В этом полете была достигнута скорость, соответствующая М=0,87 на высоте 12000 м, в пятом полете при числе М=0,89 наблюдался бафтинг и резкие крены. В шестом полете число М увеличилось до 0,91—0,92, а в седьмом полете при крене обнаружилось, что рули высоты потеряли эффективность. Здесь помог переставной стабилизатор, который поставили на самолет по настоянию Джона Стека. Уменьшением угла его установки Егеру удалось выполнить разворот с перегрузкой 2 g и направить машину на аэродром.
После посадки было установлено, что скачок уплотнения двигался назад по горизонтальному оперению и, попав на руль высоты, сделал его неэффективным. На основании этого ученые пришли к важному выводу, что достаточную управляемость в околозвуковой области может обеспечить только цельноповоротный стабилизатор.
Залогом безаварийных полетов была методика испытаний, разработанная в NACA. Ее назвали «Методом ступенек». Согласно методики исследование велось ступенчато с последовательными усложнениями. Когда ученые, анализируя данные с борта или радиопереговоры летчика, встречались с резким изменением характеристик или трудностями пилотирования, длительность данного режима полета уменьшалась, с тем, чтобы после обработки информации на земле предопределить дальнейшее поведение самолета.
Если информации было недостаточно, или соответствующей математики не существовало, тогда на помощь ученым приходил наземный моделирующий стенд с аналоговой вычислительной машиной.
Утром 14 октября 1947 года Егеру предстояло пройти очередную «ступеньку» на скорости М=0,97, и на предполетном инструктаже ученые из NACA рекомендовали не превышать этой скорости. Но Егер был невнимателен и решил для себя, что будет лететь быстрее. В этот день его больше заботила боль в боку, во время прогулки верхом он упал с лошади и сломал ребро.
В 10 часов утра ЕВ-29 поднялся в воздух. Через 20 минут носитель набрал высоту 1524 метра, и Егер занял свое место в кабине XS-1. На высоте 6096 м с земли сообщили, что самолет взят на сопровождение наземными станциями слежения и можно начинать процедуру отцепки.
В 10 часов 26 минут Егер отцепился от носителя и запустил все четыре камеры сгорания ЖРД. На высоте 10668 м он выключил две камеры сгорания, чтобы уменьшить перегрузку в конце набора высоты, и продолжил подъем до высоты в 12802 м. Стрелка на указателе числа М полета медленно пошла вверх — 0,83, 0,84, 0,88, 0,92. Начался небольшой бафтинг (тряска самолета в результате попадания вихрей с крыла на хвостовое оперение), самолет начал давать небольшой правый крен. Чтобы сохранять эффективность управления, Егер постепенно переставлял стабилизатор в соответствующие положения и элеронами выровнял самолет. Закончив подъем, он слегка опустил нос самолета и включил третью камеру сгорания, стрелка дошла до М=0,98 и резко скакнула за единицу.
На земле услышали звук далекого взрыва — самолет перешел звуковой барьер. Егер сообщил, что машина управляется нормально. Элероны и стабилизатор работали отлично. После этого Егер выключил двигатель и начал снижение. На высоте 10000 м XS-1 снизил скорость до М=0,7. С земли сообщили предварительные данные, которые подтверждали переход звукового барьера. Максимальная скорость, зафиксированная приборами, составила М=1,06.
На авиабазе все знали об успехе Егера, но говорили об этом шепотом, ведь программа испытаний оставалась секретной. Однако самым интересным было то, что для некоторых пилотов базы Мюрок преодоление звукового барьера вообще не было новостью. В частности, за несколько дней до этого события летчик-испытатель ВВС Джордж Уэлч (George Welch), занимавшийся испытаниями истребителя XP-86 Sabre, выполняя скоростное пикирование, сообщил, что столкнулся с необычными колебаниями стрелок указателей скорости и высоты. Специалисты фирмы North American предположили, что самолет превышал скорость звука, но полной уверенности в этом у них не было, ведь бортовые приборы не рассчитывались на такую скорость, а специальных замеров с земли не проводилось. Все точное наземное оборудование работало на программу XS-1.
Съедаемые любопытством инженеры North American уговорили людей из NACA проследить за полетом ХР-86 с помощью своих станций слежения. 19 октября 1947 года, через пять дней после исторического полета ХS-1, станция наземного слежения NACA сообщила, что Джордж Уэлч летит со скоростью М=1,02. Двадцать первого числа результат рекордного полета ХР-86 удалось повторить.
Только в мае 1948 года достижения XP-86 были преданы гласности. В официальном сообщении говорилось о рекордном полете Джорджа Уэлча от 26 апреля 1948 года, когда он превысил скорость звука в пикировании. На самом деле в кабине ХР-86 находился британский пилот, неосторожно сообщивший по открытому радиоканалу о превышении скорости в М=1. Действительно, ХР-86 мог превышать скорость звука в пикировании, показывая на больших высотах вполне удовлетворительную управляемость с небольшой тенденцией на кабрирование. Однако на высоте ниже 7620 м самолет стремился войти во вращение относительно продольной оси, и скорость приходилось снижать. На серийных самолетах, из соображений безопасности полета, ниже этой высоты скорость ограничивалась М=0,95
На следующий день после рекордного полета Егера потерпел аварию второй экземпляр самолета. Пилот NACA Герберт Хувер выполнял планирующий полет без включения ЖРД. Во время захода на посадку он неправильно оценил скорость и высоту полета, и машина совершила несколько подскоков — «козлов». Удары о землю были такими сильными, что передняя стойка шасси не выдержала и сломалась. XS-1 зарылся носом в грунт и в таком положении «пропахал» добрую сотню метров. Самолет пришлось отправлять на завод для ремонта, который продлился с октября по декабрь 1947 года. Таким образом, пилоты NACA серьезно отстали от своих коллег из ВВС. Только 16 декабря 1947 года Герберт Хувер совершил первый полет с включенным ЖРД и достиг скорости М=0,7. Звуковой барьер он преодолел только 10 марта 1948 года, став первым гражданским летчиком, летавшим с такой скоростью.
В 1948 году изменились внутренние обозначения самолетов и шифры программ ВВС. Начиная с этого момента, рекордный самолет стал называться Х-1, а программа его испытаний получила шифр MX-653.
2 мая 1949 года Егер установил очередной рекорд, ему удалось разогнаться до скорости М=1,45. 8 августа 1949 года еще один летчик-испытатель от ВВС майор Фрэнк Эверест (Frank K. Everest) установил рекорд высоты полета — 21915,7 м. Это был 125-й полет в истории программ MX-524/653.
25 августа 1949 года, во время выполнения очередного полета, Фрэнк Эверест попал в затруднительное положение. На высоте около 21000 м треснуло одно из многочисленных стекол фонаря. Кабина разгерметизировалась. Скафандр летчика раздулся, и только хладнокровие и мужество Эвереста помогло ему спасти самолет и свою жизнь. После этого случая был разработан принципиально новый высотный костюм Т-1.
В 1947 году Национальная воздухоплавательная ассоциация наградила участников программы MX-524/653 ежегодным призом имени Роберта Кольера (Robert J. Collier) — «За самое большое достижение в Американской авиации». Награду вручал лично президент Гарри Трумэн. На торжественной церемонии в Белом доме он зачитал представление: «… Джона Стека, ученого NACA, руководителя исследований с целью определения физических законов околозвуковых полетов; Лоуренса Белла (Lawrence D. Bell), президента компании Bell Aircraft Corporation за проектирование и строительство специального исследовательского самолета Х-1; капитана Чарльза Егера, ВВС США, за первый полет человека быстрее звука».
Первый экземпляр самолета Х-1 полностью отработал свой ресурс. Всего на нем было выполнено 83 полета, во время которых достигнуты максимальное число М=1,45 и максимальная высота 21915,7 м. Несколько раз на самолете происходили пожары, разгерметизация кабины, были потеряны отдельные части конструкции, но самолет уцелел и полностью отработал свою программу. Полученные данные были разосланы на все авиастроительные фирмы. Свой последний полет он совершил в 1949 году. С половинным запасом топлива Х-1 самостоятельно взлетел (скорость отрыва составила 263 км/ час, длина разбега 700 м) и продемонстрировал очень большую скороподъемность, набрав через 100 секунд после отрыва высоту около 7600 м. После этого полета самолет был передан в музей Смитсоновского института, где и находится в настоящее время.
Третий экземпляр Х-1, своеобразный «долгострой», фирма передала в распоряжение NACA только в 1951 году. Он отличался турбонасосной системой подачи топлива, которая обеспечивала большую продолжительность полета, чем у двух предыдущих самолетов. Турбонасосы работали на перекиси водорода высокой концентрации (90%), которая разлагалась при пропускании ее над катализатором. На самолете размещалось 2270 л жидкого кислорода и 2500 л водоспиртовой смеси, что увеличило время работы двигателя до 4,5 мин. Водоспиртовая смесь 5:1 использовалась вместо спирта благодаря большему удельному импульсу.
Машина совершила первый планирующий полет 20 июля 1951 года, в кабине находился гражданский пилот Джозеф Кеннон (Joseph Cannon). Второй полет с включением ЖРД планировался на 9 ноября, но он не состоялся. Во время заправки кислородом на X-1 №3 возник пожар, и он, вместе с носителем, взорвались.
Но программа испытаний на этом не закончилась. Еще осенью 1947 года ВВС заказали фирме Bell четыре усовершенствованных самолета: X-1A (№48-1384), X-1B (48-1385), X-1C (не строился и номер ему не присваивался), и X-1D (48-1386).
Все эти самолеты имели серьезные отличия от первых Х-1. На них установили обычные фонари, выступающие за контуры фюзеляжа, что упростило процесс посадки летчика в кабину и улучшило обзор. Длина фюзеляжа самолетов увеличилась на 1,4 м, за счет установки новых баков увеличенной емкости. Запас топлива увеличился на 2680 кг. Время работы двигателя составляло 4,2 минуты. Самолеты серьезно потяжелели, и для них пришлось делать новый носитель на базе бомбардировщика В-50А.
Самолет Х-1А предназначался для полетов на больших скоростях; В — для исследования аэродинамического нагрева; D — имел новую топливную систему с турбонасосом низкого давления.
Первым построили X-1D. 22 августа 1951 года во время своего первого полета из-за утечки азота на нем произошел взрыв. X-1D загорелся и был сброшен командиром самолетаносителя В-50А (№46-006А).
В январе 1953 года на базу Мюрок прибыл самолет Х-1А. На этом самолете планировалось достичь скорости полета М=2. Испытания проводил Чарльз Егер. В первых трех полетах, проведенных по заранее разработанной программе, им были последовательно достигнуты скорости, соответствующие числу М=1,3 на высоте 13700 м, М=1,5 на высоте 18300 м и М=1,9 на высоте 18300 м.
В четвертом полете 12 декабря 1953 года Егер, отцепившись от носителя, разогнался и набрал высоту 18300 м, после чего начал переходить в горизонтальный полет; число М полета при этом увеличилось до 1,4. На высоте 21400 м самолет летел почти горизонтально со скоростью М=1,9 и продолжал увеличивать ее на 50 км/час в секунду. На высоте 23200 м самолет достиг числа М=2,51, что соответствует истинной скорости 2655 км/час и скорости по прибору около 710 км/час. Столь малое значение приборной скорости вызвано высоким разрежением атмосферы на большой высоте. При движении с такой скоростью самолет вел себя устойчиво, но после выключения двигателя стал неуправляемым и начал беспорядочно падать. Егер потерял сознание. Через 51 секунду он оказался на высоте 7500 м, скорость уменьшилась до 270 км/час, самолет резко задрал нос и должен был пойти в обратный штопор, перегрузка достигала 11 g. В этот момент Егер пришел в себя, и ему удалось вывести самолет из штопора и благополучно приземлиться. Впоследствии на самолете Х-1А был установлен мировой рекорд высоты полета — 27566 м.
После того, как военные закончили свою программу, X1A передали в распоряжение пилотов NACA. 8 августа 1955 года, за 17 секунд до отделения от носителя, на борту Х-1А произошел небольшой взрыв. Вышла из строя топливная система. Пилоту удалось выбраться из кабины Х-1А и перейти в кабину В-50. Носитель во время взрыва не пострадал. Согласно инструкции, посадка с подвешенным Х-1 была запрещена, и командир носителя сбросил X-1A.
Инженеры тщательно проанализировали все произошедшие аварии и пришли к выводу, что всему виной были кожаные прокладки, используемые в системе подачи жидкого кислорода.
Самолет Х-1В вышел на испытания в августе 1955 года. 14 августа он совершил первый полет. В последних четырех полетах на самолет установили газоструйную систему управления. Испытания самолета закончились в 1958 году. Машину списали 27 января 1959 года из-за трещин в баке. Всего на Х-1В совершили 27 полетов.
Потеря трех X-1 заставила NACA ввести в строй ветерана — Х-1 №2, после 73-х полетов его уже собирались списывать. Самолет отправили на фирму Bell для модернизации. На нем переделали фонарь кабины, установили новую топливную систему с турбонасосами, поставили более тонкое крыло (относительная толщина всего 8%) и, самое главное — впервые в истории программы установили катапультируемое кресло пилота.
К декабрю 1955 самолет был готов к началу испытательных полетов, он получил обозначение X-1E. 8 октября 1957 года пилот NACA Джозеф Уолкер (Joseph A. Walker) сумел разогнать Х-1Е до скорости М=2,24.
В 1958 году самолет решили переделать для достижения скорости М=3. На него установили более мощный двигатель и подфюзеляжные кили. После нескольких полетов, в декабре 1958 года, при периодическом осмотре конструкции механики обнаружили усталостные трещины в топливном баке, и Х-1Е пришлось списать.
Первые экспериментальные самолеты Х-1 с ракетным двигателем стали одним из наиболее важных видов исследовательского оборудования того времени. Их полеты дали полное техническое понимание динамики скоростных полетов. Большое количество данных, полученных в результате выполнения программы, послужило быстрому улучшению характеристик боевых самолетов. Полученные данные настолько быстро осваивались при проектировании, что в NACA решили продолжать исследования в разных разделах аэродинамики при помощи специализированных экспериментальных самолетов. Так появилась целая серия уникальных машин, известная под названием «Серия-Х».
Скромная летно-испытательная станция NACA на базе Мюрок превратилась в огромный и суперсовременный Летный Научно-исследовательский центр, через который проходят все без исключения американские летательные аппараты военного назначения.
Уцелевшие экспериментальные самолеты Х-1 бережно сохраняются. Легендарный XS-1 Чарльза Егера подвешен под потолком главного зала музея Смитсоновского института. Х-1В находится в ангаре музея военно-воздушных сил США на базе Райт-Паттерсон (Wright-Patterson), а Х-1Е закреплен на постаменте перед главным зданием Летного Научноисследовательского центра NACA на авиабазе Эдвардс.
