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ノースアメリカン X-15はアメリカの実験用ロケット飛行機で、超高速および超高高度飛行の研究プログラムの一環として製造されました。 1960 年から 1968 年にかけて、製造された 3 機はNASAに代わって約 200 回の試験飛行を実施し、固定翼操縦機が持つ速度と高度の記録をすべて打ち破りました。
X-15 は、速度 7,272.68 km/h (1967 年 10 月 3 日)、高度 107,960 メートル (1963 年 8 月 23 日) の最終記録を樹立しました。これにより、アメリカ人は、空気の流れの挙動、空気力学的摩擦、高速および大気圏外での航空機の制御と安定性、さらには大気圏突入技術に関する大量のデータを収集することができました。
デザイン
X-15
1954 年 2 月、国家航空諮問委員会 (NASA の前身) は、超高速および超高高度飛行を探求するための新しい実験用航空機の必要性を確立しました。研究者チームは、提起された多数の問題 (運動加熱、希薄な大気中での装置の制御、最適な空気力学的構成など) の解決策を見つける任務を負っており、1954 年4 月に報告書を提出し、大きな障害はないことを示しました。当時の技術を考えると。
プロジェクトの開始は 1954 年 10 月に承認され、米空軍が95%、米海軍が 5% を出資し、直ちに入札募集が開始されました。ノースアメリカン社の提案が受け入れられ、1955 年 12 月に 3 基の製造発注が締結されました。1956 年 2 月、ロケットエンジンの開発は、バイキング ロケットの推進剤から派生した推進剤を提案したリアクション モーターズ社に委託されました。
モデルは 1956 年 12 月にノースアメリカン社から発表されました。航空機の製造は 1957 年半ばに始まり、最初の X-15 は 1958 年 10 月 15 日に工場から出荷されました。ただし、XLR99エンジンは最初のエンジンが搭載されていなかったため、非常に遅れました。 1959 年 4 月まで引き渡され、最終的に資格を得るまでさらに 1 年近く待たなければなりませんでした。この間、2 機のボーイング B-52 ストラトフォートレスが X-15 を高高度まで運べるように改造され、将来のパイロットが選ばれ、彼らを訓練するためのシミュレーターが構築されました。
最初の試験飛行は次のように行われました。
- 1959 年 3 月 10 日、B-52 空母の翼の下に取り付けられたままの X-15 1 号機の最初の「繋留」飛行
- 1959年6月8日、X-15 1号機のエンジンを使用しない初飛行
- 1959 年 9 月 17 日、2 基の暫定 XLR 11 エンジンを搭載した X-15 2 号機の初飛行
- 1960 年 11 月 15 日、決定的な XLR99 エンジンを搭載した X-15 2 号機の初飛行
これらの最初のテストには多数の技術的問題が散在し、計画された飛行の延期や進行中の飛行の中断につながりました。すべてにもかかわらずテストは続けられ、1960 年末までに X-15 はマッハ 3 と高度 30,000 m を超えました。その後、航空機は研究飛行のためにNASAに移送されました。
X-15A-2
1962 年 11 月の事故 (下記参照) の後、X-15 2 号機を改造して、一方ではマッハ 8 の速度に到達できるようにし、他方では、ラムジェットの飛行テストベッドとして機能します。その後、航空機は X-15A-2 と指定されました。
より高速な速度は、ロケット エンジンの稼働時間を増やすことによって得られるはずでしたが、明らかに燃料/酸化剤の容量を増やすだけで済みました。このため、胴体は延長され、追加の外部タンクが 2 つ (胴体の両側に 1 つずつ) 設置されました。これらのタンクは最初に空になり、次に飛行中に投下されて回収されました。
X-15 が予想される高温に耐えられるように、飛行中に徐々に分解する追加の断熱層でコーティングすることが決定されました。一方、腹部のフィンは直径91 cm のラムジェットを設置できるように変更されました。飛行中に下部が飛び出す問題がなくなったため、地上高を増やす必要がありました。
最後に、測定機器を運ぶための新しいコンパートメントが設置されました。 X-15A-2 は最終的に X-15 よりも 10 トン重くなり、着陸装置も大幅に強化する必要がありました。
その後、新しい航空機は一連のテストを受けます。
- 1964 年 6 月 15 日、B-52 輸送機の翼の下に吊り下げられた状態での最初の「繋留」飛行
- 1964 年 6 月 25 日、戦車やラムジェットを使用しない初の実際の飛行
- 1965年2月17日、新しい測定装置による初飛行
- 1965 年 11 月 3 日、空の外部タンクでの初飛行
- 1966 年 7 月 1日、満杯の外部タンクを搭載した初飛行
- 1967 年 8 月 21 日、追加の断熱層を使用した初飛行
最初の飛行では、着陸装置にいくつかのインシデントが発生し、飛行中に着陸装置が展開する傾向がありました。
時速 7,272.68 km (1967 年 10 月 3 日) に達し、速度記録を樹立したのは X-15A-2 でした。しかし、この飛行中に表面温度が予想の1,300℃を超え、機体の一部に重大な損傷を与えた。ノースアメリカン航空は同機を改修したが、最終的に空に戻ることはなかった。
研究飛行
NASA が実施した調査飛行は、まず速度と高度を徐々に上げていきました。
- 1961 年 3 月 7 日、マッハ 4 を超える初飛行
- 1961 年 6 月 23 日、マッハ 5 を超える初飛行
- 1961 年 10 月 11 日、高度 200,000 フィート (60,960 メートル) を超える初飛行
- 1961 年 11 月 9 日、マッハ 6 を超える初飛行
- 1962 年 7 月 17 日、高度 300,000 フィート (91,440 メートル) を超える初飛行
1962 年 4 月、NASA は X-15 に、航空機自体で行われる実験や測定に加えて、多くの科学実験を含む研究プログラムを委託しました。 1963/1964 年には、X-15 はロッキード A-12 オックスカート用の偵察システムの開発にも参加しました。必要に応じて、太陽光のスペクトル、紫外線、微小隕石の密度など、必要な測定値を取得するためにさまざまなセンサーが追加されました。 1965 年 2 月から、X-15A-2 の新しい測定装置が計画されたさまざまな科学実験に使用されました。
このプログラムは、主に X-15 3 号機の喪失と NASA の予算の方向転換により、1968 年に終了しました。 X-15 の最後の飛行は 1968 年 10 月 24 日に行われました。
事故
1959 年 11 月 5 日、X-15 2 号機は、予想よりも大きな質量でやや乱暴な接地を行った後、着陸中に突然半分に折り畳まれました。パイロットは無事に脱出した。 2基のXLR11エンジンのうち1基の火災により飛行は中断された。
1960 年 6 月 8 日、最終的な XLR99 エンジンの地上テストは、爆発による X-15 3 番の後部全体の破壊で終了しました。パイロットは無事に脱出した。
1962 年 11 月 9 日、X-15 2 号機は非常に深刻な損傷を受け、パイロットのジョン B. マッケイは着陸中に重傷を負いました。操縦翼面の故障により、飛行機はあまりにも早く地面に衝突しました (時速 500 km) ）そして左スケートは衝撃で曲がってしまいました。その後、X-15 は横転して仰向けに倒れました。
1967 年 11 月 15 日、制御不能になった X-15 3 号機は、降下中に高すぎる負荷係数にさらされ、飛行中に分解されました。パイロットのマイケル・J・アダムスが死亡した。
ドライバー
X-15 パイロットは、その仕事と得られた成果により、数多くのメダルや栄誉を獲得しました。そのうち 8 人は高度 50 マイル (80 km) を超え、宇宙飛行士の称号を獲得しました。
- ロバート・マイケル・ホワイト (vol 62)
- ロバート・A・ラッシュワース (第87巻)
- ジョセフ・アルバート・ウォーカー（フライト90および91）
- ジョセフ H. イングル (フライト 138、145、153)
- ジョン・B・マッケイ（150便）
- ニール・アームストロング(7 飛行完了)
- ウィリアム・ジョセフ・ナイト (vol 190)
- マイケル・ジェームス・アダムス（191便）
- ウィリアム・H・ダナ (第 174 巻および第 197 巻)
公式の国際的な宇宙限界は高度 100 km に設定されており、この宇宙飛行士の称号は、実際にはそれを 2 回超えたジョセフ・アルバート・ウォーカーを除いて、アメリカ空軍によってのみ認められています。
その他の機能
自分の力では飛び立つことができず、次に、ロケットエンジンが点火されて飛行機が大気圏上層部に向かって推進され、X-15 は弾道軌道をたどり、グライダーのように自由飛行で降下しました (もちろん、はるかに高い速度で)。
飛行機は後部の 2 つの格納式スキッドと前部のキャスターで着陸しました。まず、腹部フィンの下部が X-15 の地上高に比べて大きすぎるため、突き出す必要がありました。
X-15 は、800°C の温度に耐えることができるインコネルを含む、さまざまな特殊合金で作られています。
機体の大部分には、3914 リットルの液体酸素(酸化剤) を入れるタンクと、5470 リットルのエタノールまたはアンモニア(燃料) を入れるタンクが含まれていました。
非常に高い高度では、方向制御は従来の操縦翼面ではなく、機首と翼端に設置された 12 個の小型過酸化水素ロケットによって行われました。
X-15には、飛行中に温度、圧力、荷重係数、飛行パラメータ、パイロットの生理学的パラメータなどのデータを収集することを目的とした測定器が搭載されていました。
射出座席はマッハ4の速度と高度36,600メートルまで使用可能だった。
逸話
漫画「バック・ダニー」の発明者であるジャン＝ミッシェル・シャルリエは、X-15 によるニール・アームストロングの飛行を目撃した後、非常に感銘を受け、自分のヒーローを X-15 のテスト飛行に参加させることにしました。この冒険は 1963 年から 1964 年にかけて Le Journal de Spirou に掲載されました。
ジョン・B・マッケイの事故について言及されている。元テストパイロットの一人であるボブ・ライトは、着陸時にX-15のスキー板の1つが破損し、足を骨折した。