X-15 es un avión cohete hipersónico diseñado y construido por North American para las pruebas de NACA (más tarde NASA). Estableció récords de velocidad en la década de 1960 que permanecen intactos unos 60 años después. Un proyecto increíblemente ambicioso que realmente valió la pena. Se obtuvo una gran cantidad de datos valiosos y se implementaron en el diseño de aeronaves futuras.
Imagen
Velocidad máxima
Incluso a fines de la década de 1940, los diseñadores de aeronaves soñaban con velocidades que no solo excedían la velocidad del sonido, sino que eran mucho más rápidas que eso. El Douglas X-3 Stiletto fue uno de esos aviones.
El Stiletto estaba destinado a volar al doble de la velocidad del sonido, una hazaña extremadamente impresionante para principios de los años 50. Pero, dos años después, las solicitudes de propuestas en diciembre de 1954 establecieron especificaciones para un avión para probar un nuevo tipo de motor, vuelo Mach 5+ y nuevas altitudes nunca antes vistas por un avión.
Imagen
Pero los primeros motores a reacción carecían de la potencia para propulsar incluso aviones pequeños y ligeros a velocidades superiores a Mach 2. En una explicación extremadamente simplificada, un motor turborreactor ingiere aire, lo mezcla con combustible y produce empuje. Dependiendo de los requisitos, se ajustarán para que funcionen mejor a una altitud determinada para lograr el máximo rendimiento.
Douglas X-3 Stiletto – El zapato volador
Otro factor clave para la velocidad máxima es la resistencia al aire o al arrastre. Si vas más rápido, más intentará detenerte el aire. La sensación es evidente si sacas la mano por la ventanilla de un coche en movimiento.
Imagen
Sentirás el aire presionando contra ti. Esta es la razón por la cual, a bajas altitudes, incluso los aviones de combate modernos no se acercarán a su velocidad máxima declarada.
Boeing X-32: tan feo que falló
Pero cuanto más alto esté en la atmósfera, más delgado se vuelve el aire, lo que significa que puede viajar a través de él más fácilmente con menos resistencia. Sin embargo, por otro lado, los motores a reacción necesitan ese aire para producir empuje. Por lo tanto, vuele demasiado alto y el rendimiento del motor disminuirá significativamente.
Para combatir la falta de aire existe una solución bastante sencilla: los motores cohete. Queman combustible sin necesidad de aire en la atmósfera. El oxígeno requerido se transporta en forma líquida en un tanque separado del propio combustible. Esto significa que cuanto mayor sea la altitud, mayor será la velocidad máxima.
Imagen
El primer avión propulsado por cohetes fue el alemán Heinkel He-176. Pero más conocido es el Messerschmitt Me-163 Komet. Incluso en 1944, el Komet fue capaz de alcanzar 620 mph en vuelo nivelado, en las pruebas se logró un récord de velocidad de vuelo no oficial a 700 mph y no superado hasta 1953.
Después de la Segunda Guerra Mundial, como con muchos diseños, cualquier cosa que pudiera dar a los Aliados una ventaja en futuros conflictos era de gran interés, incluidos los aviones propulsados por cohetes.
North American (NA) recibió el contrato para el fuselaje del X-15 en 1955, mientras que Reaction Motors construiría los motores y solo cuatro años después, en junio de 1959, se realizó el primer vuelo.
A diferencia del diseño de aviones tradicional, el X-15 nunca tuvo la intención de despegar por sus propios medios. Al igual que otros aviones experimentales, como el M2-F3 Lifting Body, el X-15 fue diseñado para ser transportado por una “nave nodriza”.
Imagen
NACA/NASA usó un modelo B-52A más antiguo que se retiró en 1969 y un B-52B. Ambos fueron modificados con un pilón en el ala derecha para llevar vehículos de prueba.
Designado NB-52A “El alto y poderoso” y NB-52B “Bolas 8”.
“Balls 8” voló por primera vez en junio de 1955 y no se retiró hasta diciembre de 2004, lo que lo convierte en el B-52 volador más antiguo y el único modelo B en servicio en ese momento.
Una consideración requerida en la fase de diseño fue que el X-15 tendría que caber debajo del ala de un B-52, lo que significa que NA tenía que hacerlo bastante compacto. Solo fue diseñado para acomodar a un solo miembro de la tripulación y tenía una longitud total de 50 pies y 9 pulgadas y una envergadura de solo 22 pies y 4 pulgadas.
Imagen
Naturalmente, tenía un perfil muy elegante, destinado a alcanzar velocidades hipersónicas. Lo que significa que estaba destinado a ser una máquina de alto rendimiento. Mach 5 se considera hipersónico, que es cualquier cosa por encima de 3,836 mph.
Se construyeron tres X-15. Diseñado X-15-1, -2 y -3. Cada uno se utilizó en varios vuelos. X-15-1 tomó los cielos un total de 81 vuelos mientras que X-15-2 solo voló 53 veces.
Imagen
Desafortunadamente, el X-15-3 en la prueba de vuelo número 65 se estrelló en 1967 cuando dio un giro a velocidades hipersónicas mientras descendía. Se rompió y dispersó los restos a lo largo de 50 millas cuadradas. El piloto Michael Adams, pereció en el accidente.
El único otro accidente fue cuando el X-15-2 se estrelló al aterrizar en 1962, lo que dañó gravemente la aeronave. Después de una larga reparación, se le hicieron modificaciones para transportar hidrógeno líquido, una extensión de fuselaje de 2,4 pies, así como un par de tanques de combustible auxiliares para un alcance mucho mayor.
Potencia de cohete
La planta de energía también fue una consideración clave en los diseños iniciales, el avión tuvo que construirse alrededor de dos motores de cohetes XLR11 y los tanques de combustible para impulsarlo hasta el borde del espacio. Todos los aspectos del diseño tenían como objetivo hacer del X-15 el avión más rápido y de mayor vuelo de todos los tiempos.
El XLR11 de Reaction Motors era el mismo cohete usado en el Bel X-1 y producía 6,000 libras de empuje. Pero después de solo 24 vuelos y a fines de 1960, se les ocurrió una mejora increíble.
Imagen
El nuevo XLR99 era casi diez veces más potente por motor y muy similar en tamaño. Generaba 57.000 libras de empuje y se utilizó durante el resto del servicio del X-15. Este increíble rendimiento se logró con amoníaco anhidro y oxígeno líquido.
Casi increíblemente, podría quemar 15,000 libras de combustible en solo 80 segundos.
Si bien el consumo de combustible puede parecer ridículo, fue suficiente para que el X-15 alcanzara algunos récords mundiales sorprendentes, algunos de los cuales aún se mantienen en la actualidad.
Video
logros
En 1967, el X-15 logró alcanzar una altura vertiginosa de 102,000 pies, 19.34 millas y una velocidad máxima de 4,520 mph. Para poner esto en perspectiva, ¡1967 fue cuando se jugó el primer juego del Super Bowl!
Imagen
La velocidad no solo era lo impresionante del X-15, las altitudes que podía alcanzar también batían y establecían muchos récords. El vuelo más alto conocido fue en 1963 cuando el piloto de pruebas Joseph Walker alcanzó una altitud de 67 millas, más de 353,000 pies, a una velocidad de 3,794 mph (Mach 4.98). Cualquier vuelo por encima de los 264,000 pies en realidad calificaba a los pilotos para convertirse en astronautas.
Conclusión
Si bien hubo un trágico accidente que resultó en la pérdida de vidas con el accidente del X-15-3, en general, el proyecto que abarcó desde 1955 hasta el último vuelo en octubre de 1968 fue un gran éxito. Se completaron 199 vuelos, lo que resultó en algunos de los vuelos más altos y rápidos que se hayan registrado hasta el día de hoy.
Imagen
Los dos X-15 sobrevivientes ahora residen como piezas de museo y son un recordatorio de que los humanos son capaces de cosas increíbles. Realmente creo que la era dorada del vuelo fue entre el final de la Segunda Guerra Mundial y la década de 1980. Se logró mucho en tan poco tiempo y cambió la forma en que diseñamos los aviones para siempre.
Otro artículo nuestro: Tupolev Tu-144 – El Concorde soviético