- Từ Mach 1 để… nhanh hơn
- X-15, một thiết bị chống chịu (và một chút cơ động)
- Đối với những chuyến bay đầu tiên, động cơ chưa sẵn sàng!
- Hướng tới biên giới và xa hơn nữa!
- Máy bay tên lửa, câu chuyện một ngày?
Sự phát triển của nó được tung ra ngay cả khi tên lửa đầu tiên cố gắng rời khỏi bầu khí quyển, chiếc máy bay thử nghiệm X-15 của Mỹ đã đẩy giới hạn của chuyến bay có người lái tốc độ cao, ngay cả sau khi bay vào quỹ đạo của một chiếc Yuri Gagarin nhất định. Và có thể, nếu Không quân Hoa Kỳ thức dậy sớm hơn một chút …
Những người tiên phong tiến nhanh. Rất nhanh.
Từ Mach 1 để… nhanh hơn
Nếu chúng ta biết nhiều hơn về cuộc phiêu lưu không gian dưới khía cạnh nghiên cứu về tên lửa đạn đạo (nơi khai sinh ra những bệ phóng vệ tinh đầu tiên), chúng ta không nên quên rằng thời kỳ hậu chiến là mảnh đất màu mỡ cho những đổi mới cho ngành hàng không, gần như đã đến biên giới không gian nhanh như tên lửa … Tại Hoa Kỳ vào năm 1945, công ty còn rất trẻ Reaction Motors Inc. đã nhận được hợp đồng thiết kế một động cơ tên lửa thích ứng với Bell X-1. Sau đó, cô hoàn thành thiết kế XLR-11 bằng ethanol và oxy lỏng, một điều kỳ diệu về thời gian tạo nên 4 các buồng đốt có thể tắt hoặc mở khi cần thiết để thay đổi công suất. Vào tháng 10 năm 1947, Chuck Yeager trở thành người đàn ông đầu tiên vượt quá Mach-1.
Từ đầu những năm 1950, Không quân Hoa Kỳ và NACA (tổ tiên của NASA chuyên nghiên cứu hàng không) nhanh chóng phải đối mặt với một thách thức phức tạp hơn: trong khi các máy bay chiến đấu siêu thanh đầu tiên đã chĩa mũi dùi, cần phải hiểu cách vượt qua “bức tường” tiếp theo: bức tường siêu âm ở Mach-4 trở lên. Nhưng chiếc máy bay thử nghiệm đang được phát triển (X-2 và X-3) không có năng lượng cho điều đó, và đặc biệt là không có lớp phủ, bởi vì những chuyến bay này trong bầu khí quyển trên tạo ra nhiệt rất lớn. Tại thời điểm này, tên lửa đang hoạt động tốt (những người thừa kế của Germanic V2 đã phát triển mạnh mẽ ở cả hai phía của Bức màn sắt), nhưng một máy bay có người lái sẽ là một bước tiến, đặc biệt là vì nó có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ hơn là ném bom “đơn giản” một đối thủ. Bất chấp một số phản đối về ngân sách, đặc biệt là do máy bay quân sự không dành riêng cho nghiên cứu đã đòi hỏi rất nhiều tiền, dự án X-15 đã được chấp nhận vào năm 1954. Mục tiêu? Để có thể đạt độ cao 75 km, tốc độ 7 200 km / h và chịu được nhiệt độ quá nóng trên 650 ° C.
X-15, một thiết bị chống chịu (và một chút cơ động)
Vào tháng 11 năm 1955, Bắc Mỹ được chọn để sản xuất X-15, với động cơ được giao cho Reaction Motors ngay sau đó. Tuy nhiên, NACA giữ hồ sơ bằng nắm đấm sắt, và vấn đề đặt ra là thiết kế chính xác chiếc máy bay được yêu cầu! X-15 là một thiết bị dài 15,47 m và 6Chỉ sải cánh .81 m, về cơ bản bao gồm một xe tăng lớn với một người lái ở một đầu và một động cơ tên lửa ở phía bên kia. Bản thân nó không đưa nó đi quá xa so với một launcher “cổ điển”! Để nó có lực nâng tối thiểu, thân máy bay được sắp xếp hợp lý, hai cánh nhỏ và một bộ bốn cánh tản nhiệt di động ở phía sau được thêm vào hình trụ trung tâm.
Vì X-15 được vận chuyển dưới cánh của máy bay ném bom B-52 cho đến khi nó được thả ở độ cao gần 12 km, nên nó cũng có một vây bên dưới thiết bị, phải thả một thời gian ngắn trước khi hạ cánh. Để tiết kiệm không gian và giảm độ phức tạp, các kỹ sư đã thay thế trục sau bằng một vài rãnh trượt lớn, được thay đổi theo từng chuyến bay.
X-15 cũng được trang bị nhiều động cơ đẩy, máy bay phản lực nhỏ cho phép định hướng máy bay trong các giai đoạn bay trong bầu khí quyển trên cao. Đây là một điểm quan trọng để kiểm soát việc vượt qua các lớp dày đặc nhất: các tính toán và mô phỏng trong đường hầm gió cho thấy rằng cấu hình bay lý tưởng bao gồm “nâng cao mũi” và hướng bụng của X-15 để phanh càng nhiều càng tốt và tiêu tán năng lượng và nhiệt. Ngoài khả năng kiểm soát, nó còn bao hàm các vật liệu rất bền. Do đó, vỏ không được làm bằng nhôm, mà bằng hợp kim niken (inconel, từ đó đã trở nên nổi tiếng).
Đối với những chuyến bay đầu tiên, động cơ chưa sẵn sàng!
Khi quá trình phát triển đang diễn ra và khi các thử nghiệm bay lượn không có năng lượng đầu tiên đến gần, rõ ràng là động cơ XLR-99 sẽ không sẵn sàng kịp thời. Đừng bận tâm, có thể sử dụng một cặp XLR-11 để thay thế… Chính những mẫu xe đã có, trong hơn một thập kỷ, đã thúc đẩy X-1 vượt ra khỏi rào cản âm thanh! Vào ngày 10 tháng 3 năm 1959, phi công James Crossfield đã bay chiếc X-15 lần đầu tiên, nhưng trong những lần thử nghiệm đầu tiên, chiếc máy bay này vẫn nằm dưới cánh máy bay tác chiến của ông. Bạn sẽ phải đợi 8 Tháng 6 để các đội cảm thấy đã đến lúc đạt được chuyến bay miễn phí đầu tiên. Động cơ vẫn chưa hoạt động, trước tiên chúng ta phải kiểm tra xem X-15 có bay chính xác hay không. Nếu nó không phải là chiếc máy bay lý tưởng để nhào lộn trên không, thì hiệu suất của nó là nhất quán. Vài ngày sau, nó là chiếc thứ hai trong số ba chiếc bay lần đầu tiên.
Lần đánh lửa động cơ đầu tiên trong chuyến bay sẽ không diễn ra cho đến ngày 17 tháng 9 năm 1959, nhưng thật là một cú hích! Phi công có nghĩa vụ giảm khả năng hoạt động của động cơ xuống mức tối đa để điều khiển máy bay, vốn có độ cao vượt quá Mach 2.1 và gần như đạt tới 16 km độ cao. Lần này, các nhóm nghiên cứu có dữ liệu để đi xa hơn, cao hơn và nhanh hơn. Một sự cố động cơ vào đầu tháng 11 với một chiếc XLR-11 dẫn đến việc hạ cánh khó khăn và thân máy bay mang số hiệu X-15 2 bị hỏng: chương trình bị trễ ba tháng. Vào ngày 11 tháng 2 năm 1960, James Crossfield đạt độ cao 27 km, trong khi hai chiếc X-15 bay khoảng 10 ngày một lần. Vào ngày 12 tháng 5, Joe Walker lần đầu tiên đạt đến Mach 3.2…
Hướng tới biên giới và xa hơn nữa!
Cần lưu ý rằng chương trình X-15, do NASA và Không quân Mỹ quản lý khi đó chủ yếu được xem như một chương trình hàng không, một công cụ đáng gờm nhưng … không phải là một chiếc máy bay vũ trụ. Cơ quan của Mỹ đang chuẩn bị đầy đủ cho dự án Mercury của mình và vào mùa hè năm 1960, kết quả vẫn chưa được đưa ra. Có lẽ sẽ vẫn còn một số hối tiếc vì đã không đưa con người đầu tiên đến biên giới không gian bằng máy bay, ngay cả khi vẫn còn rõ ràng rằng X-15 không bao giờ có thể nhắm mục tiêu vào ‘quỹ đạo. Bởi vì đúng vậy, động cơ mới xuất hiện vào tháng 11 năm 1960 và XLR-99 cho phép những kỳ tích mới. Ah, nếu nó đã được giao trước đó vài tháng… 7 Tháng 3 năm 1961, hơn một tháng trước chuyến bay của Gagarin, Robert White đến Mach 4.43, nhưng chỉ tăng lên 23,6 km độ cao. Với một cấu hình khác, có thể nhắm đến “biên giới” của 50 dặm và Tuyến Karman. Tuy nhiên, các phi công và nhà chức trách vẫn chưa biết đầy đủ về giới hạn của thiết bị.
Năm 1961, phi công X-15 (bao gồm cả Neil Armstrong) vượt quá Mach 5và thậm chí là Mach 6 (6 500 km / h) trong bầu khí quyển trên cao! Dữ liệu sẽ được sử dụng cho cả NASA để nghiên cứu các mục nhập lại khí quyển và sau đó, trong chương trình tàu con thoi … và cho Không quân Hoa Kỳ, lực lượng đang chuẩn bị một máy bay quan sát cực nhanh: SR-71 Blackbird (ít nhanh hơn, nhưng với các đặc điểm hoạt động thú vị hơn). Sự thành công của chương trình Mercury không đặt dấu chấm hết cho các chuyến bay của X-15, ngược lại: số lượng thử nghiệm kỷ lục diễn ra vào các năm 1962 và 1963. Vào ngày 17 tháng 7 năm 1962, Robert White cuối cùng đã vượt quá 50 dặm độ cao. , và trở thành phi hành gia. 13 chuyến bay cuối cùng cho đến năm 1968 sẽ “đánh dấu vào ô”, trong đó có hai chuyến bay vượt quá 100 km độ cao vào tháng 7 và tháng 8 năm 1963. Sau đó nó trở thành chiếc máy bay không gian đầu tiên.
Máy bay tên lửa, câu chuyện một ngày?
Chương trình X-15 cũng không phải là một kiểu mẫu về mặt an ninh. Nó đẩy lùi các giới hạn của ngành hàng không và xác thực các khái niệm mới, nhưng đáng chú ý là nó sẽ khiến Michael J. Adams phải trả giá bằng mạng sống vào ngày 15 tháng 11 năm 1967, thiết bị của ông đã tan rã ở tốc độ siêu âm. Bản sao thứ hai bị hai tai nạn hạ cánh và NASA hiện cho rằng chấn thương của John McKay đã làm giảm đáng kể tuổi thọ của nó… Đây có phải là cái giá phải trả cho một chương trình đổi mới vào những năm 1960? Rất có thể. Trong các chuyến bay cuối cùng vào năm 1968, nhiều nhà quan sát đã lo lắng về việc liệu X-15 cuối cùng có trở nên vô dụng hay không, vì không có thiết bị nào khác xem xét một phong bì bay như vậy. Nhưng các tác phẩm sẽ thực sự được sử dụng một thập kỷ sau, trong các cuộc thử nghiệm tàu con thoi STS của Mỹ.
Ngày nay, mô hình máy bay tên lửa vẫn chưa chết. Tên lửa vẫn cất cánh khi được thả từ máy bay trên tàu sân bay (Pegasus, LauncherOne), và Virgin Galactic bám vào ý tưởng về một chiếc máy bay tên lửa du lịch! Anh ấy đã làm rồi 4 các chuyến bay xa hơn 50 dặm (80 km) kể từ năm 2018…
