Choď na obsah Choď na menu
 


Rajetové lietadlá IV- Raketové lietadlá v USA

18. 6. 2011
Raketové lietadlá- 4. časť
Raketové lietadlá v USA
Northrop XP-79

Vývoj stíhačky- samokrídla XP-79 sa začal v roku 1942. Návrh Johna K. Northropa bol na americké pomery veľmi pozoruhodný- pilot mal v pilotnej kabíne ležať na bruchu, aby lepšie znášal preťaženie. Pohonná jednotka- raketový motor na kvapalné palivo General Aerojet Xcal-2000 s ťahom 8,1 kN spaľoval kyselinu dusičnú a N-etylanilínCelokovový trup z ľahkých zliatin bol dlhý 4,27 metra ,vysoký 2,13 m a rozpätie krídel činilo 8,54 metra. Americké letectvo si v januári 1943 objednalo tri prototypy. Výzbroj mali tvoriť 4 guľomety Colt-Browning M2 kalibru 12,7 mm.

Aby sa však letové vlastnosti radikálneho stroja otestovali ešte pred výrobou prototypov, vznikli tri experimentálne klzáky- samokrídla označené MX-324 s rozpätím krídel 9,4 m. Prvé dva boli skúšané iba v bezmotorovom lete vo vleku za Lockheed P-38 Lightning; do posledného bol nainštalovaný raketový motor. Stroj bol následne preznačený na MX-334. Pri jeho letových skúškach s vlastným pohonom sa zistilo, že palivo použité v raketovom motore je nestabilné a samotné motory sú nespoľahlivé. Okrem toho už začali vznikať prvé efektívne prúdové motory, ktoré boli oveľa vhodnejšie pre prevádzku.

Z tohto dôvodu bol z pôvodných troch prototypov XP-79 postavený len jeden XP-79B, ktorý mal namiesto raketového motora dva po stranách umiestnené prúdové motory Westinghouse 19B. S nimi mohol dosiahnuť úctyhodnú rýchlosť 820 km/h vo výške 7600 metrov. Z výrobnej haly vyroloval počas júna 1945. Pri celkovej šírke 11,58 metra a dĺžke 4,27 metra vážil len 2650 kilogramov. Nezvyklý bol štvorbodový zasúvací podvozok. Pri svojom prvom lete 12. septembra bolo lietadlo vlečené za strojom P-38, avšak po pätnástich minútach stratilo stabilitu, začalo rotovať a zrútilo sa na zem. Skúšobný pilot Harry Crosby zahynul. Táto havária prakticky zastavila všetky práce na projekte.

 
Bell X-1

Výkony lietadiel počas 2. svetovej vojny prudko vzrástli, avšak konštruktérom sa do cesty postavil málo známy jav - stlačiteľnosť vzduchu. Koncom vojny najvýkonnejšie stíhacie lietadlá dosahovali pri strmhlavom lete rýchlosti vyše 1000 km/h. Pri nich nastávali vážne problémy so zmenami vo vyvážení a náhlym nárastom odporu, ktoré skončili niekedy deštrukciou lietadla. V tej dobe sa viedli spory o tom, či pilotované lietadlo môže lietať nadzvukovou rýchlosťou. S problémom sa borili tak experti nemeckých konštruktérskych dielní, ako aj Sovietski, britskí a americkí technici.

Iniciátorom vývoja nadzvukového lietadla sa stala vládna civilná organizácia NACA (National Advisory Committee for Aeronautics), ktorá bola predchodkyňou dnešnej NASA. Vzhľadom na to, že NACA nemala finančné možnosti projekt uskutočniť, prizvala k projektu výskumné tými vojenského a námorného letectva. Obe vojenské zložky financovali vlastný projekt podľa doporučení NACA s jedným výrazným rozdielom - vojenské letectvo oproti prúdovému pohonu navrhovanému NACA presadilo pohon raketovým motorom. Projekt vojenského letectva označený MX-524 po dlhých jednaniach realizovala firma Bell. Projekt námorníctva vyústil do prúdového Douglas D-558-1 Skystreak, ktorý však rýchlosť zvuku neprekročil.

Vývoj vo firme Bell pracovala skupina konštruktérov pod vedením Roberta J. Woodsa. Lietadlo z ich konštrukčnej dielne malo vo výške 10 668 metrov a po dobu minimálne dvoch minút, dosahovať rýchlosť 1287 km/h. Výrobcu pre pohonnú raketovú jednotku našli vo firme Reaction Motors Incorporated. Aj keď konštruktéri zvažovali možnosť použiť šípovité krídlo, lietadlo dostalo nakoniec konvenčné. Trup mal tvar projektilu. Pre dosiahnutie uvedených výkonov bolo rozhodnuté lietadlo vynášať do vzduchu upraveným bombardérom Boeing B-29 Superfortress.

Ministerstvo obrany objednalo vo firme Bell tri experimentálne lietadlá Model 44, letectvom označované MX-1, neskôr XS-1 (eXperimental Supersonic) a nakoniec iba X-1. Jeden vyrobený stroj mal prechádzať výskumom v rámci vojenského letectva, ďalší mal slúžiť NACA a posledný mal ostať u výrobcu.

Bell X-1 bol jednomiestny celokovový stredoplošník zhotovený z hliníkových zliatin. Trup dlhý 9,41 metra a vysoký 3,31 m bol dimenzovaný pre násobky preťaženia -10g až +18g. Rozpätie krídel činilo 8,54 m. Lietadlo malo 3-kolesový podvozok, ktorý sa vysúval jednorazovo pomocou stlačeného dusíka. Pohon prvých dvoch exemplárov zabezpečoval štvorkomorový raketový motor na kvapalné palivo XLR11-RM-3 s ťahom 26,7 kN postavený firmou Reaction Motors Inc., ktorý spaľoval tekutý kyslík a etanol. Ťah nebol regulovateľný, preto sa ovládal selektívnym zapínaním alebo vypínaním jednotlivých komôr.

X-1 niesol okolo 450 kg rôznych výskumných zariadení (X-1 č.2 napríklad niesol zapisovače údajov rýchlomeru, výškomeru, zátačkomeru, uhlu sklzu, síl na riadiacej páke a pedáloch, údaje o polohe krídel, smerovky, výškovky či stabilizátoru). X-1 napríklad aj vysielač telemetrických údajov (na zem sa prenášali rýchlosť, výška, poloha krídel a výškovky). V krídle sa nachádzalo 400 sond na meranie tlaku vzduchu na povrchu lietadla. 

 

Prvá generácia X-1

Prvý exemplár X-1 so sériovým číslom 46-062 vyšiel z montážnej haly vo Wheatfiedlde (štát New York) 27. decembra 1945. 19. januára 1945, bol v rámci skúšobných letov, prevezený na podvozku B-29 na Floridu, kde uskutočnilo lietadlo celkovo desať kĺzavých letov bez motora. Ostré skúšky sa konali v riedko obývanej oblasti vyschnutých jazier v Mohawskej púšti v Kalifornii, na základňu Muroc Dry Lake (od roku 1950 nazývanou Edwards AFB). Ako prvý na základňu na jeseň dorazil druhý vyrobený exemplár so sériovým číslom 46-063. Ten po kĺzavých letoch 9. decembra 1946 uskutočnil aj prvý let so zapnutým motorom. Prvý vyrobený X-1 sa dostal po modifikáciách na základňu až na jar 1947. Do konca mája 1947 ku dňu ukončenia skúšok výrobcom obe lietadlá uskutočnili 36 letov s maximálnou dosiahnutou rýchlosťou M = 0,82. 5. júna 1947 predviedol továrny pilot X-1 združeniu leteckých publicistov a typu sa ujalo vojenské letectvo.

Vojenské letectvo vybralo pre X-1 testovacieho pilota Charlesa E. Yeagera, stíhacieho pilota s bohatou kariérou. V bojoch Druhej svetovej vojny zostrelil 13 nemeckých lietadiel, a po tom, čo bol zostrelený nad nepriateľským územím prešiel cez Pyreneje do Španielska a vrátil sa k svojej jednotke do Anglicka.

Prvý zoznamovací let Yeager uskutočnil 6. augusta 1947. Pri svojom desiatom lete dosiahol rýchlosť M = 0,91. O mesiac neskôr sa machometer zastavil na hodnote M = 0,94, avšak pozemné merania stanovili dosiahnutú hodnotu na M = 0,997. Podľa plánu mala byť rýchlosť zvuku prekročená pri nasledujúcom lete. Počas víkendu však Yeager spadol z koňa, zlomil si dve rebrá a mal problémy s pohybom pravej nohy. Pred štartom o udalosti povedal len priateľovi Jackovi Ridleyovi. Ten mu údajne pred utorňajším letom prepašoval do kabíny násadku na zmeták aby bezbolestne dosiahol na niektoré ovládače.

V utorok 14. októbra 1947 o 10:26 osádka B-29 odhodila vo výške 6100 metrov pri rýchlosti 400 km/h oranžový raketoplán (46-062). Vo výške 11 000 metrov prešiel do vodorovného letu. V tretej minúte od odhodenia, vo výške 13 000 metrov, dosiahlo lietadlo rýchlosť M = 1,02 a krátko nato poskočí na M = 1,06. Rýchlosť zvuku bola prekonaná. Po vypnutí motoru nasledoval dlhý kĺzavý let, končiaci pristátím na dne vyschnutého jazera Rogers Dry Lake. V novembri dosiahol Yeager rýchlosť M = 1,35 (1456 km/h). Informácia sa na verejnosť dostala až koncom decembra 1947.

Začiatkom roku 1948 podnikli prvé lety aj ďalší piloti – kpt. James Fitzgerald a Herbert Hoover. Druhý menovaný, pilot NACA, sa stal prvým civilným pilotom, ktorý 10. marca 1948 prekročil rýchlosť zvuku. Prvé dve lietadlá X-1 pilotovalo celkom sedemnásť pilotov.

Po prekonaní rýchlosti zvuku boli v roku 1948 traja hlavní participanti programu ocenení cenou Collier Trophy. Cenu od prezidenta Trumana prevzali pilot kpt. Yeager, Larry Bell za Bell Aircraft a John Stack za NACA.

Prvý sériový X-1 slúžil vojenskému letectvu. Druhý, ktorý mal hrubší profil krídla, slúžil NACA na podrobnejší (a pomalší) výskum jednotlivých režimov letu, stability a ovládateľnosti lietadla.

16. apríla 1948 došlo na stroji č.2 pri 88 lete k zlyhaniu podvozku počas pristávania. Oprava trupu trvala do konca septembra. Problémy s podvozkom mal začiatkom júna aj prvý stroj, ktorý sa obnovenia letov dočkal až v decembri.

5. januára 1949 sa uskutočnil jediný let X-1 s konvenčným štartom. Yeager sa s X-1 č.1 po 700 metrov dlhom rozbehu na dne vyschnutého jazera Rogers odpútal pri rýchlosti 273 km/h od zeme. V priebehu 1 minúty a 40 sekúnd vystúpal do výšky 7000 metrov. V tejto výške zastavil motor, vypustil zvyšok paliva a po 8 minútach pristál.

Experimentálne lety sa nezaobišli ani bez vážnych technických problémov. 11. novembra 1949 zažil kpt. Jack Ridley pri svojom prvom lete malý požiar motora. Krátko sa podobná udalosť prihodila aj plukovníkovi Albertovi Boydovi. Major Frank Everest, ktorý bol určený pre pokusy o maximálny dostup, (25. marca vyskúšal čiastočný výškový kompenzačný oblek T-1), musel pristávať s poškodeným lietadlom po tom, čo mu 2. mája 1950, pri 113. lete programu, explodoval motor a zablokoval smerovku. 25. augusta, pri štvrtom pokuse o rekordnú výšku, došlo v 21 000 metroch k dekompresii kabíny. Udalosť si vynútila prvé núdzové použitie výškového obleku a ten Everestovi zachránil život. Pri pokuse bola dosiahnutá výška 21 916 m, ktorá bola maximálnou dosiahnutou rýchlosťou X-1 pôvodnej verzie.

Posledný let prvého vyrobeného X-1 uskutočnil Yeager 12. mája 1950 pre účely natáčania filmu Jet Pilot. Nasledovala renovácia stroja a jeho odovzdanie múzeu. Najslávnejší vyrobený X-1 je vystavený v National Air and Space Museum, Washington D.C.

Druhý raketoplán X-1 naďalej pokračoval v meraniach pre NACA. Taktiež sa skúšal nastaviteľný usporiadanie stabilizátora vodorovnej smerovej plochy. Pri 139. lete programu dosiahol 26. mája 1949 John Griffith rýchlosť M = 1,2, ktorá sa stala maximálnou rýchlosťou X-1 č.2 v pôvodnom usporiadaní. Pri pristávaní došlo k deštrukcii predného podvozku a lietadlo sa muselo podrobiť 2 mesačnej oprave. Po nej sa uskutočnilo ešte niekoľko ďalších letov, ale kvôli korodujúcej palivovej nádrži, prešiel raketoplán polročnou generálnou opravou. Po 23. októbri 1951 (po ďalších 18 letoch) došlo opäť k prerušeniu lietania na X-1 č.2 (kvôli problémom s nádržami stlačeného dusíka). Neskôr bol X-1 č.2 prestavaný na verziu X-1E.

V prvej sérii bol postavený ešte tretí raketoplán X-1. Ten sa na základňu Edwards dostal až v apríli 1951, kvôli trojročnému zdržaniu vývoja nízkotlakovej palivovej sústavy (prvé dva exempláre mali vysokotlakovú). Zálet bez spusteného motora uskutočnil 20. júla 1951 pilot NACA Joseph Cannon. 9. novembra 1951 bol však pri druhom lete tretí exemplár X-1 stratený. Pri lete v podvese mal Cannon problémy s uzatvorením dverí kabíny a neúmyselne prepol spínače pre núdzové vypustenie pohonných hmôt. Let bol kvôli strate tlaku dusíka odvolaný a nasledovalo riskantné pristátie bombardéru B-50 aj s podveseným X-1. Počas vyprázdňovania nádrží paliva na zemi došlo k požiaru a následnej explózii raketoplánu, pri ktorej nebol nikto zranený. Po štyroch rokoch po zničení X-1A sa našla najpravdepodobnejšia príčina nehody - materiál, z ktorého bolo zhotovené tesnenie palivovej sústavy.

 
 

Druhá generácia X-1

Vojenské letectvo rozhodlo už v novembri 1947 o pokračovaní vývoja a podpísalo zmluvu s firmou Bell na výrobu ďalších štyroch X-1. Pri vývoji sa vychádzalo zo skúseností s Bell X-1 prvej série. Zámerom bolo odstrániť niektoré nedostatky v ovládateľnosti raketoplánu pri určitých fázach letu (strata účinnosti výškovky pri rýchlostiach M = 0,70 až M = 0,92, nutnosť výraznej korekcie smeru letu pri M = 0,92 a pod.). Boli zväčšené palivové nádrže pre dlhšie trvajúce lety, vylepšený rozvod paliva a zjednodušené ovládanie. Najviditeľnejšou vizuálnou zmenou bol nový kryt kabíny.

objednávky zrealizované tri raketoplány: X-1A, X-1B a X-1D. Nepostavený zostal X-1C, ktorý mal byť použitý ako nadzvuková skúšobňa palubných zbraní. Keďže v tej dobe už existovala nadzvuková a neexperimentálna stíhačka F-100, vojenské letectvo od stavby upustilo.

 
X-1A

14. februára 1953 bol X-1A (48-1384) zalietaný pilotom Jeanom Zieglerom, ktorý so strojom uskutočnil aj prvý motorový let (21. 2.) a ďalšie 3 lety. 12. mája však prišiel o život pri lete na druhom prototype Bell X-2.

Ďalší let na X-1A sa uskutočnil až 21. novembra 1953. Raketoplán pilotoval Yeager, ktorý dostal za úlohu vytvoriť nový rýchlostný rekord (blížilo sa 50. výročie prvého motorového letu bratov Wrightovcov a námorné letectvo US Navy navyše 20. novembra prekonalo na lietadle Douglas D-558-II Skyrocket dvojnásobnú rýchlosť zvuku). Pri svojom prvom zoznamovacom lete (celkovo siedmom na X-1A) dosiahol Yeager rýchlosť M = 1,15; pri druhom M = 1,5 a pri treťom už M = 1,9.

Štvrtý let sa uskutočnil 12. decembra 1953. Lietadlo pilotoval Yeager ďaleko mimo pôvodného letového režimu (skúšky v aerodynamickom tuneli boli napríklad uskutočnené len do rýchlosti M = 2). Už predtým ako raketoplán vo výške 22 600 m dosiahol rýchlosť k M = 2,44, začal X-1A pozdĺžne aj smerovo kmitať. Po vypnutí motora sa lietadlo stalo úplne neovládateľné. Yeager sa snažil získať kontrolu nad strojom maximálnym vychýlením kormidiel. Prudké pohyby lietadla následne spôsobili, že pilot čiastočne upadol do bezvedomia (palubné záznamníky zaznamenali zmeny preťaženia v rozmedzí -1 až +8g). Stroj sa 70 sekúnd nekontrolovane rútil k zemi, pričom stratil 16 000 metrov výšky. Nakoniec lietadlo už v podzvukovej rýchlosti samovoľne prešlo do vývrtky. Yeager sa zorientoval a po ďalších 2000 metroch lietadlo ovládol, dokĺzal a pristál na dno vyschnutého jazera Rogers. Po pristáti povedal: Viete, keby som mal vystreľovacie sedadlo už by ma v tom lietadle nikto nevidel. Tento let bol zároveň aj jeho posledným na lietadlách typu X-1.

Po dodatočných testoch v aerodynamickom tuneli bola ako príčina chovania X-1A označená najmä strata účinnosti tenkých stabilizačných plôch (k rovnakým javom došlo aj pri poslednom lete Bell X-2 dňa 27. septembra 1956, pri ktorom zahynul kpt. Milburn Apt). Na základe týchto varovaní boli úspešne navrhnuté smerové plochy na X-15.

Vojenské letectvo rozhodlo, že s X-1A už rýchlosť M = 2 neprekročí a sústredilo sa na výškové lety. Úloha pilota pripadla majorovi Arthurovi Murrayovi. Najvyššiu výšku dosiahol 26. augusta 1954 - 27 565 metrov.

Lety X-1A prevzala NACA, pre ktorú firma Bell lietadlo vybavila vystreľovacím sedadlom. Prvý let X-1A v službách NACA sa uskutočnil 20. júla 1955. Rovnaký pilot, Joseph Walker, mal pilotovať 8. augusta aj druhý let. Pri stúpaní v podvese pod B-29 však došlo k výbuchu. Walker preliezol späť do materského lietadla. Piloti v sprievodných lietadlách (medzi nimi aj Neil Armstrong) hlásili malý požiar na palube. Drak lietadla bol poškodený, raketoplán oproti B-29 poklesol a navyše sa mu vysunul podvozok. Keďže vysunutý podvozok bol nižšie ako podvozok B-29 osádka bombardéru musela stroj odhodiť na strelnicu základne Edwards. Pri dôslednom prešetrení udalosti našli komisári príčinu - kožené impregnované tesnenie firmy Ulmer, ktoré tvorilo v spojení s kvapalným kyslíkom výbušninu. V ostávajúcich raketoplánoch bolo tesnenie preventívne vymenené.

 
X-1B

Raketoplán X-1B (48-1385) sa na základňu Edwards dostal v júli 1954. Prvý kĺzavý let sa uskutočnil 24. septembra 1954 a prvý so zapnutým motorom 8. októbra. V tomto období slúžil rôznym pilotom najmä na zoznamovacie lety.

Neskôr raketoplán prešiel do služieb NACA. Po inštalácii ďalších skúšobných prístrojov s ním od 14. augusta 1956 začal lietať pilot NACA John B. McKay. Nalietal s X-1B celkovo 12 letov, ktoré slúžili najmä na meranie rozloženia teplôt pri aerodynamickom ohreve. Po ňom na X-1B absolvoval svoj zoznamovací let pilot Neil Armstrong. Následne firma Bell vybavila lietadlo svojim novovyvinutým reaktívnym zariadením - inštalovala trysky na konce krídel. Armstrong uskutočnil tri testovacie lety, pri ktorých sa testovala možnosť ovládateľnosti pomocou trysiek (zhromažďovali sa údaje pre X-15). Tieto lety boli zároveň aj poslednými na X-1B. Raketoplán celkovo absolvoval 27 letov a dnes je vystavený v múzeu USAF vo Wright-Patterson AFB (štát Ohio).

 
X-1C

Stroj X-1C mal slúžiť na skúšky výzbroje a munície pri nadzvukovom lete. Projekt bol zrušený v štádiu, keď existovala ešte len maketa, pretože v tom období na scénu prišli výkonné prúdové nadzvukové lietadlá North American F-100 Super Sabre, ktoré sa na túto úlohu hodili viac.

 
X-1D

X-1D (48-1386) bol prvým dokončeným exemplárom druhej série. Prvý let bez zapnutia motorov podnikol 24. júla 1951 pilotovaný Jeanom Zieglerom. Pri druhom pokuse dňa 22. augusta krátko pred odhodením explodovala nádrž na kvapalný kyslík. Pilot Frank Everest okamžite preliezol naspäť do kabíny B-50. Osádka bombardéru vzápätí raketoplán odhodila do púšte, kde skončil v troskách.

 
X-1E

Označenie X-1E sa ušlo druhému vyrobenému X-1 prvej série (46-063). Po odstávke a haváriách X-1 (#3) a X-1D bolo rozhodnuté výrazne modifikovať X-1 č.2 a zapojiť ho opäť do programu letov. Verzia dostala označenie X-1E. Úpravy boli obdobné ako u lietadiel 2. série (inštalácia nízkotlakového systému rozvodu paliva a okysličovadla, nový kryt kabíny). Ďalej bola inštalovaná vystreľovacia sedačka a krídla vymenené za kratšie s tenším profilom. Motor bol vymenený za lepší (RMI LR8-RM-5).

Zalietanie a ďalších 20 letov s X-1E vykonal pilot Joseph Walker. 8. októbra 1957 dosiahol rýchlosť M = 2,24, čo bol najvyšší výkon dosiahnutý na tomto raketopláne. Na zvýšenie stability boli pridané 2 kýlové plochy pod zadnú časť trupu.

Po strate oboch strojov Bell X-2 plánovala NACA s X-1E dosiahnuť rýchlosť M = 3. Preto sa rozhodla laborovať s energetickejším palivom nazvaným U-Delta (alebo Hydyne). Táto pohonná hmota poháňala X-1E len jeden krát - pri poslednom lete na X-1E (6. november 1958, pilotom bol John McKay). Revízia na röntgenových snímkach po lete objavila trhliny na palivovej nádrži. Keďže NACA už pripravovala lety na X-15, rozhodla sa ukončiť lety X-1E.

 
Bell X-2 „Starbuster“

Stroj Bell X-2 Starbuster bol vyvinutý v 50. rokoch, aby sa na ňom skúmali aspeky nadzvukového letu, ktoré nabolo možné skúmať na X-1, napríklad zahrievanie trupu vzniknuté aerodynamickým trením. Trup dlhý 11,5 metra a vysoký 3,6 m bol vyrobený z ocele a zliatiny medi a niklu označenej ako K-Monel. Šípovité krídla mali rozpätie 9,8 m. Pohon zabezpečoval dvojkomorový raketový motor na kvapalné palivo Curtiss-Wright XLR25-CW s regulovateľným ťahom (od 11 do 67 kN)

Prvý let sa uskutočnil 27. júna 1952 na leteckej základni Edwards v Kalifornii, X-2 pilotovaný Jeanom Zieglerom bol zhodený bombardéra B-50 a dokĺzal na letisko. Prvý let s vlastným pohonom sa uskutočnil neskôr, 18. novembra 1955, vtedy pilotoval Frank K. Everest. Pri svojom deviatom lete koncom júla 1956 s X-2 stanovil nový rýchlostný rekord, keď dosiahlo rýchlosť Mach 2,87 (3050 km/h). Ukázalo sa však, že X-2 bol pri takýchto rýchlostiach sotva ovládateľný. K tímu pracujúcom s X-2 sa v 7. septembra 1957 pripojili dvaja mladí piloti, Iven C. Kincheloe a Milburn G. Apt. Kincheloe dva krát prekonal s X-2 rekord vo výške, akú kedy pilotované lietadlo dosiahlo, keď vystúpil pri prvom lete do výšky 30 500 metrov, pri ďalšom až do výšky 38 466 m. Apt bol zasa prvý človek, ktorý prekonal rýchlosť Mach 3. Pri tomto lete však pilot nad lietadlom stratil kontrolu, zrútil sa s ním a zahynul. Táto tragédia znamenala koniec projektu X-2. Aj napriek tomu však program priniesol významné vedecké poznatky do oblasti aerodynamiky. 

 
North American X-15

30. decembra 1954 vyhlásilo Management of the materials USAF tender na stavbu experimentálneho raketového lietadla, ktoré by dokázalo preskúmať sprievodné javy pri hypersonických rýchlostiach. Dôraz bol kladený hlavne na teplo vznikajúce trením, kontrolu stability a riadenia letu, a vstup do zemskej atmosféry. Na úvodnú požiadavku odpovedalo deväť firiem, po sprísnení kritérií ostali len štyri: Bell, Douglas, North American a Republic. Víťazná firma mala obdržať kontrakt na stavbu troch strojov, ktorým bolo pridelené označenie X-15, a na prestavbu nosného lietadla Convair B-36 (ktoré bolo v tej dobe preferované pred Boeingom B-52). 9. mája 1955 firmy poslali svoje záväzné návrhy do Wright-Fieldu. Ani jeden predložený návrh však nespĺňal všetky požiadavky. Najviac bodov (75 zo 100) získal stroj North American, najmä vďaka podpore NACA. Rovnaký názor zastávalo aj USAF, avšak US Navy preferovalo koncept firmy Douglas. Tender po dlhých diskusiách vyhral North American a následne obdržal kontrakt v hodnote 56,1 milióna dolárov.

Výroba prototypov sa presunula do továrne North American Inglewood, blízko Los Angeles. Trup bol dlhý 15,45 metra, na výšku meral 4,12 m. Lietadlo bolo vybavené lichobežníkovými krídlami s rozpätím 6,8 metra, klinovitou vertikálnou chvostovou plochou a raketovým motorom na kvapalné palivo Thiokol Reaction Motors XLR-99-RM-2 s ťahom 253,534 kN vo veľkých výškach. Pilot sedel v pretlakovom obleku v kokpite s vystreľovacím sedadlom a počas samostatného letu ovládal lietadlo pomocou reakčných dýz. Podvozok pozostával s prednej dvojkolesovej nohy a dvoch zadných vysúvateľných lyží. Po sérii letov v podvese pod Boeingom B-52, a po kĺzavých letoch nasledoval v septembri 1959 prvý let s vlastným pohonom. Skúšobný program X-15 sa zo základne Edwards naplno rozbehol začiatkom šesťdesiatych rokov. Avšak ešte predtým zasiahol do vývoja celkom nečakane štart sovietskeho Sputniku. Okamžite po tejto udalosti sa rozbehli práce v rámci projektu MISS (Man In Space Soonest, čo je literárne prednesená formulka v zmysle dostať človeka do vesmíru tak rýchlo, ako je to len možné), ktoré mali upraviť stroj X-15 pre let do vesmíru. Najskôr bolo potrebné spevniť nosnú konštrukciu, nainštalovať výkonnejší motor, potom pridať na trup žiaruvzdorné obloženie a nakoniec aplikovať úpravy pre pripevnenie na nosnú raketu. Aby tieto práce nemali len jednorázový efekt, rozhodlo sa ich USAF využiť pre ešte razantnejšiu úpravu X-15 na účely vesmírnych bojových (!) misií. Táto modifikácia putovala do Pentagonu pod označením X-15B.

Celkovo boli postavené tri exempláre X-15, ktoré počas skúšok priebežne prechádzali viacerými úpravami. Spolu sa s nimi uskutočnilo 199 skúšobných letov, prvý, ešte bez vlastného pohonu 8. júna 1959, pilotoval Scott Crossfield, ktorý stroj pilotoval aj pri jeho prvom lete s vlastným pohonom 17. septembra 1959. X-15 dosiahol 8. októbra 1967 rýchlostný rekord 7295 km/h (Mach=6,72) pre pilotované lietadlá. V roku 1963 dosiahlo lietadlo výšku 107 960 metrov (hranica zemskej atmosféry). Piloti, ktorí dosiahli túto výšku boli neskôr označení za kozmonautov. Tretí stroj bol pri skúškach zničený, keď nad ním pilot Michael J. Adams stratil kontrolu pri nadzvukovom lete. Adams v jeho troskách zahynul. Posledný let sa uskutočnil 24. októbra 1968. X-15 výrazne pomohol pri vývoji neskorších raketoplánov Space Shuttle.

 
Bell Bomi

Firma Bell bola priekopníkom v stavbe raketovo poháňaných lietadiel. V roku 1950 k nim nastúpil Walter Dornberger, ktorý sa veľkou mierou podieľal na založení výskumného strediska v oblasti Peenemuende. S ním prišiel aj Kraft Ehricke. Spoločne chceli začať tam, kde nacistický vývoj skončil a síce postaviť raketovo poháňané lietadlo pre veľké výšky, ktoré by sa dalo použiť na vojenské aj civilné ciele. Čoskoro bolo jasné, že pre takýto typ dopravného prostriedku bude najvhodnejšie deltakrídlo. 

rvý neformálny návrh bol predložený USAF 17. apríla 1952. Bell BOmber MIssile bol dvojstupňový aerokozmický prostriedok s vertikálnym štartom, pozostávajúci z nosného raketového lietadla a orbitálneho stupňa. Nosné lietadlo s dvojčlennou posádkou sa malo dve minúty po štarte oddeliť a horizontálne pristáť na letisku. Jednomiestny orbitálny stupeň by pokračoval rýchlosťou Mach 4 vo výške 30 kilometrov k cieľu, na ktorý by zhodil 1800 kg ťažkú nukleárnu bombu. Prvé reakcie zástupcov armády neboli príliš priaznivé, najmä kvôli malému doletu na úrovni 6100 km. Napriek tomu bol koncept vhodný na hypersonický výskum a tak spoločnosť Bell obdržala 1. apríla 1954 menší, jednoročný kontrakt na úvodné štúdie zbraňového systému MX-2276. Požiadavky naň sa však nedali porovnávať s pôvodným návrhom. Lietadlo muselo byť schopné dosiahnuť rýchlosť 6,7 km/s vo výške 80 kilometrov a to pri dolete 22 000 km (dve tretiny cesty okolo sveta!). Konštruktéri sa preto rozhodli opustiť koncept viacnásobne použiteľného nosného lietadla a namiesto neho mal byť orbitálny stupeň vynášaný klasickou jednorázovou raketou. V marci 1956 bol raketoplán BOMI nahradený pokročilejším prieskumným lietadlom RS-459L Brass Bell a nakoniec sa všetky vývojové práce sústredili na projekt X-20.

 
ROBO

12. júna 1956 boli vydané požiadavky System Requirement 126 na nový raketový bombardér(ROcket BOmber), ktorý vyvíjalo niekoľko leteckých spoločností z vlastných zdrojov už od roku 1955. Bell navrhol jednoduchý jednomiestny klzák so stredoplošným deltakrídlom. Základná konštrukcia bola vyrobená z hliníka a vonkajší povrch, pod ktorým prebiehali početné kanáliky s chladiacou vodou, bol vyrobený z ocele Inconel-X. Na nábežných hranách krídla mala byť dosiahnutá teplota až 2500 stupňov Celsia, takže tie boli chladené tekutým sodíkom. Samotný klzák mal hmotnosť 11 ton, vrátane 1300 kg nukleárnej bomby. Do veľkých výšok mal byť vynášaný na vrchu dvojstupňovej rakety. Douglas predložil svoj model 1377, avšak dodnes o ňom neboli zverejnené žiadne podrobnejšie informácie. Návrh Convairu vychádzal z ich práce na prísne tajnom vysokorýchlostnom prieskumnom lietadle s náporovým pohonom Super Hustler. Ich celokompozitový stroj s maximálnou hmotnosťou takmer 30 ton mal oddeliteľnú okrídlenú bojovú hlavicu, vážiacu 11,6 tony. Návrhy predložili aj firmy North American, Boeing a Republic. 

HYWARDS

V marci 1956 vytvorilo USAF v spolupráci s NASA nový projekt HYWARDS (Hypersonic Weapon and R and D System), ktorý si dal za cieľ postaviť hypersonické lietadlo s rýchlosťou Mach 12. Malo sa stať armádnym nástupcom experimentálneho raketového stroja North American X-15 a preto dostalo vysokú prioritu. Po vytvorení konštrukčnej skupiny bolo rozhodnuté upriamiť pozornosť pri výpočtoch na rýchlosť Mach 15. Hoci nie všetci boli presvedčení o tom, že je dosiahnuteľná, bolo to minimum na vzbudenie pozornosti USAF. V januári 1957 dorazila do Langley Research Center prvá oficiálna správa, ktorá dokonca požadovala rýchlosť Mach 18. Konštruktérom bolo jasné, že pri tejto rýchlosti budú použité materiály aj s aktívnym chladením na hranici svojej štrukturálnej integrity. Deltovitý tvar prostriedku s trupom zapusteným v krídle bol prevzatý z návrhov firmy Bell. Takáto koncepcia bola kompromisom medzi čo najmenším aerodynamickým ohrevom a dostatočným vztlakom na krídle. Výskumné strediská Langley a Ames sa však nevedeli dohodnúť na veľkosti trupu a pomere vztlaku k ploche krídla. Tieto nezhody zakrátko zatienil štart sovietskeho Sputniku, čo následne podnietilo zmenu priorít NACA a prednosť dostal vývoj satelitov. 

 
Boeing X-20 Dynasoar

Entuziazmus z predpokladaných výkonov nových raketových bojových prostriedkov zapríčinil, že v krátkom čase vzniklo niekoľko vesmírnych projektov s veľmi podobnými cieľmi a operačným nasadením. Preto bol 30. apríla 1957 vydaný rozkaz na konsolidáciu všetkých vyvíjaných hypersonických zbraňových systémov a tak sa projekty Hywards, Brass Bell, Bomi a ROBO zlúčili do trojfázového vývojového programu System 464L Dynasoar (Dynamic Soaring). Vesmírny raketoplán Dynasoar bol chápaný ako ďalší vývojový stupeň raketovo poháňaných prostriedkov X, najmä v tom čase skúšaného a veľmi úspešného raketoplánu X-15. Pôvodným zámerom bolo postaviť teleso, schopné vesmírneho letu a pilotovaného návratu do atmosféry najprv cestou suborbitálnych letov a neskôr za pomoci rakiet Titan 3 aj testov vo vesmíre. Súťaž o kontrakt na stavbu prebiehala medzi firmami Martin/Bell a Boeing/Chance Vought.

Prvá dvojica navrhla stroj tvaru vztlakového telesa s aktívnym chladiacim systémom povrchu a preferovala nosič Titan 2. Druhá navrhla plochejší stroj s vysokým pomerom L/D s vyžarovacím chladiacim systémom, ktorý by vynášala raketa Atlas-Centaur. Ďalším podstatným rozdielom bol systém núdzového opustenia prostriedku. Boeing navrhol oddelenie prednej časti stroja, čím sa mal vytvoriť manévrovateľný vztlakový prostriedok, v ktorom pilot sedel vpredu. Bell tento problém vyriešil taktiež pomocou oddeliteľnej prednej časti, avšak tá by sa otočila o 180 stupňov, čím by sa dopredu dostal ochranný tepelný štít a potom by sa balistickou dráhou dostala na Zem.

V decembri 1957 vyhlásilo USAF za víťaza konzorcium Boeing/Chance Vought. Na tomto programe sa mala aktívne zúčastňovať aj NACA. Letové testy mali začať podobne ako u iných výskumných lietadiel v podvese pod bombardérom B-52 na preverenie pristávacích charakteristík. Potom boli naplánované vertikálne štarty za pomoci rakety Titan 2 z Cape Canaveral, na ktorej by sa predčasne vypol motor, takže by bola dosiahnutá rýchlosť len Mach 3 a výška zhruba 35 km. Prostriedok by pristál na jednom z Karibských ostrovov, neskôr v Brazílii a po prípadnom úspechu by nasledoval demonštračný suborbitálny let Cape Canaveral - Edwards Air Force Base. Po ňom sa mal uskutočniť prvý orbitálny let s nosičom Saturn I alebo Titan 3. 

Dynasoar bol pôvodne koncipovaný ako experimentálny stroj na skúšky charakteristík viacnásobne použiteľného vesmírneho prostriedku, takže dostal označenie X-20A, avšak jeho schopnosť niesť 450 kg užitočného nákladu ho predurčovala aj na iné úlohy. Takto sa zrodili špecializované verzie Dynasoar II, III na vesmírny prieskum a vynášanie vojenského nákladu a Dyna-MOWS (Manned Orbital Weapons System), určená na vesmírne bombardovanie, čím sa zrodil ďalší z rodiny vesmírnych bombardérov USAF. V decembri 1961 bol program reštrukturalizovaný a boli z neho vypustené suborbitálne testy, takže po 20 letoch v podvese pod B-52 sa v júli 1966 plánoval prvý orbitálny let. Avšak 10. decembra 1963 minister obrany Robert S. McNamara ohlásil v Pentagone zrušenie programu Dynasoar kvôli nedostatku rozpočtových prostriedkov. Tie sa mali preniesť na (vraj) perspektívnejší program MOL (Manned Orbiting Labolatory). V tom čase bol pred dokončením prvý exemplár X-20A. Realizácie sa dočkal už len ASSET 3, zmenšenina X-20 ASV (Aero-thermodynamic structural test vehicle), na skúšky tepelného štítu. Ten vypustila 22 júla 1964 raketa Delta C a po 12 hodinách letu pristál blízko Ascension Island. USAF aj NASA potom upriamili svoju pozornosť na štúdie vztlakových telies, ale skutočný nástupca bojového aerokozmického prostriedku Dynasoar prišiel až na začiatku 80. rokov s vytvorením programu TAV (Trans Atmospheric Vehicle).

 
Lockheed X-24C NHFRF

V období rokov 1963 až 1975 prebehli v USA letové testy niekoľkých lietadiel so vztlakovým trupom. Išlo predovšetkým o stroje M2-F1, M2-F2, M2-F3 a HL-10, ktoré sponzorovala NASA a X-23 PRIME, X-24A/B a FDL, sponzorované USAF. Hoci to neboli hypersonické lietadlá a neboli ani určené pre vesmírne lety (s výnimkou X-23), poskytli cenné aerodynamické poznatky, ktoré boli využité v mnohých oblastiach. Napríklad vďaka výsledkom letových testov zavrhli konštruktéri raketoplánu Space Shuttle myšlienku použiť v návrhu samostatné pristávacie motory. Ba čo viac, tieto vztlakové telesá vzbudili v radoch USAF aj NASA záujem na ďalšom vývoji pilotovaných hypersonických lietadiel. NASA pod svojou hlavičkou vytvorila dva programy: HYFAC (HYpersonic research FACility), zameraného na vývoj lietadla s rýchlosťou Mach 12 a HSRA (High Speed Research Aircraft), ktorý mal vyústiť do lietadla s rýchlosťou Mach 8. USAF participovali na lietadle IGV (Incremental Growth Vehicle), ktoré by bolo schopné letov v rýchlostnom rozmedzí Mach 4,5 až 9. V júli 1974 sa obidve organizácie dohodli na spoločnom postupe a ako základ budúceho lietadla si vybrali konfiguráciu FDL-8/X-24B. Boli plánované dve verzie, jedna s atmosférickým pohonom a jedna s raketovým motorom XLR-99.

 

Následne sa v roku 1976 celé série návrhov NASA aj USAF spojili do spoločného vývojového programu NHFRF (National Hypersonic Flight Research Facility). Ten mal za cieľ postaviť dva letové prototypy, ktoré by mohli vďaka modulárnemu systému testovať rôzne letové systémy, pohonné jednotky závislé na atmosférickom kyslíku, vypúšťanie zbraní a prieskumné senzory. Pri návrhu prototypov zvíťazila spoločnosť Lockheed s interným projektom L-301. Medzi hypersonickými lietadlami to bolo monštrum - na dĺžku meralo 25 metrov. Pri 200 letoch, rozplánovaných na 10 rokov mala byť dosiahnutá rýchlosť Mach 8. Program skolaboval už o rok neskôr, keď od financovania odstúpila NASA, ktorá sa musela plne sústrediť na vývoj raketoplánu Space Shuttle. USAF ešte poskytlo dodatočné prostriedky na niektoré vývojové práce, ale financovanie celého programu bolo nad jeho možnosti a tak podstúpilo rovnakú cestu ako NASA. Špekulovalo sa o tom, že funkčný prototyp absolvoval letové testy v roku 1982 s motorom LR-105, ale podľa dostupných údajov sa to javí ako málo pravdepodobné.

 Galériu k americkým raketovým lietadlám nájdete tu.

 

Komentáre

Pridať komentár

Prehľad komentárov

Zatiaľ nebol vložený žiadny komentár.