X 15 самолет: Североамериканский X-15

Содержание

Экспериментальный самолет-ракетоплан North American X-15(+видео) — Познавательный журнал ЕНОТ

Перейти к содержимому

Кол-во просмотров :
1 570

Экспериментальный американский самолет-ракетоплан North American X-15, оснащенный ракетными двигателями. Первый и в течении 40 лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолет, совершавший суборбитальные пилотируемые космические полеты.
В 50-ых годах XX века появилась необходимость в экспериментальном летательном аппарате нового поколения, благодаря которому смогли бы проводиться суборбитальные полеты и необходимые космические исследования.

Ученых интересовали, в частности, реакция и переносимость человеческого организма в экстремальных условиях и выявление возможных технических проблем аппаратуры на больших высотах. С этой целью в декабре 1954 года NASA был объявлен конкурс на лучший проект ракетоплана. В итоге из четырех заявивших о своем участии промышленных компаний победителем стала North American. Именно она и занялась разработкой самолета X-15.

North American X-15 стартовал по технологии воздушный старт со стратегического бомбардировщика Boeing B-52 (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего соленого озера. Общее время полета от момента отделения от носителя до приземления составляло порядка 15 минут.
Всего было создано три образца North American X-15, первый из которых, X-15A, совершил свой первый полет 10 марта 1959 года.

17 сентября был успешно опробован второй образец ракетоплана X-15, который летал уже с работающим двигателем, а в феврале следующего года состоялся первый полет третьего образца самолета.
Чтобы получить право стать пилотом подобного самолета, будущие летчики-испытатели X-15 проходили особую подготовку, включавшую в себя испытания на тренажере, центрифуге, в условиях невесомости и т. д. Каждый из пилотов после окончания своей миссии получил те же награды, какие получают астронавты.

Рекордным полетом, совершенным по программе Х-15, стал полет пилота Джо Уокера (Joe Walker) 22 августа 1963 года. В полете достигнут неофициальный рекорд высоты, продержавшийся с 1963 до 2004. Максимальная скорость — 7274 км/ч. Максимальная высота — 107,96 км. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полетов.

Летно-технические характеристики Х-15:
Размах крыла, м: 6,71;
Длина, м: 15,24;
Высота, м: 4,12;
Площадь крыла, м2: 18,58;
Масса, кг: пустого самолета — 6350, максимальная взлетная — 15422;
Тип двигателя: 1 РД Reaction Motors (Thiokol) XLR99-RM-2;
Тяга, кгс: 1 х 25855;
Максимальная скорость, км/ч: 6600;
Динамический потолок, м: 95900;
Экипаж, чел.: 1

Помощь проекту

Уважаемые читатели, если вам понравилась статья, вы можете выразить нам свою благодарность, поддержав наш журнал на Патрион. В это нелегкое время нам очень нужна ваша поддержка.

https://www.patreon.com/user?u=74411697

Если у вас все же нет такой возможности вы все равно можете нам помочь, кликнув на любом понравившемся рекламном объявлении, тогда от вашего имени нас отблагодарит Гугл.

You missed

Manage consent

X-15 и его двигатель — is2006 — LiveJournal

X-15 — экспериментальный самолёт-ракетоплан США, оснащённый ракетными двигателями. Первый и на 40 лет единственный в истории пилотируемый гиперзвуковой летательный аппарат-самолёт, совершавший cуборбитальные пилотируемые космические полёты. Основная задача Х-15 — изучение условий полета на гиперзвуковых скоростях и входа в атмосферу крылатых аппаратов, оценка новых конструкторских решений, теплозащитных покрытий, психофизиологических аспектов управления в верхних слоях атмосферы. Общая концепция проекта была утверждена в 1954 г. В конкурсе на создание ракетоплана приняли участие четыре промышленные компании Bell Aircraft, McDonnell Douglas, Republic Aviation Company, North American Aviation, последняя в итоге стала победителем.

Высота полёта до 107 км, скорость до 6,72 М

Стартовал по технологии воздушный старт со стратегического бомбардировщика «Б-52» (подвешивался под крылом), отцепка от носителя производилась на высоте порядка 15 км, приземлялся самостоятельно на авиабазе, расположенной на дне высохшего солёного озера. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составляло порядка 15 минут. Всего по программе Х-15 было выполнено 199 полётов.
…
Рекордным полётом, совершённым по программе Х-15, стал полёт пилота Джо Уокера (Joe Walker) 22 августа 1963 года.

Данные по этому полёту:
Полный вес заправленного самолёта: 15195 кг
Вес израсходованного топлива: 6577 кг
Масса после посадки: 6260 кг
Максимальная достигнутая высота: 107,96 км
Дальность полёта: 543,4 км
Продолжительность активного участка полёта: 85,8 сек
Число Маха: 5,58
Носитель: бомбардировщик NB-52A

В полёте достигнут неофициальный рекорд высоты, продержавшийся с 1963 до 2004. Максимальная скорость — 7274 км/ч. Максимальная высота — 107,96 км. Рекорд установлен самолётом X-15 #3, номер 56-6672. Профиль этого полёта выглядел приблизительно следующим образом: После отделения от самолёта-носителя жидкостный ракетный двигатель X-15 включился на 85 секунд. К моменту выключения двигателя ускорение составило порядка 4 G (39 м/с²). В апогее траектории аппарат вышел за пределы атмосферы, невесомость продолжалась около 4 минут. В течение этого времени пилот провёл запланированные исследования, сориентировал (с помощью струйных газовых рулей) аппарат для входа в атмосферу. При возвращении в атмосферу внешняя обшивка аппарата местами нагревалась до 650 °C. Перегрузки на участке возвращения в атмосферу достигли 5 G в течение 20 секунд. Общее время полёта от момента отделения от носителя до приземления составило 12 минут.
http://ru.wikipedia.org/wiki/North_American_X-15

Схема самолета

Двигатель

The XLR99 was the first large, «man rated,» throttleable, restartable liquid propellant rocket engine. The throttle setting could be varied from about 25 percent to 100 percent of thrust, and the restart capability allowed it to be shut down in flight with the assurance that power would again be available later, if needed. The XLR99 was one of the rocket engines used in the X-15 manned research aircraft which was capable of propelling man to the fringes of space.

Developed and built by Reaction Motors Division of Thiokol Chemical Company, the XLR99 could deliver up to 57,000 lbs. of thrust, or the equivalent of about 500,000 horsepower. The propellants for the XLR99 were liquid oxygen (LOX) and anhydrous ammonia, fed into the engine by turbine pumps powered by hydrogen peroxide at a flow rate of more than 10,000 lbs. per minute.

The XLR99 engine had a rated operating life of one hour, after which it could be overhauled and used again, though operating times twice that long were demonstrated in tests. Since the basic X-15 carried fuel for about 83 seconds of full-power flight, and the X-15A-2 carried fuel for more than 150 seconds of full-power flight, each XLR99 was theoretically capable of between 20 and 40 flights before overhaul.

In common with other large scale liquid fueled rocket engines, the walls of the XLR99’s thrust chamber were constructed of hollow tubing so that fuel could be routed through the tubes to cool the chamber walls before being burned in the engine. The basic weight of the engine is 910 lbs.

1. Fuel Manifold (liquid amonia)
2. Oxidizer Manifold (liquid oxygen)
3. Turbine pump speed control
4. Turbine pump
5. Turbine exhaust
6. Main chamber
7. Control box
8. Throat
9. Nozzle or cone, main exhaust
http://www.bobholland.com/me/xlr99.htm

Наличие первой ступени в виде дозвукового самолета мало что дает для разгона космического аппарата http://is2006.livejournal.com/692485.html
Sänger 2 http://is2006.livejournal.com/682170.html

Tags: htol, Космос, Ракеты, Самолеты

X-15: Самый быстрый пилотируемый ракетоплан

Автор Якопо Приско, CNN

Смелый, черный и молниеносно быстрый: North American X-15 был самолетом, не похожим ни на один другой. И хотя он впервые поднялся в воздух более 60 лет назад, он до сих пор остается самым быстрым пилотируемым самолетом, когда-либо летавшим.

По форме больше напоминающий пулю, чем обычный самолет, X-15 с ракетным двигателем совершил 199 испытательных полетов за девять лет, начиная с 1959 года. проектирование и проектирование более поздних американских космических кораблей, включая космические челноки НАСА.

Самолетом управляла элитная команда из 12 пилотов, включая Нила Армстронга, которому предстояло совершить посадку на Луну в 1969 году.

X-15 в небе над Калифорнией. Предоставлено: NASA

«Один из пилотов X-15, Билл Дана, однажды сказал мне, что это большой билет — самолет, на котором можно летать», — сказал по телефону Кристиан Гельцер, главный историк Центра летных исследований Армстронга НАСА. интервью. «Это дало вам величайшую скорость, величайшее волнение, величайший ужас. Мы не строили ничего с тех пор, как это летает в атмосфере, как Х-15».

«Большой вопрос»

Серия «X» состоит из более чем 60 экспериментальных самолетов, произведенных правительственными агентствами США, включая ВВС и НАСА, после окончания Второй мировой войны. Часто это были экстремальные машины, предназначенные для того, чтобы выйти за рамки возможного, и у Х-15 была особенно амбициозная цель.

В 1952 году, когда началась разработка X-15, официальный рекорд воздушной скорости для самолета составлял чуть менее 700 миль в час. Задача самолета состояла в том, чтобы достичь скорости 5 Маха — в пять раз больше скорости звука, или почти 4000 миль в час.

X-15 отдыхает на озере Роджерс Драй, Калифорния, в сентябре 1961 года после миссии. Предоставлено: NASA

«Такой самолет также должен был бы лететь на высоте 250 000 футов, что было намного выше высоты любого самолета в этой точке», — сказал Гельцер. «Это была очень большая просьба».

Проект возглавляли ВВС США и Национальный консультативный комитет по аэронавтике (NACA), который в 1958 году стал НАСА. «Им также нужны были научные данные и данные о динамике полета, — сказал Гелзер. «Но на заднем плане была холодная война, которая мотивировала многие исследования».

Старт в полете

X-15 по сути был ракетой с кабиной, поэтому, в отличие от других самолетов, он не был предназначен для взлета с взлетно-посадочной полосы. Вместо этого его нужно было поднять на большую высоту и сбросить с корабля-носителя, в данном случае со специально модифицированного бомбардировщика B-52.

Со спрятанным под крылом 50-футовым X-15 B-52 должен был взлететь с базы ВВС Эдвардс в Южной Калифорнии и полететь в сторону Невады или Юты, прежде чем повернуть назад и выпустить самолет на высоте 45 000 футов и скорость более 600 миль в час. Только в этот момент пилот Х-15 запускал ракетный двигатель и начинал подниматься из атмосферы Земли в космос.

Самолет должен достичь края космоса, прежде чем вернуться на Землю. Предоставлено: NASA

Топлива, представляющего собой комбинацию аммиака и жидкого кислорода, хватило менее чем на две минуты, и поездка не была гладкой.

«Аэродинамически он летел как обычный самолет, но набирал высоту, как ни в чем не бывало», — сказал Гельцер. «Милт Томпсон, один из пилотов, сказал, что это был единственный самолет, на котором он когда-либо летал, на котором он был рад, когда двигатель остановился».

Планер

Как только заданная высота была достигнута — X-15 поднимался на высоту 354 200 футов, что примерно в 10 раз превышает крейсерскую высоту коммерческого авиалайнера — пилоты проводили эксперименты в этой тогда неизвестной среде, помогая экспертам собирать данные. на гиперзвуковом полете.

Большая часть конструкции X-15 была направлена на возможность летать на больших высотах, где воздух настолько разрежен, что обычные аэродинамические придатки больше не работают. По этой причине X-15 был оснащен системой управления реакцией, аналогичной той, которая позже использовалась космическими челноками и Международной космической станцией. Он изрыгал выбросы перекиси водорода — по сути, воды, насыщенной кислородом в очень высокой концентрации — которая создавала небольшую тягу, достаточную для управления самолетом в разреженном воздухе верхних слоев атмосферы.

При полете со скоростью тысячи миль в час внешняя обшивка X-15 сильно нагревалась из-за аэродинамического трения и поэтому была сделана из специального никель-хромового сплава под названием Inconel X. «Самолет нагрелся до 1200 градусов по Фаренгейту, — сказал Гельзер. «И пилоты могли слышать, как он расширялся позади них».

Посадить Х-15 было непросто. «С того момента, как закончилось топливо или когда пилот выключил двигатель, это был планер. Очень тяжелый, очень быстрый планер с очень маленькими крыльями — так что даже не великий планер. должен был обменять скорость и высоту на достижение пункта назначения», — сказал Гельцер.

Хуже того, у переднего колеса не было рулевого управления, а у основного шасси были только полозья (две выдвижные стальные балки, которые скользили по посадочной поверхности), поэтому взлетно-посадочную полосу нельзя было использовать. Вместо этого самолету пришлось приземлиться на высохшее дно озера.

«К тому времени, когда они вернули самолет на землю, это был уже не тот самолет, которым он был, когда покинул базу. От жары были прожжены дыры», — сказал Гельзер.

Дальний перелет

900:02 Большинство самолетов совершают последний заход на посадку со скоростью менее 200 миль в час. Однако X-15 мог начать заход на посадку на высоте 20 000 футов и на сверхзвуковой скорости более 1500 миль в час — условия, радикально отличающиеся от тех, с которыми приходилось сталкиваться большинству пилотов. Дела не всегда заканчивались хорошо.

«Это был экспериментальный самолет, и почти на каждом слайде что-то шло не так. Примечательно то, что пилотам удавалось стабильно возвращать самолет, несмотря на проблемы, с которыми они сталкивались», — сказал Гельцер.

Из почти 200 полетов только два завершились аварийными посадками, в одном из которых погиб пилот Майкл Адамс. 15 ноября 1967 года Адамс при входе в атмосферу вошел в штопор и не смог выпрямить самолет, который развалился в воздухе.

Летчик-испытатель ВВС майор Майкл Дж. Адамс стоит рядом с кораблем X-15 номер один. Предоставлено: NASA

Неотъемлемый риск полета на этом типе самолета, наполовину самолета и наполовину космического корабля, является одной из причин, по которым рекорды X-15 никогда не были побиты современной техникой. Это также была ступенька к космической программе, у которой были более грандиозные амбиции, чем просто скорость.

Тем не менее, X-15 вошел в историю как одна из самых успешных программ летных исследований, когда-либо проводившихся, и за девять лет эксплуатации он собрал огромное количество данных о высокоскоростных полетах, возвращении из космоса и физиологии человека. А в 1967 году пилот Пит Найт достиг рекордной скорости 4520 миль в час, или 6,7 Маха (в 6,7 раза больше скорости звука).

X-15 также породил целое поколение астронавтов, в том числе одного из величайших: Нила Армстронга. Во время одного из своих семи полетов на Х-15 Армстронг продемонстрировал легендарные способности решать проблемы, которые в конечном итоге привели его к командованию Аполлоном-11.0003

X-15 до сих пор является самым быстрым пилотируемым самолетом в истории. Предоставлено: NASA

«В 1962 году он совершил полет, который поднял его на высоту 205 000 футов и скорость 3,8 Маха», — сказал Гельцер. «На обратном пути он отскочил от верхней границы атмосферы на высоте около 90 000 футов и прыгнул, как камень. удалось довести самолет до конца и приземлиться на озере Роджерс Драй

«Это оказался самый долгий полет X-15 в истории»0003

История Нила Армстронга об испытательном полете X-15, который отскочил от атмосферы

Поделиться этой статьей

Нил Армстронг непреднамеренно выбрал слишком большой угол атаки во время выхода. Траектория полета X-15 отскочила от атмосферы, и он пролетел мимо базы ВВС Эдвардс, направляясь на юг со скоростью 3 Маха и на высоте 100 000 футов.

Нил Армстронг, первый человек, ступивший на Луну, известен и уважаем во всем мире.

Как объяснили Джон Андерсон и Ричард Пассман в своей книге «X-15 — самый быстрый в мире ракетный самолет и пилоты, открывшие космическую эру», Армстронг во многих отношениях был аномалией среди летчиков-испытателей X-15. Следуя по стопам Роба Рашуорта, который летал на Х-15 в общей сложности тридцать четыре раза, седьмой пилот Х-15 Армстронг совершил на самолете всего семь полетов. Как и Скотт Кроссфилд, Нил Армстронг был прежде всего авиационным инженером. Даже когда он работал с НАСА в качестве летчика-испытателя, он был известен как один из их лучших инженерных умов.

Первый полет Армстронга на X-15, обычный ознакомительный полет, состоялся 30 ноября 1960 года, когда он достиг скорости 1,75 Маха и высоты 48 840 футов. Верхняя камера № 3 ракетного двигателя не запускалась, показания инерционных высот были неверными. Его второй полет состоялся девять дней спустя, когда он оценил новый сферический нос самолета и измерил данные о стабильности и управляемости. Его третий полет состоялся почти год спустя, 20 декабря 1961 года, когда он выполнил контрольный полет самолета № 3.

20 апреля 1962 года Армстронг выполнил самый продолжительный полет по программе Х-15 продолжительностью 12 минут 28 секунд. В этом же полете он достиг своей максимальной высоты — 207 500 футов. По возвращении Армстронг непреднамеренно увеличил угол атаки во время отвода. Траектория полета резко изменилась в атмосфере, и он пролетел мимо базы ВВС Эдвардс, направившись на юг со скоростью 3 Маха и на высоте 100 000 футов. Он смог развернуться, находясь над Rose Bowl в Пасадене. Почти полностью исчерпав кинетическую и потенциальную энергию, он едва смог добраться до южной оконечности Сухого озера Роджерс в Эдвардсе.

Как сказано в биографии Джеймса Хансена «Первый человек»:

«В пятницу, 20 апреля 1962 года, Армстронг поднялся на Х-15 на высоту 207 500 футов, на максимальную высоту, на которую он мог подняться, пока его миссия на Джемини-8 не увеличила эти четыре в четыре раза. лет спустя. Далеко за пределами атмосферы он использовал систему управления реакцией для маневрирования. Еще одна задача в этом полете заключалась в проверке MH-96, ограничивающего перегрузку устройства, предназначенного для предотвращения превышения реактивным самолетом 5 G. Он держал нос поднятым, когда резко падал со своей максимальной высоты, из-за чего его траектория полета превращалась в «воздушный шар» или снова поднималась, производя около 4 g. Это раздувание продолжалось, пока он ждал, когда сработает ограничитель G, чего так и не произошло. Оказалось, что реальный полет не согласовывался с симуляциями, которые он делал на земле. Все это время он несся со скоростью десять футбольных полей в секунду к Лос-Анджелесу и все еще на высоте около 140 000 футов. Вскоре он услышал, как главный центр управления полетами сказал ему, наблюдая за его телеметрией: «Мы показываем вам полет на воздушном шаре, а не поворот. Жесткий левый поворот, Нил! Жесткий левый поворот!» К тому времени Армстронг, по его собственным словам, уже «весело плыл по полю».0003

Самый быстрый полет Армстронга на Х-15 состоялся 26 июля 1962 года, когда он достиг скорости 5,74 Маха. Это также был его последний полет на самолете, потому что 13 сентября НАСА выбрало его в Корпус астронавтов, что сделало его на тот момент единственным гражданским пилотом в программе астронавтов. После этого в карьере Армстронга произошел драматический поворот, кульминацией которого стали его шаги на Луне. Это было 20 июля 1969 года, меньше чем через год после завершения программы Х-15.