محمد جواد عسگرپور
هواپیمایی که رکورد غیر رسمی سریع ترین سرعت و بلند پرواز ترین را دارد .
برنامه پرنده هایپرسونیک X-15 توسط ناسا با همکاری نورث آمریکن نیروی هوایی و نیروی دریایی آمریکا انجام گرفت پرنده X-15 ساخته شرکت نورث آمریکن ده سال پرواز کرد و رکورد غیر رسمی سریع ترین سرعت با سرعت ۶.۷ ماخ و بلند پرواز ترین با ارتفاع ۳۵۴۲۰۰ پایی را به ثبت رساند هرچند این رکورد غیر رسمی بوده و هیچگاه رسمیت نداشته و پرواز هایش برای تحقیقات در زمینه خلبانی در سرعت هایپرسونیک بوده(سرعت بالای ۵ ماخ) و از نتایج و اطلاعات و مطالعات بدست آمده از پرواز های آزمایشی برنامه موفق x-15 در ساخت و توسعه فضاپیما های آپولو شاتل و gemini استفاده شد پرنده x-15 از موتور راکتی بهره میبرد و ساخته شرکت نورث آمریکن بود و در کل ۱۹۹ بار پرواز کرد اولین پرواز این پرنده توسط خلبان آزمایشی کمپانی نورث آمریکن خلبان اسکات کراسفاید که یک پرواز در حالت گلاید بود در ۸ ژوئن ۱۹۵۹ انجام گرفت و خلبان ویلیام دانا آخرین پرواز را با x-15 در ۲۴ اکتبر ۱۹۶۸ انجام داد همه این پرواز ها تحت عنوان پروژه (high range ) شناخته میشد که اغلب در پایگاه هوایی ادواردز در کالیفرنیا(شمال لس آنجلس) و پایگاه پرواز های آزمایشی ناسا انجام میگرفت در کل ۱۰ خلبان دیگر برای این پروژه x-15 پرواز کردند از ۱۲ خلبانی که با x-15 پرواز کردند ۵ خلبان برای ناسا ۵ خلبان برای نیروی هوایی ۱ خلبان برای نیروی دریایی و ۱ خلبان دیگر برای شرکت نورث آمریکن بود . در کل دو نوع پرواز با x-15 انجام میگرفت نوع اول که خلبان در ارتفاع ثابتی تا زمان فرود آمدن پرواز می کرد و نوع دیگر پرواز ،پرواز در ارتفاع بالا بود که در این نوع سرعت هواپیما را بالا برده و با سرعت بالا به ارتفاع بالا میرسد و سپس اقدام به کم کردن ارتفاع میکرد به علت مصرف سوخت بالای پرنده x-15 این پرنده از بمب افکن b-52 در ارتفاع ۴۵۰۰۰ پایی و سرعت بالای ۵۰۰ مایل بر ساعت پرتاب میشد و بستگی به نوع پرواز موتور راکتی پرنده x-15 از ۸۰ تا ۱۲۰ ثانیه روشن بود و باقی ۸ تا ۱۲ دقیقه پرواز بدون موتور و بصورت گلاید انجام میگفت تا در نهایت در حالت گلاید به سرعت ۲۰۰ مایل بر ساعت میرسید و اقدام به فرود میکرد و نکته دیگر این بود که به علت نوع ارابه فرود در x-15 این پرنده تنها قابلیت نشستن در باند های خشک را داشت و باند های پایگاه های ادواردز و پایگاه dryden برای فرود x-15 در نظر گرفته میشدند هر چنددر بین مسیر چندین باند برای فرود های اضطراری موجود بود .
طراحی:
هواپیمای x-15 جز اولین هواپیما های سری X بود که برای تحقیقات در زمینه رژیم های پروازی (سرعت) از مادون صوت تا ۳.۲ ماخ در نظر گرفته شده بودند .
در سال ۱۹۵۲ سازمان NACA (کمیته رایزنی هوانوردی آمریکا )(سازمان ناکا را با سازمان ناسا اشتباه نگیرید) تحقیقاتی را در زمینه پرواز به خارج از جو و حل مسائل و مشکلات مربوط به آن آغاز کرد و دو سال بعد سازمان ناکا اعلام کرد که برای ادامه تحقیقات در این زمینه به هواپیمای جدیدی نیاز دارد و در نهایت خواسته های سازمان ناکا منجر به ساخت هواپیمای X-15 شد که بعد ها به درخواست نیروی هوایی توسط کمپانی نورث آمریکن ساخته شد و پروژه تحقیقات در زمینه پرواز خارج از جو دوباره از دسامبر ۱۹۵۴ توسط ناکا شروع شد و شرکت نورث آمریکن تا سپتامبر ۱۹۵۵ ۳ فروند از هواپیمای X-15 را آماده کرد و در کمپانی نورث آمریکن تیم طراحی به سرپرستی مهندس چارلز فلتز X-15 را با کمک آزمایشگاه های سازمان ناکا طراحی کرد.
هواپیمای x-15 یک هواپیمای تک سرنشینه بال وسط برای بررسی مسائل آیرودینامیکی ،پایداری، کنترل ،پدیده های فیزیولوژی و حل مشکلات دیگر مربوط به پرواز هایپرسونیک(بالای ۵ ماخ ) بود به علت وقفه در کار شرکت thiokol موتور های راکتی XLR-99 همچنان برای پرواز های اولیه آماده نبودند و در وحله اول X-15 با دو موتور های راکتی XLR-11 که ۱۶۳۸۰ پوند رانش فراهم میکردند پرواز کردند و بعدا موتور اصلی XLR-99 که نصب شدند که تراست ۵۷۰۰۰ پوند فراهم میکرد .
هواپیمای X-15 از بال ها و سکان های معمول برای پرواز در جو اتمسفر استفاده میکرد هواپیما دارای یک سکان عمودی در بالا و یک سکان عمودی دیگر در پایین برای پایداری در جهت YAW ( انحراف دماغه به راست و چپ) استفاده میشد و دارای سکان عمودی های متحرک یا RUDDER برای کنترل در جهت YAW بود و دارای سکان افقی برای پایداری در جهت PITCH (انحراف دماغه به سمت بالا و پایین )بود با توجه به اینکه مرکز فشار در پشت مرکز ثقل هواپیما است بنابراین خود به خود دماغه هواپیما به سمت پایین منحرف میشود و در اینجا سکان افقی با ایجاد یک لیفت منفی گشتاور پیچشی ایجاد کرده و دماغه را سرجای حود بازمیگرداند و همچنین دارای سکان افقی متحرک یا همان ELEVATOR بود که برای کنترل در جهت پیتچ بکار میرفت و هواپیمادارای بال در وسط بدنه بود بال در وسط بدنه نسبت به بال در بالا و پایین دارای خصوصیات آیرودینامیکی بهتر ولی به علت استحکامات بال به بدنه دارای وزن بیشتری است .
برای کنترل پرنده X-15 در خارج از اتمسفر از موتور های سوخت مایع هیدروژن پراکسید(کنترلر) استفاده میشود که با ایجاد یک تراست در جهت یاو و پیتچ در دماغه هواپیما باعث هدایت هواپیما در خارج از جو میشود پوسته خارجی بدنه X-15 از آلیاژ نیکل کروم ساخته شده تا زمانیکه پرنده X-15 در حال پرواز در اتمسفر است در مقابل دمای بالا مقاومت داشته باشد ولی کابین X-15 از آلومینیوم ساخته شده بود .
تاریخچه:
ناسا اولین x-15 را به منظور پرواز د ارتفاعات بالا در ماه های اولیه سال ۱۹۵۹ میلادی دریافت کرد و خلبان اسکات کراسفاید که خودش در طراحی پرنده x-15 کمک کرده بود اولین مرواز را با این هواپیما انجام داد و در طی تحقیقات هواپیما بطور غیر رسمی رکورد هایی بجا گذاشت که حتی از رکورد بلک برد هم بهتر بودند ولی مشکل اینجا بود که این رکورد ها رسمی نبودند مثلا x-15 توانست بصورت غیر رسمی به سرعت ۴۵۲۰ مایل بر ساعت یا به عبارت دیگر ۶.۷ ماخ برسد(سوم اکتبر ۱۹۶۷) و X-15 همچنین توانست رکورد ارتفاع را هم بشکند ولی باز هم بصورت غیر رسمی توانست به ارتفاع ۳۵۴۲۰۰ پایی برسد (۲۲ اوت ۱۹۶۳)و مهم تر از رکورد سرعت و ارتفاع نتایج بدست آمده از تحقیقات با این پرنده در زمینه پرواز و مسائل آیرودینامیکی و حرارت و پایداری و فیزیولوژی در سرعت های هایپرسونیک بود در طی این پرواز های آزمایشی ۷۶۵ گزارش علمی بدست آمد و همانطور که دانشمند پایگاه هوایی درایدن آقای کن ایلیف و همسرش ماری شیفر در آزمایشات یادداشت کرده اند :پرنده x-15 در زمینه های عملکرد در پرواز هایپرسونیک ،پایداری ،کنترل،مواد بکار رفته،موج های شوک صوتی ،توربوبالانس لایه مرزی ،انتقال حرارت ،گرمای آیرودینامیکی ،مواد بکار رفته در پوسته تست شد. (لایه مرزی به یک لایه هوا در نزدیکی بدنه هواپیما میگویند که در اثر اصطحکاک با بدنه پرنده سرعتش صفر و ساکن بوده ولی فشارش بالاست و دارای دمای بالا و چگالی بالا است به همین علت است که گاهی میعان رخ داده و بدنه پرنده خیس میشود )
و همچنین محقق و کارشناس هوافضا آقای جان بکر به ۲۵ نتیجه جدید در این پرواز ها رسید .
و همچنین از نتایج بدست آمده از آزمایشات x-15 در سیستم ناوبری و جنس پوسته بدنه موشک ساترن۵ بکار رفت که متعلق به پروژه آپولو بود و ۱۲ فضانورد از جمله نیل آرمسترانگ را به کره ماه برد و از مزایای پروژه x-15 این بود که دانشمندان توانستند فرق واقعیت با آنچه در ذهنشان بود متوجه شوند و پرنده x-15 کمک شایانی به تحقیقات در زمینه پرواز های هایپرسونیک کرد .
مشخصات :
از سه فروند X-15 ساخته شده در دو فروند از آن به X-15A2 تغییر کردند ایکس ۱۵ ۵۰ فوت طول داشت و طول بالهایش به ۲۲ فوت میرسید و سکان عمودی اش ۱۳ فوت طول داشت به علت اینکه سکان عمودی پایینی حین فرود آمدن و نشستن به زمین برخورد میکرد سکان عمودی پایینی در فاز نهایی پرواز جدا شده و با یک چتر بازیابی میشد و ایکس ۱۵ از موتور ساخته شرکت thikol بهره میبرد که تحت عنوان XLR-99 شناخته میشد که یک موتور سوخت مایع بود که با آمونیوم بدون آب و اکسیژن مایع برای اکسید کننده کار میکرد و تراست نهایی ۵۷۰۰۰ پوند را فراهم میکرد و حداقل رانش آن ۲۸۰۰۰ پوند بود پرنده های تغییر یافته X-15A2 از لحاظ ظاهری هم متفاوت بودند این مدل دارای ویژگی های متفاوت و بدنه ۲۸ اینچ بزرگتر که هیدروژن مایع برای سوختن فراصوتی حمل کند که این نمونه تست نشد و همچنین این مدل دارای مخزن سوخت های خارجی برای حمل آمونیوم مایع و اکسیژن مایع بود و این مخزن سوخت های خارجی باعث میشدند که موتور ۶۰ ثانیه بیشتر کار کند تا سرعت هواپیما به ۶.۷ ماخ برسد
تعداد پرواز ها و خلبانانی که با هواپیمای x-15 پرواز کردند :
#Scott Crossfield.north american aviation 14
#Josef Walker NASA 25
#Robert White USAF16
#Forrest Peterson US NAVY 5
#John McKay NASA 25
#Robert Rushworth USAF 34
#Niel Armstrong NASA 7
#JOE EAGLE USAF 18
#Milton Thompson NASA 14
#William Knight USAF 16
#William Dana NASA 16
#Michael Adams USAF 7
در کل ۱۹۹ بار X-15 پرواز کرد
ایکس ۱۵ دارای یک نفر خدمه بود
در نهایت خلبان ولیام دانا آخرین پرواز را در ۲۴ اکتبر ۱۹۶۸ انجام داد.
