X-15 norte-americano
X-15 norte-americano
| ||
 A X-15, n o 2 em voo depois de ser deixado cair de um B-52 . | ||
| Construtor | norte-americano | |
|---|---|---|
| Função | Aeronave experimental | |
| Status | Tirou de | |
| Primeiro voo | 8 de junho de 1959 | |
| Data de retirada | 24 de outubro de 1968 | |
| Número construído | 3 | |
| Equipe técnica | ||
| 1 piloto | ||
| Motorização | ||
| Motor | Motores de reação XLR99 -RM-2 | |
| Número | 1 | |
| Modelo | Motor de foguete | |
| Impulso da unidade | 313 kN | |
| Dimensões | ||
 | ||
| Período | 6,8 m | |
| Comprimento | 15,45 m | |
| Altura | 4,12 m | |
| Superfície da asa | 18,58 m 2 | |
| Missas | ||
| Vazio | 6.623 kg | |
| Máximo | 15.422 kg | |
| Performances | ||
| Velocidade máxima | 7.273 km / h ( Mach 6,7 ) | |
| Teto | 95.900 m | |
| Velocidade de escalada | 18.000 m / min | |
| Alcance de ação | 275 milhas , ou aproximadamente 450 km | |
O North American X-15 era um foguete de vôo suborbital americano hipersônico experimental , construído como parte de um programa de pesquisa de vôo em altitudes muito altas e em altíssima velocidade. De 1960 a 1968 , os três exemplos construídos realizaram aproximadamente 200 voos de teste para a NASA e a Força Aérea dos Estados Unidos , quebrando todos os recordes de velocidade e altitude mantidos por uma aeronave de asa fixa tripulada .
O X-15 estabeleceu recordes finais de 7.272,68 km / h para velocidade (o3 de outubro de 1967) e 107,96 km para altitude (o23 de agosto de 1963) Ele permitiu aos americanos coletar uma grande quantidade de dados sobre o comportamento dos fluxos de ar, atrito aerodinâmico , o controle e estabilidade de uma aeronave em alta velocidade e fora da atmosfera , bem como sobre as técnicas de reentrada na atmosfera .
Projeto
The X-15
Dentro Fevereiro de 1954, o Comitê Consultivo Nacional para a Aeronáutica (ancestral da NASA ) estabelece a necessidade de uma nova aeronave experimental para explorar voos de altíssima velocidade e altitudes muito elevadas. Uma equipe de pesquisadores é responsável por encontrar soluções para os diversos problemas apresentados (aquecimento cinético, controle da aeronave em atmosfera rarefeita, configuração aerodinâmica ideal, etc.) e faz um relatório ao mês deAbril de 1954, indicando que não há grande obstáculo às técnicas da época.
O lançamento do projeto é validado em Outubro de 1954, com financiamento de 95% da Força Aérea dos Estados Unidos e 5% da Marinha dos Estados Unidos , e uma chamada para licitações é lançada em seguida. A proposta norte-americana foi acatada e um pedido de construção de três vias assinado emDezembro de 1955. DentroFevereiro de 1956, o desenvolvimento do motor de foguete é confiado à Reaction Motors , que oferece um propulsor derivado dos foguetes Viking .
Um modelo é apresentado pela North American emDezembro de 1956. A construção dos aviões começou em meados de 1957 e o primeiro X-15 saiu da fábrica em15 de outubro de 1958. O motor XLR99 está, entretanto, muito atrasado, já que o primeiro só é entregueAbril de 1959e que ainda temos que esperar quase mais um ano para que ele finalmente se classifique. Durante este tempo, duas Stratofortresses Boeing B-52 são modificadas para poder levar o X-15 em altitude. Os futuros pilotos são selecionados e um simulador é construído para treiná-los.
Os primeiros voos de teste procedem da seguinte forma:
- 10 de março de 1959, o primeiro vôo “cativo” do X-15 n o 1, que permanece preso sob a asa do B-52 de transporte;
- 8 de junho de 1959, primeiro voo sem usar os motores de X-15 n o 1;
- 17 de setembro de 1959, o primeiro vôo do X-15 n o 2 movido por dois motores XLR 11 provisórios;
- 15 de novembro de 1960, primeiro vôo do X-15 n o 2 movido pelo motor XLR99 definitivo.
Esses primeiros testes estão repletos de inúmeros problemas técnicos que causam o adiamento de voos planejados ou a interrupção de um voo em andamento. Os testes continuaram apesar de tudo e, no final de 1960, o X-15 ultrapassou Mach 3 e 30.000 m de altitude. O avião é então transferido para a NASA para voos de pesquisa.
The X-15A-2
Após o acidente Novembro de 1962(veja abaixo), foi decidido reconstruir o X-15 n o 2 modificando-o por um lado para torná-lo capaz de atingir uma velocidade de Mach 8 e, por outro lado, para que ele possa servir como um vôo banco de ensaio para um ramjet . A aeronave então recebeu a designação X-15A-2.
O aumento da velocidade deve ser obtido aumentando o tempo de operação do motor do foguete, o que a priori requer apenas o aumento da capacidade de combustível / oxidante. Para isso, a fuselagem é alongada e dois tanques externos adicionais instalados (um de cada lado da fuselagem): esses tanques são esvaziados primeiro, depois liberados em vôo e recuperados.
Para que o X-15 resistisse a temperaturas mais altas do que o esperado, foi decidido revesti-lo com uma camada adicional de isolamento que se desintegra durante o vôo. Por sua vez, a barbatana ventral é modificada para acomodar um ramjet 91 cm de diâmetro. Como não há mais a questão de ejetar a parte inferior em vôo, a distância ao solo deve ser aumentada.
Finalmente, novos compartimentos são instalados para levar o equipamento de medição a bordo. Em última análise, o X-15A-2 pesa 10 toneladas a mais do que o X-15, o que também requer um sério reforço do trem de pouso.
A nova aeronave, então, passa por um ciclo de testes:
- 15 de junho de 1964, primeiro vôo “cativo” enganchado sob a asa da bagagem de mão do B-52;
- 25 de junho de 1964, primeiro vôo real sem os tanques ou o ramjet;
- 17 de fevereiro de 1965, primeiro vôo com o novo equipamento de medição;
- 3 de novembro de 1965, primeiro voo com tanques externos vazios;
- 1 r jul 1966, primeiro vôo com os tanques externos cheios;
- 21 de agosto de 1967, primeiro vôo com a camada extra de isolamento.
Os primeiros voos são marcados por vários incidentes devido ao trem de aterragem, que tende a disparar a meio do voo.
Foi o X-15A-2 que bateu o recorde de velocidade, atingindo 7.272,68 km / h em3 de outubro de 1967. No entanto, durante este vôo, a temperatura da superfície ultrapassou os 1.300 ° C esperados e causou danos significativos a parte da fuselagem. Embora a norte-americana tenha reformado a aeronave, ela nunca mais voltou ao ar.
Pesquisar voos
Os voos de pesquisa realizados pela NASA consistem, em primeiro lugar, em aumentar gradualmente a velocidade e a altitude:
- primeiro voo acima de Mach 4 em 7 de março de 1961 ;
- primeiro voo acima de Mach 5 em 23 de junho de 1961 ;
- primeiro vôo acima de 60.960 metros em 11 de outubro de 1961 ;
- primeiro voo acima de Mach 6 em 9 de novembro de 1961 ;
- primeiro vôo acima de 91.440 metros em 17 de julho de 1962.
Dentro Abril de 1962, A NASA envolve o X-15 em um programa de pesquisa que inclui experimentos científicos, além dos experimentos e medições realizadas no próprio avião. Em 1963-1964, o X-15 também participou do desenvolvimento de sistemas de reconhecimento para o Lockheed A-12 Oxcart . Dependendo das necessidades, vários sensores adicionais são adicionados para obter as medidas desejadas: espectro de luz solar, radiação ultravioleta , densidade de micrometeoritos , etc. A partir deFevereiro de 1965, o novo equipamento de medição do X-15A-2 é usado para os vários experimentos científicos planejados.
A suspensão do programa foi decidida em 1968, principalmente como resultado da perda do X-15 n o 3 e uma reorientação dos orçamentos da NASA. O último vôo de um X-15 estava em24 de outubro de 1968.
Acidentes
O 5 de novembro de 1959, O X-15 n o 2 repente dobrada ao meio durante a aterragem, após uma aterragem pouco brutal devido a uma massa maior do que o esperado. O piloto sai são e salvo. O vôo foi interrompido devido a um incêndio em um dos dois motores XLR11.
O 8 de junho de 1960A extremidades XLR99 motor finais de ensaio no solo, com a destruição de toda a parte de trás do X-15 n o 3 devido a uma explosão. O piloto Albert Scott Crossfield sai ileso.
O 9 de novembro de 1962, o X-15 n o 2 foi seriamente danificado e seu piloto John B. McKay gravemente ferido durante um pouso: após uma falha nas superfícies de controle, o avião tocou o solo muito rapidamente (a 480 km / h ) e o patim esquerdo dobra sob o impacto. O X-15 então rola antes de cair de costas.
O 15 de novembro de 1967, o X-15 n o 3, que se tornou incontrolável, foi submetido a fatores de carga muito altos durante a descida e se desintegrou em vôo. O piloto, Michael J. Adams , é morto.
Pilotos
Os pilotos X-15 recebem inúmeras medalhas e distinções pelo seu trabalho e pelos resultados alcançados. Oito deles ultrapassam a altitude de 80 km e assim ganham o título de astronauta segundo os critérios da USAF.
| Piloto | Organização | Número de voos |
Voo Espacial da USAF |
Flight Space ISP |
Mach max |
Velocidade máxima (km / h) |
Altitude máxima (km) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Michael Adams | Força aérea dos Estados Unidos | 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 | Aviação norte-americana | 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 | Força aérea dos Estados Unidos | 16 | 3 | 0 | 5,71 | 6.255,5 | 85,5 |
| Cavaleiro Pete | Força aérea dos Estados Unidos | 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 | Marinha dos Estados Unidos | 5 | 0 | 0 | 5,3 | 5.793,6 | 30,9 |
| Robert A. Rushworth | Força aérea dos Estados Unidos | 34 | 1 | 0 | 5,75 | 6.464,7 | 86,7 |
| Milt Thompson | NASA | 14 | 0 | 0 | 5,48 | 5.991,6 | 65,2 |
| Caminhante joe | Força aérea dos Estados Unidos | 25 | 3 | 2 | 5,92 | 6.604,7 | 107,8 |
| Robert Michael White ¹ | Força aérea dos Estados Unidos | 16 | 1 | 0 | 6,04 | 6 585,4 | 95,9 |
“Branco era o capitão. Iven Kincheloe .
Sendo o limite internacional oficial do espaço fixado na linha de Kármán , ou seja, na altitude de 100 km , este título de astronauta é de facto reconhecido apenas pela Força Aérea dos EUA , com excepção de Joseph Albert Walker , que o ultrapassou duas vezes .
Vôos recordes
Registro de altitude
| Voar | Datado | velocidade máxima | Altitude | Piloto |
|---|---|---|---|---|
| Voo 62 | 17 de julho de 1962 | 6 165 km / h | 95,9 km | Robert M. White |
| Voo 77 | 17 de janeiro de 1963 | 5.918 km / h | 82,7 km | Caminhante joe |
| Voo 87 | 27 de junho de 1963 | 5512 km / h | 86,7 km | Robert Rushworth |
| Voo 90¹ | 19 de julho de 1963 | 5.971 km / h | 105,9 km | Caminhante joe |
| Voo 91¹ | 22 de agosto de 1963 | 6 106 km / h | 107,8 km | Caminhante joe |
| Voo 138 | 29 de junho de 1965 | 5.522 km / h | 85,5 km | Joseph H. Engle |
| Voo 143 | 10 de agosto de 1965 | 5.712 km / h | 82,6 km | Joseph H. Engle |
| Flight 150 | 28 de setembro de 1965 | 6.004 km / h | 90,0 km | John B. McKay |
| Voo 153 | 14 de outubro de 1965 | 5.720 km / h | 81,1 km | Joseph H. Engle |
| Voo 174 | 1 ° de novembro de 1966 | 6.035 km / h | 93,5 km | Bill Dana |
| Voo 190 | 17 de outubro de 1967 | 6.206 km / h | 85,5 km | Cavaleiro Pete |
| Voo 191² | 15 de novembro de 1967 | 5.744 km / h | 81,0 km | Michael J. Adams |
| Voo 197 | 21 de agosto de 1968 | 5.541 km / h | 81,4 km | Bill Dana |
¹ Voo espacial ; ² Voo fatal.
Recorde de velocidade
| Voar | Datado | velocidade máxima | Altitude | Piloto |
|---|---|---|---|---|
| Voo 45 | 9 de novembro de 1961 | 6.585 km / h | 30,9 km | Robert M. White |
| Voo 59 | 27 de junho de 1962 | 6.605 km / h | 37,7 km | Caminhante joe |
| Flight 64 | 26 de julho de 1962 | 6.420 km / h | 30,1 km | Neil Armstrong |
| Voo 86 | 25 de junho de 1963 | 6.293 km / h | 34,9 km | Caminhante joe |
| Voo 89 | 18 de julho de 1963 | 6.317 km / h | 31,9 km | Robert Rushworth |
| Voo 97 | 5 de dezembro de 1963 | 6.465 km / h | 30,7 km | Robert Rushworth |
| Voo 105 | 29 de abril de 1964 | 6.284 km / h | 30,9 km | Robert Rushworth |
| Voo 137 | 22 de junho de 1965 | 6.338 km / h | 47,5 km | John B. McKay |
| Voo 175 | 18 de novembro de 1966 | 6.840 km / h | 30,1 km | Cavaleiro Pete |
| Voo 188 | 3 de outubro de 1967 | 7.273 km / h | 58,4 km | Cavaleiro Pete |
Outras características
Incapaz de decolar sozinho, o X-15 foi engatado sob a asa de um Boeing B-52 Stratofortress e depois caiu a uma altitude de mais de 15.000 metros (45.000 pés). O motor do foguete é então acionado para impulsionar o avião em direção à atmosfera superior, então o X-15 segue uma trajetória balística antes de descer em vôo livre como um planador .
A aeronave pousou em dois patins retráteis na parte traseira e um rodízio na frente. Previamente, a parte inferior da nadadeira ventral deve ser ejetada porque é muito grande em relação à distância ao solo do X-15.
A X-15 é construído com várias ligas especiais, cuja Inconel , capaz de resistir a temperaturas de 800 ° C .
A maior parte da fuselagem contém um tanque de 3.914 litros de oxigênio líquido ( oxidante ) e outro de 5.470 litros de etanol ou amônia ( combustível ).
Em altitudes muito elevadas, o controle direcional não é mais fornecido pelas superfícies de controle convencionais, mas por doze pequenos foguetes de peróxido de hidrogênio colocados no nariz e nas pontas das asas.
O X-15 é embalado com instrumentos de medição destinados a coletar dados durante os voos: temperatura, pressão, fatores de carga , parâmetros de voo, parâmetros fisiológicos do piloto, etc.
O assento ejetável pode ser usado até uma velocidade de Mach 4 e uma altitude de 36.600 metros.
As duas cópias restantes do X-15 estão em exibição hoje:
- no National Air and Space Museum em Washington;
- o Museu Nacional da Força Aérea de Wright-Patterson AFB , perto de Dayton, Ohio.
Cultura popular
Depois de testemunhar um voo de Neil Armstrong a bordo do X-15, Jean-Michel Charlier , o inventor da história em quadrinhos Buck Danny , fica tão impressionado que decide envolver seu herói nos voos de teste do X-15. Esta aventura é publicado no Journal de Spirou 1963-1964, e aparece no 31 º livro da série chamado X-15 . Menciona o acidente de John B. McKay : Bob Light, um dos ex- pilotos de teste , quebrou a perna após a destruição no pouso de um dos patins do X -15.
O primeiro filme de Richard Donner , famoso especialmente por sua série de filmes Lethal Weapon , é X-15 (1961).
O filme Primeiro Homem: O Primeiro Homem na Lua começa com o vôo de Neil Armstrong a bordo do X-1520 de abril de 1962, voo durante o qual ocorre um incidente.
Referências
- (em) Caroline Haskins , Brian Anderson e Jason Koebler , " Por que o recorde de velocidade de vôo pilotado não foi quebrado em 50 anos " ,6 de outubro de 2017(acessado em 5 de fevereiro de 2019 ) .
- (in) The North American X-15 , no site do Pima Air & Space Museum .
Veja também
Artigos relacionados
Bibliografia
- (pt) Wendell H. Stillwell , NASA , X-15 Research Results ["X-15 research results with a Selected Bibliography"], NASA ,14 de agosto de 2020, 135 p. ( leia online )
- (pt) WILLIAM H. DANA, NASA , X-15: Estendendo as Fronteiras do Vôo ["X-15: ampliando os limites do vôo"], Administrador da NASA,14 de agosto de 2020, 644 p. ( apresentação online , leia online )
- (pt) A Scott Crossfield e Clay Blair ( trad. Max Roth), X-15, o primeiro avião-foguete do mundo , Paris, Arthaud ,1961, 279 p. ( OCLC 32162389 , aviso BnF n o FRBNF32971832 ).
- (en) Dennis R. Jenkins e Tony R. Landis ( pref. Scott Crossfield e William H. Dana), Hypersonic: The Story of the North American X-15 [“Hypersonic: the story of the North American X-15”] , North Branch (Minnesota), Imprensa especializada,23 de julho de 2008( 1 st ed. 2002), 276 p. , 23 × 23 cm ( ISBN 978-1-58007-131-4 e 1-58007-131-7 , apresentação online ).
- (pt) Melvin Smith , An Illustrated History of Space Shuttle: US winged spacecraft: X-15 to Orbiter , Haynes Publishing Group,1985, 246 p. ( ISBN 0-85429-480-5 ) , p. 28-88.
- (pt) 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 , leia online ).
links externos
- North American X-15 , site muito completo sobre o X-15, em xplanes.free.fr
- (pt) X-15 Hypersonic Research at the Edge of Space , NASA
- (pt) Resultados da Pesquisa X-15 , NASA
- " Le X 15 " [vídeo] , em ina.fr , relatório de Cinq Columns para a frente