Das experimentelle Hyperschall-Raketenflugzeug im Zeitalter Raumfahrt eingeläutet

Yeager historischen Überschallflug 1947 setzen einen Feuersturm der Forschung in die Flucht über die Schallgeschwindigkeit aus. Die ehrgeizigsten Projekte war das x-15 Programm, ein streng geheim USAF-Programm, mit dem Ziel, die Grenzen von Mach 7 testen. In X-15: die weltweit schnellste Raketenflugzeug und die Piloten, die eingeläutet im Zeitalter Raumfahrt, John Anderson und Richard Passman erzählen die todesmutigen Flüge aus einem Stahl-durchzogen Team von Testpiloten an den Schalthebeln der erste Raketenflugzeug der Welt.

Die ersten Hyperschall Fahrzeuge im Flug waren Raketen, keine Flugzeuge. Am 24. Februar 1949 wurde eine WAC Corporal-Rakete auf ein erbeuteten deutschen V2-Schub Fahrzeug montiert aus dem White Sands Proving Ground in New Mexico, bis zu einer Höhe von 244 Meilen und einer Geschwindigkeit von 5.150 Meilen pro Stunde abgefeuert. Nach nosing über, der WAC Corporal rasten wieder in die Atmosphäre mit mehr als 5.000 Meilen pro Stunde, immer das erste Objekt der menschlichen Ursprungs Hyperschallflug zu erreichen. In diesem Zeitraum ging hypersonischer Windkanal Mach 7, in der Lage mit einer 11-von 11-Zoll Querschnitt Messstrecke in Betrieb am 26. November 1947, die Idee von NACA Langley Forscher John Becker. Drei Jahre nach seinen ersten Lauf war dieser Windkanal nur Hyperschall-Wind-Kanal in den Vereinigten Staaten. Es bot später Eckdaten für das Design der x-15.

Die echte Entstehung der x-15 war jedoch menschlichen Denkens, nicht Prüfeinrichtungen. Am 8. Januar 1952, Robert Woods von Bell Aircraft in einem Brief an den NACA-Ausschuss für Aerodynamik, in denen er vorgeschlagen, dass der Ausschuss die Studie über die Grundprobleme der durchzuführen, Hyperschall und Raumfahrt. Zu dieser Zeit mehrere X-Flugzeuge wurden bereits sondieren die Geheimnisse des Überschallflugs: die x-1, X-1A und x-2. Begleitbrief Woods war ein Dokument aus seinem Kollegen bei Bell, Dr. Walter Dornberger, skizziert die Entwicklung eines Hyperschall Forschung Flugzeug in der Lage, Mach 6 und erreichen eine Höhe von 75 Meilen. Von Juni 1952 empfahl der NACA-Ausschuss auf Aerodynamik die NACA erweitern ihre Bemühungen um die Probleme der bemannten und unbemannten Hyperschallflug studieren über die Mach-Zahl reichen von 4 bis 10.

Nach zwei weitere Jahre der Beratung verabschiedete der Ausschuss eine Resolution in seiner Oktober 1954-Sitzung den Bau eines Hyperschall Forschung Flugzeug zu empfehlen. Unter den Mitgliedern dieses Ausschusses waren Walter Williams und Scott Crossfield, der später starke Rollen in das x-15 Programm spielen würde. Kelly Johnson, der nicht nur war die Lockheed-Vertreter für den Ausschuss, sondern galt als bekannteste Flugzeug-Designer des Landes gegen eine Verlängerung des bemannten Forschungsprogramms, argumentieren, dass zu Datethe Flugzeug Forschungsprogramm war "in der Regel unbefriedigend" und nicht für die praktische Gestaltung von taktischen Flugzeugen beigetragen. Johnson war der einzige Dissidenten; er später eine Minderheitsmeinung an der Mehrheitsbericht angehängt. Der spektakuläre Erfolg des Programms x-15 und die Datenmengen der Hyperschall trug er zum Design des Space Shuttle Johnson später widerlegt. Das x-15-Programm wurde ins Leben gerufen.

Die x-15 wurde entwickelt, um schlicht und einfach sein, ein Forschungsfahrzeug zu aerodynamischen, dynamisch und strukturelle Antwortdaten für den Einsatz in der Entwicklung der zukünftigen bemannten Hyperschall Fahrzeuge, wie das Space Shuttle Flug. Keine hypersonischen Windkanal, Vergangenheit oder Gegenwart, können genaue Daten für die Gestaltung eines Full-Scale hypersonischen Flugzeug bereitstellen. Die Grenzen der Flug heute sind die gleichen, wie sie in den 1950er Jahren waren: die Erforschung der Hyperschallflug. Die x-15 wird letztlich als der Wright Flyer Hyperschall Flugzeuge angesehen werden.

Die x-15 war das dritte einer Reihe von Forschungsflugzeug, die entworfen wurden, speziell um aerodynamische Daten abzurufen beginnend mit der Bell x-1, das erste vorgesteuerte Flugzeug schneller als der Schall fliegen. Die x-1 untersucht Flugzeuge Verhalten in erster Linie in der transonic Flug-Regime. Das transonic Regime gilt im Allgemeinen als Flug zwischen Mach 0,8 und etwa 1,3. Es beginnt, wenn Luft an Bord des Flugzeuges zu Mach 1 an einem lokalen Ort beschleunigt wird in der Regel als das Flugzeug fliegt an die subsonic Fluggeschwindigkeit von über Mach 0,8 das zweite Forschung Flugzeug, die Bell X-1A, Überschall Flug nach einer Mach-Zahl von 2,44 untersucht. Es folgten die Bell x-2, ein Flugzeug der Pfeilflügel-von Edelstahl-Konstruktion entwickelt, um die Auswirkungen von beinhaltet und aerodynamischen Erhitzung auf einer Mach-Zahl von 3,2.

Jedes dieser Flugzeuge, wie die späteren x-15 war raketengetriebenen und getragenen aloft, auf einer Höhe von etwa 30.000 Fuß fallen gelassen werden. In diesen Höhenlagen, wo die Luft ist weniger dicht und die Bremse ist daher gering, bietet die Rakete maximale Beschleunigung auf das Flugzeug nach Start. Diese Beschleunigung ist ausreichend, um das Flugzeug zu erreichen, die gewünschten Geschwindigkeiten und Höhen, mit denen Wissenschaftler, die Flug Regionen zwischen dem aerodynamischen Kräfte noch nützlich sind und Weltraum, zu studieren, wo sie nicht sind, und Geschwindigkeiten von fast Mach 7, zu untersuchen, die fest in das Hyperschall-Regime stehen.

Die x-15 wurde mit einem sehr hohen Schub, 57.000 Pfund zur Verfügung gestellt von einer RMI-Raketenmotor mit genug Treibstoff für etwa eine Minute und eine Hälfte bei vollem Schub entwickelt. Forscher wollten wissen, ob die analytischen Berechnungen und die Windkanal-Daten genau vorhergesagt die Performance, Stabilität und Kontrolle über ein Flugzeug fliegen bei Mach 7 in sehr großen Höhen (über 250.000 Fuß); ob die aerodynamische Heizung bei hohen Machzahlen ist so hoch wie theoretisch vorhergesagt; und wenn die Inconel X Struktur seiner Festigkeit bei hohen Temperaturen erhalten könnte. Sie wollten auch zu erfahren, ob die Richtungsstabilität des Flugzeugs, das mit schneller Überschallgeschwindigkeit verringert, ausreichend durch die x-15 Design und durch die Zugabe von einer Stabilisierung Augmentation System (SAS) im Flugzeug installiert gemacht werden könnte. 199 x-15-Testflüge bewertet all diese Fragen.

Die Risiken des Fliegens ein Flugzeug entwickelt, für die Prüfung in einem unerforschten Flug Regime gibt es viele, sowohl für die bekannten Unsicherheiten für das unbekannte. Jede Forschung Flugzeug haben ein neues Design, neue Subsysteme und neue Materialien, von die keines noch im Flug getestet wurden. Umgekehrt hat ein neues Verkehrsflugzeug, das in einem vertrauten Drehzahlbereich und mit einer konventionellen Auslegung in der Regel fliegen soll zwei Jahre der Testflüge zu beweisen, dass es sicher für die Passagiere ist.

Die x-15 entwickelt, um Hyperschallflug benötigt, auch in den Überschall, transonic und Unterschall Regimen zu fliegen und sicher auf die Wüste Testflugzeug bei etwa 220 Meilen pro Stunde zu landen. Darüber hinaus musste es zum Erstflug nach Fallenlassen auf Höhe ohne jede Praxis landen, sodass das Team Pilot und Forschung die Reaktion des Flugzeugs auf die Steuerelemente lernen konnten. Ein Risiko-Beispiel ist die x-15 den ersten Flug. Ins Leben gerufen, zu 33.550 Füßen und ohne Motor, der sonst der Pilot wieder um, wenn sein Ansatz war nicht richtig, der Pilot hatte weniger als fünf Minuten lernen, wie man das Flugzeug in der Tonhöhe, Griff Rollen und gieren, und um eine simulierte Landung auf Höhe vorher den Ernstfall üben ermöglichen würde. Auf diesem ersten Flug erschwert eine longitudinale Instabilität, die das Flugzeug unkontrolliert hoch und runter fahren verursacht gefährlich zu landen. Durch gute Pilotierung konnte Scott Crossfield landen auf dem Unterteil dieses Zyklus einen schwereren, lebensbedrohliche Absturz zu vermeiden. Das Problem wurde später behoben, durch das Zurücksetzen nur ein Ventil.

Jeder Flug war ein Erlebnis, mit dem Piloten dauerhaft bis zu 5 g Beschleunigung bei vollem Schub für ca. 90 Sekunden, bis der Treibstoff aufgebraucht wurde. Nach Burnout hatte der Pilot zu fliegen, beim Ausrollen, um die Geschwindigkeit und Höhe erforderlich, um die notwendigen Tests führen zu erreichen. Dann würde der Pilot ohne Kraftstoff oder Strom zum Landeplatz auf der Edwards Air Force Base zurückkehren, wäre so weit weg wie 300 Meilen von wo das Flugzeug ursprünglich gelöscht wurde.

Nachdruck mit freundlicher Genehmigung von Kai Bücher