X-15 norteamericano
X-15 norteamericano
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 El X-15, n o 2 en vuelo tras ser lanzado desde un B-52 . | ||
| Constructor | norteamericano | |
|---|---|---|
| Papel | Aviones experimentales | |
| Estado | Tomo de | |
| Primer vuelo | 8 de junio de 1959 | |
| Fecha de retirada | 24 de octubre de 1968 | |
| Número construido | 3 | |
| Tripulación | ||
| 1 piloto | ||
| Motorización | ||
| Motor | Motores de reacción XLR99 -RM-2 | |
| Número | 1 | |
| Tipo | Motor de cohete | |
| Empuje de la unidad | 313 kN | |
| Dimensiones | ||
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| Lapso | 6,8 m | |
| Largo | 15,45 metros | |
| Altura | 4,12 m | |
| Superficie del ala | 18,58 m 2 | |
| Masas | ||
| Vacío | 6.623 kilogramos | |
| Máximo | 15,422 kilogramos | |
| Actuación | ||
| Velocidad máxima | 7.273 km / h ( Mach 6,7 ) | |
| Techo | 95,900 m | |
| Velocidad de ascenso | 18.000 m / min | |
| Esfera de acción | 275 millas , o aproximadamente 450 km | |
La North American X-15 era un avión de propulsión a cohete hipersónico experimental vuelo suborbital estadounidense , construido como parte de un programa de investigación sobre los vuelos a muy alta velocidad y gran altura. De 1960 a 1968 , los tres ejemplos construidos realizaron alrededor de 200 vuelos de prueba para la NASA y la Fuerza Aérea de los Estados Unidos , rompiendo todos los récords de velocidad y altitud de un avión tripulado de ala fija.
El X-15 estableció récords finales de 7.272,68 km / h en velocidad (el3 de octubre de 1967) y 107,96 km de altitud (el23 de agosto de 1963). Ha permitido a los estadounidenses recopilar una gran cantidad de datos sobre el comportamiento de los flujos de aire, la fricción aerodinámica , el control y la estabilidad de una aeronave a alta velocidad y fuera de la atmósfera , así como sobre las técnicas de reentrada en la atmósfera .
Diseño
El X-15
En Febrero de 1954, el Comité Asesor Nacional de Aeronáutica (antepasado de la NASA ) establece la necesidad de un nuevo avión experimental para explorar vuelos de muy alta velocidad y muy alta altitud. Un equipo de investigadores se encarga de encontrar soluciones a los múltiples problemas planteados (calentamiento cinético, control de la aeronave en una atmósfera enrarecida, configuración aerodinámica óptima, etc.) y realiza un informe al mes deAbril de 1954, lo que indica que no existe ningún obstáculo mayor a la vista de las técnicas de la época.
El lanzamiento del proyecto está validado en Octubre de 1954, con una financiación del 95% de la Fuerza Aérea de los EE. UU. y del 5% de la Armada de los EE. UU. , y se lanza un llamado a licitación a raíz de ello. La propuesta norteamericana fue aceptada y se firmó una orden para la construcción de tres copias enDiciembre de 1955. EnFebrero de 1956, el desarrollo del motor cohete se confía a Reaction Motors , que ofrece un propulsor derivado del de los cohetes Viking .
North American presenta un modelo endiciembre de 1956. La construcción de los aviones comenzó a mediados de 1957 y el primer X-15 salió de la fábrica el15 de octubre de 1958. Sin embargo, el motor XLR99 llega muy tarde, ya que el primero solo se entregaAbril de 1959y que todavía tenemos que esperar casi un año más para que finalmente se clasifique. Durante este tiempo, se modifican dos Boeing B-52 Stratofortresses para poder tomar el X-15 en altura. Se seleccionan los futuros pilotos y se construye un simulador para entrenarlos.
Los primeros vuelos de prueba proceden de la siguiente manera:
- 10 de marzo de 1959, el primer vuelo “cautivo” del X-15 n o 1, que permanece sujeto bajo el ala del B-52 portador;
- 8 de junio de 1959, primer vuelo sin utilizar los motores del X-15 n o 1;
- 17 de septiembre de 1959, el primer vuelo del X-15 n o 2 propulsado por dos motores provisionales XLR 11;
- 15 de noviembre de 1960, primer vuelo del X-15 n o 2 propulsado por el motor XLR99 definitivo.
Estas primeras pruebas están plagadas de numerosos problemas técnicos que provocan el aplazamiento de los vuelos previstos o la interrupción de un vuelo en curso. Las pruebas continuaron a pesar de todo y, a finales de 1960, el X-15 superó Mach 3 y los 30.000 m de altitud. Luego, el avión se transfiere a la NASA para vuelos de investigación.
El X-15A-2
Después del accidente Noviembre de 1962(ver más abajo), se decidió reconstruir el X-15 n o 2 modificándolo por un lado para que sea capaz de alcanzar una velocidad de Mach 8 y, por otro lado, para que pueda servir como volador banco de pruebas para un ramjet . Luego, la aeronave recibió la designación X-15A-2.
El aumento de velocidad debe obtenerse aumentando el tiempo de funcionamiento del motor cohete, que a priori simplemente requiere aumentar la capacidad de combustible / oxidante. Para ello, se alarga el fuselaje y se instalan dos tanques externos adicionales (uno a cada lado del fuselaje): estos tanques se vacían primero, luego se sueltan en vuelo y se recuperan.
Para que el X-15 resista temperaturas más altas de lo esperado, se decidió cubrirlo con una capa adicional de aislamiento que se desintegra a medida que avanza en vuelo. Por su parte, la aleta ventral está modificada para acomodar un estatorreactor de 91 cm de diámetro. Como ya no se trata de expulsar la parte inferior en vuelo, se debe aumentar la distancia al suelo.
Finalmente, se instalan nuevos compartimentos para llevar el equipo de medición a bordo. El X-15A-2 finalmente pesa 10 toneladas más que el X-15, lo que también requiere un refuerzo serio del tren de aterrizaje.
Luego, el nuevo avión se somete a un ciclo de prueba:
- 15 de junio de 1964, primer vuelo "cautivo" enganchado bajo el ala del portaaviones B-52;
- 25 de junio de 1964, primer vuelo real sin los tanques ni el estatorreactor;
- 17 de febrero de 1965, primer vuelo con el nuevo equipo de medición;
- 3 de noviembre de 1965, primer vuelo con tanques externos vacíos;
- 1 st 07 1966, primer vuelo con los tanques externos llenos;
- 21 de agosto de 1967, primer vuelo con la capa extra de aislamiento.
Los primeros vuelos están marcados por varias incidencias debido al tren de aterrizaje, que tiende a desplegarse en pleno vuelo.
Fue el X-15A-2 el que estableció el récord de velocidad, alcanzando los 7.272,68 km / h en3 de octubre de 1967. Sin embargo, durante este vuelo, la temperatura de la superficie superó los 1.300 ° C esperados y causó daños importantes en parte de la estructura del avión. Aunque North American reacondicionó el avión, finalmente nunca volvió al aire.
Buscar vuelos
Los vuelos de investigación llevados a cabo por la NASA consisten en primer lugar en aumentar gradualmente la velocidad y la altitud:
- primer vuelo por encima de Mach 4 en 7 de marzo de 1961 ;
- primer vuelo por encima de Mach 5 en 23 de junio de 1961 ;
- primer vuelo por encima de 60,960 metros en 11 de octubre de 1961 ;
- primer vuelo por encima de Mach 6 en 9 de noviembre de 1961 ;
- primer vuelo por encima de 91.440 metros en 17 de julio de 1962.
En Abril 1962, La NASA involucra al X-15 en un programa de investigación que incluye experimentos científicos, además de los experimentos y mediciones realizadas en el propio avión. En 1963-1964, el X-15 también participó en el desarrollo de sistemas de reconocimiento para el Lockheed A-12 Oxcart . Dependiendo de las necesidades, se añaden varios sensores adicionales para obtener las medidas deseadas: espectro de luz solar, radiación ultravioleta , densidad de micrometeoritos , etc. A partir deFebrero de 1965, el nuevo equipo de medición del X-15A-2 se utiliza para los diversos experimentos científicos previstos.
La parada del programa se decidió en 1968, principalmente como resultado de la pérdida del X-15 n o 3 y una reorientación de los presupuestos de la NASA. El último vuelo de un X-15 estaba en24 de octubre de 1968.
Accidentes
La 5 de noviembre de 1959, el X-15 n o 2 de repente se dobló por la mitad durante el aterrizaje, luego de un aterrizaje algo brutal debido a una masa mayor de la esperada. El piloto sale sano y salvo. El vuelo se interrumpió debido a un incendio en uno de los dos motores XLR11.
La 8 de junio de 1960Una prueba final del motor XLR99 en tierra termina con la destrucción de toda la parte trasera del X-15 n o 3 debido a una explosión. El piloto Albert Scott Crossfield sale ileso.
La 9 de noviembre de 1962, el X-15 n o 2 resultó muy gravemente dañado y su piloto John B. McKay gravemente herido durante un aterrizaje: tras una falla en las superficies de control, el avión tocó el suelo demasiado rápido (a 480 km / h ) y el el patín izquierdo se dobla bajo el impacto. El X-15 luego se da la vuelta antes de caer de espaldas.
La 15 de noviembre de 1967, el X-15 n o 3, que se había vuelto incontrolable, fue sometido a factores de carga demasiado altos durante el descenso y se desintegró en vuelo. El piloto, Michael J. Adams , muere.
Pilotos
Los pilotos del X-15 reciben numerosas medallas y distinciones por su trabajo y los resultados obtenidos. Ocho de ellos superan los 80 km de altitud y obtienen así el título de astronauta según criterio de la USAF.
| Piloto | Organización | Numero de vuelos |
Vuelo espacial de la USAF |
ISP de
espacio de vuelo |
Mach max |
Velocidad máxima (km / h) |
Altitud máxima (km) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Michael Adams | Fuerza Aérea de EE. UU. | 7 | 1 | 0 | 5,59 | 6 150,9 | 90,0 |
| Neil Armstrong | NASA | 7 | 0 | 0 | 5.74 | 6.419,7 | 63,1 |
| Scott Crossfield | Aviación norteamericana | 14 | 0 | 0 | 2,97 | 3.152,7 | 24,6 |
| Bill Dana | NASA | dieciséis | 2 | 0 | 5.53 | 6.271,6 | 93,5 |
| Joseph H. Engle | Fuerza Aérea de EE. UU. | dieciséis | 3 | 0 | 5.71 | 6.255,5 | 85,5 |
| Pete caballero | Fuerza Aérea de EE. UU. | dieciséis | 1 | 0 | 6,70 | 7.272,6 | 85,5 |
| John B. McKay | NASA | 29 | 1 | 0 | 5,65 | 6.216,9 | 90,0 |
| Forrest S. Petersen | Nosotros marina de guerra | 5 | 0 | 0 | 5.3 | 5.793,6 | 30,9 |
| Robert A. Rushworth | Fuerza Aérea de EE. UU. | 34 | 1 | 0 | 5,75 | 6.464,7 | 86,7 |
| Milt Thompson | NASA | 14 | 0 | 0 | 5.48 | 5.991,6 | 65,2 |
| Joe Walker | Fuerza Aérea de EE. UU. | 25 | 3 | 2 | 5,92 | 6.604,7 | 107,8 |
| Robert Michael White ¹ | Fuerza Aérea de EE. UU. | dieciséis | 1 | 0 | 6.04 | 6 585,4 | 95,9 |
¹White era el capitán. Iven Kincheloe .
Siendo fijado el límite oficial internacional del espacio en la línea de Kármán , es decir a la altitud de 100 km , este título de astronauta es de hecho reconocido solo por la Fuerza Aérea de Estados Unidos , a excepción de Joseph Albert Walker , que lo pasó dos veces. .
Récord de vuelos
Récord de altitud
| Vuelo | Con fecha de | máxima velocidad | Altitud | Piloto |
|---|---|---|---|---|
| Vuelo 62 | 17 de julio de 1962 | 6 165 km / h | 95,9 kilometros | Robert M. White |
| Vuelo 77 | 17 de enero de 1963 | 5.918 kilómetros por hora | 82,7 kilometros | Joe Walker |
| Vuelo 87 | 27 de junio de 1963 | 5512 kilómetros por hora | 86,7 kilometros | Robert Rushworth |
| Vuelo 90¹ | 19 de julio de 1963 | 5.971 kilómetros por hora | 105,9 kilometros | Joe Walker |
| Vuelo 91¹ | 22 de agosto de 1963 | 6 106 km / h | 107,8 kilometros | Joe Walker |
| Vuelo 138 | 29 de junio de 1965 | 5.522 kilómetros por hora | 85,5 kilometros | Joseph H. Engle |
| Vuelo 143 | 10 de agosto de 1965 | 5.712 kilómetros por hora | 82,6 kilometros | Joseph H. Engle |
| Vuelo 150 | 28 de septiembre de 1965 | 6,004 km / h | 90,0 kilometros | John B. McKay |
| Vuelo 153 | 14 de octubre de 1965 | 5.720 kilómetros por hora | 81,1 kilometros | Joseph H. Engle |
| Vuelo 174 | 1 st de noviembre de 1 966 | 6.035 km / h | 93,5 kilometros | Bill Dana |
| Vuelo 190 | 17 de octubre de 1967 | 6,206 km / h | 85,5 kilometros | Pete caballero |
| Vuelo 191² | 15 de noviembre de 1967 | 5.744 kilómetros por hora | 81,0 kilometros | Michael J. Adams |
| Vuelo 197 | 21 de agosto de 1968 | 5.541 kilómetros por hora | 81,4 kilometros | Bill Dana |
¹ Vuelo espacial ; ² Vuelo fatal.
Récord de velocidad
| Vuelo | Con fecha de | máxima velocidad | Altitud | Piloto |
|---|---|---|---|---|
| Vuelo 45 | 9 de noviembre de 1961 | 6.585 km / h | 30,9 kilometros | Robert M. White |
| Vuelo 59 | 27 de junio de 1962 | 6.605 km / h | 37,7 kilometros | Joe Walker |
| Vuelo 64 | 26 de julio de 1962 | 6.420 kilómetros por hora | 30,1 kilometros | Neil Armstrong |
| Vuelo 86 | 25 de junio de 1963 | 6.293 kilómetros por hora | 34,9 kilometros | Joe Walker |
| Vuelo 89 | 18 de julio de 1963 | 6.317 kilómetros por hora | 31,9 kilometros | Robert Rushworth |
| Vuelo 97 | 5 de diciembre de 1963 | 6.465 kilómetros por hora | 30,7 kilometros | Robert Rushworth |
| Vuelo 105 | 29 de abril de 1964 | 6.284 kilómetros por hora | 30,9 kilometros | Robert Rushworth |
| Vuelo 137 | 22 de junio de 1965 | 6.338 kilómetros por hora | 47,5 kilometros | John B. McKay |
| Vuelo 175 | 18 de noviembre de 1966 | 6.840 kilómetros por hora | 30,1 kilometros | Pete caballero |
| Vuelo 188 | 3 de octubre de 1967 | 7.273 km / h | 58,4 kilometros | Pete caballero |
Otras características
Incapaz de despegar por sí solo, el X-15 se enganchó bajo el ala de un Boeing B-52 Stratofortress y luego se dejó caer a una altitud de más de 15.000 metros (45.000 pies). Luego se enciende el motor del cohete para propulsar el avión hacia la atmósfera superior, luego el X-15 sigue una trayectoria balística antes de descender en vuelo libre como un planeador .
El avión aterrizó sobre dos patines retráctiles en la parte trasera y una rueda en la parte delantera. De antemano, la parte inferior de la aleta ventral debe ser expulsada porque es demasiado grande en relación con la distancia al suelo del X-15.
El X-15 se construye con diversas aleaciones especial, cuyo Inconel , capaz de soportar temperaturas de 800 ° C .
La mayor parte del fuselaje contiene un tanque de 3.914 litros de oxígeno líquido ( oxidante ) y otro de 5.470 litros de etanol o amoniaco ( combustible ).
A gran altitud, el control direccional ya no lo proporcionan las superficies de control convencionales, sino doce pequeños cohetes de peróxido de hidrógeno colocados en el morro y en las puntas de las alas.
El X-15 está equipado con instrumentos de medición destinados a recopilar datos durante los vuelos: temperatura, presión, factores de carga , parámetros de vuelo, parámetros fisiológicos del piloto, etc.
El asiento eyectable se puede utilizar hasta una velocidad de Mach 4 y una altitud de 36.600 metros.
Las dos copias restantes del X-15 están en exhibición hoy:
- en el Museo Nacional del Aire y el Espacio en Washington;
- el Museo Nacional de la Fuerza Aérea de Wright-Patterson AFB , cerca de Dayton, Ohio.
Cultura popular
Después de presenciar un vuelo de Neil Armstrong a bordo del X-15, Jean-Michel Charlier , el inventor del cómic Buck Danny , queda tan impresionado que decide involucrar a su héroe en los vuelos de prueba del X-15. Esta aventura se publicó en el Journal de Spirou 1963-1964, y aparece en el 31 ° libro de la serie llamada X-15 . Menciona el accidente de John B. McKay : Bob Light, uno de los ex pilotos de prueba , se rompió una pierna tras la destrucción al aterrizar de uno de los patines del X -15.
La primera película de Richard Donner , famosa especialmente por su serie de películas Lethal Weapon , es X-15 (1961).
La película First Man: The First Man on the Moon comienza con el robo de Neil Armstrong a bordo del X-1520 de abril de 1962, vuelo durante el cual ocurre un incidente.
Referencias
- (en) Caroline Haskins , Brian Anderson y Jason Koebler , " Por qué el récord de velocidad de vuelo pilotado no se ha roto en 50 años " ,6 de octubre de 2017(consultado el 5 de febrero de 2019 ) .
- (en) The North American X-15 , en el sitio del Pima Air & Space Museum .
Ver también
Artículos relacionados
Bibliografía
- (en) Wendell H. Stillwell , NASA , X-15 Research Results [“X-15 research results with a Selected Bibliography”], NASA ,14 de agosto de 2020, 135 p. ( leer en línea )
- (en) WILLIAM H. DANA, NASA , X-15: Extendiendo las fronteras del vuelo [“X-15: ampliando los límites del vuelo”], Administrador de la NASA,14 de agosto de 2020, 644 p. ( presentación en línea , leer en línea )
- (en) A Scott Crossfield y Clay Blair ( trad. Max Roth), X-15, el primer avión cohete del mundo , París, Arthaud ,1961, 279 p. ( OCLC 32162389 , aviso BnF n o FRBNF32971832 ).
- (en) Dennis R. Jenkins y Tony R. Landis ( pref. Scott Crossfield y William H. Dana), Hypersonic: The Story of the North American X-15 ["Hipersónico: la historia del North American X-15"] , North Branch (Minnesota), Prensa especializada,23 de julio de 2008( 1 st ed. 2002), 276 p. , 23 × 23 cm ( ISBN 978-1-58007-131-4 y 1-58007-131-7 , presentación en línea ).
- (en) Melvin Smith , An Illustrated History of Space Shuttle: nave espacial alada de EE. UU.: X-15 to Orbiter , Haynes Publishing Group,1985, 246 p. ( ISBN 0-85429-480-5 ) , pág. 28-88.
- (en) Milton O. Thompson ( pref. Neil Armstrong ), At the Edge of Space: The X-15 Flight Program , Smithsonian Books,2003, 392 p. ( ISBN 978-1-58834-078-8 , leer en línea ).
enlaces externos
- North American X-15 , sitio muy completo sobre el X-15, en xplanes.free.fr
- (es) Investigación hipersónica X-15 en el borde del espacio , NASA
- (es) Resultados de la investigación X-15 , NASA
- " Le X 15 " [video] , en ina.fr , informe de Cinq Columns en el centro de atención