Nordamerikansk X-15

X-15  er et eksperimentelt raketfly fra North American Aviation , USA . Det udførte de første hypersoniske og suborbitale menneskelige rumflyvninger . Gennemført flyveforskning for at opnå maksimale hastigheder i X-programmer . Den umiddelbare opgave for X-15-projektet er forskning til projektet af et bemandet suborbitalt hypersonisk bombefly [1] X-20 Dyna Soar . Studiet af flyvningen af ​​et bevinget køretøj ved hypersoniske hastigheder , ved grænsen og uden for atmosfæren. Evaluering af termisk beskyttelse, manuel kontrol i den øvre atmosfære, kontrolleret landing. Projektkoncept godkendtUS Air Force i 1954 efter forslag fra NASA [2] . Fire virksomheder deltog i projektkonkurrencen om kontrakten:

• Bell Aircraft ,
• McDonnell Aircraft ,

• Republic Aviation Company ,
• North American Aviation (fusioneret med Rockwell i 1967, med Boeing i 1996 ) - modtog en ordre fra luftvåbnet.

X-15 blev officielt kaldt "bemandet forskningsfartøj" (eng. bemandet forskningsfartøj ). [2] Flyvetestprogrammet blev afsluttet for tidligt i oktober 1968, kort efter styrtet med den mest avancerede tredje X-15.

Forskning blev grundlaget for NASAs allerede civile videnskabsprogram Space Transportation System (STS, "Space Shuttle"). Præcis på samme tid, i oktober 1968.

Historie

Prognoser for udviklingen af ​​nukleare missilstyrker i USSR og dets allierede, deres luftforsvar satte den amerikanske militær-politiske ledelse foran problemet med et muligt atomangreb på strategiske mål i de socialistiske lande. Opgaven var sat til at udvikle interkontinentale atomvåbenleveringskøretøjer, der er i stand til at overvinde fremtidens luftforsvarssystem . For at gøre dette var det planlagt at skabe ubemandede (missil) våben ( interkontinentale ballistiske missiler og krydsermissiler ) og bemandede hypersoniske fly, der var i stand til nøjagtigt at bruge atomvåben fra højder, der er utilgængelige for lovende luftforsvarssystemer i USSR. Flyveprøver af X-15 blev udtænkt som en del af et bemandet projekt [3] . Opsendelsen den 4. oktober 1957 af Sovjetunionen af ​​Jordens første kunstige satellit bekræftede vigtigheden af ​​opgaven og førte til en yderligere opgave: anti-satellitvåben . Som den amerikanske luftfarts- og rumhistoriker Michelle Evans bemærker, blev X-15 udtænkt til at imødegå den nye " røde trussel" - som et amerikansk svar på den sovjetiske militære rumudfordring [4] .

Med hensyn til masse og størrelse og en vis flyveydelse ligner flyet det tyske ballistiske missil fra krigsperioden - V - 2 ( V-2) . Selv fremdriften fra begge fly viste sig at være tæt på, selvom motorerne er forskellige. [6]

North American Aviation personale ansvarlig for X-15 programmet

• Chefprogramingeniør - Charles Feltz [7]
• Assistant Chief Engineers - Rawn Robinson og Bud Banner [8]
• Flight Test Supervisor - QC Harvey [9]
• Flight Test Engineer - Sam Richter [8]
• Overlæge for programmet - Tobias Friedman [10]
• Aircrew Chief - Duke Littleton [11]
• Company Test Pilot - Alvin White [12]

Udøvende virksomheder

Mere end tre hundrede virksomheder deltog i udviklingen og produktionen af ​​X-15. [8] Nogle af dem:

• Projektledelse, Systems Engineering - North American Aviation, Inc. , Columbus , Ohio ;
• Jet fremdrivningssystem - Thiokol Chemical Corp. , Bristol , Pennsylvania ; [13]
• Modificeret XLR-99 raketmotor - Thiokol Chemical Corp., Reaction Motors, Inc. , Denville , New Jersey ; [fjorten]
• Auxiliary Power Unit  - General Electric Co. , Rocket Engine Section, Evendale , Ohio; [femten]
• Flydende nitrogen kølesystem , kabine tryk- og tryksystem, tryk og temperatur kontrolsystem - Garrett Corp., AiResearch Manufacturing Co., Los Angeles , Californien ; [otte]
• Indbygget udstyr og instrumenter - Lear, Inc. , Instrument Division, Grand Rapids , Michigan ; [otte]
• Luftbåret navigationsudstyr - Bowmar Instrument Corp., Fort Wayne , Indiana ; [16]
• Elektronisk instrumenteringssystem - Sperry Rand Corp. , Sperry Gyroscope Co., Garden City , New York ; [otte]
• Atmosfærisk kontroludstyr - Bell Aircraft Corp. , Avionics Division, Buffalo , New York ; [otte]
• Airborne Radar Beacon - Lockheed Aircraft Corp. , Stavid Engineering, Inc., Plainfield , New Jersey ; [17]
• Modstandsdygtig keramisk termisk belægning mærke Rokide - Norton Co. , Refractories Division, Worcester , Massachusetts ; [atten]
• Varmebestandig nikkel-kromlegering til Inconel X kabinetoverflader - International Nickel Co. , New York ; [otte]
• Højdekompenserende pilotdragt - David Clark Company, Inc. , Worcester, Massachusetts. [otte]

Flyveforløb

Afkobling fra luftfartøjet, opnå hastighed og højde, slukke for motoren, flyve af inerti ud over den tætte jords atmosfære , nå et dynamisk loft , ballistisk nedstigning, genindtræde, forlade et dyk , ned, landing. [19]

Piloten udførte en luftaffyring fra en ekstern slynge under vingen af ​​et B-52 strategisk bombefly i en højde af omkring 15 km. Landede i bunden af ​​en udtørret saltsø . Den samlede flyvetid efter adskillelse fra luftfartsselskabet er omkring 15 minutter. 199 flyvninger blev foretaget. Flyvehøjde op til 107 km, hastighed op til M = 6,72.

Flyvninger begyndte i 1959 . [12] Et missionskontrolcenter er specielt udstyret på Edwards Air Force Base . [5] Omkring hundrede personer fra flybesætningen deltog i jordhåndteringen af ​​køretøjerne. [tyve]

Flyforberedelse

Nedtællingen begyndte tyve timer før afgang af luftfartsflyet fra jordflyvepladsen, samtidig begyndte arbejdet med at dokke jetflyet til vinge på luftfartsflyet, tankning blev udført fem timer før start [20] . Pilotens personlige nedtælling begyndte en time før afgang. Af hensyn til sidstnævnte blev der forsynet en personlig trailer med forskellige faciliteter og et ventilationssystem, som førte piloten direkte til flyet før afgang og tog ham tilbage ved ankomsten [21] . Før flyvningen tog piloten på en VKK til en værdi af 18.000 $, hvorunder medicinsk personale monterede forskellige enheder og biometriske datasensorer ( puls , kropstemperatur , blodkartryk , respirationsfrekvens osv.). Dette blev efterfulgt af kontrol og justering af kropsudstyr og udstyr, hvorefter piloten kravlede ind i cockpittet. I tiden fra luftfartøjets start til adskillelsen af ​​jetflyet fra vingen, udførte piloten over halvtreds kontrolforanstaltninger med det formål at sikre den strengeste overholdelse af sikkerhedsbestemmelserne , især kontrol af radiokommunikationssystemets normale funktion. og andre livsstøttesystemer og flyvestøtte. Efter et minuts advarsel fra piloten på luftfartsflyet rapporterede piloten, at han var klar til opsendelse (denne information var primært beregnet til flyvedirektøren på jorden). Efter afdocking gik piloten videre til det aktuelle flyveprogram. [22]

Optag flyvninger

Rekordflyvningen foretaget under X-15-programmet var piloten Joseph Walkers flyvning den 22. august 1963 .

Data for denne flyvning:

• Bruttovægt af det tankede fly: 15195 kg
• Masse af brugt brændstof: 6577 kg
• Vægt efter landing: 6260 kg
• Maksimal nået højde: 107,96 km
• Flyverækkevidde: 543,4 km
• Varighed af det aktive flyvesegment: 85,8 sek
• Mach tal: 5,58
• Transportør: NB-52A bombefly

Under flyvning blev der opnået en uofficiel højderekord for et fly , som varede fra 1963 til 2004 [23] . Den maksimale hastighed er 7274 km/t. Den maksimale højde er 107,96 km. Rekord sat af X-15 #3, nummer 56-6672.

Profilen for de fleste flyvninger så nogenlunde sådan ud: Efter adskillelse fra luftfartøjet tændte X-15 flydende raketmotor i 85 sekunder. Da motoren blev slukket, var accelerationen omkring 4 G (39 m/s²). På toppen af ​​banen gik apparatet ud over atmosfæren, vægtløshed varede omkring 4 minutter. I løbet af denne tid udførte piloten den planlagte forskning, orienterede (ved hjælp af jetgasror) apparaturet til at trænge ind i atmosfæren. Når man vendte tilbage til atmosfæren, blev den ydre hud af apparatet nogle steder opvarmet til 650  ° C. G-belastninger i re-entry-sektionen nåede 5 G inden for 20 sekunder. Den samlede flyvetid fra tidspunktet for adskillelse fra luftfartsselskabet til landing var 12 minutter.

Flyvninger over 80 km (50 miles) blev betragtet som rumflyvninger

Tabellen viser flyvninger på et X-15-fly i en højde på mere end 50 miles (ca. 80,5 km). [24] Sådanne flyvninger betragtes i USA som rumflyvninger, og folk, der har overvundet denne højde, betragtes som astronauter .

Neil Armstrong , som senere blev den første mand på Månen , var også en X-15 pilot fra november 1960 til juli 1962. Han foretog syv flyvninger på fly nr. 1 og 3, men hans flyvninger er ikke inkluderet i tabellen. Hans højeste flyvning er 39,3 miles (63,2 km). Han forlod projektet for at blive udvalgt som NASA-astronauter i det andet sæt i september 1962. [25]

Fly nummer 191 endte i katastrofe . [26] Michael Adams , efter at have nået den ønskede højde på sin syvende flyvning, døde, da flyvning med en hastighed på M = 5 og en højde på 18,9 km af uspecificerede årsager blev ukontrollerbar, og flyet styrtede ned. Dette spillede en væsentlig rolle i afslutningen af ​​projektet. Hans navn er et af 24 indskrevet på Space Mirror bygget i 1991 [27] .

Over Karman-linjen (højden af ​​rummets grænse ifølge FAI -reglerne ) rejste kun Walker X-15, og to gange. Joseph Walkers navn mangler i Space Mirror, selvom han døde i et flystyrt i 1966, før Adams. Men der er navne på piloter fra sættet af astronauter, som ikke foretog rumflyvninger, men styrtede ned på et træningsfly under træning.

Udvikling af projektet

Ud over X-20 blev X-15B-projektet overvejet - en forstørret X-15 med en to-sædet kabine (en pilot med en observatør), leveret i kredsløb af en Saturn I løfteraket . Den ville udvikle en omløbshastighed (ca. 29.000 km/t) i en højde på op til 3.220 km. [22]

Se også

• hypersoniske fly
• Suborbital rumflyvning
• X-20 Dyna Soar
• SpaceShipOne
• "The Barrier of Uncertainty " (en fantasyfilm om det sovjetiske raketfly "Cyclone", en omtrentlig analog til X-15)
• Silbervogel

Noter

1. ↑ Hull, Seabrook . Aerophysics   (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., december, 1956. - Vol.1 - No.3 - P.73.
2. ↑ 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 79.
3. ↑ Karr, Erica M. 'Far' til Dyna-Soar afventer AF-beslutning.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 25. maj 1959. - Vol.5 - No.18 - S.29.
4. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013 , s. 402.
5. ↑ 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 77.
6. ↑ Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 79-80.
7. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013 , s. 13.
8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Karr, Erica M. Scouting the Fringe of Space: 5 bemandede forskningsfartøjer øver sig til første flyvning.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 1. juni 1959. - Vol.5 - No.22 - P.31-36.
9. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013 , s. 21.
10. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013 , s. 85.
11. ↑ Evans, The X-15 Rocket Plane, 2013 , s. 61.
12. ↑ 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 264.
13. ↑ Fast brændsel er enkelt - men!  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 19. oktober 1959. - Vol.5 - No.43 - P.25.
14. ↑ Coughlin, William J. NASA sigter mod at skubbe X-15 forbi Mach 3.   // Missiles and Rockets  : The Missile/Space Weekly . - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 4. april 1960. - Vol.6 - No.14 - P.14.
15. ↑ At komme, Hal . APU'er - musklerne til missiler.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 17. august 1959. - Vol.5 - No.34 - P.32.
16. ↑ Bowmar leder præcisionsgearfeltet.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 24. august 1959. - Vol.5 - No.35 - P.21.
17. ↑ Westerholm, Roland J. Mere om missilugen.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 25. maj 1959. - Vol.5 - No.21 - P.46.
18. ↑ Westerholm, Roland J. Ceramic Coatings Beat Heat.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : Magazine of World Astronautics. - Washington, DC: American Aviation Publications, Inc., 23. november 1959. - Vol.5 - No.48 - P.43.
19. ↑ Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 78.
20. ↑ 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 266.
21. ↑ Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 266-268.
22. ↑ 1 2 Stimson, The X-15 Points into Space, 1960 , s. 268.
23. ↑ SpaceShipOne
24. ↑ "Cosmonautics News" V.15 nr. 10 (273) 2005
25. ↑ Armstrong, Neil Alden . Hentet 19. august 2011. Arkiveret fra originalen 31. august 2012. (ubestemt)
26. ↑ Generel liste over amerikanske astronauter . Hentet 19. august 2011. Arkiveret fra originalen 2. maj 2012. (ubestemt)
27. ↑ Astronaut Memorial ved Cape Canaveral . Hentet 19. august 2011. Arkiveret fra originalen 9. september 2013. (ubestemt)

Litteratur

• Lukashevich V.P., Afanasiev A.B. Cosmic Wings - M .: Tape of Wanderings, 2009, 496 s. - ill.
  • Ch. 5 Kh-15 hypersonisk raketfly (s.83-104)
• Evans, Michelle L. X-15 Rocket Plane: Flying the First Wings Into Space.  (engelsk) - Lincoln og London: University of Nebraska Press, 2013. - 488 s. — (Outward odyssey: a people's history of spaceflight) — ISBN 978-0-8032-2840-5
• Stimson, Thomas E. X-15 peger ud i rummet.  (engelsk) // Popular Mechanics - Chicago. Ill.: Popular Mechanics Company, maj 1960. - Vol.113 - No.5 - 272 s.
• David, Heather . X-15 bevæger sig tættere på rumflyvning: Powerplant er endnu ikke blevet 'givet hovedet'.  (engelsk) // Missiles and Rockets  : The Missile & Space Weekly. - Washington, DC: American Aviation Publications, 28. november 1960. - Vol. 7 - nej. 22 - S. 19-19.

Links

• X-15. Encyclopedia "Hjørne af himlen".