North American X-15 - North American X-15


Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

X 15
Czarny samolotu rakieta krótkich skrzydła i stabilizatory krótkich pionowych powyżej i poniżej urządzenia pomiarowego
Rola Eksperymentalny szybki napędem rakietowym Badania samolot
Producent North American Aviation
Pierwszy lot 08 czerwca 1959
Wprowadzenie 17 września 1959
Na emeryturze grudzień 1968
pierwotne użytkowników United States Air Force
NASA
Numer zbudowany 3

North American X-15 był naddźwiękowy samolot z napędem rakietowym obsługiwane przez United States Air Force i Narodowego Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej w ramach X-Plane serii samolotów eksperymentalnych . X-15 zestaw rekordy prędkości i wysokości w 1960 roku, osiągając krawędź kosmosu i powracający z cennych danych wykorzystywanych samolotów i statków kosmicznych konstrukcji. X-15 za oficjalny rekord świata na najwyższej prędkości kiedykolwiek nagranych przez załogowego, szybowców, ustaw w październiku 1967 roku, kiedy William J. Rycerz poleciał Mach 6,72 na 102,100 stóp (31.120 m), z prędkością 4,520 mil na godzinę (7,274 km / godz; 2021 m / s), pozostał niekwestionowanym z grudnia 2018 r.

Podczas programu X-15, 13 loty ośmiu pilotów Air Force spotkał kosmicznych kryterium o przekroczeniu wysokości 50 mil (80 km), a tym samym zakwalifikowania tych pilotów jako będących astronautów . Piloci Air Force zakwalifikowanych do astronautów skrzydeł natychmiast, podczas gdy piloci cywilni zostali ostatecznie przyznano NASA skrzydła astronauta w 2005 roku, 35 lat po ostatnim X-15 lot. Jedyny pilot marynarki w programie X-15 nigdy nie miał samolot powyżej wymaganej 50 mile (80 km) wysokości i tym samym nigdy zarobionych skrzydeł astronautą.

Projektowanie i rozwój

X-15 po zapaleniu silnika rakietowego
X-15 A-2, przy zamkniętej powłoki ablacyjnej, zewnętrzne zbiorniki paliwa i testu obojętne Silniki strumieniowe

X-15 został oparty na badaniu koncepcji od Walter Dornberger dla National Advisory Committee for Aeronautics (NACA) dla hipersonicznych samolotu badawczego. Te wnioski o wniosku (RFP) zostały opublikowane w dniu 30 grudnia 1954 roku dla płatowca oraz w dniu 4 lutego 1955 roku do silnika rakietowego . X-15 został zbudowany przez dwóch producentów: North American Aviation została zakontraktowana dla płatowca w listopadzie 1955, a Reaction Motors została zakontraktowana na budowę silników w 1956 roku.

Podobnie jak wiele serii X samolotu X-15 został zaprojektowany, aby być prowadzone w powietrzu i upuść uruchomiony spod skrzydle B-52 statku matki . Air Force NB-52A "The High and Mighty One" (seryjny 52-0003, aka Balls 3 ), i NB-52B "Challenger" (seryjny 52-0008, aka Piłki 8 ) służył jako płaszczyzn nośnych dla wszystkich x -15 lotów. Uwolnienie miało miejsce na wysokości około 8,5 mil (13,7 km) oraz z prędkością około 500 mil na godzinę (805 km / h). X-15 kadłub długości cylindryczny, z tyłu osłonach że spłaszczone jego wygląd i grubości, grzbietowych i brzusznych klinowych żeberkami stabilizującymi. Części kadłuba były odporne na ciepło nikiel stopu ( Inconel -X 750). Chowany podwozie składa wózek nos koła i dwie tylne płozy. Płozy nie wykraczać poza płetwy brzusznej, co wymagało pilotowi odrzucić dolną płetwę tuż przed lądowaniem. Dolny wypust odzyskano przez spadochronu.

Systemy kokpitu i pilotażowe

Kokpicie X 15

X-15 był produktem badań rozwojowych i zmiany zostały wprowadzone do różnych systemów w ciągu programu oraz między różnymi modelami. X-15 prowadzono w różnych sytuacjach, w tym zamocowania na samolocie nośnych, kropli, głównej uruchamiania silnika i przyspieszenia balistycznej lotu w powietrzu / przestrzeni, ponownym wejściem do grubszej powietrza niezasilanego poślizgu do lądowania i bezpośredniego lądowania bez początek głównego silnika. Główny silnik rakietowy obsługiwane tylko przez stosunkowo krótki części lotu, ale wzmocniony X-15 do jego wysokich prędkościach i wysokościach. Bez głównego ciągu silnika, instrumenty The X-15 i powierzchnie sterowe pozostał funkcjonalny, ale samolot nie mógł utrzymać wysokość.

Ponieważ X 15 miała również być kontrolowane w środowisku, w którym nie było zbyt mało powietrza aerodynamicznych powierzchni sterujących , miał układ sterowania reakcją (RCS), które używane silniki rakietowe. Były dwie różne konfiguracje X-15 sterowanie pilotem: jeden używany trzy joysticki, z drugiej strony, jeden joystick.

X-15 typu z wieloma drążkami sterowania dla pilota umieszczonych w tradycyjny steru i trzymać się pomiędzy lewą drążka, który wysłał poleceń w systemie kontroli reakcji i trzeciego drążka po prawej stosowanego w wysokiej G manewry zwiększenia środkowego drążka. Oprócz PILOTA, X-15 „ System zwiększenia stabilności ” (SAS) wysłany wejść do aerodynamicznych kontroli pomóc pilot utrzymać kontrolę postawy . System kontroli reakcji (RCS) może być obsługiwane w dwóch trybach - ręcznych i automatycznych. Tryb automatyczny stosować funkcję o nazwie „Reakcja Powiększanie System” (RAS), które pomogły ustabilizować pojazd na dużych wysokościach. RAS typowo wykorzystywane przez około trzy minuty w X 15 lotu do automatycznego wyłączania zasilania.

Alternatywny mechanizm kontroli używany system sterowania lotem MH-96, który pozwalał joystick zamiast trzech i uproszczonej wejścia pilotującego. MH-96 mógł automatycznie połączyć kontroli aerodynamiczne i rakietowych, w zależności od tego, jak każdy system był skuteczny w kontrolowaniu samolotu.

Wśród wielu kontroli były rakieta przepustnicy silnika i sterowania odejściu od utrwalonych brzuszną płetwę ogonową. Inne cechy kokpicie włączone ogrzewanie szyb zapobiegające oblodzeniu oraz zagłówek do przodu okresach wysokiego zwalniania.

X-15 miał siedzibę wyrzutowa zaprojektowany do pracy z prędkością do Mach 4 (4480 km / h; 2784 mph) i / lub 120.000 stóp (37 km) w wysokości, chociaż nigdy nie był używany w trakcie trwania programu. W przypadku wypadnięcia siedzenie zaprojektowana rozmieścić żebra, które były używane, aż do uzyskania bezpieczniejszej prędkości / wysokości, na których ma być zainstalowany swoją główną spadochronu. Piloci sobie kombinezony ciśnienie, które może znajdować się pod ciśnieniem gazowym azotem. Powyżej 35.000 stóp (11 km) wysokości, kokpitu do ciśnienia 3,5 kPa (0,24 atm), z azotem, a tlen do oddychania wprowadzano oddzielnie do pilota.

Napęd

X-15 ogona 99 XLR

Początkowe 24 zasilane trasy użyto dwóch reakcji Silniki XLR11 cieczy rakietowych silników, wzmocnione w celu uzyskania w sumie 16.000 funtów-siły (71 KN) w ciągu w porównaniu do 6000 funtów-siły (27 kN) jednego XLR11 zawartych w 1947, zmieniając Bell x-1 pierwszy samolot latać szybciej niż prędkość dźwięku . XLR11 stosowany alkohol etylowy i ciekłego tlenu .

W listopadzie 1960 roku, reakcja Motors był w stanie dostarczyć XLR99 silnika rakietowego, generując 57.000 funtów-siły (250 kN) naporu. Pozostałe 175 loty z X-15 używana XLR99 silniki, w konfiguracji pojedynczego silnika. XLR99 stosuje się bezwodny amoniak i ciekłego tlenu jako gazu pędnego, oraz nadtlenek wodoru, w celu napędzania turbopompy wysokiej prędkości, który dostarczany propelenty do silnika. To może spalić 15000 funtów (6,804 kg) z propelentem 80 sekund; Jules Bergman tytułem jego książki na temat programu dziewięćdziesiąt sekund z przestrzenią do opisania czasu lotu samolotu łącznej mocy.

X-15 sterowanie reakcją (RCS) do manewrowania przy niskim ciśnieniu i / lub środowiska gęstości stosowane wysokiej próby nadtlenek (HTP), który rozpada się na wodę i tlen, w obecności katalizatora, i może zapewnić specyficzną impuls o 140 sekundy. HTP napędzany również turbopompa dla głównych silników i zespołów napędowych pomocniczego (APU). Dodatkowe zbiorniki helu i ciekłego azotu przeprowadza się inne funkcje, na przykład wnętrze kadłuba przedmuchano helu i ciekłego azotu, stosowano jako chłodziwo do poszczególnych systemów.

ogon klina i stabilność naddźwiękowy

X-15 dołączony do jego B-52 statku matki z T-38 latający w pobliżu

X-15 była gruba klina ogona w celu umożliwienia jej latać w sposób stały na naddźwiękowy prędkości. W ten sposób otrzymano znaczne ilości oporu przy niższych prędkościach; tępy koniec z tyłu X-15 może powodować tyle oporu jako całą K-104 Starfightera .

Kształt klina był stosowany, ponieważ jest bardziej skuteczne niż w przypadku konwencjonalnego ogona, jako środek stabilizujący powierzchni w naddźwiękowy prędkości. Obszar pionowym ogon równej 60 procent powierzchni skrzydła był wymagany, otrzymując X 15 odpowiednią stabilność kierunkową.

-  Wendell H. Stillwell, X 15 Wyniki badań (SP-60)

Trwałość w naddźwiękowy prędkości był wspomagany przez panele boczne, które mogą być wysuwane w tył zwiększyć całkowitą powierzchnię, i te panele dwukrotnie w powietrznych hamulców.

Historia operacyjna

Neil Armstrong z X-15 nr 1
X-15 pilotów z grudnia 1965, od lewej do prawej: Joe Engle , Bob Rushworth , John McKay , Pete Rycerz , Milt Thompson i Bill Dana .

Wysokości uzyskane przez X-15 samolotów daleki od tych z Alan Shepard „s i Gus Grissom ” s Projekt Merkury kapsuł kosmicznych w 1961 roku, lub jakiegokolwiek innego załogowego statku kosmicznego . Jednakże, X-15 plasuje się najwyższym wśród załogowych samolotów z napędem rakietowym, stając się pierwszym na świecie operacyjny samolot kosmiczny na początku 1960 roku.

Przed 1958, United States Air Force (USAF) i NACA Omówiono orbitalny X-15 samolot kosmiczny , The X-15B , który miał zapoczątkować w przestrzeni kosmicznej z na szczycie SM-64 Navaho pocisku. Ten został odwołany, gdy NACA stał NASA i przyjęła projektu Mercury, zamiast.

Przez 1959 roku Boeing X-20 Dyna-Soar programu kosmicznego szybowiec miał stać USAF jest preferowane środki na rozpoczęcie wojskowej załogowego statku kosmicznego na orbitę. Ten program został odwołany na początku 1960 roku, zanim mógłby być zbudowany pojazd operacyjny. Różne konfiguracje Navajo zostały rozpatrzone, a kolejna propozycja opierała etap I Titan.

Trzy X-15s zostały zbudowane, latania 199 lotów testowych, ostatnia w dniu 24 października 1968 r.

Pierwszy lot X-15 był w niewoli przeprowadzenia testu nie zasilane przez Scotta Crossfield , w dniu 8 czerwca 1959 roku Crossfield pilotowany również pierwszy zasilany lot, w dniu 17 września 1959, a jego pierwszy lot z XLR-99 silnika rakietowego w dniu 15 listopada 1960 r . Dwanaście testów piloci poleciał X-15. Wśród nich byli Neil Armstrong , później NASA astronautów i pierwszym człowiekiem, który postawił stopę na Księżycu, a Joe Engle , późniejszy dowódca NASA wahadłowców testowych lotów.

W 1962 roku wniosek, NASA uważane za pomocą B-52 / X-15 jako platforma do uruchamiania na niebieski Skautowego rakiety do umieszczenia satelity o wadze do 150 funtów (68 kg) na orbitę.

W lipcu i sierpniu 1963 roku, pilot Joseph A. Walker przekroczyła 100 km na wysokościach, dołączając astronautów NASA i radzieckich kosmonautów jako pierwszych ludzi do przekroczenia tej granicy w drodze do przestrzeni kosmicznej . USAF przyznał astronauta skrzydła każdemu osiągnięcie na wysokość 50 mil (80 km), natomiast FAI ustawić limit miejsca na 100 kilometrów (62.1 mil).

W dniu 15 listopada 1967 roku, US Air Force Test pilot major Michael J. Adams został zabity podczas X-15 Flight 191 , kiedy X-15-3, AF Ser. Nr 56-6672, wprowadzony hipersoniczne wirowanie przy zejściu, to gwałtownie oscyluje jako siły aerodynamiczne wzrosła po ponownym wejściu. Ponieważ układ sterowania lotem jego samolotu sterowane powierzchnie sterujące do granic przyspieszenie wbudowany do 15  g 0 (150  m / s, 2 ), pionowe i 8,0  g 0 (78  m / s, 2 ), boczne. Płatowca rozpadł się na 60.000 stóp (18 km) wysokości, rozrzucając szczątki The X-15 na 50 mil kwadratowych (130 km 2 ). W dniu 8 maja 2004 roku pomnik został wzniesiony w kokpicie lokalizacji, niedaleko Randsburg, Kalifornia . Główne Adams został pośmiertnie odznaczony Air Force astronauta skrzydła na swoim ostatnim locie w X-15-3, które osiągnęły wysokość 50,4 mil (81,1 km). W 1991 roku, jego nazwa została dodana do Astronaut Memorial .

Drugi X-15, X-15-2, został odbudowany po wypadku lądowania. Został on wydłużony o 2,4 stóp (73 cm) miała parę dodatkowych zbiorników paliwowych umieszczony poniżej jego kadłuba i skrzydła oraz kompletne ogniotrwały ablacyjne powłoka dodano. Samolot został przemianowany na X-15A-2 , i wziął lot po raz pierwszy w dniu 28 czerwca 1964. To osiągnął maksymalną prędkość 4,520 mil na godzinę (7274 km / h) w październiku 1967 roku z pilotażowego William „Pete” Rycerzem z US Air Force pod kontrolą.

Ponadto F-100, C-104 i F5D Chase samolotu, H-22 śmigłowce, C-130 transport i jedno podwójne wiązanie C-47 transportu pięć samolotów stosowane podczas tego okresu programu X-15: trzy X-15 samoloty i dwa B-52 bombowce:

  • X-15-1 - 56-6670 , 82 zasilane loty
  • X 15-2 (potem X-15 A-2) - 56-6671 , 31 zasilane trasy jako X-15-2, 22 zasilane trasy jako X-15 A-2 i 53, w sumie
  • X-15-3 - 56-6672 , 64 zasilane loty
  • NB-52A - 52-003 przydomek "The High i Mocny" (wycofał się w październiku 1969)
  • NB-52B - 52-008 nazywany "Challenger", a później "Balls 8" (wycofał się w listopadzie 2004 roku)

200-te lot nad Nevada po raz pierwszy zaplanowano na 21 listopada 1968, aby być pilotowany przez Williama „Pete” Knight. Liczne problemy techniczne i ogniska niepogody opóźniony Proponowana lot sześć razy, i to na stałe odwołany w dniu 20 grudnia 1968. Ten X-15 został odłączony od B-52, a następnie umieścić na nieokreślony przechowywania. Samolot został później przekazany do Muzeum Sił Powietrznych w Wright-Patterson Air Force Base na wyświetlaczu.

Aktualne wyświetla statyczne

X-15 w National Air and Space Museum w Waszyngtonie
X-15 w Muzeum USAF

makiety

Stratofortress statki macierzyste

NB-52B Kulki 8 odbywa się za pomocą X-15
  • NB-52A (AF Ser. No. 52-0003) jest wyświetlany na Pima Air & Space Museum przylegającym do Davis-Monthan AFB w Tucson, Arizona. Rozpoczęła X-15-1, 30 razy, przy czym X, 15-2, 11-krotnie, a X 15-3 31 razy (jak również M2-F2 cztery razy, HL-10 11-krotnie, a X -24A dwa razy).
  • NB-52B (AF Ser. No. 52-0008 ) znajduje się na stałej ekspozycji zewnętrznej północnej bramie Edwards AFB w Kalifornii. Uruchomiła większość X-15 lotów.

rekord trasy

najwyższe loty

FAI ustawić ograniczenie miejsca na 100 km (62.1 mi). Ale w 1960 roku, US Air Force uważany za wysokość 50 mil (80 km) jako granica przestrzeni; US Air Force i NASA piloci i załogi przekraczające tę wysokość w chwili mógł zostać przyznane odznaki astronauta . Trzynaście X-15 lot poszedł wyższa niż 50 mil, z których dwa przekroczyła 100 kilometrów.

X-15 loty wyższe niż 50 mil w porządku chronologicznym
Lot Data Prędkość maksymalna Wysokość Pilot
lot 62 17 lipca 1962 3831 mile na godzinę (6165 km / h) 59,6 mil (95,9 km) Robert M. Biały
lot 77 17 stycznia 1963 3677 mile na godzinę (5918 kilometrów na godzinę) 51,4 mil (82,7 km) Joseph A. Walker
lot 87 27 czerwca 1963 3425 mile na godzinę (5512 kilometrów na godzinę) 53,9 mil (86,7 km) Robert A. Rushworth
lot 90 19 lipca 1963 3710 mil na godzinę (5971 km / h) 65,8 mil (105,9 km) Joseph A. Walker
lot 91 22 sierpnia 1963 3794 mile na godzinę (6106 kilometrów na godzinę) 67,0 mil (107,8 km) Joseph A. Walker
lot 138 29 czerwca 1965 3431 mile na godzinę (5522 km / h) 53,1 mil (85,5 km) Joe H. Engle
lot 143 10 sierpnia 1965 3549 mile na godzinę (5712 kilometrów na godzinę) 51,3 mil (82,6 km) Joe H. Engle
lot 150 28 września 1965 3731 mile na godzinę (6004 kilometrów na godzinę) 55,9 mil (90,0 km) John B. McKay
lot 153 14 października 1965 3554 mile na godzinę (5720 kilometrów na godzinę) 50,4 mil (81,1 km) Joe H. Engle
lot 174 01 listopad 1966 3750 mil na godzinę (6035 kilometr na godzinę) 58,1 mil (93,5 km) William H. "Bill" Dana
lot 190 17 października 1967 3856 mile na godzinę (6206 kilometrów na godzinę) 53,1 mil (85,5 km) William J. "Pete" rycerz
lot 191 15 listopada 1967 3569 mile na godzinę (5744 kilometr na godzinę) 50,3 mil (81,0 km) Michael J. Adams
lot 197 21 sierpnia 1968 3443 mile na godzinę (5541 kilometr na godzinę) 50,6 mil (81,4 km) William H. Dana

śmiertelne

Najszybszy zapisane loty

Kluczowe prędkości i wysokości odniesienia z X-15.
X-15 dziesięć najszybszych loty
Lot Data Prędkość maksymalna Wysokość Pilot
lot 45 09 listopada 1961 4092 mile na godzinę (6585 km / h) 19,2 mil (30,9 km) Robert M. Biały
lot 59 27 czerwca 1962 4104 mil na godzinę (6605 kilometrów na godzinę) 23,4 mil (37,7 km) Joseph A. Walker
lot 64 26 lipca 1962 3989 mile na godzinę (6420 kilometrów na godzinę) 18,7 mil (30,1 km) Neil A. Armstrong
lot 86 25 czerwca 1963 3910 mil na godzinę (6293 kilometr na godzinę) 21,7 mil (34,9 km) Joseph A. Walker
lot 89 18 lipca 1963 3925 mile na godzinę (6317 kilometrów na godzinę) 19,8 mil (31,9 km) Robert A. Rushworth
lot 97 05 grudnia 1963 4017 mil na godzinę (6465 kilometr na godzinę) 19,1 mil (30,7 km) Robert A. Rushworth
lot 105 29 kwietnia 1964 3905 mil na godzinę (6284 kilometr na godzinę) 19,2 mil (30,9 km) Robert A. Rushworth
lot 137 22 czerwca 1965 3938 mile na godzinę (6338 kilometr na godzinę) 29,5 mil (47,5 km) John B. McKay
lot 175 18 listopada 1966 4250 mil na godzinę (6840 kilometrów na godzinę) 18,7 mil (30,1 km) William J. "Pete" rycerz
lot 188 03. października 1967 4520 mil na godzinę (7274 km / h) 19,3 mi (31,1 km) William J. "Pete" rycerz

piloci

X-15 pilotów i ich osiągnięć podczas programu
Pilot Organizacja Wszystkich
loty
USAF
kosmiczne
loty
FAI
kosmiczne
loty
max
Mach
Maksymalna
prędkość
(mph)
Maksymalna
wysokość
(mila)
Michael J. Adams US Air Force 7 1 0 5.59 3822 50,3
Neil A. Armstrong NASA 7 0 0 5.74 3989 39,2
Scott Crossfield North American Aviation 14 0 0 2.97 1959 15,3
William H. Dana NASA 16 2 0 5.53 3897 58,1
Joe H. Engle US Air Force 16 3 0 5.71 3887 53,1
William J. Rycerz US Air Force 16 1 0 6.70 4519 53,1
John B. McKay NASA 29 1 0 5.65 3863 55,9
Forrest S. Petersen Nasza Marynarka Wojenna 5 0 0 5.3 3600 19,2
Robert A. Rushworth US Air Force 34 1 0 6.06 4017 53,9
Milton O. Thompson NASA 14 0 0 5.48 3723 40,5
Joseph A. Walker NASA 25 3 2 5.92 4104 67,0
Robert M. Biały ** US Air Force 16 1 0 6.04 4092 59,6

zginął w katastrofie X-15-3
** Biały zastąpił wybrany pilotażowy Iven Kincheloe , który zmarł przed pierwszym X-15 lot.

specyfikacje

X-15 3-widok

Inne konfiguracje obejmują XLR11 reakcji Silniki wyposażony X-15 i długą wersję.

Ogólna charakterystyka

Wydajność

Zobacz też

Samoloty podobną rolę, konfiguracji i epoki

Powiązane listy

Referencje

Uwagi
Bibliografia

Linki zewnętrzne

NASA
Dla NASA