Bell X-1

Bell X-1
Udsigt fra flyet.
X-1 nummer 46-062 tilnavnet "  Glamorous Glennis  " passerer lydmuren den14. oktober 1947.
Bygger Bell Aircraft Corporation
Rolle Eksperimentelt raketplan
Status Projektet afsluttet
Første fly 19. januar 1946
Antal bygget 4
Mandskab
1 pilot
Motorisering
Motor Reaktionsmotorer XLR11-RM3
Nummer 1
Type En raketmotor i flydende drivmiddel
Enhedens tryk 26,7  kN
Dimensioner
planbillede af flyet
Span 8,5  m
Længde 9,4  m
Højde 3,3  m
Vingeoverflade 12  m 2
Masser
Tom 3.175  kg
Maksimum 5557  kg
Forestillinger
Maksimal hastighed X - 1E: 2.594  km / t ( Mach 2.44 )
Loft 21.900  m
Udholdenhed 5 minutter
Fløjbelastning 463 kg / m 2
Stød / vægtforhold 0,49

Den XS-1 (omdøbt X-1 i 1962) er en amerikansk eksperimentel raket-motor fly . Det er det første fly, der krydser lydbarrieren i vandret flyvning (14. oktober 1947). Udviklet specifikt til dette formål som en del af USAAF og NACA (forfader til NASA ) X-Planes forskningsprogram , er det ved at blive bygget af Bell Aircraft Corporation .

Ligner en kugle med små vinger og en raketmotor , den er designet til at blive droppet fra en B-29A Superfortress- bombefly .

Udvikling

Det 16. marts 1945Den USAAF prøveflyvningsprogram division og NACA kontrakt med Bell Aircraft Corporation til opførelse af tre XS-1 raket fly (for "  Experimental Supersonic Contract # 1  ") med henblik på at indsamle data om flyveforhold på transonic hastighed .

Den X-1 er hverken mere eller mindre end en "vinget kugle". For at designe skroget tog Bell-ingeniører en model på 12,7  mm (kaliber .50 BMG), der vides at være stabil ved supersonisk hastighed. På grund af flyets ukonventionelle form befandt piloten sig dog i en smal kabine i næsen. I 1947, da flyet først blev konfronteret med kompressibilitetsfænomener , blev det udstyret med en vandret stabilisator med variabel forekomst. Et empennage udviklet af briterne til Miles M.52 og udstyret med et ror er monteret på X-1 for at lade det passere lydbarrieren.

Den raketmotor drivmiddel flydende Reaction Motors XLR11-RM-3 kraftoverførsel enheden er under udvikling af Reaction Motors Inc. . Det bruger ethanol fortyndet med vand som brændstof og flydende ilt som oxidator (en blanding, der ofte bruges på datidens raketmotorer). Piloten kan modulere stødkraften ved at vælge antallet af forbrændingskamre i drift (motoren er udstyret med fire identiske og uafhængige kamre), og stødkraften kan nå 26,5  kilonewt , hvor enhedens autonomi derefter ikke er mindre end 2  min  30  s . Selvom XS-1 teoretisk kunne starte alene, blev det besluttet at droppe det fra et luftfartsfly for at øge dets rækkevidde.

Historisk

Det 25. januar 1946Den XS-1 drevet af Jack Woolams  (en) , pilottest leder af Bell Aircraft , idet luften for første gang, er fastgjort under vingen af en bærer luftfartøj B-29 . Han blev ført til en højde på 6000 meter, før han blev frigivet. Han gled tilbage til Pinecastle (nær Orlando , Florida ). Woolams udfører yderligere ni glider tilMarts 1946, datoen da flyet vendte tilbage til Bell for at blive ændret til de første motorflyvninger, som skulle finde sted på Muroc Air Field (omdøbt fra Base Edwards ). Efter Woolams 'død30. august 1946ombord på et Bell P-39 Airacobra- løb udnævnes Chalmers Goodlin  (in) til cheftestpilot for Bell, og det er sidstnævnte, der fortsætter testprogrammet til X-1 og føreren for første gang X-1-1 ( nummer 46-062 ). Det udfører 26 flyvninger på XS-1 og X-1-1 , fraSeptember 1946 på Juni 1947.

De Army Air Forces er utilfreds med forsinkelsen af Bell ingeniører med at åbne flyets flyvning kuvert, og kontrakten mellem Bell og USAAF for prøveflyvninger af X-1 blev annulleret på24. juni 1947efter måneder med forhandlinger, og testene overdrages til USAAF Flight Test Division. Det faktum, at Goodlin krævede en bounty på $ 150.000 for at bryde lydbarrieren, er en anden kilde til strid mellem Bell og Air Force . Det er NACA, der fører flyvningen til den anden X-1 (den tredje, hvis vi inkluderer XS-1 ), for at indsamle data om egenskaberne ved supersonisk flyvning med henblik på udvikling af nye generation af enheder.

Det 14. oktober 1947ved 10  h  18 , knap en måned efter oprettelsen af USAAF som en selvstændig enhed i amerikanske hær , er lydmuren krydsede for første gang i historien af en bemandet fly. USAAF kaptajn Charles "Chuck" Yeager blev således den første pilot, der passerede Mach i vandret flyvning, han var kun 24 år gammel på det tidspunkt. Dagen før havde Chuck Yeager brudt to ribben, da han faldt fra sin hest. Flyet, der gennemførte den historiske flyvning, var X-1-2 (nummer 46-062 ), og for lejligheden havde Chuck Yeager påskriften " Glamourøs Glennis  " malet på kabinen  til hyldest til sin kone. Den maksimale opnåede hastighed var Mach 1.06 .

For denne første supersoniske flyvning i historien tildelte National Aeronautic Association Collier Trophy i 1948 til de tre hovedaktører i programmet. Lawrence Dale "Lary" Bell-flybygger Chuck Yeager, der flyver flyet på den historiske flyvning, og John Stack fra NACA modtager deres priser fra præsident Harry S. Truman i Det Hvide Hus .

Det 5. januar 1949, Chuck Yeager udfører den eneste autonome start i X-1-programmet og når en højde på 7.000 meter på 90 sekunder.

Arv

Forskningen udført under X-1-programmet tjener som basis for alle de følgende programmer. Procedurerne udviklet af NACA under testene af X-1 letter udviklingen af ​​det amerikanske rumprogram i 1960'erne . Den X-1 projekt har også den virkning at styrke samarbejdet mellem USAAF , industri og forskningscentre. De indsamlede i løbet af dette program data giver amerikanerne til at udvikle en ny generation af kampfly, sikrer overherredømme amerikanske luftfart for anden halvdel af det XX th  århundrede.

Eftertiden

Den X-1 og dets bedst kendte pilot, Chuck Yeager, gå over i historien som det første fly, og den første mand, henholdsvis at bryde lydmuren.

Den X-1-2 (nummer 46-062 ) er i øjeblikket udstillet i ” Milestone  ” lobby  af National Air and Space Museum i Washington, DC sammen med Spirit of Saint Louis og Space Ship One . Den 46-063 , redigeret X-1E , er eksponeret uden sæde for Dryden Flight Research Center .

Versioner

Fem versioner af X-1 er udviklet til at udforske forskellige aspekter af supersonisk flyvning.

X-1A

Kommanderet af luftvåbenet den April 2 , 1948, X-1A (nummer 48-1384 ) er designet til at undersøge aerodynamiske fænomener, der forekommer ved hastigheder over Mach 2 og til højder over 27.000  m . Længere og tungere end den oprindelige model har den en boblehætte for at øge pilotens synsfelt. Den X-1A er drevet af den samme motor som X-1  : et XLR11-RM-3 . Flyet foretog sin første flyvning uden antændelse af raketmotoren14. februar 1953på Edwards Air Force Base . Den første motorflyvning finder sted den21. februar 1953. Begge flyvninger udføres af Jean "Skip" Ziegler, testpilot hos Bell.

Mens NACA gennemfører højhastighedstest med Douglas Skyrocket (som nåede Mach 2.005 den20. november 1953piloteret af Albert Scott Crossfield ) gennemførte luftvåbenet en række testflyvninger med X-1A styret af Chuck Yeager, disse tests blev kaldt "  Operation NACA Weep  ". Det12. december 1953, Yeager nåede en højde på 22.770 meter og satte en ny hastighedsrekord på Mach 2,44 ( 2.550  km / t ). I modsætning til Skyrocket , den X-1A opnår denne hastighed i vandret flyvning. Få øjeblikke senere bliver enheden ukontrollerbar på grund af et fænomen, der var ukendt for ingeniører på det tidspunkt: inertial kobling . Flyet mistede hurtigt højden og faldt fra 22.000  m til 7.620  m på få minutter. Under nedstigningen gennemgår piloten accelerationer på 8  g, og hjelmen på Chuck Yeager bryder baldakinen. Kun Chuck Yeagers pilotoplevelse tillod ham at genvinde kontrollen med flyet og lande sikkert og sundt.

Flyet overføres til NACA iSeptember 1954og gennemgår mange ændringer, herunder installation af et udstødningssæde . Han gik tabt under flyvning8. august 1955når den blev droppet af en RB-50 og blev det første X-fly, der gik tabt på grund af en eksplosion.

X-1B

Den X-1B (antal 48-1385 ) er udstyret med instrumentering gør det muligt at måle de termiske virkninger af supersonisk flyvning (til dette formål mere end 300 temperatursonder er installeret på overtrækket). Det adskiller sig fra X-1A ved modificerede vinger. Fra'Oktober 1954, X-1B bruges af luftvåbenet til at gennemføre højhastighedsflyvetest, før den overføres til NACA iJanuar 1955. NACA fortsatte med at flyve flyet, indtil det blev jordforbundet af revner i brændstoftanke, iJanuar 1958. I alt foretog X-1B 27 flyvninger. En forbedring var at udstyre X-1B med en kompakt raketmotor til styring af yaw , et system taget fra X-15 . I øjeblikket vises X-1B i forsknings- og udviklingshangaren på National Museum of the United States Air Force på Wright-Patterson Air Force Base .

X-1C

Den X-1C (nummer 48-1387 ) skulle have været anvendt til at undersøge virkningerne af supersonisk flyvning om transport af våben. Projektet blev opgivet, fordi udseendet af kampfly, der var i stand til at nå transoniske og supersoniske hastigheder, ikke længere gjorde det nødvendigt at udvikle en testplatform.

X-1D

The X-1D (antal 48-1386 ) er den første repræsentant for den anden generation af supersoniske raket fly. Det bruges til at studere fænomenerne termisk ledningsevne. Den X-1D har en lavtryks brændstofsystemet, øgede brændstof kapacitet, samt modificerede flyelektronik.

Det 24. juli 1951, Den X-1D fløjet af Jean "Spring" Ziegler tabes i løbet af Rogers Dry Lake  (i) at foretage en første ikke-drevne flyvning. Efter ni minutters svævning forsøgte det at lande, men næsehjulet låste ikke, og flyet blev alvorligt beskadiget under landing. Reparationer tager flere uger, og den anden flyvning kan ikke finde sted inden midten af ​​august. Det22. august 1951, mens Franck Everest overtog rollen som testpilot, blev den første drevne flyvning aflyst på grund af et tab af tryk på nitrogenkredsen. Piloten forsøgte at dræne tanke og udløste derefter en eksplosion under flyvning efterfulgt af en brand. Flyet blev droppet og derefter ødelagt ved påvirkning med jorden. En undersøgelse foretaget efter ulykken ser ud til at vise, at flyets tanke lækker, og at en ophobning af alkohol i skroget ville have skabt en eksplosiv blanding med udeluften. Denne blanding ville så være blevet antændt af radioen eller et andet elektrisk system til stede om bord, hvilket forårsagede eksplosionen af X-1D .

X-1E

For at erstatte X-1A og X-1D, som begge eksploderede under flyvning i 1951, ændres X-1-3 (nummer 46-063 ) og omdøbes til X-1E . Oprindelsen til disse eksplosioner, der længe var et mysterium, er fundet. De skyldes TCP- behandlede læderpakninger, der anvendes i det flydende iltkredsløb . I nærvær af rent ilt og mekaniske belastninger viser TCP sig at være ustabil og udløser derfor de to eksplosioner. Denne fejl koster to piloter liv.

Forbedringer af X-1E inkluderer:

Den X-1E gjort sin første ikke-drevne fly på15. december 1955styret af Joseph Albert Walker . Walker forlod X-1E-programmet i 1958 efter 21 flyvninger, hvor det nåede en hastighed på Mach 2,24 . Dette er John B. McKay , pilot NACA , der efterfulgte hamSeptember 1958, der udfører fem forberedende flyvninger til implementering af modifikationer af drivmidlet og et nyt brændstof kaldet Hydyne . Disse forbedringer skulle give X-1E mulighed for at nærme sig Mach 3 , men flyet er permanent jordet efter 26 flyvninger iNovember 1958, efter der blev opdaget revner på brændstoftankens vægge.

Medieudseende

Noter og referencer

(fr) Denne artikel er helt eller delvist taget fra Wikipedia-artiklen på engelsk med titlen "  Bell X-1  " ( se listen over forfattere ) .
  1. (i) "  Dryden historie - Historisk Aircraft - X-1 Baggrund  " , NASA Dryden Flight Research Center,9. oktober 2008(adgang 19. juni 2017 )
  2. (i) Miller 2001 , s.  15
  3. Yeager et al. 1997 , s.  14
  4. (i) Ruby Calzada, "  NASA - Dryden Historie - Historisk Aircraft - X-1 Tekniske data  " på nasa.gov ,9. oktober 2008(adgang til 3. marts 2020 )
  5. (in) Clarence E. "Bud" Anderson, "  Initial Flights Glide  " på cebudanderson.com (adgang 19. juni 2017 )
  6. (in) Yeager og Janos 1986 , s.  96
  7. Wolfe 1979 , s.  52-53
  8. (in) Clarence E. "Bud" Anderson, "  Et vendepunkt  " på cebudanderson.com (adgang 19. juni 2017 )
  9. (i) Richard P. Hallion , "The NACA, NASA, og Supersonic Hypersonic-Frontier" i NASAs første 50 år: Historisk , NASA , al.  "NASA SP" ( nr .  4704)2009, 759  s. ( ISBN  978-0-160-84965-7 , OCLC  759492138 , LCCN  2009015085 , læs online ) , s.  223-275
  10. (i) Miller 2001 , s.  21–35
  11. (in) D Dr. Jim Young, "  Major Chuck Yeager's Flight to Mach 2.44 In the X-1A  " [PDF] , AFFTC History Office, Edwards AFB (adgang 19. juni 2017 )
  12. (i) Miller 2001 , s.  21
  13. (i) Lance Thompson, "  X-Hunters  " , Air & Space / Smithsonian ,Februar / marts 1995(adgang 19. juni 2017 )
  14. (i) "  USAAS-USAAC-USAAF-USAF Aircraft serienumre - 1908 til Present  " på JoeBaugher.com (adgang 19 Juni 2017 )
  15. (da) "  X-1A under flyvning med overlejrede flyvedata  " , NASA Dryden Flight Research Center ,6. februar 2002(adgang 19. juni 2017 )
  16. (in) "  NASA Armstrong Fact Sheet: Second Generation X-1  " , NASA Dryden Flight Research Center,28. februar 2014(adgang 19. juni 2017 )
  17. (in) "  Goleta Air & Space Museum  " på air-and-space.com (adgang 19. juni 2017 )
  18. (i) "  NASA Armstrong Faktaark: X-1E Research Aircraft  " , NASA Dryden Flight Research Center,28. februar 2014(adgang 19. juni 2017 )

Bibliografi

Se også

Ækvivalente enheder

Relaterede artikler