نورث امریکن X-15 یک موشک- هواپیمای ابرصوت محسوب می شود که در تاریخ هشتم ژوئن سال ۱۹۵۹ در قالب بخشی از پروژه سری هواپیماهای اکس نخستین پرواز خود را انجام داد. اپراتورهای اصلی این محصول نظامی در دوره فعالیت خود، ناسا و نیروی هوایی آمریکا بوده اند. خانواده هواپیماهای اکس نیز شامل چندین مدل هواپیما، بالگرد و راکت هستند که انقلابی بزرگ در عرصه فناوری های جدید و آیرودینامیک به شمار می روند.
نورث امریکن X-15 هم همانند هواپیماهای اکس از موتور راکت به عنوان نیروی محرکه خود استفاده می کرد. لازم به ذکر است که این موشک- هواپیما در دهه ۱۹۶۰ با دست یابی به خط کارمن (خطی فرضی در ارتفاع ۱۰۰ کیلومتری از سطح دریاهای آزاد زمین در آسمان است. گفته می شود که این خط مرز میان اتمسفر زمین و فضای بیرونی آن را مشخص می کند) و بازگشت به سطح زمین، توانست رکورد سرعت و ارتفاع را به نام خود ثبت کند و اطلاعات ارزشمندی را برای طراحی دقیق تر هواپیماها و همچنین فضاپیماهای مدرن در اختیار دانشمندان قرار دهد. رکورد رسمی و جهانی X-15 به عنوان سریع ترین هواپیمای سرنشین دار در اکتبر سال ۱۹۶۷ توسط فضانوردی آمریکایی به نام ویلیام جی. نایت زده شد. وی X-15 را با سرعتی معادل ۷،۲۷۴ کیلومتر بر ساعت هدایت کرد، سرعتی که تا سال ۲۰۱۹ شکسته نشده است!
۱۳ پرواز آزمایشی توسط ۸ خلبان با اکس- ۱۵ به منظور تلاش برای دست یابی به معیار پروازهای فضایی نیروی هوایی آمریکا صورت گرفت که موفق به عبور از مرز ۸۰ کیلومتر ارتفاع (معیار مذکور) شدند. آنها با سربلندی در این پروازها توانستند واجد شرایط فضانوردی شوند. با این حال تنها خلبان نیروی دریایی آمریکا که در پروژه X-15 حضور داشت، هیچگاه نتوانست این هواپیما را تا ارتفاع بالاتر ۸۰ کیلومتر پرواز دهد و به همین علت نیز موفق به دریافت نشان فضانوردی نشد.
طراحی و توسعه
X-15 بر اساس یک مطالعه مفهومی توسط والتر دورنبرگر، فیزیکدان و افسر آلمانی در دوره رایش سوم برای کمیته رایزنی ملی هوانوردی آمریکا که به اختصار ناکا خوانده می شود و از سازمان های دولتی این کشور است، شکل گرفت. درخواست های به ثبت رسیده در راستای تولید و خریداری این محصول به تاریخ ۳۰ دسامبر سال ۱۹۵۴ (برای بدنه) و ۴ فوریه سال ۱۹۵۵ (برای موتور راکت) باز می گردد. این نمونه در نهایت توسط دو تولید کننده ساخته شد: کمپانی نورث امریکن اوییشن مسئولیت ساخت بدنه را در نوامبر سال ۱۹۵۵ بر عهده گرفت. بخش هایی از بدنه با استفاده از آلیاژ نیکل ساخته شده بودند که آنها را نسبت به حرارت مقاوم کرده بود. قرارداد تولید موتور راکت نیز توسط کمپانی RMI در سال ۱۹۵۶ به امضا رسید.
درست مانند بسیاری دیگر از هواپیماهای سری اکس، X-15 هم به گونه ای طراحی شده بود که بتواند توسط یک کشتی مادر بوئینگ B-52 استراتوفورترس (کشتی مادر وسیله نقلیه بزرگی همچون کشتی، هواگرد و یا فضاپیما است که می تواند نمونه های کوچکتر را همراه خود حمل کرده و یا آزاد کند) حمل شده و در نهایت آزاد شود. روند آزادسازی در ارتفاع ۱۳٫۷ کیلومتری و با سرعت حدودا ۸۰۵ کیلومتر بر ساعت انجام می شد.
بوئینگ B-52 استراتوفورترس
X-15 که در قسمت زیرین بال یک کشتی مادر قرار گرفته است
X-15 محصول تحقیقات، توسعه و تغییرات متعدد روی نمونه های مختلف و طی یک برنامه بزرگ بود. برای راه اندازی و فعالیت این محصول روش های متفاوتی مد نظر قرار گرفت که از جمله مهم ترین آنها می توان به آزادسازی از یک کشتی مادر و یا شروع با موتور اصلی اشاره کرد. اما موتور راکت اصلی تنها برای بخش نسبتا کوتاهی از پرواز پاسخ گو بود. هرچند همین روش می توانست X-15 را به حداکثر سرعت و ارتفاع پروازی خود برساند. بدون برخورداری از فشار موتور اصلی، تجهیزات و سطوح کنترلی این موشک- هواپیما عملکرد خود را حفظ می کردند اما امکان تامین ارتفاع توسط پرنده مذکور وجود نداشت. X-15 مجهز به یک صندلی پران نیز بود که برای عملیات در سرعت حداکثری ۴،۴۸۰ کیلومتر بر ساعت و ارتفاع ۳۷ کیلومتر طراحی شد. با این حال هیچگاه از این صندلی طی برنامه موشک- هواپیمای ابرصوت نورث امریکن X-15 استفاده نشد.
از نظر موتوری، ۲۴ پرواز اولیه توسط موتورهای راکت XLR11 با سوخت مایع تامین نیرو شدند. این موتورها از اکسیژن مایع و اتیل الکل استفاده می کردند و مجموعا قادر به تولید ۷۱ کیلو نیوتون فشار بودند. در نوامبر سال ۱۹۶۰، امکان استفاده از موتور راکت XLR99 با ۲۵۰ کیلو نیوتون فشار مهیا شد. بدین ترتیب ۱۷۵ پرواز باقی مانده از X-15 با استفاده از موتور مذکور انجام شدند. XLR99 به آمونیاک بدون آب و اکسیژن مایع به عنوان پروپلانت و همچنین هیدروژن پراکسید برای به حرکت درآوردن توربوپمپ های با سرعت بالا که پروپلانت ها را به موتور می رساندند، وابسته بود. این موتور می توانست ۶،۸۰۴ کیلوگرم پروپلانت را در تنها ۸۰ ثانیه بسوزاند.
مشخصات نورث امریکن X-15
– نقش: موشک- هواپیمای پژوهشی ابرصوت
– تولید کننده: نورث امریکن اوییشن
– نخستین پرواز: ۸ ژوئن سال ۱۹۵۹
– معرفی شده به سال: ۱۷ سپتامبر سال ۱۹۵۹
– بازنشسته شده به سال: دسامبر ۱۹۶۸
– اپراتورهای اصلی: نیروی هوایی امریکا و ناسا
– تعداد ساخته شده: ۳ فروند
– خدمه: ۱ نفر
– طول: ۱۵٫۴۵ متر
– عرض بال: ۶٫۸ متر
– ارتفاع: ۴٫۱۲ متر
– مساحت سطح بال: ۱۸٫۶ متر مربع
– وزن خالی: ۶،۶۲۰ کیلوگرم
– وزن بارگیری شده: ۱۵،۴۲۰ کیلوگرم
– بیشینه وزن برخاست: ۱۵،۴۲۰ کیلوگرم
– موتور هواگرد: ۱ موتور راکت XLR99 با سوخت مایع
– حداکثر سرعت: ۷،۲۷۴ کیلومتر بر ساعت
– برد: ۴۵۰ کیلومتر
– سقف پرواز: ۱۰۸ کیلومتر
– ظرفیت بارگیری بال: ۸۲۹ کیلوگرم بر متر مربع
– نسبت نیرو به وزن: ۲٫۰۷
منبع:گانزمانیتور
