El X-15 es una aeronave cohete hipersónica diseñada y construida por North American para pruebas de la NACA (más tarde NASA). Estableció récords de velocidad en la década de 1960 que aún permanecen sin romperse unos 60 años después. Fue un proyecto increíblemente ambicioso que realmente valió la pena. Se obtuvo una gran cantidad de datos valiosos e implementados en el diseño de futuras aeronaves.
Velocidad máxima
Incluso a finales de la década de 1940, los diseñadores de aviones soñaban con velocidades que no solo superaran la velocidad del sonido, sino mucho más rápida que eso. El Douglas X-3 Stiletto fue uno de esos aviones.
El Stiletto estaba destinado a volar a dos veces la velocidad del sonido, un logro extremadamente impresionante para principios de los años 50. Pero dos años después, las solicitudes de propuestas en diciembre de 1954 establecieron especificaciones para una aeronave para probar un nuevo tipo de motor, vuelo a Mach 5+ y nuevas altitudes nunca antes vistas por un avión.
Pero los motores a reacción tempranos carecían de la potencia necesaria para propulsar incluso aeronaves pequeñas y ligeras a velocidades superiores a Mach 2. En una explicación extremadamente simplificada, un motor turbojet ingiere aire, lo mezcla con combustible y produce empuje. Dependiendo de los requisitos, se ajustarán para funcionar mejor a una determinada altitud para lograr el máximo rendimiento.
Douglas X-3 Stiletto – El Zapato Volador
Otro factor clave para la velocidad máxima es la resistencia o el arrastre del aire. A medida que aumenta la velocidad, el aire intentará detenerte cada vez más. Esta sensación es evidente si sacas la mano por la ventana de un coche en movimiento.
Sentirás el aire presionándote. Es por eso que, a altitudes bajas, incluso los aviones de combate modernos no alcanzarán en absoluto su velocidad máxima anunciada.
Boeing X-32: Tan Feo Que Fracasó
Para combatir la falta de aire, hay una solución bastante simple: motores de cohete. Queman combustible sin necesidad de aire en la atmósfera. El oxígeno necesario se transporta en forma líquida en un tanque separado del combustible en sí. Esto significa que cuanto mayor sea la altitud, mayor será la velocidad máxima.
El primer avión propulsado por cohete fue el alemán Heinkel He-176. Pero el más conocido es el Messerschmitt Me-163 Komet. Incluso en 1944, el Komet fue capaz de alcanzar los 620 mph en vuelo nivelado, y en las pruebas se alcanzó una velocidad no oficial de vuelo de 700 mph ¡y no fue superada hasta 1953!
Después de la Segunda Guerra Mundial, como sucedió con muchos diseños, cualquier cosa que pudiera dar a los Aliados una ventaja en futuros conflictos era de gran interés, incluyendo aviones propulsados por cohetes.
North American (NA) recibió el contrato para el fuselaje del X-15 en 1955, mientras que Reaction Motors se encargaría de construir los motores y solo cuatro años después, en junio de 1959, se realizó el primer vuelo.
A diferencia del diseño tradicional de aviones, el X-15 nunca fue diseñado para despegar por sí solo. Al igual que otros aviones experimentales, como el M2-F3 Lifting Body, el X-15 fue diseñado para ser transportado por un “avión nodriza”.
NACA/NASA utilizó un modelo antiguo de B-52A que fue retirado en 1969 y un B-52B. Ambos fueron modificados con un soporte en el ala derecha para transportar vehículos de prueba.
Designados NB-52A “The High and Mighty One” y NB-52B “Balls 8”.
“Balls 8” voló por primera vez en junio de 1955 y no se retiró hasta diciembre de 2004, convirtiéndose en el B-52 en vuelo más antiguo y el único modelo B en servicio en ese momento.
Una consideración requerida en la fase de diseño fue que el X-15 debía caber debajo del ala de un B-52, lo que significaba que NA tenía que hacerlo bastante compacto. Solo fue diseñado para acomodar a un solo miembro de la tripulación y tenía una longitud total de 50 pies y 9 pulgadas y una envergadura de solo 22 pies y 4 pulgadas.
Se construyeron tres X-15: el X-15-1, el X-15-2 y el X-15-3. Cada uno fue utilizado en una serie de vuelos. El X-15-1 voló un total de 81 veces, mientras que el X-15-2 solo voló 53 veces.
Desafortunadamente, en el vuelo de prueba número 65, el X-15-3 se estrelló en 1967 cuando entró en un giro a velocidades hipersónicas mientras descendía. Se desintegró y esparció los restos en una zona de 50 millas cuadradas. El piloto Michael Adams falleció en el accidente.
El único otro accidente ocurrió cuando el X-15-2 se estrelló al aterrizar en 1962, lo que dañó gravemente el avión. Después de una larga reparación, se le hicieron modificaciones para transportar hidrógeno líquido, una extensión del fuselaje de 2.4 pies, así como un par de tanques de combustible auxiliares para un alcance mucho mayor.
Propulsión con cohetes
La planta de energía también fue una consideración clave en los diseños iniciales, el avión tuvo que ser construido alrededor de dos motores de cohete XLR11 y los tanques de combustible para propulsarlo hasta el borde del espacio. Todos los aspectos del diseño estaban destinados a hacer del X-15 el avión más rápido y de mayor altitud de la historia.
El XLR11 de Reaction Motors era el mismo cohete utilizado en el Bel X-1 y producía 6.000 libras de empuje. Pero después de solo 24 vuelos y a finales de 1960, se habían realizado una mejora increíble.
El nuevo XLR99 era casi diez veces más potente por motor y muy similar en tamaño. Generaba 57.000 libras de empuje y se utilizó durante el resto del servicio del X-15. Esta increíble actuación se logró mediante amoníaco anhidro y oxígeno líquido.
Casi increíblemente, podía quemar 15.000 libras de combustible en solo 80 segundos.
Si bien el consumo de combustible puede parecer ridículo, fue suficiente para que el X-15 alcanzara algunos registros mundiales increíbles, algunos de los cuales aún se mantienen en la actualidad.
Logros
En 1967, el X-15 logró alcanzar una altura vertiginosa de 102.000 pies, 19,34 millas, y una velocidad máxima de 4.520 mph. Para poner esto en perspectiva, ¡1967 fue cuando se jugó el primer partido de Super Bowl de la historia!
La velocidad no fue lo único impresionante del X-15, las altitudes que podía alcanzar también rompieron y establecieron muchos récords. El vuelo más alto conocido fue en 1963, cuando el piloto de pruebas Joseph Walker alcanzó una altitud de 67 millas, más de 353,000 pies, a una velocidad de 3,794 mph (Mach 4.98). Cualquier vuelo por encima de los 264,000 pies en realidad calificaba a los pilotos para convertirse en astronautas.
Conclusion
Aunque hubo un trágico accidente que resultó en la pérdida de vida con el choque del X-15-3, en general el proyecto que abarcó desde 1955 hasta el último vuelo en octubre de 1968 fue un gran éxito. Se completaron 199 vuelos que resultaron en algunos de los vuelos más altos y rápidos registrados hasta el día de hoy.
Los dos X-15 supervivientes ahora son piezas de museo y son un recordatorio de que los seres humanos son capaces de cosas increíbles. Realmente creo que la era dorada del vuelo fue entre el final de la Segunda Guerra Mundial y la década de 1980. Se logró tanto en un corto período de tiempo y cambió para siempre la forma en que diseñamos aviones.
