De-a lungul istoriei aviației, Statele Unite au experimentat cu unele dintre cele mai îndrăznețe și neconvenționale aeronave create vreodată. Într-un efort de a cuceri viteza, altitudinea și necunoscutul, au fost dezvoltate „avioanele X” – prototipuri secrete, construite nu pentru război, ci pentru a testa limitele fizicii și curajul uman.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
„Avioanele X” sunt mașini radicale, adesea bizare, care împing limitele posibilului într-o măsură uimitoare, uneori cu prețul vieții piloților de testare.
Aceste aparate, adesea stranii și instabile, au oferit date esențiale despre zborul supersonic, comportamentul materialelor la viteze extreme și controlul în atmosferă rarefiată. Unele au scris istorie, altele au fost eșecuri spectaculoase, dar toate au contribuit la progresul tehnologic și științific.
Am selectat 10 dintre cele mai reprezentative astfel de aeronave – unele excelente și altele teribile – pentru a ilustra realizările lor incredibile, dar și pentru a înțelege mai bine cum arăta viitorul… înainte să devină prezent.
10. Boeing X-32
Puține alte aeronave experimentale au devenit mai populare. Asemănarea admisiei de aer a lui X-32 cu un zâmbet vesel i-a adus lui Boeing X-32 o popularitate surprinzătoare, care depășește cu mult cariera sa de zbor din 2000-2001.
X-32 a fost construit ca o aeronavă demonstrativă conceptuală pentru programul care a dus în cele din urmă la Lockheed Martin F-35 Lightning II de astăzi.
Una dintre cele mai dificile sarcini pe care a trebuit să le îndeplinească varianta B a X-32 a fost decolarea și aterizarea verticală. În timp ce rivalul X-35 folosea tracțiune vectorială și un ventilator de portanță, X-32 a venit cu o soluție diferită: tracțiunea vectorială a evacuării principale a fost combinată cu două duze de portanță în fuselaj.
X-32 s-a dovedit a fi un design problematic. Configurația de bază era diferită de ceea ce ar fi un F-32 noțional, ceea ce nu a impresionat Departamentul Apărării.
De asemenea, aeronava era supraponderală și slab dezvoltată, iar decolarea verticală necesita îndepărtarea prealabilă a unei secțiuni a aeronavei.
Rivalul Lockheed Martin X-35 a fost selectat, ceea ce a dus la apariția modelului F-35 Lighting II în serviciu astăzi.
Deși fără succes, Boeing X-32 a avut un design carismatic și intrigant, care a oferit o abordare foarte diferită a creării unui bombardier de vânătoare supersonic stealth cu o aterizare verticală și cu decolare scurtă (STOVL).
9. Grumman X-29
Astăzi, aproape fiecare aeronavă care călătorește cu o viteză mai mare de 800 km/h are o aripă înclinată spre spate sau delta. Totuși, aceasta nu este singura soluție pentru zborul de mare viteză: aripa înclinată spre înainte oferă mai multe avantaje (pentru aceeași suprafață dată a aripii), printre care un raport portanță-rezistență mai mare, o agilitate mai bună, o rază de acțiune mai mare la viteze subsonice, o stabilitate îmbunătățită la unghiuri de atac mari și o distanță de decolare și aterizare mai scurtă.
În 1977, datorită apariției unor materiale mai rezistente, Agenția pentru Proiecte de Cercetare Avansată în Apărare din SUA (DARPA) a revenit la această idee promițătoare și, împreună cu Laboratorul de Dinamica Zborului al Forțelor Aeriene ale SUA (acum Laboratorul de Cercetare al Forțelor Aeriene), a emis propuneri pentru o aeronavă de cercetare concepută pentru a explora conceptul de aripă înclinată spre înainte.
Pentru a economisi timp și bani, compania Grumman a propus un X-29 care a reciclat multe piese de la alte aeronave existente și a respins o ofertă rivală a General Dynamics cu un F-16 modificat. Cele două aeronave X-29 au zburat la Centrul de Cercetare a Zborului Ames-Dryden al NASA (acum Centrul de Cercetare a Zborului Armstrong) de la Baza Forțelor Aeriene Edwards, California, din 1984 până în 1992.
Aripile orientate spre înainte erau montate mult în spate, cu canarduri (stabilizatoare orizontale pentru controlul tangajului) în fața aripilor. X-29 a demonstrat o manevrabilitate uimitoare, performanțe supersonice și o structură impresionant de ușoară. Aerul care se mișcă peste aripile orientate spre înainte curge spre interior, spre rădăcina aripii, în loc să se îndrepte spre exterior (ca la o aeronavă convențională). Acest flux de aer invers a împiedicat vârfurile aripilor și eleroanele acestora să se blocheze la unghiuri mari.
8. Convair X-6
Este un fapt uluitor că SUA au depus eforturi mari pentru a crea un bombardier strategic cu propulsie nucleară între 1946 și 1961, cheltuind echivalentul a peste zece miliarde de dolari pentru acest lucru.
Fără a se baza pe combustibil lichid pentru avioane, se spera că astfel de aeronave ar putea zbura săptămâni întregi, oferind o stare constantă de pregătire și o rază nelimitată de acțiune pentru a lovi orice țintă.
Convair X-6 a fost un avion X-avion propus, convertit din NB-36H pentru a maturiza tehnologia bombardierelor nucleare. Convair NB-36H a fost o aeronavă experimentală care transporta un reactor nuclear, dar nu îl folosea pentru a alimenta aeronava, ci era acolo pentru a testa siguranța blindajului și funcționarea în aer.
Extrem de alarmantul NB-36H a zburat un total de 215 ore în 47 de misiuni, timp de 89 dintre acestea reactorul fiind operațional. Experimentele au avut loc între 17 septembrie 1955 și martie 1957 deasupra New Mexico și Texas.
În 1961, președintele Kennedy a anulat întregul program, invocând imaturitatea tehnologiei și costurile mari implicate.
Convair X-6 în sine nu a zburat niciodată, ceea ce mulți oameni, având în vedere riscurile catastrofale ale unui potențial accident, ar putea considera un lucru bun.
7. Ryan X-13 Vertijet
O abordare a decolării și aterizării verticale a fost „coada”. Aceasta este o aeronavă care decolează (și adesea aterizează) cu botul în aer și coada la sol. Este o tehnologie dificilă, care necesită o tranziție stângace (și potențial mortală) de la zborul orizontal la cel vertical. O altă dificultate pentru un pilot cu coadă este poziția și vederea pilotului.
Aeronava cu aripi delta (triunghiulare) folosea un turboreactor britanic Rolls-Royce Avon RA.28. Controlul tangajului și al girației în planare era realizat prin tracțiunea vectorizată a motorului, în timp ce controlul ruliului era asigurat de mici motoare cu compresor.
Aeronava a zburat pentru prima dată pe 10 decembrie 1955 și, în timpul testelor, a atins o viteză maximă destul de modestă, de 560 km/h.
X-13 a avut mai mult succes decât frații săi cu turbopropulsoare, dar susținea o abordare greșită. În încercarea de a promova aeronava, Ryan a aranjat ca X-13 să traverseze râul Potomac și să aterizeze la Pentagon.
Raportul tracțiune-greutate de 1,48 era extrem de impresionant și unul dintre cele mai mari din istorie. Pentru a pune acest lucru în context, puternicul avion de vânătoare F-22 Raptor de astăzi are un raport maxim tracțiune-greutate de aproximativ 1,25.
6. Bell X-22
O modalitate de a realiza decolarea și aterizarea verticală este de a direcționa tracțiunea prin rotirea întregului motor. Avioanele cu elice montate în conducte pivotante la vârful aripilor au fost un element de bază al science fiction-ului de ceva vreme. În realitate, însă, sunt chiar mai vechi. Ele datează cel puțin de la primul nodel X-22, realizat în 1966.
Elicele cu trei pale ale lui X-22 erau montate pe patru aripi. Ele erau acționate de patru turbine cu gaz, montate în perechi pe aripile din spate. Controlul se realiza prin înclinarea palelor elicei și utilizarea suprafețelor de control (elevatoare și eleroane), care erau situate în aval de elice.
Bell X-22 a fost creat pentru a explora plauzibilitatea unui transport rapid de trupe VTOL și problemele de controlabilitate ale conductelor pivotante la vârful aripilor.
A zburat pentru prima dată pe 17 martie 1966. A atins o viteză maximă de 515 km/h, mult mai rapidă decât un elicopter convențional, dar puțin sub viteza țintă de 525 km/h.
Astăzi, armatele SUA și Japoniei operează Bell Boeing V-22 Osprey. Osprey nu are un design cu aripă înclinată, ci un design cu rotor înclinat în care se mișcă doar motorul.
Au existat mai multe motive pentru care rotorul înclinat a avut mai mult succes decât aripa înclinată, Cel mai important este „efectul de velă” al aripii înclinate în timpul decolării și aterizării, care este foarte greu de controlat.
5. Douglas X-3 „Stiletto”
Fie și numai din punct de vedere vizual, extraordinarul și elegantul Douglas X-3 pare a fi cel mai rapid avion construit vreodată; botul său alungit, asemănător unui ac, și aripa minusculă sugerează o rapiditate uimitoare. Într-adevăr, a fost construit pentru a fi una dintre cele mai rapide aeronave din lume, studiind zborul prelungit la Mach 2+.
Cu toate acestea, aspectul vizual poate fi înșelător, iar X-3 a reușit să atingă mai puțin de jumătate din viteza maximă dorită. În loc de Mach 2+, nu a reușit să atingă nici măcar Mach 1 în zbor orizontal, în mare parte din cauza faptului că era cronic subputernic. Spre deosebire de Bell X-1 și X-2 anterioare, X-3 urma să utilizeze motoare cu reacție, dar acest lucru ar fi cauzat probleme.
Problemele legate de dezvoltarea motorului au dus la o putere cu 18% mai mică decât cea necesară pentru X-3. Tipul de motor planificat inițial, Westinghouse J46, a crescut prea mult în diametru pe parcursul dezvoltării sale și a fost înlocuit cu un tip de motor mai mic și mai slab, Westinghouse XJ34-WE-17.
Deși nu și-a atins obiectivele, X-3 a fost, cel puțin, un pionier în utilizarea titanului în structurile majore ale aeronavelor și, mai puțin lăudabil, în atingerea uneia dintre cele mai mari viteze de decolare de 418 km/h. Un efect secundar util al acestei decolări de mare viteză a fost că a inspirat o nouă generație de anvelope cu o rezistență mai mare la căldură!
4. Hiller X-18 „Propelloplane”
Eliminarea nevoii de pistă oferă unei aeronave un grad enorm de flexibilitate, permițând operațiuni oriunde este necesar. Deși un elicopter poate decola și ateriza vertical, este mult mai lent decât un avion. Căutarea unei forme mai rapide de decolare și aterizare verticală (VTOL) a fost abordată în multe moduri diferite.
O modalitate de a influența zborul vertical este rotirea întregii aripi, inclusiv a motoarelor sale, cu 45 de grade, un concept cunoscut sub numele de „aripă înclinată”. Constructorii lui X-18, pentru a economisi bani, au fost preluat multe piese de la alte aeronave și proiecte. Motoarele masive cu turbofan, cuplate, au fost preluate dintr-un proiect de avion de vânătoare VTOL anulat. Controlul în tangaj provenea de la un motor cu reacție Westinghouse J34.
X-18 a zburat pentru prima dată pe 24 noiembrie 1959 și două probleme ale conceptului au fost curând clare. O aripă verticală mare acționează ca o velă de barcă, afectând controlabilitatea în ciclul de aterizare și decolare, iar dacă un set de motoare cuplate s-ar defecta, rezultatul ar fi dezastruos. Soluția la ultima problemă ar fi conectarea încrucișată a ambelor seturi de motoare la ambele elice, o soluție complexă utilizată astăzi la V-22 Osprey.
X-14 nu a fost prima încercare de înclinare, conceptul german Weserflug P.1003 fiind anterior aeronavei cu aproximativ 21 de ani.
X-14 nu avea să fie nici ultimul. Conceptul de înclinare a revenit în 2018 în Airbus A³ Vahana, un demonstrator tehnologic pentru mașini zburătoare semiautomate.
3. North American X-15
Seria americană de avioane X cu echipaj uman, din ce în ce mai rapide, a atins apogeul cu spectaculosul North American X-15, o aeronavă de neegalat care rămâne cea mai rapidă aeronavă cu echipaj uman realizată vreodată, în ciuda faptului că recordul a fost stabilit în 1967.
Purtat la înălțime cuibărit sub aripa navei sale mamă NB-52, a fost lansat la o altitudine de 15.000 de metri, cu o viteză de aproximativ 800 kmh. Atunci, propulsia sa de rachetă împingea aeronava la viteze peste Mach 6 și altitudini mai mari de 100 de kilometri.
Motorul rachetă XLR-99, utilizat în majoritatea zborurilor X-15, genera o tracțiune de 25.000 kg, mai mult decât două motoare Eurofighter Typhoon cu postcombustie completă. Funcționa cu amoniac anhidru și oxigen lichid.
Racheta funcționa doar timp de 80 până la 120 de secunde, după care urma un zbor de 8 până la 12 minute fără propulsie, care se încheia cu o aterizare planată la 320 km/h. X-15 a fost un program de cercetare hipersonică, iar lecțiile învățate din acesta au ajutat la dezvoltarea programelor Mercury, Gemini, Apollo și navetei spațiale.
2. X-62 VISTA (Avion de testare în simulator de zbor cu stabilitate variabilă)
Avionul de vânătoare versatil F-16 a fost folosit adesea în domeniul cercetării. De-a lungul anilor, avioanele F-16 au fost echipate cu o gamă ciudată de aripi, servicii de control, orificii de admisie, duze și „cutii negre”. X-62 este unul dintre cele mai recente modele din această lungă linie de avioane F-16 de cercetare.
Începând ca o conversie NF-16D a F-16, acesta avea o duză a motorului cu vectorizare a tracțiunii multiaxiale (MATV) care permitea un grad ridicat de control activ al aeronavei într-o situație post-angajare. Mai simplu spus, tracțiunea aeronavei putea fi direcționată pentru a permite un zbor controlat în direcții (sau atitudini față de direcția de zbor) aparent imposibile. Acest lucru putea fi folosit pentru un avantaj decisiv într-o luptă aeriană, dar are și alte utilizări interesante.
Aeronava putea fi chiar programată să zboare în moduri similare cu multe alte tipuri, un instrument excelent de antrenament. Prin respectarea diferitelor legi de control, aeronava poate fi adaptată pentru a avea caracteristicile de manevră ale unei varietăți de tipuri, inclusiv ale unor tipuri care nu au zburat încă sau ale unor tipuri inamice.
Mai târziu în cariera sa, a fost redenumit X-62 pentru a recunoaște pe deplin contribuția sa la cercetarea de vârf. A revenit pentru a explora pilotajul autonom al unei aeronave prin inteligență artificială. Într-un moment istoric, X-62, pilotat de inteligență artificială, a „luptat” cu alte avioane de vânătoare americane într-o simulare de luptă aeriană și s-a descurcat extrem de bine.
1. Bell X-1 Common
Avioanele cu motor cu piston din cel de-al Doilea Război Mondial puteau atinge în picaj viteze apropiate de viteza sunetului (în jur de 1200 km/h la nivelul mării), dar au scos la iveală unele caracteristici ciudate, imprevizibile și periculoase, la astfel de viteze. O neînțelegere mediatică a acestui lucru a creat o idee populară despre o viteză aparent imposibil de depășit, așa-numita „Barieră sonoră”.
Noile tehnologii de propulsie cu reacție și rachete au făcut posibil zborul supersonic. Într-adevăr, rachetele germane V2 zburaseră cu 5680 km/h în timpul războiului. Ceea ce era necesar era o aeronavă cu echipaj pentru a demonstra că zborul supersonic era sigur pentru o persoană și pentru a înțelege pe deplin particularitățile aerodinamice.
Un motor de rachetă era cea mai simplă modalitate de a genera o tracțiune suficientă, dar consumul său prodigios de combustibil însemna că o astfel de aeronavă trebuia lansată de pe o navă-mamă la altitudine, pentru a evita procesul de decolare și urcare la înălțime, care consuma mult combustibil.
Bell X-1 avea o formă bazată pe un glonț de calibru .50, cu o aripă mică și dreaptă. Pe 14 octombrie 1947, pilotul de testare Charles „Chuck” Yeager a pilotat X-1, poreclit Glamorous Glennis după soția sa. El a fost lansat de pe o „navă-mamă” B-29 și a atins o viteză de Mach 1,06.
Bell X-1 a fost prima aeronavă care a depășit așa-numita „barieră sonoră” în zbor controlat la nivel.
