NASA, Национальное агентство по аэронавтике и исследованию космического пространства, появилось 1 октября 1958 года как итог принятия администрацией президента Эйзенхауэра Национального закона США 1958 года об аэронавтике и исследовании космического пространства: комитет аэронавтики NACA при этом формально прекращал свое существование, но фактически становился ядром формирования новой организации. Армстронг стал одним из первых летчиков-испытателей NACA/NASA, которые прошли через «пытку» принадлежащей
ВМС центрифуги в Джонсвилле. Смысл этой «карусели» был том, «чтобы понять, не окажут ли те ускорения, которые ты испытаешь при старте летательного аппарата с ракетным двигателем, отрицательного эффекта на твою способность выполнять точную работу при выводе аппарата на орбиту». Армстронг так объяснил цель исследований: «Мы выдвинули гипотезу, что будет возможно пилотировать аппарат при выводе на орбиту – что вертикально запущенная ракета может быть вручную доведена до орбиты без всякой необходимости в автопилоте или каком-то еще дистанционном управлении».
В эксперименте принимала участие команда из семи летчиков: Армстронг, Стэн Бутчарт и Форрест Питерсен с позывным «Пит» из Летно-испытательного центра NASA (бывшей Летно-исследовательской станции высоких скоростей NACA), еще два пилота NASA (из Лэнгли и Эймса) и два пилота ВВС. Лежа на спине, прочно пристегнутые к сиденьям, разработанным отдельно для каждого летчика и повторяющим его контуры тела в противоперегрузочном костюме, Армстронг и его товарищи словно прошли через соковыжималку. Летчики, головокружительно вертящиеся на конце «руки» длиной 13,72 м, прошли через воздействие всех возможных сил, напряжений и любых условий полета. При самой большой скорости и угле вращения они испытывали ускорение до 15 g. Всего несколько пилотов смогли перенести такое высокое ускорение, и Армстронг был одним из них. Юджин Уолтман, один из технических специалистов Летно-испытательного центра, вспоминал, что Армстронг сказал: при 15 g от головы так отливала кровь, что он мог отчетливо видеть только один из приборов на панели, имитирующей приборную панель кабины самолета. Нил вспоминал: «Мы убедили по крайней мере себя – не думаю, что нам удалось убедить других, – что это вполне посильная задача – осуществлять управление стартующим летательным аппаратом или взлетающим самолетом при таком уровне ускорения!» Совместно с инженерами Летно-испытательного центра Эдом Холлеманом и Биллом Эндрюсом Армстронг составил для NASA доклад, где описывались вызывающие удивление результаты. Многие люди в аэрокосмическом сообществе сомневались в том, что ускорение до 8 g на самом деле оказывает очень малое воздействие на способность пилота управлять полетом, пока это не было доказано в ходе программ Х-15 и Mercury. Позже Армстронг вернулся в Джонсвилль, чтобы отрабатывать траектории входа Х-15 с различными установками системы управления полетом.
Но ключевым элементом подготовки к полетам на Х-15 стал электронный тренажер-симулятор. Было создано два основных тренажера Х-15. Оба они являлись аналоговыми вычислительными машинами, потому что цифровые компьютеры оставались все еще слишком медленными, чтобы делать что-либо в режиме реального времени. Компания North American построила тренажер под названием XD, который являлся собственностью компании и находился там, где сейчас расположена южная часть международного аэропорта Лос-Анджелеса. Армстронг бывал там несколько раз, чтобы провести сеансы тренировок со всеми доступными шестью степенями свободы. Как вспоминал Дэй, во время полета на R4D Нил все время запрашивал заход на посадку по приборам в аэропорту Лос-Анджелеса. «Мы сделали несколько снижений, практически заходов на посадку. Мы поднимались на высоту 760–900 м и делали заходы под разным углом атаки, а потом составили график зависимости максимального динамического давления от угла атаки. Получилась прямая линия, для которой существовало специальное уравнение. И Нил на практике понял, что в этом случае у него будут проблемы».
Под руководством Дика Дэя NASA построило на авиабазе Эдвардс тренажер-симулятор Х-15, который повторял кабину самолета. По словам Армстронга, эта машина «возможно, была лучшим симулятором из всех, созданных в то время, с точки зрения точности и надежности». Во время подготовки к каждому из своих семи полетов на Х-15 он проводил от 50 до 60 часов на этом тренажере.
«Настоящий полет на Х-15 занимает всего десять минут, и, как правило, на тренажере нет возможности провести посадку, – объяснял Нил. – Ты просто имитируешь полет без взлета и посадки, и занимает это буквально пару минут. Мы составили небольшую команду: пилот, один из инженеров-исследователей и один из ребят из компьютерной группы, – и я, например, говорил: “Вот что мы хотим сделать”, а они брали все данные, какие у нас были, загружали их и искали, чему мы можем из них научиться. И тут ты начинал в каком-то роде понимать проблему».
Удивительно, как быстро шло развитие программы Х-15. Всего лишь через год после начала строительства в сентябре 1957 года первый летательный аппарат сошел с заводского конвейера. Шесть месяцев спустя, в марте 1959-го, прошел первый учебный полет, при котором летательный аппарат был закреплен на фюзеляже самолета-носителя, а еще через три месяца – первое летное испытание в режиме планирования. 17 сентября 1959-го, менее чем через четыре года после начала проекта, Скотт Кроссфилд повел самый сложный из всех когда-либо созданных, принципиально новый летательный аппарат в его первый активный полет. Испытания в аэродинамической трубе показали, что Х-15 на низкой скорости имеет очень низкое аэродинамическое качество, то есть развивает очень маленькую подъемную силу. Когда его ракетные двигатели прекращали работать, Х-15 шел вниз быстро и круто. Обычные методы посадки с неработающим двигателем были к нему неприменимы. С лета 1958 года Армстронг проверял заходы на посадку с низким аэродинамическим качеством, «в различной комбинации используя воздушные тормоза и закрылки». Продолжалось это до 1961 года.
У каждого участника программы Х-15 сложилось свое мнение о лучшем способе захода на посадку. Армстронг и другие пилоты NASA предложили вариант, который, по их мнению, давал больше гибкости. По словам главного инженера проекта Юджина Матранга, «наш метод включал в себя спуск с начальной высоты 12,2 км по спирали с поворотом на 360° по азимуту» прямо над желаемым местом касания на взлетно-посадочной полосе. С этой «высокой» ключевой позиции летчик переходил на крен в 35 градусов (обычно налево), поддерживая скорость самолета в пределах от 458 до 555 км/ч. Приблизительно на высоте в 6 км, выполнив примерно половину поворота по спирали, Х-15 добирался до «низкой» ключевой позиции. В этой точке аппарат летел в направлении, противоположном взлетно-посадочной полосе, и находился примерно в 6,5 км на траверзе от точки касания. С этой низкой точки продолжался поворот на следующие 180 градусов, пока Х-15 не оказывался на одной прямой со взлетно-посадочной полосой на расстоянии 8 км от нее. Скорость спуска по спирали в среднем составляла чуть больше 3,2 км в минуту, что означало, что понадобится примерно три минуты, чтобы добраться от «высокой» ключевой позиции до точки, где Х-15 был готов перейти непосредственно к посадке.
Чтобы определить, где нужно начинать выравнивание, Армстронгу и Уокеру пришлось прибегнуть к далекому от точности объяснению «Я так чувствую». В этом случае Матранга понимал: «Мы пытались разработать математические модели для того, чтобы определить начальную точку, и этого просто нельзя было сделать. Это нечто такое, что летчики с собственным опытом знали интуитивно, и от полета к полету оно могло очень значительно отличаться». После того как Кроссфилд сломал хвостовую часть самолета при сильном ударе во время посадки, North American приняла на вооружение метод снижения по спирали, который разработали Армстронг и его товарищи. Спиральное снижение, разработанное в NASA, стало стандартным методом. Более того, основа этого метода, разработанного в Летно-испытательном центре, использовалась гораздо позже, в программе испытания аппаратов типа «несущий корпус», и прекрасно сработала для программы Space Shuttle. Армстронг написал в соавторстве две работы об исследованиях низкого аэродинамического качества при посадке, а также ряд других научных статей на различные темы.
