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viernes, 19 de enero de 2018

La evolución del Programa X, del avión X-2 al avión X-5



X-2   (1.954 -1.956)


El avión X-2  estaba propulsado por cohetes diseñados para volar mas rápido que Mach 3 (tres veces la velocidad del sonido). El X-2 voló para investigar los problemas de calentamiento aerodinámico, así como la estabilidad y la efectividad del control a grandes altitudes y altas velocidades.






Se construyeron dos unidades del modelo X-2, que fueron construidos con una aleación de cobre y níquel para el fuselaje, y acero inoxidable para las alas barridas y las superficies de control. Y era alanzado desde un Boeing B-50 Superfortress modificado.








El avión tenía cápsulas eyectables en lugar de asientos de eyección, porque el desarrollo de los asientos eyectables no había alcanzado la madurez en el momento que se concibió el X-2. El dosel de eyección del X-2 se probó con éxito utilizando un cohete alemán V-2. Usó un tren de aterrizaje tipo patín para hacer espacio para cargar más combustible.






El X-2 número 1 realizó su primer vuelo de deslizamiento sin motor el 5 de agosto de 1.954 e hizo un total de 17 vuelos (4 deslizamientos y 13 propulsados) antes de su pérdida el 27 de septiembre de 1.956. El Capitán Milburn Apt, había volado el avión a una velocidad récord de Mach 3.2 (2.094 mph),  y se convirtió en la primera persona en superar Mach 3. Durante ese último vuelo, se produjo un acoplamiento inercial y el piloto murió. El avión sufrió pocos daños en el accidente, y se propuso utilizarlo en un programa a Mach 5.



Restos del X-2


En 1.953, el segundo X-2 (675) se perdió en una explosión en vuelo, durante un vuelo cautivo, y fue lanzado al Lago Ontario. El 12 de mayo de 1.953 el avión explotó durante una prueba de límite liquido-oxigeno, quitando la vida al piloto Jean Ziegler, y al tripulante del B-50 Frank Wolko. Casi no se recuperaron restos del aparato, por lo que no se pudo determinar la causa de la explosión. Sin embargo, investigaciones de explosiones similares en el X-1, el X-1A y el X-1D, probablemente el problema se debió a las juntas de cuero, que exudaba fosfato de tricresilo. Una sustancia que causó detonaciones en la atmósfera de los tanques de oxigeno liquido de los aviones.






En esta imagen, el X-2 (674) se aleja de la nave nodriza el Boeing B-50. El Teniente Coronel Frank "Pete" Everest pilotó este avión en su primer vuelo sin motor el 5 de agosto de 1.954. Hizo su primer vuelo con cohete el 18 de noviembre de 1.955, y su primer vuelo supersónico el 25 de abril de 1.956, logrando una velocidad de Mach 1.40. En julio llegó a conseguir una velocidad de Mach 2.87. El X-2 (674) continuó volando hasta hacer un total de 17 lanzamientos. El 7 de septiembre de 1.956, el Capitán Iven Kincheloe se convirtió en el primer hombre en superar los 100.000 pies, alcanzando una altitud de 126.200 pies.






En el vuelo en que el Capitan Milburn Apt. batió el récord de Mach 3, y cuando viajaba a esa velocidad de regreso a la base de Edwards, el avión cayó fuera de control. El piloto intentó recuperar el control del avión, y separó la capsula de escape demasiado tarde, dado que impactó en el suelo de Edwards. El resto del X-2 se estrelló a cinco millas de distancia.






Otro de los problemas que tuvo el X-2 (675) en 1.952 fue su tren de aterrizaje de cola colapsado, después de aterrizar en el primer vuelo de planeo en la base de Edwards. El avión se inclinó al aterrizar, se deslizó a lo largo de su patín principal y contactó con el suelo con el patín del paragolpes del extremo derecho, lo que provocó su rotura. La rueda del morro se había derrumbado al entrar en contacto con el suelo. En la foto se observa al piloto de pruebas Jean Ziegler, que todavía está en la cabina mientras los asistentes de tierra se paran junto al avión. Este piloto se destruyó en una explosión en un vuelo cautivo.







Foto de grupo del personal de la base aérea de Edwards junto al X-2 (674) y su piloto Iven Kincheloe, y el B-50 junto a su tripulación. Kincheloe habia realizado cerca de 100 misiones de combate en Corea con un avión F-86, y había derribado 10 aviones enemigos. Antes de tener la oportunidad de volar ese avión, Kincheloe perdió la vida el 26 de julio de 1.958 en un accidente de su avión F-104.








X-2 high altitude launch from B-50...








X-3   (1.953 - 1.955)



El avión X-3 Stiletto era un avión a reacción mono-plaza con un fuselaje delgado y una nariz cónica larga. La principal misión del X-3 era investigar las características de diseño de un avión adecuado para velocidades supersónicas sostenidas.






X-3 Stiletto...








El X-3 tenía el armazón supersónico más refinado de su época. Incluía el uso del Titanio en los principales componentes del fuselaje. Su largo fuselaje le otorgaba al Stiletto una relación de alta finura y una relación de aspecto baja (en otras palabras, un fuselaje con alas cortas y rechonchas). A pesar de esta refinada configuración, la velocidad máxima que alcanzó fue Mach 1.21. Ahora bien, el avión era lento y poco potente. El X-3 también demostró inestabilidad de acoplamiento durante bruscas maniobras de balanceo, lo que podría hacer que se descontrolara, como ocurrió en un vuelo el 27 de octubre de 1.954.






La principal contribución del X-3 fueron los datos sobre el acoplamiento inercial (divergencia de balanceo), una tendencia a divergir de la trayectoria de vuelo prevista. Este avión voló 20 veces entre 1.954 y 1.956, Joe Walker fue el piloto en todas ellas.







Bella imagen desde arriba del Stiletto X-3...







El primer vuelo del X-3 fue en octubre de 1.952 con el piloto de pruebas Douglas Bridge Bridgeman.








X-3 tenía un fuselaje largo montado en un avión delgado con unas alas pequeñas.







Stiletto X-3 remolcado hacia el hangar de la NACA...








X-3 pre-flight calibration, test flight and landing...













Foto grupal de Douglas Airplanes en 1.954. En primer plano tenemos un X-3 (49-2892), D-558-I, XF4D-1 (prototipo de caza a reacción), D-558-II (143).






En esta foto de 1.953 vemos algunos aviones dedicados a la investigación de vuelo de alta velocidad. El X-3 se encuentra en el centro, y en sentido horario desde la izquierda, X-1A (48-1384), D-558-1 (142), XF-92A, X-5, D-558-2 y X-4.








X-4 Bantam  (1.950 - 1.953)




El avión X-4 Bantam era para un solo piloto, ala barrida y sin cola. Sin superficies horizontales de cola, su misión era obtener datos en vuelo sobre la estabilidad y el control de aeronaves sin cola a altas velocidades transónicas o subsónicas. Los dos aviones X-4 tenían 23 pies de largo (7 metros), 14 pies de alto ( 4,3 metros), y una envergadura de 26 pies (7,9 metros). 













El X-4 estaba propulsado en sus comienzos por dos motores turboreactores. Estos motores impulsaron al X-4 a velocidades de 630 millas por hora (1.013 km/h) y altitudes de 43.300 pies.







El primer vuelo del X-4 fue el 16 de diciembre de 1.948, el piloto era Charles Tucker. Tras la prueba, los dos aviones X-4 fueron entregados a la NACA para el programa de investigación.






El primer X-4 6676, exhibió características diferentes de vuelo deficientes y se dejó de usar a los 10 vuelos. Luego se usó como piezas para mantener el segundo X-4, el programa de vuelo terminó en 1.953.







El X-4 ayudó a demostrar que las superficies de la cola son importantes para un efectivo control adecuado en el rango de velocidad transónica, y también se usó para investigar los problemas característicos de aviones sin cola a velocidades bajas, como la estabilidad longitudinal marginal y el control.







Prueba de vuelo del X-4 Bantam 6677, que actualmente está en exhibición en el Museo Nacional de la Fuerza Aérea Wright Patterson cerca de Dayton Ohio.  El X-4 Bantam 6676 está esperando su restauración en el Museo de Pruebas de Vuelo de la Fuerza Aérea en Edwards Air Force Base, California.






Preparando un vuelo en 1.952, el piloto Joe Walker discute los puntos de la prueba de vuelo con el ingeniero Donald Bellman.







Como podemos observar, el diseño del X-4 permitía desmontarlo en dos piezas, por detrás de los motores, sobre todo para realizar tareas de mantenimiento e instrumentación.






X-5  (1.950 - 1.954)



El X-5 se probó desde 1.951 hasta 1.954, su primer vuelo fue el 20 de junio de 1.951. Fue el primer avión capaz de barrer sus alas de vuelo y ayudó a comprender los ángulos de barrido de las alas de 20, 45 y 60 grados a velocidades subsónicas y transónicas.






El X-5 (50-1838) voló para la NACA desde 1.952 hasta finales de 1.955. El X-5 (50-1839) solo fue operado por Bell y la Fuerza Aérea, por desgracia se perdió en un accidente en 1.953.







El X-5 era un avión de una sola plaza, propulsado por un motor a reacción J-45-A, y medía 36 pies de largo (11 m), con una envergadura de 19 pies (5,6 m - con las alas barridas para atrás 60 grados). 








Los resultados del programa de investigación demostraron que el principio de barrido de ala variable funcionaba. Con las alas completamente extendidas, el rendimiento a baja velocidad se mejoró para el despegue y el aterrizaje, y cuando retrocedió se mejoró el rendimiento a alta velocidad y se redujo la resistencia aerodinámica. Los pilotos descubrieron que se podía utilizar el barrido de las alas variables como control táctico para superar al avión acompañante durante las misiones de investigación. Las pruebas de vuelo del X-5 proporcionaron algunos antecedentes para el diseño del F-111 y el avión táctico F-14 de la marina.







Vista frontal del X-5 frente al hangar, parece ser que le había puesto una multa, jajajaja...








Exposición múltiple que ilustra la capacidad del ala de barrido variable del X-5.






Fotografía del hangar en 1.953, donde observamos en sentido horario: un YF-84A, D-558-1, D-558-2, B-47, X-1 (2) y XF-92A. En la parte trasera del B-47 LX: X-4, F-51, D-558-1 y X-5.







Programa X...








....otros aviones del programa X:






NASA






NASA






NASA






NASA


Fuente: Dryden Fligth Research Center (NASA)


lunes, 8 de enero de 2018

El programa del avión X-1 (2ª Parte)






El programa del avión X-1 incluía romper la barrera del sonido. El primer avión utilizaba un ala de barrido variable en vuelo, además fue el primero en volar a altitudes superiores a 30.000, 60.000 y 90.000 metros. Fue el primer avión en utilizar metales de aleación exóticos para la estructura primaria y probar los motores de cohetes. Una novedad fue usar el propulsor a reacción para el lanzamiento y el aterrizaje. Voló a tres, cuatro, cinco y seis veces la velocidad del sonido. También fue el primero en probar las teorías de control de flujo de aire de la capa límite sobre un ala completa a velocidades transónicas.





Desde el comienzo de las operaciones tripuladas del vuelo del programa en 1.946, hubo 15 accidentes mayores con la muerte de cuatro pilotos que se asociaron a las pruebas de los aviones. Tres de estas muertes fueron del programa X-2, volando entre 1.952 y 1.956, y los otros ocurrieron en 1.967 durante el vuelo del avión X-15.






El X-1B fue el primer avión en volar con un sistema de control a reacción, un prototipo del sistema de control utilizado en el X-15. A mitad del programa de pruebas, el X-1B estaba equipado con un motor XLR-11RM-9 de Reacción Motors Inc. que difería de los otros XLR-11, solo en tener una chispa eléctrica, un tipo de interruptor de baja tensión de ignición en lugar del tipo de alta tensión más antiguo. Esta avión completó un total de 27 vuelos con planeador, y propulsados por 8 pilotos de pruebas de la USAF y dos de la NACA (NASA).






El X-1B era un X-1 de segunda generación utilizado por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos para familiarizarse con el piloto antes de ser entregado a la NACA de 1.954. El X-1B tenía un fuselaje modificado con mayor capacidad para tanques de combustible, una cabina mejorada y un sistema de combustible turbo-bombeado en comparación con el X-1. Fue un avión que se usó para la investigación de control aerodinámico y control de reacción desde 1.956 hasta 1.958.





La aeronave estaba equipada con instrumentación especial para las pruebas exploratorias de calentamiento aerodinámico. 





El X-1B fue entregado al Museo de la Fuerza Aérea en la Base de Wright-Patterson en Dayton, Ohio, el 27 de enero de 1.959 para ser exhibido. Los aviones X-1 de segunda generación tenían 35,8 pies (10,9 metros) de largo y una envergadura de 28 pies (8,5 metros).





El X-1B realizó 10 vuelos en un período de tres meses por ocho pilotos diferentes. En enero de 1.957, el piloto Jack McKay llegó a Mach 1,94  de velocidad. Los ingenieros del proyecto creían que los datos podrían dar futuras naves militares a Mach 2.







Ofreció un fantástico banco de pruebas para la instalación de control de reacción. En noviembre de 1.957, los técnicos de la NACA terminaron de instalar los controles de reacción en el X-1B. El piloto Neil Armstrong (que fue el primer hombre en poner un pie en la Luna) realizó tres vuelos en el avión para experimentar el rendimiento de los controles de reacción. Hubo una serie de grietas en los tanques de combustible que forzaron su aterrizaje en 1.958.






El  X-1B, junto con sus gemelos X-1A y X-1D, tenía mejores sistemas de propulsión, mayor capacidad de combustible, una cabina y un dosel con un diseño más tradicional, y un fuselaje casi cinco pies (1,5 m) más largo que el avión original.






El panel de instrumentos era bastante convencional en apariencia, y bastante típico de los años cincuenta. La instrumentación de vuelo primaria estaba centrada, con interruptores e instrumentos del sistema de propulsión, y el equipo de prueba estaba disperso por todo el espacio disponible. Los pedales y la palanca central sin controles laterales formaban parte del paquete de la cabina.








En la siguiente imagen podemos observar en el lecho del lago de pruebas en 1.955, de izquierda a derecha, X-1E, D-558-II y X-1B.







El avión X-1E es el último de la serie de aviones X-1, se utilizó para obtener datos en vuelo al doble de la velocidad del sonido, con especial énfasis en investigar las mejoras logradas con el ala de alta velocidad. El avión fue el primero en volar de manera supersónica con un ala de 4%, por tanto, fue el primero en demostrar la capacidad de Mach Alta, y la estabilidad adecuada utilizando una sección delgada de perfil aerodinámico. X-1E realizó 26 vuelos, y un vuelo cautivo tan solo con dos pilotos de pruebas. Voló a Mach 2,24 y a una altitud de 73,458 pies (22.389 m). Igualmente fue lanzado por un Boeing B-29 como sus predecesores.






Durante  marzo de 1.954, el nuevo X-1-2 se convirtió oficialmente en el X-1E. Las modificaciones incluían la configuración de una nueva cabina que acomodara el asiento de eyección, además de una nueva ala. El asiento de eyección estaba propulsado por un cohete, muy rudimentario en cuanto a su diseño y rendimiento. Las alas llevaban 343 medidores de tensión y de temperatura para medir las cargas estructurales y calentamiento aerodinámico. Su delgadez permitió que el X-1E volara casi dos veces más rápido que el X-1-2. En diciembre de 1.957 se instalaron dos aletas gemelas para mejorar la estabilidad direccional para velocidades altas. El motor no tenía acelerador, sino que dependía de la ignición de la cámara para variar la velocidad.






La siguiente imagen muestra un X-1E frene al Centro de Investigación de Vuelo de la Base de la NASA Dryden, Edwars, California. Comenzó su vida como un X-1-2, un avión de primera generación, y fue retirado el 6 de noviembre de 1.958.






Para comenzar su vuelo, el X-1E se cargaba bajo la nave nodriza, que era un Boeing B-29. Los aviones X habían sido originariamente bajados a un pozo de carga, y el avión de lanzamiento remolcado sobre el foso, donde el avión era izado con correas hacia la bahía de bombas. A principios de la década de 1.950 se había instalado un elevador hidráulico en la rampa de la Estación de Vuelo de la NACA para elevar el avión de lanzamiento.






Imagen del famoso piloto Joe Walker con un traje de presión junto al X-1E, donde podemos observar los dados y "little Joe" pintados bajo la cabina del avión (little Joe es el término del argot de un jugador de dados con dos doses). Cinco años después, cuando Walker alcanzó los 354.200 pies en un X-15, ese avión llevaba ilustraciones similares, "Little Joe the II". 






Imagen de la preparación de la carga del X-1E en el B-29 para un vuelo cautivo...






En la imagen podemos observar una prueba de motor, el cohete se regaba con agua durante la prueba para mantenerlo fresco. Cosa que ayudaba a eliminar cualquier químico que pudiera derramarse.






Foto de después del séptimo vuelo del X-1E Joe Walker, el 18 de junio de 1.956. Los X-1 de primera generación eran conocidos por los fallos en el tren delantero, y el X-1E no era una excepción. No se producían graves daños, pero requerían varios días para su reparación.







El avión B-29 llevaba al X-1E a una altitud de 25.000 pies, en cuanto todos los sistemas estaban listos, se lanzaba al avión. En ese momento, el piloto activaba los motores de los cohetes y seguía un plan de vuelo predeterminado tanto de altitud y de velocidad, realizando las maniobras establecidas, y regresando al Rogers Dry Lakebed para aterrizar.






El calentamiento aerodinámico del X-1E provocó que los alerones, el timón y los elevadores permanecieran sin pintar durante el programa de prueba de vuelo. Cuando se agregaron las aletas ventrales, también se dejaron sin pintar. El 31 de agosto de 1.956, el avión alcanzó una velocidad máxima de 1.480 millas por hora (Mach 2.24).






El X-1E tenía una nueva ala delgada, un dosel escalonado y un sistema de combustible de baja presión. Voló hasta 1.958, y cerró la saga de los X-1 después de doce años de investigación.







Resumiendo, se construyeron tres X-1, el primero de los cuales fue lanzado al aire sin alimentación, desde un Boeing B-29 Superfortress el 19 de enero de 1.946. Los vuelos con motor comenzaron en diciembre del mismo año, y el 14 de octubre de 1.947 el primer X-1 pilotado por el Capitán Charles E. Yeager, se convirtió en el primer avión en sobrepasar la velocidad del sonido, alcanzando 670 mph o Mach 1.015 a una altitud de 42.000 pies. El segundo X-1 fue utilizado por la NACA para la investigación de vuelos de alta velocidad. El tercer avión se destruyó durante las operaciones de carga de combustible después de completar solo un vuelo de deslizamiento sin motor.





El X-1A era similar al X-1, excepto por tener bombas de combustible turboalimentadas (en lugar de un sistema que usaba nitrógeno bajo presión), un nuevo techo de cabina, un fuselaje más largo y una mayor capacidad de combustible. En este avión, se alcanzó una velocidad de Mach 2.435 el 12 de diciembre de 1.953, y el siguiente junio se alcanzó una altitud de 90.000 pies. En septiembre de 1.954 el avión fue entregado a la NACA, y el 20 de julio de 1.955 hizo su primer y único vuelo para la NACA antes de ser destruido el 8 de agosto de 1.955.






El X-1B era similar al X-1A a excepción de tener un ala ligeramente diferente. Este avión fue utilizado también para la investigación de alta velocidad. Voló para la NACA hasta enero de 1.958. Después del X-1B se proyectó el X-1C, que se canceló mientras aún estaba en etapa de maqueta, y también el X-1D. El último avión fue destruido en agosto de 1.951 después de ser expulsado de un avión B-50. El último de la serie fue el X-1E, que fue el segundo de los originales X-1 equipados con nuevas alas, bombas de combustible turbo-impulsadas y un paracaídas con borde de cuchilla. Este avión fue modificado, y voló exclusivamente para la NACA. Hizo su primer vuelo el 12 de diciembre de 1.955 y voló hasta noviembre de 1.958.




Fuente: NASA Dryden