Douglas X-3 Stiletto
شکست عملی ، پیروزی علمی
نویسنده: اسپارو
هواپیمای Douglas X-3 Stilettoیک هواپیمای جت آزمایشی دهه 1950 ایالات متحده با بدنه باریک و دماغه مخروطی بلند که توسط شرکت هواپیماسازی داگلاس ساخته شده است اما دستاوردهای تحقیقاتی آن آن چیزی نبود که در ابتدا برنامه ریزی شده بود. مأموریت اصلی آن بررسی ویژگی‌های طراحی یک هواپیمای مناسب برای سرعت‌های مافوق صوت پایدار بود که از تیتانیوم در اجزای اصلی بدنه هواپیما استفاده شده بود و قرار بود که با قدرت خود از زمین بلند شود، به ارتفاعات بالا برود، سرعت کروز ثابت 2 ماخ را حفظ کند، سپس با قدرت خود فرود آید. X-3 را با هدف حداکثر سرعت نزدیک به 3 ماخ (3200 کیلومتر در ساعت) طراحی شد
X-3 دارای شکلی باریک و غیر معمول بود که دارای دماغه ای بسیار بلند و باریک و بالهای ذوزنقه ای کوچک بود. هدف ایجاد نازک ترین و باریک ترین شکل ممکن به منظور دستیابی به اصطکاک کم در سرعت های مافوق صوت بود. دماغه کشیده اجازه قرار دادن تجهیزات آزمایشی مختلفی را می داد و کابین خلبان نیمه مدفون و شیشه جلو برای کاهش اثرات حرارت ایجاد شده در سرعت بالا طراحی شده بودند. نسبت ابعاد پایین، بالهای جاروب نشده برای سرعت بالا طراحی شدند در طول توسعه، موتورهای برنامه ریزی شده برای X-3 دو عدد موتور وستینگهاوس J46 بود که بسیار ضعیف بود ( رانش به وزن پایین تری داشت) ، بنابراین موتور توربوجت وستینگهاوس J34 که رانش کمتر تولید می کرد جایگزین شدند. نیروی رانش این موتور4900 پوندی (22 کیلونیوتون) بدون پس سوزو با پس سوز به جای 7000 پوند (31 کیلونیوتن) نیروی رانش تولید می کرد
ساخت دوعدد X-3 در 30 ژوئن 1949 تصویب شد. اولین هواپیما در 11 سپتامبر 1952 ساخته و به پایگاه نیروی هوایی ادواردز در کالیفرنیا تحویل داده شد. اولین پروازها معمولا پروازهای ازمایشی برای ارزیابی اولیه و اشنایی خلبان ها با هواپیما بودند ولی در همان پروازها مشکلات نمایان شدند . موتور ها بسیار ضعیف بودند و برای بلند شدن نیاز به سرعت نزدیک 420 کیلومتر در ساعت نیاز بود که برای رسیدن به این سرعت نیاز به باند طولانی تری هم برای پرواز و هم برای فرود داشت
ولی این تازه شروع نا امیدی ها بود ، هواپیما نمیتوانست حتی به سرعت صوت نزدیک شود . اولین شکستن دیوار صوتی با شیرجه 15 درجه ای به سمت زمین به دست امد (1/1 ماخ) و بالاترین سرعت با شیرجه 30 درجه ای به 1.2 ماخ رسید. تنها موفقیت به دست امده این بود که میتوان هواپیمایی با بدنه تیتانیومی ساخت
اما در تمام این نا امیدی ها نکته ای داشت نمایان میشد که به حل دلیل سقوط X-2 منجرشد در ادامه آزمایشات در یکی از پروازها که در ارتفاع سی هزار پایی و سرعت 9/0 ماخ خلبان با چرخش به چپ ناگهان کنترل از دستش خارج شد و هواپیما شروع به چرخش به دور خود شد که خلبان توانست هوایپما را به کنترل خود درآورد ولی هواپیما دچار اعوجاج شد و در یک آزمایش دیگر برای شکستن سرعت خلبان به سمت پایین شیرجه زد ولی ناگهان هواپیما شروع به چرخ به دور خود اول به سمت پایین بعد از کشیدن دسته هدایت به سمت بالا دچار چرخش به سمت بالا و در اخر حرکت از کناره شد ( به اصطلاح دریف کشید ) ولی به خاطر بدنه تیتانیومی هواپیما سالم ماند و خلبان توانست به زمین بنشیند
کشف مفهوم چرخش اینرسی زوج نیرو
به صورت کلی این چرخش در اثر متمرکز کردن مرکز جرم هواپیما در یک نقطه شروع میشود که این مدل هواپیماها معمولا باریک و بلند هستند و در سرعت بالا برای خنثی کردن نیروی وارده ، هواپیما تمایل به چرخش به یک سمت پیدا میکند ولی شروع کننده این چرخش خود خلبان هست که برای هدایت هواپیما مجبور به چرخش میشود .
این چرخش اگر کنترل نشود موجب شکست بدنه هواپیما میشود و اگر هواپیما مقاوم باشد و کنترل نشود ،خلبان در اثر افزایش فشار بیهوش میشود و سقوط میکند ( دلیل سقوط X-2 ) این مشکل در هواپیمای اف-100 سوپر سیبرز وجود داشت که لطف هواپیمای X-3 کشف و مشکلاتش حل شد ( سیبرز یعنی چاقوها وقتی اف-100 دچار چرخش زوج نیرویی میشد ، خلبانان به آن رقص چاقو می گفتند )
هواپیمای X-3 ضعیف بود و حتی نمی توانست به 1 ماخ در پرواز معمولی برسد اگرچه هواپیمای تحقیقاتی ناامید کننده ای برای رسیدن به سرعت 3 ماخ بود ولی باعث کشف چرخش اینرسی زوج نیرو شد که بسیار ارزشمند بود .طراحان لاکهید از داده های آزمایش X-3 برای لاکهید F-104 Starfighter استفاده کردند که از طرح بال ذوزنقه ای مشابه در یک جنگنده موفق ماخ 2 استفاده کرد.
تیم طراحی لاکهید از داده‌های آزمایش‌های X-3 برای طراحی مشابه بال F-104 Starfighter استفاده کرد. به دلیل مشکلات موتور و بدنه هواپیما، هواپیمای نیمه تکمیل شده دوم لغو شد و اجزای آن برای قطعات یدکی استفاده شد و همان X-3 ساخته شده در سال 1956 به موزه ملی نیروی هوایی ایالات متحده در پایگاه نیروی هوایی رایت-پترسون، اوهایو منتقل شد.
