалось про-
вести очередную серию испытаний в аэродинами-
ческих трубах совместно с углубленным анализом
систем управления.
Над двумя различными концепциями двигате-
лей изменяемого цикла (ДИЦ) продолжают ра-
ботать фирмы Пратт-Уитни и Дженерал Электрик.
NASA поддерживает обо программы ввиду отсут-
ствия явного преимущества одного проекта перед
другим. Особое внимание уделяется демонстрации
акустических характеристик соосных сопл с обра-
щенным профилем скоростей (внешняя кольцевая
струя имеет большую скорость, чем внутренняя).
В 1976 г. началась пятнлетняя программа
NASA, посвященная экспериментальному изучению
крупномасштабных компонентов ДИЦ. Для нее
фирмы Пратт-Уитни и Дженерал Электрик строят
экспериментальные двигатели соответственно на
основе ТРДДФ F-100 и J101. Подробнее об иссле-
дованиях силовых установок для перспективных
СПС см. «ТИ» № 3—4, 1980.
В 1979 ф. г. предполагалось начать исследова-
ния по новой теме — объединение планера и сило-
вой установки с целью обеспечения оптимальных
характеристик будущих самолетов в широком диа-
пазоне летных режимов. Было намечено провести
детальный анализ воздухозаборников для ДИЦ.
исследования экранирующих эффектов, испытания
изолированных воздухозаборников и в комбина-
ции с двигателями.
В области материалов и конструкций на
1979 ф. г. были запланированы работы по титано-
вым конструкциям, изготовленным методами сверх-
пластического формообразования и диффузионной
сварки. В НИЦ им. Лэнгли при помощи этих ме-
тодов в последующего химического фрезерования
изготавливалась титановая панель крыла для ис-
пытаний. Лонжероны и нервюры панели армирова-
лись бороэпокендным композиционным материа-
лом. благодаря чему при минимальном увеличе-
нии веса существенно возросли жесткость крыла
на изгиб и сопротивление флаттеру.
Планом на 1979 ф. г. предусматривалось про-
ектирование и изготовление некоторых элементов
конструкции самолета. Максимум внимания уде-
ляется технологии и снижению стоимости при се-
рийном производстве.
Наряду с исследованиями конструкций из ком-
позиционных материалов и титана возрос интерес
к алюминиевым конструкциям в связи с тем, что.
во-первых, возможен выбор относительно неболь-
шой крейсерской скорости перспективного СПС и.
во-вторых, улучшаются прочностные характеристи-
ки алюминиевых сплавов благодаря новой техно-
логии и созданию новых марок сплавов.
Особое внимание NASA уделяет проблеме сни-
жения шума будущих СПС в связи с созданием в
ИКАО комитета по авиационному шуму и спе-
циальной рабочей группы по выработке междуна-
родных норм. Одной из основных задач этой
группы является проведение анализа чувствитель-
ности характеристик перспективных СПС к раз-
личным средствам снижения шума. FAA, участвую-
Рис 25. Схема перспективного СПС.
изучаемого NASA
31
щсе в работе ИКАО, широко использует результа-
ты исследований NASA [3].
По заданию NASA фирмы продолжают иссле-
дования своих концепций.
Фирма Боинг рассмотрела новую систему меха-
низации на носке крыла, обеспечивающую эффек-
тивное изменение кривизны крыла для улучшения
характеристик при полете с малыми скоростями и
уменьшения потребной взлетной тяги. Геометрия
крыла оптимальна для условий полета при М = 2.
Плавное сопряжение крыла с фюзеляжем обеспе-
чивает возможность увеличения внутренних объе-
мов самолета путем поперечных «вставок» в фю-
зеляж. Этим можно удовлетворить различным тре-
бованиям рынка, имея одну базовую конструкцию.
Намечалось проведение испытаний в аэродинами-
ческой трубе больших скоростей для подтвержде-
ния результатов аналитических исследований.
Весной 1979 г. фирма Локхид планировала ис-
пытать новую модель своего СПС при числе
М = 2,5.
Фирма Макдоннелл-Дуглас намечала испыта-
ния крупногабаритной модели своего СПС (длина
9,42 м; размах крыла 4.12 м), рассчитанного па
крейсерское число М = 2,2.
В конце 1978 г. NASA завершило очередную се-
рию испытаний своей крупномасштабной модели
СПС (М),асч=2,7), разработанного в НИЦ
им. Лэнгли. Основываясь на изучении этого проек-
та СПС, NASA считает возможным создание СПС
с транстихоокеапской дальностью полета, отвечаю-
щего современным нормам по шуму при взлете с
ВПП длиной 3810 м.
В конце 1978 г. эта модель испытывалась в но-
вой аэродинамической трубе НИЦ им. Лэнгли,
имеющей заглушенную камеру для определения
уровня шума планера. Уровни аэродинамического
шума СПС второго поколения и самолета
Боинг 747 оказались почти одинаковыми. Целью
другой серии испытаний было изучение управляе-
мости СПС при малых скоростях. Модель NASA
была оснащена плоскими соплами, позволяющими
управлять вектором тяги.
Будущий СПС весом 317.5 тс может отвечать
требованиям по шуму FAR.36 (не более
108 EPN дБ); дальнейшие усилия фирм направ-
лялись на достижение меньшего на 5 EPN дБ
уровня шума с целью компенсации возможных по-
грешностей исследований.
По заявлению Крамера, помощника директора
NASA, СПС второго поколения может расходовать
0,0677 кге топлива на место-километр по сравне-
нию с 0,124 кгс/место-км для самолета «Конкорд»
и 0.107 кгс/место-км для СПС Боинг 2707.
Разработка сверхзвукового демонстрационного
самолета с весом 34 тс, намечавшаяся в 1983 ф. г.,
не была включена в пятнлетпнй план на 1980- -
1984 ф. г. в связи с противодействием противников
СПС в конгрессе.
Работы NASA и фирм по будущим СПС не име-
ют целью разработку конкретного самолета, они
должны обеспечить необходимую техническую го-
товность на случай принятия решения о создании
американского СПС.
В 1979 ф. г. на исследования техники СПС было
выделено 9,0 млн. долл., а на работы по ДИЦ
6.9 млн. долл.; в 1980 ф. г. эти затраты составят
9.7 млн. долл, и 5 млн. долл, соответственно.
NASA считает, что выделяемые ассигнования
на эти работы недостаточны, однако ее попытки
расширить исследования наталкиваются па фи-
нансовые ограничения [20, 21. 22].
ИССЛЕДОВАНИЯ ГИПЕРЗВУКОВЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ
АППАРАТОВ
В результате ограничений бюджетных ассигно-
ваний принято решение о пересмотре программы
работ по исследованию гиперзвуковых летатель-
ных аппаратов. NASA информировало ВВС о пре-
кращении работ по программе экспериментального
гпперзвукового летательного аппарата NFIFRF
(National Hypersonic Flight Research Facility).
По заявлению руководства NASA, это решение не
означает прекращения летных экспериментов вооб-
ще, оно требует поиска более экономичных и эф-
фективных методов н программ летных экспери-
ментальных исследовании.
Пересмотренная программа исследований име-
ет три основных направления. Первое из них —
исследования ПВРДсг (11ВРД со сверхзвуковым
горением) — представляет собой ключевую проб-
лему развития гиперзвуковой авиационной техники.
Другие два направления связаны с исследования-
ми аэротермодинамики и оптимизации конфигура-
ции гиперзвуковых летательных аппаратов и с
разработкой схем их конструкции.
Для гиперзвуковых летательных аппаратов ха-
рактерна высокая степень объединения силовой
установки с планером, поэтому перечисленные на-
правления исследований тесно связаны между со-
бой.
Хотя усилия NASA направлены в первую оче-
редь на изучение научно-технических проблем, свя-
занных с разработкой концепции гпперзвукового
самолета, ведутся также исследования ПВРД и
ПВРДсг для ракет одноразового применения и са-
молетов-носителей орбитальных аппаратов.
В 1979 ф. г. планировалось провести экспери-
ментальные исследования процессов горения в
ПВРДсг (рис. 26), Программой испытаний моду-
ля ПВРДсг в аэродинамической трубе предусмат-
ривается получение его тяговых характеристик на
режимах М = 4, // = 21 км и М = 7, // = 33 км.
Исследования наиболее эффективного объеди-
нения силовой установки и планера предполагают
дальнейшее развитие экспериментальных исследо-
ваний различных моделей в аэродинамических
трубах с целью определения тяги, моментов сил,
распределения давления и интенсивности тепловых
потоков. Получение этих данных позволит опреде-
лить условия получения благоприятной интерфе-
ренции между планером н силовой установкой и
оптимизировать форму передней и хвостовой час-
тей фюзеляжа при условии обеспечения аэродина-
мической устойчивости и управляемости летатель-
ного аппарата.
Продолжается совершенствование методов рас-
чета трехмерного потока и методов оптимизации
аэродинамической компоновки. Этим методам про-
дастся большое значение в итерационном процес-
се совершенствования концепции гпперзвуковых
летательных аппаратов как средству прогнозиро-
вания и анализа результатов эксперимента.
32
Рис. 26. Модель ПВРД со сверхзвуковым юрением (слева) и экспериментальная установка в НИЦ им. .Ними
ия'испытаний гиперзвуковых .inni .iTc.nii (справа)
1 «ЛСК11MUу I СМОЙ 1!иД|»1 рч*1М|ТС.1Ь: Л тр\ боиршюдм С|Н’К*М1<1 1И)ДМ1|иГО
ОХЛЭЖДбИНЯ ДУГОВОЙ Кимеры; С ЮНО p;tjiuua ВОЗДУХ» АО 'мс.ы М 7.
П Motr.ii. ПВРД
В 1979 ф. г. предполагалось завершить тепло-
вые и прочностные испытания панели фюзеляжа
гпперзвукового летательного аппарата с активной
системой охлаждения Проводятся также исследо-
вания конструкции ПВРДсг с регенеративным
охлаждением жидким водородом. С одной сторо-
ны, стенки двигателя и перегородки с форсунками
должны иметь эффективное охлаждение. С другой
стороны, рубашка охлаждения не должна созда-
вать большого дополнительного сопротивления
аэродинамическому потоку в двигателе. Поиски
приемлемого компромисса являются целью этих
исследований.
Поскольку причиной отказа от программы
NHFRF была прежде всего высокая стоимость
пилотируемого экспериментального аппарата.
NASA проводит поиск экономичных направлений
дальнейших исследований, ориентированных на
минимальный объем летных экспериментов, малый
вес, размеры и стоимость экспериментальных ап-
паратов.
Отмечается, что существующий уровень интен-
сивности исследований гиперзвуковых конструк-
ций недостаточен. Если объем исследований не бу-
дет увеличен, результаты исследований в виде ре-
альных конструкций не будут получены до конца
столетия {18].
РАЗВИТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БАЗЫ
В 1979 ф. г. на развитие экспериментальной ба-
зы выделено 152.5 млн. долл. Почти 80% этой сум-
мы в той пли иной степени связаны с продолже-
нием работ, начатых в предыдущие годы:
строительство по программе «Спейс
Шаттл» ...................................31.07	млн.	долл.
крупные испытательные стенды и аэро-
динамические	трубы...........56,10	млн.	ДОЛЛ.
энергетические объекты ................. 9,88	млн.	долл.
небольшие	экспериментальные объемы 22,00	млн.	долл.
Па продолжение начатых в 1978 ф. г. работ по
реконструкции стартовой площадки В в КЦ
нм. Кеннеди выделено 13,57 млн. долл. Программа
реконструкции предусматривает ввод стартовой
площадки В в эксплуатацию в начале 1983 г. в
связи с увеличением интенсивности полетов МВКА
«Спейс Шаттл».
Па подготовку технологической и сборочной
оснастки для изготовления внешнего топливного
бака на Майчудском сборочном комплексе выде-
лено 18,61 млн. долл. Основные работы в 1978 ф. г.
были связаны с изготовлением дополнительной
оснастки для нанесения теплозащитного покрытия
на поверхность бака.
Планом на 1979 ф. г. предусматривалось пер-
воочередное создание оборудования для напыле-
ния абляционного материала на водородный от-
сек топливного бака в горизонтальном положении,
обеспечивающего выпуск 20 24 топливных баков
в год.
Значительные ассигнования (56.1 млн. долл.)
были выделены на крупные экспериментальные
установки. Они предназначены для продолжения
строительства национальной околозвуковой трубы
(NTF) в НИЦ им. Лэнгли и реконструкцию дозву-
ковой трубы с размерами рабочей части 12X24 м
в НИИ им. Эймса. Работы по этим объектам были
начаты в 1977 ф. г.
После завершения строительства NTF. которое
намечено на середину 1982 г., значительно расши-
рятся возможности экспериментальных исследова-
ний. Благодаря независимому управлению темпе-
ратурой, давлением и скоростью потока впервые
появится возможность определять раздельно влия-
ние аэроупругости, чисел М и Re иа аэродннамиче
скис характеристики испытываемой модели. Для
получения значений чисел Re до 12Х107 поток воз-
духа будет охлаждаться до низких температур
посредством подачи жидкого азота.
Обширные исследования, испытания, инженер-
ные расчеты и проектные работы по этой трубе
33
были закончены в 1978 г. Аэродинамическая груба
будет иметь квадратное сечение рабочей части
2,46X2,46 м, давление может достигать 9.14 гс/см2.
Планом на 1979 ф. г. предусматривалось заверше-
ние изготовления и монтажа оболочки рабочей
камеры из нержавеющей стали, изготовление внут-
ренних элементов конструкции трубы и начало
монтажа наиболее сложных из них. Кроме того,
намечалось строительство двухэтажного корпуса
для размещения измерительной аппаратуры и
оборудования управления экспериментом н его
подготовки.
Общие затраты нс должны превысить первона-
чальную смету в размере 85 млн. долл.
Точность изготовления и сборки деталей кон-
струкции аэродинамической трубы NT1' весьма вы-
сока из-за большого диапазона рабочих темпера-
тур в связи с охлаждением воздушного потока
жидким азотом. Имеются трудности с изготовле-
нием звуко- и теплоизоляции, холодильного уст-
ройства, систем управления и уплотнительных
устройств подвижных деталей. С учетом техниче-
ского риска наиболее вероятная оценка стоимости
трубы находится в диапазоне 85—90 млн. долл.
На работы по реконструкции дозвуковой аэро-
динамической трубы с сечением рабочей части
12x2-1 м в НИЦ им. Эймса выделено 31,6 млн.
долл. График работ предусматривает ввод ее
в эксплуатацию в середине 1981 г. После рекон-
струкции эта труба будет использоваться для ис-
пытаний вертолетов при скоростях потока до
556 км/ч и натурных испытаний летательных ап-
паратов КВП и ВВП в диапазоне скоростей от
9,3 до 185,3 км/ч. Стоимость строительства повой
аэродинамической трубы для этих испытаний со-
ставила бы ориентировочно 300 млн. долл, (в це-
нах 1973 г.), тогда как общая стоимость рекон-
струкции аэродинамической трубы в НИЦ им. Эйм-
са оценивается в 85 млн. долл.
В реконструируемой аэродинамической трубе
будет увеличена мощность привода с 36 до
135 тыс. л. с. Благодаря этому максимальная ско-
рость потока в замкнутом контуре сечением
12X24 м возрастет до 556 км/ч. Будет построена
дополнительная рабочая часть сечением 24X36 м.
максимальная скорость потока в которой составит
185,3 км/ч. Обе рабочие части будут иметь единый
привод.
Планом на 1979 ф. г. было предусмотрено уси-
ление конструкции существующей рабочей части в
расчете па повышение нагрузки при работе с бо-
лее мощной приводной системой и изготовление
стальных конструкций для новой рабочей части.
Намечено также изготовление главного привода,
рабочих н направляющих лопаток, изготовление
и монтаж измерительной системы и системы управ-
ления экспериментом. Часть ассигнований направ-
лена па строительные работы.
Кроме того, в 1979 ф. г. предусматривалась мо-
дернизация:
аэродинамической трубы UPWT в НИЦ
нм. Эймса путем замены двух измерительных сис-
тем с целью повышения скорости и надежности
измерений при одновременном снижении расхода
энергии и затрат на техническое обслуживание
(5,39 млн. долл.);
аэродинамической трубы повышенного давле-
ния с диаметром рабочей части 3,6 м в НИЦ
нм. Эймса путем замены измерительной системы
с целью снижения расхода энергии и затрат па
техническое обслуживание (2,51 млн. долл.).
Было выделено 5.01 млн. долл, на осуществле-
ние 16 более мелких проектов, предусматривающих
модернизацию различных элементов инженерных
сооружений п сетей. Все проекты имеют целью
по только снижение расхода энергии, по и повы-
шение эффективности работы установок и сниже-
ние трудозатрат па их эксплуатацию.
В результате реализации энергетической про-
граммы к 1978 г. потребление энергетических ре-
сурсов экспериментальной базой NASA снизилось
на 32% по сравнению с 1973 ф. г. К 1985 ф. г. на-
мечено довести эту величину до 45—50%, для чего
потребуется затратить 60 70 млн. долл.
В 1979 ф. г. на небольшие экспериментальные
установки выделено 22 млн. долл., из них 17.8 млн.
долл, предусмотрены на реконструкцию и модерни-
зацию экспериментальных установок с объемом за-
трат не более 500 тыс. долл, на установку и
4,2 млн. долл. — на создание новых установок
стоимостью не более 250 тыс. долл, каждая.
На работы, относящиеся к перечисленным ни-
же пяти объектам, выделены 21,23 млн. долл.
На модернизацию гиперзвуковой аэродинами-
ческой трубы с диаметром рабочей части 1,05 м в
НИЦ им. Эймса предусмотрено 1,87 млн. долл.
Целью модернизации является повышение произ-
водительности, снижение расхода энергии, умень-
шение трудоемкости п стоимости эксперименталь-
ных работ и снижение затрат на техническое об-
служивание. Система измерения параметров пото-
ка, установленная в 1961 г., требует модернизации
для повышения надежности результатов измере-
ний.
Ассигнования в размере 5,64 млн. долл, выде-
лены на модернизацию вспомогательных служб
центра им. Годдарда.
На создание комплексной службы отопления,
вентиляции и кондиционирования воздуха в ла-
боратории реактивного движения предусмотрено
выделение ассигнований в размере 3.06 млн. долл.
В аэродинамической трубе UPVVT в НИЦ
им. Лэнгли потребовала замены измерительная
аппаратура, имеющая срок службы 22 года. Эта
труба проработала 40 тыс. трубных часов без ка-
питального ремонта п се надежность снизилась.
На модернизацию измерительной системы, систе-
мы крепления модели, вспомогательного оборудо-
вания и реконструкцию производственных помеще-
ний этой трубы выделено 4‘.52 млн. долл. Эта тру-
ба единственная в НИЦ им. Лэнгли, па которой
можно проводить испытания устойчивости, управ-
ляемости и аэродинамических характеристик моде-
лей по программам текущих и перспективных раз-
работок ракет, военных и транспортных самолетов
большой дальности. Благодаря автоматизации
управления экспериментом и усовершенствованию
измерительной системы производительность трубы
возрастет на 25—50%.
В НИЦ им. Льюиса намечено создание центра-
лизованного вычислительного исследовательского
центра. На эти цели в 1979 ф. г. выделено 6,14 млн.
34
долл. Поскольку НИЦ им. Льюиса специализи-
руется на исследованиях и разработках перспек-
тивных реактивных двигателей, в нем проводится
большой объем вычислительных работ. В задачи
вычислительного центра будет входить обеспече-
ние математического моделирования, управление
экспериментами, накопление, систематизация и
анализ результатов исследований.
На проектные работы по созданию и рекон-
струкции испытательных установок выделено
10,65 млн долл., включая 1,3 млн. долл, на проек-
тирование оснастки для изготовления элементов
конструкции МВКА «Спейс Шаттл» [3].
ПРОГРАММА ,СПЕЙС ШАТТЛ"
При составлении плана па 1979 ф. г. N ASA по-
лучило разрешение на постройку четырех ВКС,
причем считалось, что вопрос о постройке допол-
нительных ВКС может быть рассмотрен в буду-
щем в случае необходимости. .МВКА «Спенс
Шаттл» должен со временем заменить почти все
существующие ракеты-носители одноразового при-
менения. В 1978 г. в этой программе было непо-
средственно занято 44 тыс. человек.
Успех программы «Спейс Шаттл» на завер-
шающей стадии разработки зависит от выполнения
широкой программы наземных испытаний. Пред-
стоящая программа орбитальных испытании со-
стоит из шести полетов ВКС 102. который будет
запускаться с КП, нм. Кеннеди и приземляться па
базе ВВС им. Эдвардса или в КП им. Кеннеди.
На разработку ВКС в 1979 ф. г. было выделено
536,5 млн. долл. В 1979 ф. г. были завершены проч-
ностные испытания ВКС 099 и его модификация
для использования в орбитальных полетах. Про-
грамма производства и сборки аппарата 103 пре-
дусматривает его доставку на авиабазу Вандср-
берг в конце 1982 г. В соответствие с итаном на
1979 ф. г. началось также изготовление конструк-
ций и агрегатов ВКС 104.
Испытания ВКС для отработки посадки прово-
дились в ЛИЦ им. Драйдена и были завершены
26 октября 1977 г. (см. «ТИ» № 14, 19/8 г.).
ВКС 101 «Энтерпрайз» использовался для прове-
дения вибрационных испытаний, продолжавшихся
с мая 1978 г. по март 1979 г., после чего этот
аппарат в апреле 1979 г. был доставлен на само-
лете-носителе Боинг 747 из КП им. Маршалла в
КП им. Кеннеди для проведения функциональных
предстартовых испытаний на стартовой площад-
ке А пускового комплекса 39 (рис. 27). Эти йены
гания были завершены и конце июня 1979 г
Летом 1979 г. директор NASA Фрош, выступая
перед одной из подкомиссий конгресса, заяви к
«Технический статус программы «Спейс Шаттл»
нормален... Мы уверенно идем к первому орби-
тальному полету... Общее положение с работами
по программе хорошее... По сравнению с прежни-
ми программами космических полетов пилотируе-
мых аппаратов за год до первого пуска мы имеем
удивительно мало важных нерешенных проблем».
Однако когда Фрош стал перечислять техниче-
ские проблемы, возникающие в процессе создания
МВКА. то оказалось, что дефекты и неполадки
имели место при разработке почти всех основных
компонентов МВКА — ВКС, основных ЖРД, внеш-
него топливного бака, системы обеспечения пуско-
вых процедур на основе ЭВМ, наземных комплек-
сов. Эти проблемы вызвали значительные задерж-
ки в графике работ и потребовали дополнительных
трудозатрат и денежных средств [23].
Ход испытаний основных ЖРД ВКС существен
но повлиял на дату первого запуска МВКА
В июле 1978 г. при испытаниях ЖРД был раз-
рушен турбонасосный агрегат. В декабре 1978 г.
произошли отказ теплообменника в системе подачи
жидкого кислорода, а позже взрыв и пожар па
стенде, выведшие из строя ряд важных компонен-
тов ЖРД.
Эти неудачи привели к задержке на семь меся
цев поставок основных ЖРД для ВКС, предназна-
ченного для первого орбитального полета.
В марте 1979 г. начались предварительные сер
тпфикационные испытания ЖРД. На этом этапе
работ также были обнаружены технические недо-
статки силовой установки ВКС.
Другим важным этапом программы являются
испытания связки из трех основных ЖРД.
В 1978 г. связка ЖРД испытывалась при тяге, со-
ставляющей 90% расчетной, н продолжительности
работы 300 с. До первого полета МВКА планиро-
валось провести еще шесть испытаний связки про-
должительностью 570 спс полной тягой.
Новые испытания ЖРД начались в мае 1979 г,
когда двигатели были включены всего па 1,5 с для
проверки. Очередные испытания на полную тягу
были отложены из-за неполадок с одним ЖРД
[24, 25].
Первая попытка испытать связку ЖРД на пол-
ную продолжительность <520 с) была предпринята
в июне 1979 г., ио двигатели были выключены че-
рез 50 с в связи с отказом одного из приборов, при
второй попытке в июле испытания были прекра-
щены через 20 с из-за отказа топливного клапа-
на [26].
Рис. 27. МВКА «Спенс llhin.ii
на стартовой площадке при отра-
ботке предстартовых операций
35
17 декабря 1979 г. связка из трех основных
ЖРД впервые проработала при испытаниях с пол-
ной тягой и расчетной продолжительностью 550 с
Испытания начались с полной тяги, затем в соот-
ветствии с программой тяга уменьшалась до 90,
80 и 70% поминальной. Один из двигателей, как и
предусматривалось, был выключен па 5 с раньше
остальных (27].
Впервые максимальная тяга ЖРД SSME, со-
ставляющая 109% ее номинальной величины, была
достигнута 13 марта 1980 г. при испытаниях дви-
гателя в национальной лаборатории космической
техники. ЖРД проработал 125 с (26 с при тяге
больше номинальной и 10 с в режиме максима ль-
нов тяги) [39].
NASA планировало завершить сертификацию
ЖРД к 30 июня 1979 г. Испытания основных ЖРД
В КС «Колумбия» на пусковой площадке 39А К И,
нм. Кеннеди отложены до июня 1980 г. [26].
В конце 1979 г. были завершены прочностные
испытания ВКС 099 «Челленджер», которые были
частью сертификационных испытаний МВКЛ
«Спейс Шаттл» при подготовке к орбитальному
полету. Программа испытаний сводила к миниму-
му вероятность повреждения конструкции, по-
скольку ВКС 099 будет подвергнут восстанови-
тельному ремонту и использован для космических
полетов, что обойдется значительно дешевле, чем
постройка нового ВКС [28].
ВКС 102 «Колумбия» в марте 1979 г. был до-
ставлен с завода фирмы Рокуэлл в Палмдейле в
КИ им. Кеннеди. На заводе из-за ряда затрудне-
ний по удалось установить на поверхности ВКС все
теплозащитные плитки, и эта работа была продол-
жена в КИ вместе с другими работами по подго-
товке к запуску этого ВКС.
Проблема установки плиток теплозащитного
покрытия п контроля их качества оказалась исклю-
чительно сложной. Каждая из ~34 000 плиток
имеет индивидуальную форму и место установки.
С учетом отбраковки стоимость каждой плитки
составляет 700—1000 долл. Расчетные темпы уста-
новки плиток не выдерживались. NASA обеспокое-
но прочностью плиток и предприняло их испыта-
ния на отрыв, что может привести к дополнитель-
ным задержкам программы. Кроме того, изучают-
ся методы контроля состояния теплозащитного
покрытия ВКС на орбите с помощью телевизион-
ных камер.
Для будущих ВКС изучаются теплозащитные
плитки из кварцевых материалов с добавлением
10% борово юкон. Ожидается увеличение прочнос-
ти плиток в три раза [29, 30].
NASA наметило завершить установку теплоза-
щитных плиток на ВКС 102 к 31 июля 1980 г. Однако
эти планы находятся под угрозой срыва. К концу
февраля 1980 г. оставалось установить 7000—8000
плиток. С учетом плиток, которые не выдержат
пены гания па прочность их клеевого соединения с
обшивкой, это число может возрасти до 9000—
12 500. Доля плиток, не выдержавших испытания
на отрыв, превышает 15% вместо ожидавшихся
10 — 15% [40].
К 1979 г. велись интенсивные работы в КП
нм. Кеннеди по подготовке стартовой площадки
39А. где была установлена система снижения уров-
ня шума при старте МВКА с помощью водяных
струн. Велись работы и па стартовой площадке
39В. которая будет использоваться для запусков
МВКА с 1983 г. [16].
Подробнее о завершающих этапах программы
разработки МВКА «Спейс Шаттл» см. «ТИ» № 19,
1979 г.
Многочисленные задержки в ходе программы
«Спейс Шаттл» неоднократно приводили к перено-
су на более поздние сроки первого запуска МВКА
на орбиту, который ранее намечалось осуществить
1 апреля 1979 г. В июле 1979 г. NASA приняло ре-
шение о переносе первого запуска на конец марта
1980 г. Директор NASA отметил, что вероятность
проведения запуска в марте составляет 20%. а его
осуществление в конце июня 1980 г. 50%. Воз-
можно. что первый полет будет кратковременным
и суборбнтальным. В феврале 1980 г. NASA сооб-
щило, что в связи с трудностями установки кера-
мических плиток срок первого запуска ЛАВКА пе-
ренесен па 30 ноября 1980 г.*.
Ожидается, что в связи с задержками и допол-
нительными работами общая стоимость программы
разработки МВКА «Спейс Шаттл» составит
~8 млрд, долл., т. е. превысит первоначальную
оценку NASA примерно на 2.5 млрд. долл. [31].
Многочисленные срывы графика работ ио про-
грамме «Спенс Шаттл» вызвали в среде американ-
ских авиакосмических специалистов серьезные
сомнения в том. что будет обеспечена требуемая
надежность и безопасность полетов МВКЛ В част-
ности, па праздновании 10-й годовщины полета
космического аппарата «Аполлон» 11 американ-
ские астронавты Дьюк. Уорден и Гордон, участни-
ки этой лунной экспедиции, выразили недоверие к
программе «Спейс Шаттл». Дьюк заявил: «Я не
верю в программу «Спейс Шаттл» хотя бы потому,
что программа испытаний не проводится должным
образом ... NASA пытается срочно залатать дыры
для скорейшего проведения первого запуска
МВКА, а как раз этого нельзя делать в программе
космического пилотируемого аппарата». Адми-
нистрация NASA в лице бывшего астронавта
Обермайера заверила присутствующих в до-
статочной надежности МВКА «Спейс Шаттл» [32].
* Согласно последним сообщениям зарсбежноП печати,
первый орбитальный полет .МВКА «Спенс Шаттл» перенесен
на март 1981 г., а его эксплуатационные полеты начнутся
и октябре 1982 г. Прим. реО.
36
ЛЕТНЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ
NASA придает большое значение натурному
летному эксперименту. К концу второй мировой
войны NACA и министерство обороны США нача-
ли исследования около- и сверхзвуковых режимов
полета. Поскольку наземные экспериментальные
установки не обеспечивали получение необходимых
данных, для этих пелен было построено несколько
экспериментальных самолетов серин X с ракетны-
ми и реактивными двигателями.
Самолет Белл Х-1 (рис. 28), первый из этой
серии, имел исключительно прочную конструкцию
(/iWi,U(4= 18) и был оснащен ЖРД с тягой
~2700 кге, время работы которого составляло 1.5
2 мин. Самолет сбрасывался с бомбардировщика
В-29. Первый полет с включением ЖРД состоялся
н декабре 1946 г. 14 октября 1947 г. была впервые
превышена скорость звука и достигнуто число
4-1.06. Позже на этом же самолете была заре-
гистрирована скорость, соответствующая числу
М-1,5.
Улучшенный вариант этого самолета, Х-1А, в
1953 г. достиг высоты 27,5 км. На самолете X-1F. с
новым тонким крылом (4%) в 1955 г. были достиг-
нуты высота 22.3 км и скорость 2250 км/ч. Вариант
Х-1 В с газодинамической системой управления
использовался в 1954 1956 гг. для изучения тем-
пературных эффектов сверхзвукового полета. Наи-
высшие показатели: // = 27,4 км. 1' = 2570 км/ч. Са-
молет X-1D разбился в 1951 г.
Самолет Дуглас D-558-1 создавался как дублер
самолета Х-1 и применялся для изучения сверхзву-
ковых режимов полета с ТРД Аллисон J-34 (тяга
-2300 кгс). На нем было применено прямое крыло
с тамниаризованным профилем NACA. Летные ис-
пытания самолета начались в 1947 г., был установ-
лен рекорд скорости (~1050 км/ч).
Испытания самолета Дуглас D-558-2 со стрело-
видным крылом (х=35°) начались в 1949 г. Само-
лет был оснащен ЖРД и ТРД .1-34, Было по-
строено три самолета, и одни из них (со снятым
ТРД) стал первым самолетом, достигшим числа
.4 2,01 (1953 г.).
При испытаниях самолета D-558-2 были обна-
ружены такие явления, как перекрестная связь
движении по крену н рысканию, непроизвольное
кабрирование, сваливание на крыло и потеря эф-
фективности управления при сверхзвуковых ско-
ростях.
Самолет llopipon Х-1 был разработан по
проекту ВВС по схеме «бссхвостка» со стреловид-
ным крылом для изучения характеристик устойчи-
вости и управляемости при околозвуковых скоро-
стях. Самолет испытывался в 1948 1949 гг. (до-
стигнуто число .4 = 0.94). на нем изучалась пробле-
ма непроизвольного кабрирования.
Самолет Консолндёйтид ХГ-92А с треугольным
крылом (х=60 ) без горизонтального оперения и с
ТРД Аллисон J-33 (тяга 2360 кгс) разрабатывался
как прототип перехватчика. Самолет, начавший
летные испытания в 1951 г., развивал сверхзвуко-
вую скорость только при пикировании, но с его
помощью была получена обширная информация,
использованная при разработке истребителей Г-102
и 1- 106 и бомбардировщика В-58.
Рис 2Я Ракетоплан Гк-.i.i Х-1
Самолет Белл Х-2 со стреловидным крылом
(Х=42 ), задуманный как часть самостоятельной
исследовательской программы, был рассчитан на
числа М до 3 на высоте 30 км. Конструкция его
была выполнена из стали и сплава К-монель. ре-
гулируемый ЖРД имел тягу 6800 кгс. В 1956 г.
было достигнуто число М — 3,2. Оба построенных
самолета были потеряны при катастрофах.
Самолет Дуглас Х-3 первоначально иредпазиа
чался для изучения проблем установившегося
сверхзвукового полета. Он имел длинную сильно
заостренную носовую часть фюзеляжа, небольшое
трапециевидное крыло и два ТРД J-34. Самолет,
совершивший первый полет в 1952 г., оказался не
ретяжеленным и недостаточно тяговооруженным.
Самолет мог лишь незначительно превышать ско-
рость звука (число .4=1,1 в 1953 г.). Па нем
изучались эффекты инерционного взаимодействия.
Полученные результаты использовались при раз-
работке истребителя Локхид Р-104 и Порт Амери
кен Х-15.
Самолет Белл Х-5 (первый полет в 1951 г.)
имел крыло изменяемой стреловидности (20 —59 ).
Самолет, который мог развивать лишь небольшую
сверхзвуковую скорость (М«1,1), использовался
для изучения реакции на порывы ветра при полете
на малых высотах с крылом в положении макси
мальвой стреловидности.
В 1952 г. комитет по аэродинамике NASA ре-
комендовал расширить диапазон исследуемых ре-
жимов полета до числа ,4=10 и высот порядка
80 км. Кроме того, было рекомендовано опреде-
лить перечень проблем, связанных с достижением
скорости полета, необходимой для выведения ап-
паратов иа орбиту. В конце 1954 г. ВВС, В.4С и
NASA подписали меморандум о разработке сон
местного проекта высокоскоростного эксперимен-
тал ьного са мол ста.
При осуществлении программы этого самолета
предстояло решить следующие технические проб-
лемы:
создание материалов и конструкций, работаю-
щих в условиях интенсивного аэродинамического
нагрева;
управление самолетом в диапазоне чисел .4 ог
0,8 до более 6 и в широком диапазоне высот вплоть
до орбитальных и при посадке с неработающим
двигателем;
создание регулируемого ЖРД с тягой 25,8 тс;
разработка и использование пилотажного стои-
ла для исследования ключевых нахчно-технических
37
проблем и планирования работ; использование
других самолетов для моделирования некоторых
режимов полета самолета Х-15;
разработка концепции взаимодействия «чело-
век машина» и систем управления п связи летчи-
ка со службами наземного обеспечения;
экстраполяция результатов аэродинамических
испытаний на моделях в масштабах 1/15 1/50 па
полноразмерный аппарат, совершающий ноле! и
и е 11 с сл е дов а в и । н х с я р а н ее у с л о в и я х;
обеспечение работоспособности летчика в усло-
виях невесомости, больших перегрузок при входе
в атмосферу и стрессовых нагрузок, связанных с
необычными условиями полета.
В 1955 г. фирме Порт Америкен был выдан за-
каз на постройку трех самолетов Х-15. В 1958 г.
был выкачен первый самолет. Первый полег са-
молета (с неработающим двигателем) был совер
шеи в 1959 г. В качестве носителя использовался
самолет В-52.
('начала полеты проводились с использованием
двух ЖРД LR-11-RAA-5, затем был установлен бо
лее мощный ЖРД XLR-99.
Затем была создана модификация Х-15А-2 с
удлиненным фюзеляжем и подвесными топливными
баками (рис. 29). Этот самолет достиг скорости,
соответствующей числу ДА = 6,7, и высоты 106,2 км.
В конструкции самолета широко использова-
лись титановый сплав инконель и нержавеющая
сталь. С увеличением скоростей полета в зонах ин
iCHCiiBHoro нагрева на обшивку наносился тепло-
защитный слой абляционного материала. Самолет
имел в носовой части сферический датчик для из-
мерения углов атаки и улучшения скольжения.
Па самолете было применено цслыюноворотное
юрпзонтальнос оперение, обеспечивающее управ-
ление по тангажу и крену. Киль имел клппообраз
ный профиль. Для управления самолетом на боль
ших высотах имелась газодинамическая система с
12 небольшими соплами.
Три самолета Х-15 совершили 199 катетов об
шей продолжи тел ьностью 30 ч Были получены экс
iicpiiMeiria.Tbiibie данные о нагреве и аэродинами-
ческих характеристиках гиперзвукового летатель-
ного аппарата при больших числах Re (2,7x10й).
Ис подтвердилось предположение о ламинарном
обтекании при гиперзвуковы.х скоростях. Фактиче-
ский нагрев обшивки самолета значительно отли-
чался от расчетного. Но материалам летных иены
танпй было выпущено 766 отчетов Были па.мечс
Рис 29. Ракетоплан Норт Америкен Х-15
ны планы дальнейшего использования самолета
Х-15, однако они не были реализованы. Предлага-
лось, в частности, оснастить самолет треугольным
крылом для исследований гиперзвуковы.х крейсер
скпх режимов полета и провести летные испытания
гпперзвукового ПВРД. Однако отставание разра-
ботки экспериментального двигателя, удорожание
работ и катастрофа ОДНОГО ИЗ самолетов Х-15 при
вели к прекращению работ по этой программе в
ноябре 1968 г.
Важной исследовательской программой NASA
были летные испытания тяжелого эксперименталь-
ного самолета ХВ-70 (рис. 30). имевшего сверх
туковую крейсерскую скорость, соответствовав
шую числу АА=3.
Первоначально разрабатывавшийся как даль
пнй бомбардировщик самолет ХВ-70 был пол-
ностью передан NASA в 1967 г для проведения
экспериментальной программы, завершенной в
1969 г. Этот огромный самолет длиной 59 м, с раз-
махом крыла 31,5 м и взлетным весом ~226 те
имел 6 двигателей GE YJ93-3 с тягой по 13,6 тс.
В конструкции треугольного крыла с углом стрел»
водности 65 использовались сотовые панели из
нержавеющей стали. Крылья имели отклоняемые
вниз концевые части для повышения устойчивости
при сверхзвуковом полете и элевоны. Переднее
горизонтальное оперение большого размера имело
от клопяемые щитки.
Программа ХВ 70 была тесно связана е ра.зра
боткой американского сверхзвукового пассажир
ского самолета (SST), и во время полетов само
летов ХВ 70 проводились измерения уровня шума
и звукового удара, исследовались проблемы уп-
равления самолетом и безопасности полета в пн
юреса.х программы SS Г.
(’. середины 1960-х годов до 1975 г. NASA осу
ществ.тяло программу постройки и летных йены
lamiii серии экспериментальных аппаратов с не
сущим корпусом. Первым из них был построенный
NASA деревянный планер AA2-1I, затем в 1966 г
совершил первый полет изготовленный фирмой
Нортроп аппарат 512-1 2 с ЖРД XLR-11, являющий
ся алюминиевым вариантом исходного аппарата.
В 1970 г. начались летные испытания аппарата
512-ГЗ предыдущего аппарата, оснащенного до
волнительным центральным килем. Все эти экспе-
риментальные аппараты были предназначены для
исследования дозвуковых режимов полета.
В 1966 г. совершил первый полет эксперимен-
тальный аппарат 111.10 фирмы Нортроп, который
при испытаниях достиг числа М = 1,86.
Фирма Мартин построила для NASA аппарат
с несущим корпусом Х-24А, имевший конфигура-
цию будущих воздушно-космических самолетов с не
Рис. 30 Бомиап тпровишк Н 70. который непо.льзонэ.ня
NASA в летном эксперименте
38
большим тнперзвуковым аэродинамическим каче
ством, хорошо рассеивающих кинетическую энер-
гию при спуске в атмосфере. Испытания аппарата
с включением разюнного ЖРД XLR II начались и
1970 г., в полетах досыпалось число М 1.62.
В 1973 г. на основе этого аппарата быта созда-
на модификация Х-24В (рис. 31). Исходная т.ттуп
ленная конфигурация аппарата была изменена на
клинообразную в плане, характерную для перепек
тинных самолетов с тнперзвуковым крейсерским
режимом полета. Аппарат предназначался для
изучения пилотажных и аэродинамических харак
icpiicTiiK перепек потных аппаратов на дозвуковых
и малых сверхзвуковых скоростях. При исиыга
ниях, закончившихся в 1975 г., была достигнута
скорость I860 км/ч.
Все аппараты с несущим корпусом, испытывав
шиеся NASA, сбрасывались с самолетов-носителей
и совершали планирующую посадку с неработаю-
щими двш а гелями.
Идея планирующей посадки была использована
при разработке ВКС, системы «Спенс Шаттл».
В 1977 г. была проведена программа ALT — отра-
ботка посадки ВКС с использованием самолета
носителя Боинг 717 (рис. 32 и 33).
Последующие летио-псслсдовател некие про
|рам.мы NASA осуществлялись с помощью само-
летов 1'15, YF-12, YF-I7 и F ill с новым супер
критическим крылом (рис. 34) В основном летный
эксперимент проводился для проверки методов
прогнозирования аэродинамических характеристик
при маневрировании с околозвуковыми и сверхзву-
ковыми скоростями полета.
Самолеты 1’15 и YI 17 проходили испытания в
период 1975 1978 гг. с целью сопоставления оцен-
ки аэродинамического сопротивления с работаю-
щим двигателем, полученной в аэродинамических
трубах с данными, полученными в реальных полет
пых условиях (33, 34).
В 1970-х годах NASA участвовало в комплекс
пых исследованиях по прщрамме TCV (Terminal
Рис. 31. Аппарат с несу-
щим Корпусом Alapruii-
Маристта .\21В
Рис. 32 Испытания ВКС по upuiрамме Al l Момент
отделения ВКС «и самолета-носителя Ixtmir 717
Configured Vehicle Programme). предусматриваю
щей изучение технических особенностей самолета,
отвечающею условиям эксптуатацпп в насыщен
ной ириаэродромнон зоне воздушного прост ранет
на. Для проведения летных испытаний самолет
Боинг 737 был оснащен еще одной кабиной экппа
жа, размещенной внутри пассажирской кабины и
оборудованной перспективными средствами инди-
кации и управления. Результаты показали значи-
тельный эффект применения системы «четырех
мерной» навигации, обеспечивающей 20%-ное уве
лнчение пропускной способности ВПП 118].
В 1978 г. NASA изучало возможность построй
кп в 1983 ф г. демонстрационного сверхзвукового
самолета весом ~34 тс (рве. 35) с целью изучения
его характеристик и технологии производства в
интересах будущей программы ('.ПС. Однако по
стройка такого самолета не быта предусмотрена
пятилетиям планом NASA па 1980 1984 ф. гг.
Самолет YI-I2, способный совершать дппель
иый полет на крейсерском режиме со скоростью,
соответствующей числу ,4 — 3. с 1969 г. пспользо
вался NASA в различных летных экспериментах.
Например, па нем испытывался подфюзеляжный
киль из материалов, предназначенных для пер-
спективных гнперзвуковых конструкций. Па нем
также прошла испытание комплексная система уп
равленпя полетом, двигателем н воздухозаборни-
ками. основанная на предшествующих программах
NASA (комплексная система управления ситовой
установкой па самолете I 111 и цифровая система
управления па самолете F-8).
В летных экспериментах NASA все чаще пс
пользует беспилотные аппараты с дистанционным
управлением. При разработке истребителя F-I5
проводились летные испытания модели этого са-
молета (масштаб 3 8) па критических режимах.
Pile 33 Косатка ВКС па ficrolilip<>'saiiliyn> ВПП
и процессе oe\inecin.niiioi программы ALT
39
I’m- 34 Экспериментальный самолет
со еш-рхкрнтичсским крылом Дженерал
ДннИэМНКС F-I1I
Перспективные крылья с протнвофлаттерной
системой планировалось испытать в 1979 г. на мо-
дифицированной воздушной мишени «Фанрбн» II.
В 1977 г. была выполнена программа летною
эксперимента с беспилотным аппаратом, имеющим
скользящее (антисимметричное) крыло.
Аппарат HiMAT представляет собой новое
средство для экспериментальных исследований
техники перспективных высокоманевренных истре-
бителей. Стартуя с самолета В-52, он управляется
оператором из наземного центра. Летные испыта-
ния аппарата HiMAT начались в 1979 г. (см. «ТИ
№ 22. 1979).
В настоящее время одним из основных факто-
ров, ограничивающих разработку эксперименталь-
ных самолетов, является высокая стоимость по-
стройки уникального самолета. Если стоимость
самолета Х-2 составляла 2 млн. долл. Х-15 — свы-
ше 50 млн. долл., то па создание перспективного
экспериментальною гиперзвукового самолета мо-
жет потребоваться от 300 до 600 млн. долл. Поэто-
му NASA использует все возможности создания
относительно дешевых экспериментальных лета-
тельных аппаратов. Помимо беспилотных аппара-
тов для летного эксперимента применяются моди-
фикации существующих самолетов для испытания
технических новинок. Примером такою подхода
являются самолет F-1I1 со сверхкритнческпм кры-
лом, самолет YF-12 с новым подфюзеляжным ки-
лем. пли самолет YF-12 с повои комплексной сис-
темой управления.
В отдельных случаях при использовании тех
пики постройки «самодельных» летательных аппа-
ратов удастся создать новый экспериментальный
самолет при очень малых затратах, например, для
NASA был построен небольшой пилотируемый экс-
периментальный самолет со скользящим крылом,
причем стоимость контракта составила всего
218 тыс. долл. (см. «ТИ» № 9. 1980).
Будущее экспериментальных исследовательских
самолетов остается неясным, несмотря па богатый
опыт их создания и использования в NASA. Су-
ществуют различные концепции и технические ре-
шения. которые могут качественно изменить облик
и режимы полета перспективных самолетов. При-
менение новых аэродинамических компоновок н
профилен и новых двигательных установок может
привести к улучшению аэродинамических характе-
ристик самолетов на сверхзвуковых режимах по-
лета на 40—50%. Это позволит увеличить даль-
ность полета, маневренность при сверхзвуковых
скоростях и боевую живучесть самолетов следую-
щего поколения. Для реализации этих преиму-
Рнс 35 'to.ic.ii. демонстрационною сверхзвуки
кого самолета, постройку кшороги намечалось
начать н 1983 ф. г.
Шести могут потребоваться летные испытания пол
поразмерных экспериментальных .тетательных ан
пиратов [33. 34].
В 1970-х годах авиакосмические фирмы. NASA
и ВВС рассмотрели ряд проектов эксперименталь-
ных самолетов ВВС и NASA изучали самолеты,
имевшие обозначение Х-24С (рис. 36). затем
NHTF (National Hypersonic Test Facility), a c
1976 r. —NHFRF. Самолет NHFRF должен был
совершать кратковременный полет с числом М в
диапазоне 5 7. Однако в 1977 г. NASA заявило,
что в связи с недостаточными ассигнованиями н
отсутствием срочной необходимости в гиперзвуко-
вой летающей лаборатории работы по этому
проекту прекращаются.
В пятилетием плане NASA на 1979—1983 ф. г.
программа гпперзвукового экспериментального
аппарата заменена НИОКР небольшого объема, и
дальнейшие гпперзвуковые исследования предла
галось вести в основном с помощью наземных уста
новок пли малогабаритных беспилотных аппара
гов, запускаемых с помощью ракет-ноентелей или
МВКА «Спейс Шаттл» (хотя постройка пилотируе-
мого самолета полностью не исключалась).
Выбор оптимального сочетания будущих песте
дований с помощью средств наземного и летного
эксперимента предполагалось завершить не рапсе
1981 — 1982 гг. Согласно оценкам, разработка и нс
пытания в течение 10 лет гпперзвукового экспери-
ментального самолета обойдется примерно в
500 млн. долл [35, 36. 37].
40
1.	Frosh R. A. NASA Goals.
Aerospace, 1977, v. 15, N 2, p. 14—15.
2.	Lovelace A, M. NASA's Goal: keeping the L'S num-
ber one in aeronautics.
Air Force Magazine, 1976, v. 59, 11, N 2, p. 36—40.
3.	NASA authorization for Fiscal Year 1979 (Senate),
part 1.
Washington, 1978.
4.	Lewis R NASA’s first 20 years — and the future.
New Scientist, 1978, v, 80, 5/X, N 1123, p. 14—16.
5.	Why NASA?
NASA Activities, 1976, v. 7, VI, N 6. p. 8, 9.
6.	NASA authorization for Fiscal Year 1980 (Senate),
part 2. Washington, 1979.
7.	NASA Activities. 1976, v. 7, VI, N 6, p. 3.
8.	NASA's future.
Astronautics and Aeronautics, 1977, v. 15, XI, N II,
p. 8—11.
9.	The writers guide to NASA,
U. S. Government Printing Office: 1979.
10.	The evolution of a NASA budget.
NASA Activities. 1979, v. 10. N I. p. 14—16.
11.	Aerospace Daily, 1979, v. 100, I'XI. p I.
12.	Baker D. The NASA budget—Fiscal Years 1979—80
Spaceflight, 1979, v. 21, VIII—IX, N 8—9. p. 339—348.
13.	NASA budget provides no real growth.
Aviation Week and Space Technology, 1979, v 110, 22,1,
N 4. p. 16.
14.	NASA budget for FY 1980.
Interavia Air Letter, 1979, 22/1, N 9176. p. 5.
15.	Covault C. Austere NASA budget excludes new
program starts.
Aviation Week and Space Technology, 1979, v. 110, 1/1,
N 1. p. 14.
16.	Aviation Week and Space Technology, 1979, v. 110, 28/V,
N 22. p. 61.
17.	Interavia Air Letter, 1979, 51/XI. N 9382, p 6.
18	Bower R E. Future direction in aeronautical research
and technology
AIAA Paper N 78—3012
19.	Bower R. E. The promise of advanced technology for
future air transports.
NASA TM 78712. 1978, IV, p. 1—12.
20.	Aviation Week and Space Technology. 1978, v. 109,
11/IX, N 11, p. 13, 109.
21.	Aerospace Daily, 1978, v. 92. 1/VIII, N 20. p. 133.
22.	Air et Cosmos, 1979, 24'Xl, N 788, p. 19
23.	Astronautics and Aeronautics, 1979, v. 17, IX. N 9. p. 6.
24.	Flight International, 1979, v. 115, 31/111. N 3654, p. 959.
25	Flight International, 1979, v. 115, 26, V, N 3362, p. 1730
26.	Aviation Week and Space Technology, 1979, v. Ill,
12/XI. N 20. p. 20
27.	Flight	International,	1980, v. 117, 12 1, N 3695, p. 79.
28.	Flight	international,	1979, v.	116, 27/X, N	3684,	p.	1352.
29.	Flight	International.	1979. v.	116, 10/XI, N	3686,	p.	1610
30.	Aviation Week and	Space	Technology,	1979,	v.	Ill,
24/IX, N 13, p. 21.
31.	Harris C. L. The reluctant shuttle.
Spaceflight, 1979, v. 21. XII, N 12, p. 521.
32.	Shuttle programme review.
Spaceflight, 1980, v. 22, I, N I, p. 27—31.
33.	S m i t h R. II. Antecedents and Analogues-experimental
aircraft.
AIAA Paper N 78—3008.
34.	S p e a r m a n M. L. Historical development of world
wide supersonic aircraft.
AIAA Paper N 79—1815.
35.	Aerospace Daily, 1977, v. 85, 16/VI, N 33, p. 258.
36.	Aerospace Daily, 1979, v. 90, 30/111, N 22, p. 167.
37.	Interavia Air Letter, 1977, 8/XI, N 8878, p. 5.
38	Interavia Air Letter, 1980, 7/11, N 9435, p. 6.
39	Interavai Air Letter, 1980, 1/IV, N 9473, p. 8.
40.	Aerospace Daily, 1980, V. 101, 22/11, N 37, p. 282.
Референт Al. С. Лапин.
.TH", ОНТИ ЦАГН. 1980, № 11 -12. 1 40.
Редакционная коллегия: Г. В Александров, Г. Е. Даньшина (секретарь). Р. Д. Иродов. А. Г Мунии,
Е. И. Ружицкнй (председатель), В. М. Фролов, Ю. Я. Шилов (и. о. ответственного редактора).
Технический редактор Т. ♦. Рыкуи	Корректор Л. Д. Курдюкова
Сдано в набор 06.0o.S0. Литературная гарнитура.	Подписано а печать 24.06.80.	Формат бумаги 69x90 '/	Типографская № 1. Высокая печать.	Бум. л. 2.S.	Усл. печ. л. 5.0.	Уч.-изд. л. 6,2.	Тираж 2М1 экз.	Цена 1 р. |0 коп.
Типография НАГИ. Зак. 11*3.
Индекс 6183