8794 نمایش

نگاهی به پروژه سری نورث امریکن X-15

مجله تصویری سلاح- نورث امریکن X-15 یک موشک- هواپیمای ابرصوت محسوب می شود که در تاریخ هشتم ژوئن سال 1959 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. سری 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 1960 با دست یابی به خط کارمن (خطی فرضی در ارتفاع 100 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 1967 توسط فضانوردی آمریکایی به نام ویلیام جی. نایت زده شد. وی X-15 را با سرعتی معادل 7،274 کیلومتر بر ساعت هدایت کرد، سرعتی که تا سال 2019 شکسته نشده است!

13 پرواز آزمایشی توسط 8 خلبان با اکس- 15 به منظور تلاش برای دست یابی به معیار پروازهای فضایی نیروی هوایی آمریکا صورت گرفت که موفق به عبور از مرز 80 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 80 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 30 دسامبر سال 1954 (برای بدنه) و 4 فوریه سال 1955 (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 1955 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 1956 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 13.7 کیلومتری و با سرعت حدودا 805 کیلومتر بر ساعت انجام می شد.

تصویری از بوئینگ B-52 استراتوفورترس

تصویری از X-15 که در قسمت زیرین بال یک پرنده 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 هواپیمای 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 4،480 کیلومتر بر ساعت و ارتفاع 37 کیلومتر طراحی شد. با این حال هیچگاه از این صندلی طی برنامه موشک- هواپیمای ابرصوت نورث امریکن X-15 استفاده نشد.

از نظر موتوری، 24 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 71 کیلو نیوتون فشار بودند. در نوامبر سال 1960، امکان استفاده از موتور راکت XLR99 با 250 کیلو نیوتون فشار مهیا شد. بدین ترتیب 175 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 6،804 کیلوگرم پروپلانت را در تنها 80 ثانیه بسوزاند.