North American X-15, poznat kao najbrži raketni avion sa posadom koji je ikada poleteo, predstavlja inženjersko čudo koje je ostavilo neizbrisiv trag u istoriji vazduhoplovstva.
Bio je prvi avion s posadom koji je leteo do ivice svemira i prvi koji je dostigao hipersonične brzine – više od pet puta veće od brzine zvuka.
Ova dostignuća ne samo da su učvrstila njegovu ulogu u istoriji, već su i doprinela razvoju brojnih svemirskih programa NASA-e.
Razvoj North American X-15
Razvoj X-15 započeo je još 1940-ih, nastavivši se iz iskustava sa Bell X-1 i drugim eksperimentalnim letelicama tokom 1950-ih. Projekat je zasnovan na studiji koju je sprovela NASA-ina prethodnica, Nacionalni savet za aeronautiku(NACA), a rezultati su prosleđeni američkom Ratnom vazduhoplovstvu i mornarici u julu 1954.
Cilj je bio da X-15 testira uslove sa kojima bi se budući astronauti mogli suočiti tokom istraživanja svemira. North American Aviation je razvijao strukturu aviona, dok je kompanija Reaction Motors obezbeđivala motore koji bi omogućili dostizanje potrebnih brzina.
Letelica je lansirana iz aviona Boeing B-52 Stratofortress kako bi dostigla potrebnu početnu brzinu (oko 800 km/h) i visinu od oko 13,7 km. Dva B-52 aviona korišćena su tokom programa – NB-52A High and Mighty One i NB-52B Balls 8. Prvi let X-15 obavljen je u junu 1959, a ubrzo zatim je zvanično uveden u službu.
Tehničke karakteristike X-15
Proizvedena su ukupno tri X-15 aviona. Prvi model je bio jednosed, srednjekrilni monoplan, koji je prvobitno koristio dva XLR11 raketna motora na tečno gorivo, sa ukupnim potiskom od 16.000 funti (7.260 kgf). Kasnije su zamenjeni moćnijim motorom XLR99, koji je proizvodio čak 57.000 funti (25.850 kgf) potiska.
Trup aviona bio je obložen legurom nikla otporne na toplotu – Inconel X, kako bi izdržao ekstremne temperature tokom hipersoničnog leta. Kabina pilota bila je izrađena od aluminijuma i izolovana kako bi zaštitila posadu od toplotnih i atmosferskih uslova na velikim visinama.
Za upravljanje avionom u uslovima retke atmosfere korišćen je Reaction Control System (RCS), koji je omogućavao kontrolu preko dodatnih mlaznica kada aerodinamičke površine nisu bile dovoljne. Sistem se upravljao posebnim džojsticima ili putem naprednog kontrolnog sistema MH-96.
Rakete X-15 radile su prvih 80–120 sekundi leta, nakon čega bi letelica prešla u planerski let brzinom od oko 320 km/h, trajanja do 12 minuta, pre nego što bi sletela.
Letelica je bila opremljena i izbacivim sedištem koje je moglo da funkcioniše do visine od 36.500 metara i brzina do Mah 4. Finske su se automatski otvarale pri katapultiranju, usporavajući pilota dok ne dostigne visinu i brzinu pogodnu za otvaranje padobrana.
Uticaj na razvoj svemirskih misija
Tokom skoro deset godina službe, X-15 je korišćen u različitim eksperimentalnim scenarijima. Izveo je ukupno 199 letova, sa 12 pilota – pet iz NASA-e, pet iz Ratnog vazduhoplovstva SAD, jednim iz mornarice i jednim iz North American Aviation. Među njima je bio i Nil Armstrong, prvi čovek na Mesecu.
X-15 je postavio brojne rekorde, uključujući i onaj za najveću brzinu dostignutu letelicom s posadom, koji još uvek nije oboren. Dana 3. oktobra 1967. godine, pilot William J. “Pete” Knight dostigao je brzinu od 4.520 mph (7.274 km/h)– Mah 6.72, na visini od 31.120 metara.
Osam pilota dostiglo je visine iznad 50 milja (80.467 metara), čime su prema američkom vojnom standardu postali astronauti. Piloti iz vojnih redova dobili su astronautska krila, dok su NASA-ini piloti – kao civili – zvanično priznati tek 2005. godine.
Program X-15 završen je u decembru 1968. godine i ocenjen kao veliki uspeh. Podaci prikupljeni tokom skoro 200 letova pomogli su u razvoju brojnih NASA-inih svemirskih programa, uključujući Space Shuttle, Apollo, Mercury i Gemini misije.
Nedostaci North American X-15
Letelica North American X-15, iako revolucionarna i istorijski značajna, imala je i brojne nedostatke i izazove, koji su proizašli iz njene eksperimentalne prirode i ekstremnih performansi. Evo glavnih:
1. Ograničeno vreme rada motora
- Raketni motor XLR99 davao je ogromnu snagu, ali je mogao da radi samo 80 do 120 sekundi pre nego što ostane bez goriva. Nakon toga, letelica je bila prepuštena slobodnom padu i glajdovanju, što je značajno ograničavalo trajanje misije i mogućnosti upravljanja.
2. Veliki rizici i slaba sigurnost
- X-15 je izuzetno opasna letelica:
- Letovi su se obavljali na visinama iznad 80 km i brzinama većim od Mach 6, gde su čak i male greške mogle biti fatalne.
- Jedan X-15 (serijski broj 3) je izgubljen u nesreći 1967. godine, a pilot Majkl Adams je poginuo, što je istaklo visok nivo rizika.
3. Problemi sa toplotom i strukturalnim stresom
- Pri hipersoničnim brzinama, površina letelice je trpela temperaturu veću od 1.200 °C.
- Iako je korišćen Inconel-X (specijalna legura otporna na toplotu), bilo je čestih oštećenja.
- Ovakva temperatura bi uništila obične materijale – struktura je morala stalno da se ispituje i popravi.
4. Kompleksno lansiranje
- Letelica nije imala sopstvenu sposobnost poletanja:
- Morala je biti nošena ispod krila bombardera B-52 i ispuštana u letu, što je znatno komplikovalo svaku misiju i zahtevalo složenu logistiku i preciznost.
5. Minimalna operativna fleksibilnost
- X-15 nije bio višenamenski avion – njegova uloga je bila strogo eksperimentalna.
- Nije bilo mogućnosti za borbeno korišćenje, izviđanje ili produžene misije.
- Letovi su bili kratki, izolovani i unapred precizno planirani.
6. Nedovoljno razvijeni sistemi kontrole
- U gornjim slojevima atmosfere, gde gotovo da nema vazduha, klasične aerodinamičke komande ne funkcionišu.
- X-15 je koristio raketni Reaction Control System (RCS), ali je kontrola bila ograničena i zahtevala izuzetno vešto pilotiranje.
7. Ejektorsko sedište sa ograničenjima
- Iako je X-15 imao katapult-sedište, ono je bilo dizajnirano za maksimalnu visinu od 120.000 stopa i brzinu do Mach 4.
- Izvan tih granica, šanse za preživljavanje su bile minimalne.
Gde danas možete videti X-15?
Dve preostale letelice X-15 danas su izložene u:
- Nacionalnom muzeju Ratnog vazduhoplovstva SAD u Dejtonu, Ohajo
- Nacionalnom muzeju vazduhoplovstva i svemira u Vašingtonu
