Nordamerikansk X-15

Nordamerikansk X-15
Utsikt fra flyet.
X-15, n o  2 i flukt etter å ha blitt droppet fra en B-52 .
Bygger Nord amerikansk
Roll Eksperimentelle fly
Status Tok av
Første fly 8. juni 1959
Dato for uttak 24. oktober 1968
Antall bygd 3
Mannskap
1 pilot
Motorisering
Motor Reaksjonsmotorer XLR99 -RM-2
Nummer 1
Type Rakettmotor
Enhetens skyvekraft 313  kN
Dimensjoner
planvisning av flyet
Span 6,8  moh
Lengde 15,45  moh
Høyde 4,12  m
Vingeflate 18,58  m 2
Masser
Tømme 6623  kg
Maksimum 15.422  kg
Opptreden
Topphastighet 7.273  km / t ( Mach 6.7 )
Tak 95.900  m
Klatrehastighet 18.000  m / min
Handlingsområde 275 miles , eller omtrent 450  km

Den nordamerikanske X-15 var et eksperimentelt hypersonisk amerikansk suborbitalt flyrakettfly , bygget som en del av et meget raskt, veldig høyt flyforskningsprogram. Fra 1960 til 1968 utførte de tre eksemplene rundt 200 testflygninger for NASA og US Air Force , og knuste alle hastighets- og høydeposter holdt av et bemannet fastvingefly.

X-15 satte endelige rekorder på 7272,68  km / t for hastighet (3. oktober 1967) og 107,96  km for høyde (23. august 1963). Det har gjort det mulig for amerikanerne å samle inn mye data om luftstrømmenes oppførsel, aerodynamiske friksjon , kontrollen og stabiliteten til et fly i høy hastighet og ut av atmosfæren , samt om gjeninnføringsteknikker . I atmosfæren .

Design

X-15

I Februar 1954, National Advisory Committee for Aeronautics (forfedre til NASA ) etablerer behovet for et nytt eksperimentelt fly for å utforske flyreiser med høy hastighet og høy høyde. Et team av forskere er ansvarlige for å finne løsninger på de mange problemene som stilles (kinetisk oppvarming, kontroll av flyet i en sjelden atmosfære, optimal aerodynamisk konfigurasjon, etc.) og rapporterer til månedenApril 1954, noe som indikerer at det ikke er noen større hindring med tanke på datidens teknikker.

Prosjektlanseringen er validert i Oktober 1954, med finansiering på 95% av US Air Force og 5% av US Navy , og en anbudsutlysning ble lansert i kjølvannet. Det nordamerikanske forslaget ble akseptert og en ordre om bygging av tre eksemplarer ble signertDesember 1955. IFebruar 1956, er utviklingen av rakettmotoren betrodd Reaction Motors , som tilbyr et drivstoff avledet fra Viking- rakettene .

En modell presenteres av nordamerikanske idesember 1956. Byggingen av flyene startet i midten av 1957, og den første X-15 forlot fabrikken15. oktober 1958. XLR99-motoren er imidlertid veldig sen, siden den første bare leveresApril 1959og at vi fortsatt må vente nesten ett år til at han endelig kvalifiserer seg. I løpet av denne tiden er to Boeing B-52 Stratofortresses modifisert for å kunne ta X-15 i høyde. Fremtidige piloter blir valgt og en simulator bygget for å trene dem.

De første testflyvningene går som følger:

Disse første testene er full av mange tekniske problemer som enten utsetter planlagte flyreiser eller avbryter en pågående flytur. Testene fortsatte til tross for alt, og på slutten av 1960 oversteg X-15 Mach 3 og 30.000  m høyde. Flyet blir deretter overført til NASA for forskningsflygninger.

X-15A-2

Etter ulykken November 1962(se nedenfor) ble det besluttet å gjenoppbygge X-15 n o  2 ved å modifisere den på den ene siden for å gjøre den i stand til å nå en hastighet på Mach 8 og på den annen side, slik at den kan tjene som en flygende testbenk for en ramjet . Flyet fikk da betegnelsen X-15A-2.

Den økte hastigheten må oppnås ved å øke rakettmotorens driftstid, noe som ganske enkelt krever a priori for å øke drivstoff / oksidasjonsevnen. For dette forlenges skroget og installeres ytterligere to eksterne tanker (en på hver side av skroget): Disse tankene tømmes først, og slippes deretter under flyturen og gjenopprettes.

For at X-15 skulle tåle høyere temperaturer enn forventet, ble det besluttet å dekke den med et ekstra isolasjonslag som går i oppløsning mens den går under flyturen. På sin side er ventralfinnen modifisert for å få plass til en ramjet 91  cm i diameter. Ettersom det ikke lenger er spørsmål om å kaste ut den nedre delen under flyging, må bakkeklaringen økes.

Til slutt er det installert nye rom for å ta måleutstyret om bord. X-15A-2 veier til slutt 10 tonn mer enn X-15, noe som også krever seriøs forsterkning av landingsutstyret.

Det nye flyet gjennomgår deretter en testsyklus:

De første flyvningene er preget av flere hendelser på grunn av landingsutstyret, som har en tendens til å distribueres midt i flyet.

Det var X-15A-2 som satte fartsrekord, nå 7,272.68  km / t på3. oktober 1967. Men under denne reisen, at overflatetemperaturen overskredet den forventede 1300  ° C og forårsaket betydelig skade på en del av flyskroget. Selv om nordamerikanske pusset opp flyet, kom det til slutt aldri tilbake til lufta.

Søk etter flyreiser

Forskningsflyvningene utført av NASA består først og fremst i gradvis økende hastighet og høyde:

I April 1962, NASA engasjerer X-15 i et forskningsprogram som inkluderer vitenskapelige eksperimenter, i tillegg til eksperimentene og målingene som er utført på selve flyet. I 1963-1964 deltok X-15 også i utviklingen av rekognoseringssystemer for Lockheed A-12 Oxcart . Avhengig av behovene, tilsettes flere ekstra sensorer for å oppnå de ønskede målingene: solspekter, ultrafiolett stråling , tetthet av mikrometeoritter , etc. FraFebruar 1965, blir det nye måleutstyret til X-15A-2 brukt til de forskjellige planlagte vitenskapelige eksperimentene.

Stopping av programmet ble avgjort i 1968, hovedsakelig som et resultat av tapet av X-15 n o  3 og en reorientering av pris av NASA. Den siste flyturen av en X-15 var på24. oktober 1968.

Ulykker

De 5. november 1959, falt X-15 n o  2 plutselig i to under landing, etter en litt brutal touchdown på grunn av en større masse enn forventet. Piloten kommer ut i god behold. Flyet ble avbrutt på grunn av brann på en av de to XLR11-motorene.

De 8. juni 1960En endelig testmotor XLR99 avsluttes med ødeleggelsen av hele baksiden av X-15 n o  3 på grunn av en eksplosjon. Pilot Albert Scott Crossfield kommer uskadd ut.

De 9. november 1962, X-15 n o  2 var veldig alvorlig skadet og piloten John B. McKay ble alvorlig skadet under en landing: etter en feil på kontrollflatene berørte flyet bakken altfor raskt (ved 480  km / t ) og venstre skøyte bøyer seg under støtet. X-15 ruller deretter over før den faller på ryggen.

De 15. november 1967, X-15 n o  3, som hadde blitt ukontrollerbar, ble utsatt for for høye belastningsfaktorer under nedstigningen og oppløst i flukt. Piloten, Michael J. Adams , blir drept.

Piloter

X-15-piloter mottar mange medaljer og utmerkelser for sitt arbeid og de oppnådde resultatene. Åtte av dem overstiger høyden på 80  km og får dermed tittelen astronaut i henhold til kriteriene til USAF.

X-15 piloter og deres deltakelse i programmet
Pilot Organisasjon Antall
flyreiser 		USAF
Space Flight
 Flight
Space
ISP 		Mach
max 		Maks
hastighet
(km / t)
Maks høyde
(km)
Michael adams US Air Force 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 Nordamerikansk luftfart 14 0 0 2,97 3.152,7 24.6
Bill Dana NASA 16 2 0 5.53 6 271,6 93.5
Joseph H. Engle US Air Force 16 3 0 5.71 6,255,5 85.5
Pete ridder US Air Force 16 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 US Navy 5 0 0 5.3 5,793,6 30.9
Robert A. Rushworth US Air Force 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 US Air Force 25 3 2 5,92 6.604,7 107,8
Robert Michael White ¹ US Air Force 16 1 0 6.04 6 585,4 95.9

¹Hvitt var kaptein. Iven Kincheloe .

Den offisielle internasjonale grensen for plass som er fast ved linjen til Kármán , det vil si i høyden på 100  km , denne tittelen på astronaut er faktisk bare anerkjent av US Air Force , bortsett fra Joseph Albert Walker , som passerte den to ganger .

Registrer flyreiser

Høydepost

X-15 fly over 50 miles (80  km )
Flygning Datert maksimal hastighet Høyde Pilot
Fly 62 17. juli 1962 6 165  km / t 95,9  km Robert M. White
Fly 77 17. januar 1963 5918  km / t 82,7  km Joe walker
Fly 87 27. juni 1963 5512  km / t 86,7  km Robert rushworth
Fly 90¹ 19. juli 1963 5971  km / t 105,9  km Joe walker
Fly 91¹ 22. august 1963 6 106  km / t 107,8  km Joe walker
Fly 138 29. juni 1965 5.522  km / t 85,5  km Joseph H. Engle
Fly 143 10. august 1965 5712  km / t 82,6  km Joseph H. Engle
Fly 150 28. september 1965 6,004  km / t 90,0  km John B. McKay
Fly 153 14. oktober 1965 5720  km / t 81,1  km Joseph H. Engle
Fly 174 1 st november 1966 6.035  km / t 93,5  km Bill Dana
Fly 190 17. oktober 1967 6 206  km / t 85,5  km Pete ridder
Fly 191² 15. november 1967 5744  km / t 81,0  km Michael J. Adams
Fly 197 21. august 1968 5.541  km / t 81,4  km Bill Dana

¹ Romflukt  ; ² Fatal flight.

Hastighetsrekord

De ti raskeste flyvningene til X-15
Flygning Datert maksimal hastighet Høyde Pilot
Fly 45 9. november 1961 6.585  km / t 30,9  km Robert M. White
Flytur 59 27. juni 1962 6.605  km / t 37,7  km Joe walker
Fly 64 26. juli 1962 6.420  km / t 30,1  km Neil Armstrong
Fly 86 25. juni 1963 6.293  km / t 34,9  km Joe walker
Fly 89 18. juli 1963 6.317  km / t 31,9  km Robert rushworth
Fly 97 5. desember 1963 6.465  km / t 30,7  km Robert rushworth
Fly 105 29. april 1964 6.284  km / t 30,9  km Robert rushworth
Fly 137 22. juni 1965 6.338  km / t 47,5  km John B. McKay
Fly 175 18. november 1966 6840  km / t 30,1  km Pete ridder
Fly 188 3. oktober 1967 7.273  km / t 58,4  km Pete ridder

Andre egenskaper

Klarte ikke å ta av seg selv, X-15 ble koblet opp under vingen til en Boeing B-52 Stratofortress og falt deretter i en høyde på over 15.000 meter. Rakettmotoren blir så antent for å drive flyet mot den øvre atmosfæren, deretter følger X-15 en ballistisk bane før den går ned i fri flyging som en seilfly .

Flyet landet på to uttrekkbare glideskinner bak og et hjul foran. På forhånd må den nedre delen av ventralfinnen kastes ut fordi den er for stor i forhold til bakkeklaringen til X-15.

X-15 er konstruert med forskjellige legeringer spesielt, som Inconel , i stand til å motstå temperaturer på 800  ° C .

Det meste av skroget inneholder en tank med 3914  liter flytende oksygen ( oksidasjonsmiddel ) og en annen på 5,470  liter etanol eller ammoniakk ( drivstoff ).

I veldig høy høyde tilveiebringes ikke retningsstyring lenger av konvensjonelle kontrollflater , men av tolv små hydrogenperoksidraketter plassert i nesen og ved vingespissene.

X-15 er fullpakket med måleinstrumenter beregnet på å samle inn data under flyreiser: temperatur, trykk, lastfaktorer , flyparametere, pilotens fysiologiske parametere  osv.

Den utstøting setet kan brukes opp til en hastighet på Mach 4 og en høyde på 36.600 meter.

De to gjenværende kopiene av X-15 vises i dag:

Populær kultur

Etter å ha vært vitne til et fly av Neil Armstrong ombord på X-15, er Jean-Michel Charlier , oppfinneren av tegneserien Buck Danny , så imponert at han bestemmer seg for å involvere helten sin i testflygene til X -15. Dette eventyret er publisert i Journal de Spirou 1963-1964, og vises i 31 th  boken i serien heter X-15 . Den nevner ulykken til John B. McKay  : Bob Light, en av de tidligere testpilotene , brakk beinet etter ødeleggelsen ved landing av en av skøytene på X -15.

Richard Donners første film , kjent spesielt for sin Lethal Weapon -filmserie , er X-15 (1961).

Filmen First Man: The First Man on the Moon begynner med tyveri av Neil Armstrong ombord på X-1520. april 1962, flytur der en hendelse oppstår.

Referanser

  1. (in) Caroline Haskins , Brian Anderson og Jason Koebler , "  Why the Piloted Flight Speed ​​Record has not been Broken in 50 Years  " ,6. oktober 2017(åpnet 5. februar 2019 ) .
  2. (in) Den nordamerikanske X-15 , på stedet for Pima Air & Space Museum .

Se også

Relaterte artikler

Bibliografi

Eksterne linker