Bell X-1 -Bell X-1

Tento článek je o experimentálním letadle. Pro irskou kapelu, viz Bell X1 (kapela) .
X-1
Bell X-1 46-062 (v letu).jpg
X-1 #46-062, přezdívaný Glamorous Glennis
Role Experimentální raketové letadlo
národní původ Spojené státy
Výrobce Letadla Bell
První let 19. ledna 1946
Postavení V důchodu
Primární uživatelé Národní poradní výbor letectva Spojených států pro letectví
Číslo postaveno 7

Bell X-1 ( Bell Model 44 ) je letadlo poháněné raketovým motorem , původně označené jako XS-1 a bylo společným Národním poradním výborem pro letectví – US Army Air Forces – nadzvukový výzkumný projekt US Air Force postavený Bellem . Letadla . Byl navržen v roce 1944 a navržen a vyroben v roce 1945 a v roce 1948 dosáhl rychlosti téměř 1 000 mil za hodinu (1 600 km/h; 870 kn ) . proto delší doba hoření rakety, přesáhla v roce 1954 rychlost 1 600 mil za hodinu (2 600 km/h; 1 400 kn). X-1, pilotovaný Chuckem Yeagerem, byl první pilotovaný letoun , který překonal rychlost zvuku ve vodorovném letu a byl prvním z X-planes , série amerických experimentálních raketových letadel (a neraketových letadel) určených pro testování nových technologií.

Návrh a vývoj

Paralelní vývoj

Raketový motor XLR-11

V roce 1942 zahájilo ministerstvo letectví Spojeného království přísně tajný projekt s Miles Aircraft s cílem vyvinout první letadlo na světě schopné prolomit zvukovou bariéru. Projekt vyústil ve vývoj prototypu proudového letadla Miles M.52 , navrženého tak, aby ve vodorovném letu dosáhl rychlosti 1 000 mil za hodinu (870 kn; 1 600 km/h) (více než dvojnásobek stávajícího rekordu vzdušné rychlosti ) a vyšplhal do výška 36 000 ft (11 km) za 1 minutu a 30 sekund.

V roce 1944 byl návrh M.52 dokončen z 90 % a Milesovi bylo řečeno, aby pokračoval ve stavbě tří prototypů. Později téhož roku podepsalo ministerstvo letectví se Spojenými státy dohodu o výměně vysokorychlostního výzkumu a dat. Milesův hlavní aerodynamik Dennis Bancroft uvedl, že personál Bell Aircraft navštívil Milese později v roce 1944 a dostal přístup k výkresům a výzkumu na M.52, ale USA dohodu porušily a na oplátku nepřišly žádná data. Neznámý Miles, Bell již zahájil konstrukci vlastní rakety poháněné nadzvukové konstrukce s konvenčním horizontálním ocasem. Bell se potýkal s problémem kontroly nadhozu kvůli „zaslepení“ výtahů . Jako nejslibnější řešení se jevil ocas s proměnnou incidencí ; a když už se o tom rozhodl pro M.52, testy Miles a Royal Aircraft Establishment (RAE) to podpořily.

Výzkumné studie

XS-1 byl poprvé diskutován v prosinci 1944. První specifikace pro letoun byly pro pilotované nadzvukové vozidlo, které mohlo letět rychlostí 800 mil za hodinu (1300 km/h) při 35 000 stopách (11 000 m) po dobu dvou až pěti minut. Dne 16. března 1945 uzavřela letová testovací divize amerického armádního letectva a Národní poradní výbor pro letectví (NACA) smlouvu s Bell Aircraft Company na stavbu tří letounů XS-1 (pro „experimentální, nadzvukové“, později X-1) získat letová data o podmínkách v oblasti transsonických rychlostí.

Konstruktéři letadla postavili raketové letadlo po zvážení alternativ. Turbojety nemohly dosáhnout požadovaného výkonu ve velké výšce. Letadlo s proudovým i raketovým motorem by bylo příliš velké a složité. X-1 byla v principu "kulka s křídly", svým tvarem velmi připomínala střelu z kulometu Browning ráže .50 (12,7 mm) , o které je známo, že je stabilní při nadzvukovém letu. Tvar byl dodržen do té míry, že jeho pilot seděl za šikmým, orámovaným oknem uvnitř omezeného kokpitu v přídi, bez vystřelovacího sedadla.

Zametená křídla se nepoužívala, protože se o nich vědělo příliš málo. Vzhledem k tomu, že konstrukce mohla vést ke stíhačce, měl XS-1 vzlétnout ze země, ale konec války zpřístupnil B-29 Superfortress , aby jej mohl vynést do vzduchu. Poté, co mělo raketové letadlo v roce 1947 problémy se stlačitelností , bylo po technologickém transferu se Spojeným královstvím upraveno ocasním letadlem s proměnným dopadem.

Po přestavbě horizontální ocasní plochy X-1 na plně pohyblivou (neboli „vše létající“) to zkušební pilot Chuck Yeager experimentálně ověřil a všechna následující nadzvuková letadla by měla buďto vše se pohybující ocasní plochu, nebo byla „bezocasá“ delta křídla . typy.

Raketový motor byl čtyřkomorový design postavený společností Reaction Motors Inc. , jednou z prvních společností, která postavila raketové motory na kapalné palivo v USA . raketa spaloval etylalkohol zředěný vodou s okysličovadlem kapalného kyslíku . Jeho čtyři komory bylo možné jednotlivě zapínat a vypínat, takže tah mohl být měněn v krocích po 1 500 lbf (6 700 N). Palivové a kyslíkové nádrže pro první dva motory X-1 byly natlakovány dusíkem , což zkrátilo dobu letu asi o 1 +1 ⁄ 2 minuty a zvýšení přistávací hmotnosti o 2 000 liber (910 kg), ale zbytek používal plynem poháněná turbočerpadla , která zvyšovala tlak v komoře a tah a zároveň odlehčovala motor.

Provozní historie

Vedoucí zkušební pilot Bell Aircraft Jack Woolams se stal prvním člověkem, který pilotoval XS-1. Dne 19. ledna 1946 provedl klouzavý let nad Pinecastle Army Airfield na Floridě . Woolams dokončil devět dalších klouzavých letů nad Pinecastle, přičemž B-29 shodil letoun ve výšce 29 000 stop (8 800 m) a přistál XS-1. O 12 minut později rychlostí asi 110 mil za hodinu (180 km/h). V březnu 1946 byl raketový letoun číslo 1 vrácen Bell Aircraft v Buffalu ve státě New York k úpravám pro přípravu na motorové letové zkoušky. Čtyři další testy klouzání proběhly na Muroc Army Air Field poblíž Palmdale, Kalifornie , které bylo zaplaveno během testů na Floridě, před prvním motorovým testem dne 9. prosince 1946. Dvě komory byly zapáleny, ale letoun akceleroval tak rychle, že jedna komora byla otočena. off až do znovuvznícení ve výšce 35 000 stop (11 000 m), dosahující Mach 0,795. Po vypnutí komor letoun sestoupil do výšky 15 000 stop (4 600 m), kde byly krátce otestovány všechny čtyři komory.

Poté, co Woolams zemřel při tréninku na National Air Races v srpnu 1946, byl Chalmers „Slick“ Goodlin přidělen jako primární zkušební pilot Bell Aircraft pro X-1. Goodlin provedl první motorový let 9. prosince 1946. Tex Johnston , hlavní zkušební pilot a programový dozor společnosti Bell, provedl zkušební let 22. května 1947 po stížnostech na pomalý průběh letových zkoušek. Podle Johnstona „smlouva s Air Corps definovala testy Bell jako ověření palubních systémů, hodnocení jízdních charakteristik, stability a kontroly a testování výkonu na Mach 0,99.“ Po počátečním letu Johnston při 0,72 Mach si myslel, že letoun je připraven k nadzvukovým letům, poté, co byl opraven systém podélného vyvažování, a další tři zkušební lety.

Armádní letectvo bylo nespokojené s opatrným tempem rozšiřování letové obálky a smlouva Bell Aircraft na letové zkoušky pro letoun #46-062 byla ukončena. Zkušební program získalo 24. června po měsících vyjednávání Letové testovací divize armádního letectva. Goodlin požadoval bonus 150 000 USD (ekvivalent 1,82 milionu USD v roce 2021) za překročení rychlosti zvuku. Letové testy X-1-2 (sériové číslo 46-063) by provedla NACA, aby poskytla konstrukční data pro pozdější výrobu vysoce výkonných letadel.

Mach 1 let

Chuck Yeager před X-1, které přezdíval Glamorous Glennis .

K prvnímu pilotovanému nadzvukovému letu došlo 14. října 1947, necelý měsíc poté, co bylo americké letectvo vytvořeno jako samostatná služba. Kapitán Charles „Chuck“ Yeager pilotoval letoun USAF #46-062, přezdívaný pro svou ženu Glamorous Glennis . Letoun byl vypuštěn z pumovnice B-29 a dosáhl rychlosti Mach 1,06 (700 mil za hodinu (1100 km/h; 610 kn)). Po vyhoření motoru letadlo klouzalo k přistání na vyschlém dně jezera. Byl to let XS-1 číslo 50.

Yeager překonal Mach 1 dne 14. října 1947 v X-1.

Tři hlavní účastníci programu X-1 získali v roce 1948 za své úsilí Collier Trophy National Aeronautic Association . Prezident Truman ocenil v Bílém domě Larry Bell za Bell Aircraft, kapitán Yeager za pilotování letů a John Stack za příspěvky NACA.

Příběh Yeagerova letu 14. října unikl reportérovi z časopisu Aviation Week a Los Angeles Times tento příběh uvedl jako hlavní zprávu ve svém vydání z 22. prosince. Příběh časopisu byl vydán 20. prosince. Letectvo hrozilo právními kroky proti novinářům, kteří příběh odhalili, ale k žádnému nikdy nedošlo. Zpráva o nadzvukovém letounu s rovným křídlem překvapila mnoho amerických odborníků, kteří stejně jako jejich němečtí kolegové za války věřili, že k prolomení zvukové bariéry je nezbytná konstrukce se šípovým křídlem. Dne 10. června 1948 ministr letectva Stuart Symington oznámil, že zvukovou bariéru opakovaně prolomily dva experimentální letouny.

Dne 5. ledna 1949 Yeager použil letoun #46-062 k provedení jediného konvenčního (dráha) startu programu X-1, přičemž dosáhl 23 000 stop (7 000 m) za 90 sekund.

Dědictví

Razítko United States Postal Service z roku 1997 připomíná Bell X-1, první letadlo, které létalo rychleji než rychlost zvuku.

Výzkumné techniky používané pro program X-1 se staly vzorem pro všechny následující projekty X-craft. Projekt X-1 pomohl poválečnému kooperativnímu spojení mezi americkými vojenskými potřebami, průmyslovými kapacitami a výzkumnými zařízeními. Letová data shromážděná NACA z testů X-1 se pak ukázala jako neocenitelná pro další konstrukci amerických stíhaček v průběhu druhé poloviny 20. století.

V roce 1997 vydala poštovní služba Spojených států pamětní známku k padesátému výročí, která uznala letadlo Bell X1-6062 jako první letecké vozidlo létající nadzvukovou rychlostí přibližně 1,06 Mach (1 299 km/h; 806,9 mph).

Varianty

Pozdější varianty X-1 byly postaveny k testování různých aspektů nadzvukového letu; jeden z nich, X-1A, s Yeagerem u řízení, nechtěně předvedl velmi nebezpečnou vlastnost rychlého (Mach 2 plus) nadzvukového letu: setrvačné spojení . Pouze Yeagerovy schopnosti letce zabránily katastrofě; později Mel Apt přišel o život testováním Bell X-2 za podobných okolností.

X-1A za letu

X-1A

( Bell Model 58A )

X-1A

X-1A (sériové číslo 48-1384) , objednaný letectvem 2. dubna 1948, byl určen ke zkoumání aerodynamických jevů při rychlostech vyšších než 2 Mach (681 m/s, 2 451 km/h) a nadmořských výškách nad 90 000 stop. (27 km), konkrétně s důrazem na dynamickou stabilitu a vzdušné zatížení. Delší a těžší než původní X-1, se stupňovitým vrchlíkem pro lepší výhled, byl X-1A poháněn stejným raketovým motorem Reaction Motors XLR-11. Letoun poprvé vzlétl bez pohonu 14. února 1953 na Edwards AFB, s prvním motorovým letem 21. února. Oba lety pilotoval zkušební pilot Bell Jean "Skip" Ziegler .

Poté , co NACA zahájila své vysokorychlostní testování s Douglas Skyrocket , které vyvrcholilo tím, že Scott Crossfield 20. listopadu 1953 dosáhl Mach 2,005, zahájilo letectvo sérii testů s X-1A, které testovací pilot této série, Chuck Yeager , s názvem „Operace NACA Weep“. Ty vyvrcholily 12. prosince 1953, kdy Yeager dosáhl výšky 74 700 stop (22 800 m) a nového vzdušného rekordu 2,44 Mach (rovno 1620 mph, 724,5 m/s, 2608 km/h v této výšce). Na rozdíl od Crossfield ve Skyrocket toho Yeager dosáhl ve vodorovném letu. Brzy nato se letadlo vymklo kontrole v důsledku tehdy ještě nepochopeného jevu setrvačné vazby . X-1A klesl z maximální výšky na 25 000 stop (7 600 m), čímž vystavil pilota zrychlení až 8 g, během kterého Yeager rozbil vrchlík svou helmou, než znovu získal kontrolu.

28. května 1954 pilotoval Maj. Arthur W. Murray X-1A na nový rekord 90 440 stop (27 570 m).

Letoun byl převeden do NACA v průběhu září 1954 a následně upraven. X-1A byl ztracen 8. srpna 1955, když při přípravě ke startu z mateřské lodi RB-50 výbuch protrhl nádrž na kapalný kyslík letadla. S pomocí členů posádky na RB-50 se zkušební pilot Joseph A. Walker úspěšně vyprostil z letadla, které bylo následně odhozeno. X-1A explodoval při dopadu na pouštní podlahu a stal se prvním z mnoha raných X-letadel, které byly ztraceny při explozích.

X-1B

( Bell Model 58B )

X-1B v Národním muzeu letectva Spojených států amerických.

X-1B (sériový 48-1385 ) byl vybaven aerodynamickým topným zařízením pro tepelný výzkum (na jeho povrchu bylo instalováno více než 300 tepelných sond). Bylo to podobné jako X-1A až na to, že mělo trochu jiné křídlo. X-1B byl používán pro vysokorychlostní výzkum americkým letectvem od října 1954, než byl v lednu 1955 převeden do NACA. základy. X-1B absolvoval celkem 27 letů. Pozoruhodným úspěchem byla instalace systému malých reakčních raket používaných pro směrové řízení, čímž se X-1B stal prvním letounem létajícím s tímto sofistikovaným systémem řízení, později použitým v North American X-15 . X-1B je nyní v Národním muzeu letectva Spojených států na letecké základně Wright -Patterson v Daytonu ve státě Ohio , kde je vystaven v muzeu generálmajor Albert Boyd a generálmajor Fred Ascani Research and Vývojová galerie.

X-1C

( Bell Model 58C ) X-1C (sériový 48-1387) byl určen k testování výzbroje a munice ve vysokých transsonických a nadzvukových režimech letu. To bylo zrušeno, zatímco ještě ve stádiu makety, protože vývoj transsonických a nadzvukových schopných letadel jako North American F-86 Sabre a North American F-100 Super Sabre eliminoval potřebu specializovaného experimentálního testovacího vozidla.

X-1D

( Bell Model 58D ) X-1D (sériový 48-1386) byl první z druhé generace nadzvukových raketových letadel. Pocházelo z EB-50A (s/n #46-006) a mělo být použito pro výzkum přenosu tepla. X-1D byl vybaven novým nízkotlakým palivovým systémem a mírně zvýšenou kapacitou paliva. Došlo také k několika drobným změnám avioniky.

24. července 1951, s testovacím pilotem Bell Jeanem „Skip“ Zieglerem u řízení, byl X-1D vypuštěn nad Rogers Dry Lake , což se mělo stát jediným úspěšným letem jeho kariéry. Bezmotorové klouzání bylo dokončeno po devítiminutovém klesání, ale při přistání selhal příďový podvozek a letoun se neladně zastavil. Opravy trvaly několik týdnů a druhý let byl naplánován na polovinu srpna. 22. srpna 1951 byl X-1D ztracen při explozi paliva během příprav na první motorový let. Letoun byl zničen při dopadu poté, co byl odhozen ze své mateřské lodi EB-50A.

X-1E

( Bell Model 44 )

Bell X-1-3, letadlo #46-064, spojené s mateřskou lodí B-50 pro zkušební let v zajetí dne 9. listopadu 1951. Při vypouštění paliva po tomto letu explodoval a zničil sebe i B-50, a vážně hořící Joe Cannon. X-1-3 absolvovala 20. července pouze jeden klouzavý let.

X-1E byl výsledkem rekonstrukce X-1-2 (serial 46-063), aby bylo možné sledovat cíle původně stanovené pro X-1D a X-1-3 (serial 46-064) , obě ztraceny při explozích během roku 1951. Příčina záhadných explozí byla nakonec vysledována v použití ulmerských kožených těsnění impregnovaných trikresylfosfátem (TCP), což je úprava kůže, která se používala v potrubí s kapalným kyslíkem . TCP se stává nestabilním a výbušným v přítomnosti čistého kyslíku a mechanického šoku. Tato chyba stála dva životy, způsobila zranění a ztratila několik letadel.

X-1E, pokřtěný Little Joe , s pilotem Joe Walkerem.

Změny zahrnovaly:

  • Systém přívodu paliva turbočerpadla, který eliminoval vysokotlaký dusíkový palivový systém používaný v letech '062 a '063. Obavy z únavy kovu v dusíkovém palivovém systému vedly k uzemnění X-1-2 po jeho 54. letu v původní konfiguraci.
  • Reprofilované supertenké křídlo (⅜ palce u kořene ), založené na profilu křídla X-3 Stiletto , umožňující X-1E dosáhnout Mach 2.
  • Čelní sklo „ostří nože“ nahradilo původní zasklení skleníku, nahoru otevíraný kryt nahradil boční poklop trupu a umožnil začlenění vystřelovací sedačky .
  • Přidání 200 tlakových portů pro aerodynamická data a 343 tenzometrů pro měření strukturálního zatížení a aerodynamického zahřívání podél křídla a trupu.

X-1E poprvé vzlétl 15. prosince 1955, klouzavý let řízený testovacím pilotem USAF Joe Walkerem . Walker opustil program X-1E během roku 1958, po 21 letech, kdy dosáhl maximální rychlosti 2,21 Mach (752 m/s, 2 704 km/h). Výzkumný pilot NACA John B. McKay zaujal jeho místo během září 1958 a dokončil pět letů ve snaze o rychlost Mach 3 (1 021 m/s, 3 675 km/h), než byl X-1E po 26. letu v listopadu 1958 trvale uzemněn, kvůli objevu strukturálních trhlin ve stěně palivové nádrže.

Letadla na displeji

X-1-1 #46-062 Okouzlující Glennis v Národním muzeu letectví a kosmonautiky. Jeho barva je mezinárodní oranžová

Specifikace (Bell X-1 #1 a #2)

Ortografický diagram Bell X-1

Data z Bell Aircraft od roku 1935, X-Planes: X-1 až X-45

Obecná charakteristika

  • Posádka: 1
  • Délka: 30 stop 11 palců (9,42 m)
X-1A, X-1B, X-1D: 35 stop 8 palců (10,87 m)
X-1C: 35,0 stop (10,67 m)
  • Rozpětí: 28 stop 0 palců (8,53 m)
X-1E: 22 stop 10 palců (6,96 m)
  • Výška: 10 stop 10 palců (3,30 m)
  • Plocha křídla: 130 čtverečních stop (12 m 2 ) ⠀
X-1E 115 čtverečních stop (10,7 m 2 )
#2, X-1A, X-1B, X-1D NACA 65-108 (8% tloušťka)
X-1E NACA 64A004
  • Prázdná hmotnost: 7 000 lb (3 175 kg)
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 6 880 lb (3 120 kg)
X-1E: 6 850 lb (3 110 kg)
  • Hrubá hmotnost: 12 250 lb (5 557 kg)
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 16 487 lb (7 478 kg)
X-1E: 14 750 lb (6 690 kg)
X-1E: Reakční motory RMI LR-8-RM-5 6 000 lbf (27 kN)

Výkon

  • Maximální rychlost: 1 612 mph (2 594 km/h, 1 401 kn)
X-1E: 1 450 mph (1 260 kn; 2 330 km/h)
  • Maximální rychlost: Mach 2,44
X-1E: M2.24
  • Výdrž: 5 minut motorového letu
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 4 minuty 40 sekund motorový let
X-1E: 4 minuty 45 sekund motorový let
  • Servisní strop: 70 000 stop (21 000 m)
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 90 000 stop (27 000 m)
X-1E: 75 000 stop (23 000 m)

Pozoruhodné vystoupení v médiích

Hlavní článek: Letadla v beletrii § Bell X-1

Viz také

Ortografický diagram X-1E

Letadla srovnatelné role, konfigurace a doby

Související seznamy

Reference

Poznámky

Bibliografie

  • „Prolomení zvukové bariéry“. Modern Marvels (TV program) . 2003.
  • Hallion, Dr. Richard P. "Sága o raketových lodích". AirEnthusiast Five , listopad 1977 – únor 1978. Bromley, Kent, Spojené království: Pilot Press Ltd., 1977.
  • Miller, Jay. X-Planes: X-1 až X-45 . Hinckley, UK: Midland, 2001. ISBN  1-85780-109-1 .
  • Pisano, Dominick A., R. Robert van der Linden a Frank H. Winter . Chuck Yeager and the Bell X-1: Breaking the Sound Barrier . Washington, DC: Smithsonian National Air and Space Museum (ve spolupráci s Abrams, New York), 2006. ISBN  0-8109-5535-0 .
  • Winchester, Jim. "Zvonek X-1". Koncepční letadla: Prototypy, X-Planes a experimentální letadla (The Aviation Factfile). Kent, UK: Grange Books plc, 2005. ISBN  978-1-59223-480-6 .
  • Wolfe. Tome. Správné věci . New York: Farrar, Straus a Giroux, 1979. ISBN  0-374-25033-2 .
  • Yeager, Chuck, Bob Cardenas, Bob Hoover, Jack Russell a James Young. The Quest for Mach One: A First-Person Account of Breaking the Sound Barrier . New York: Penguin Studio, 1997. ISBN  0-670-87460-4 .
  • Yeager, Chuck a Leo Janos. Yeager: Autobiografie . New York: Bantam, 1986. ISBN  0-553-25674-2 .

externí odkazy