Jediný hypersonický stroj s posádkou v historii. To je nejrychlejší letoun na světě X-15

Letoun North American X-15, který byl vypuštěn 17. září 1957, je jedním z nejneobvyklejších letadel v historii letectví. Letadlo nebylo schopno samostatně vzlétnout, za minutu spálilo tuny paliva a navíc v určitém okamžiku letu přestala fungovat kormidla. Přesto se mu podařilo stanovit rekordy, které nikdo jiný nepřekonal po více než půl století.

7270 km/h (více než 2 km/s), této rychlosti dosáhl 3. října 1967 pilot letounu X-15 William J. Knight, kterému kolegové přezdívají Pete. Jím pilotovaný první a dosud jediný pilotovaný hypersonický letoun v historii byl skutečným zázrakem techniky. Při délce 15,5 metru měl rozpětí křídel pouhých 6,7 metru a jeho trup v příčném řezu připomínal šroub kuše.

North American X-15 byl poháněn motorem XLR99-RM-2, který spaloval obrovské množství paliva ve formě bezvodého čpavku a kapalného kyslíku. Tah motoru (ve velké výšce) byl 311,47 kN. Pro srovnání, motor letounu F-16, Pratt & Whitney F100-PW-229, poskytuje maximální tah „pouze“ 129,6 kN.

5 tun paliva za minutu

Přestože palivo tvořilo téměř polovinu hmotnosti letadla o hmotnosti 15,4 tuny, vydrželo velmi krátkou dobu. Motor běžel asi 80 sekund. U verze X-15A-2, vybavené přídavnou nádrží, se doba chodu motoru prodloužila na 150 s. To vše si vyžádalo specifický způsob startu letounu – X-15 nevzlétal ze země, ale zpod křídla speciálně upraveného letounu B-52 (v průběhu programu byla k tomuto účelu použita dvě různá letadla), a to ve výšce 13 km. Díky tomu se vzlet uskutečnil ve zředěném vzduchu s menším odporem, což usnadnilo urychlení letounu X-15.

Letadlo jako rozpálená pec

Jedním z hlavních problémů, kterým vývojáři letounu X-15 čelili, byla vysoká teplota. Během letu vysokou rychlostí letadlo adiabaticky stlačuje vzduch před sebou. Ten se v důsledku zvýšení tlaku zahřívá a přenáší teplo na letící stroj.

V případě podzvukových letadel to nepředstavuje zásadní problém, teploty jsou dostatečně nízké na to, aby byl jako konstrukční materiál vhodný lehký a pevný hliník. Problémem je, že hliník začíná ztrácet své vlastnosti při teplotě kolem 130 °C.

Z tohoto důvodu jsou nejrychlejší letadla na světě, jako například MiG-25, vyráběna z jiných materiálů, například z oceli, která je těžká, nebo z titanu, který je obtížně zpracovatelný a drahý. Pro X-15 byla vyvinuta speciální slitina Inconel-X, která je přizpůsobena silnému zahřívání a skládá se ze železa, niklu a chromu.

Některé součásti byly vyrobeny z titanu a nerezové oceli. Zlepšeného odvodu tepla bylo dosaženo také pomocí žáruvzdorného černého laku, který je schopen odolat teplotám až 540 stupňů Celsia.

Zajímavé řešení bylo použito k zajištění relativního pohodlí pilota: skafandr byl naplněn dusíkem. To znamenalo, že bylo nutné létat v přetlakových, vzduchotěsných skafandrech s kyslíkovým přístrojem, protože jakákoli netěsnost a pokus o vdechnutí dusíku by skončil ztrátou vědomí a smrtí pilota (k takovým situacím dochází na Zemi, například ve skladech ovoce, kde je vzduch nahrazen dusíkem).

X-15 byl nejen velmi rychlý, ale dokázal také létat extrémně vysoko – stroj byl schopen překonat konvenční hranici vesmíru. Pro většinu světa je to Kármánova linie, stanovená na výšku 100 km, ale Američané mají svou vlastní – USAF považuje lety nad 50 mil, tedy zhruba 80 km, za lety do vesmíru.

Proto byly letouny X-15 považovány za kosmické lodě a jejich piloti překračující výšku 80 km získávali odznaky kosmonautů.

Když 15. října 1967 došlo během jednoho z letů k jediné havárii v programu X-15, byl pilot jednoho z letounů Michael J. Adams oficiálně uznán nikoliv za oběť letecké nehody, ale kosmické katastrofy, během osudné mise totiž dosáhl výšky 81 km.

Letadlo jako kosmická loď

Obrovské výšky, do kterých X-15 stoupal, znamenaly pro konstruktéry a piloty další problém. S klesající hustotou vzduchu se snižovala účinnost aerodynamických ploch letadla. Zatímco problém letu vyřešil raketový motor, klasická ocasní plocha se stala v podmínkách vakua blízkého vesmíru nepoužitelnou.

Z tohoto důvodu byl X-15 vybaven dvěma řídicími systémy. První, klasický, v podobě typického letadlového zařízení, provozovaného v zemské atmosféře.

Po vynesení nad jeho husté vrstvy bylo nutné použít další malé raketové motory. Byly umístěny v přídi a křídlech stroje a zajišťovaly jeho stabilitu v podmínkách téměř kosmického vakua.

Letoun X-15 byl vyroben pouze ve třech exemplářích, z nichž jeden byl ztracen i s pilotem při havárii. Letový program tohoto letounu byl ukončen po celkem 199 letech v prosinci 1968. Ačkoli bylo v plánu uzavřít program kulatým číslem 200 letů, zjištěné opotřebení draku znamenalo, že bezpečnost byla upřednostněna před symbolikou a od posledního letu bylo upuštěno.

Zdroj: nasa.gov