Sino X-1 -Bell X-1

X-1
Bell X-1 46-062 (em voo).jpg
X-1 #46-062, apelidado Glamorous Glennis
Função avião foguete experimental
origem nacional Estados Unidos
Fabricante Aeronave Bell
Primeiro voo 19 de janeiro de 1946
Status Aposentado
Usuários principais Comitê Consultivo Nacional da Força Aérea dos Estados Unidos para Aeronáutica
Número construído 7

O Bell X-1 ( Bell Model 44 ) é uma aeronave movida a motor de foguete , designada originalmente como XS-1 , e foi um projeto de pesquisa supersônica conjunta do Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica - Força Aérea do Exército dos EUA - Força Aérea dos EUA construído pela Bell Aeronave . Concebido em 1944 e projetado e construído em 1945, alcançou uma velocidade de quase 1.600 km/h (870 kn) em 1948. Derivado deste mesmo projeto, o Bell X-1A , com maior capacidade de combustível e portanto, maior tempo de queima do foguete, excedeu 1.600 milhas por hora (2.600 km/h; 1.400 kn) em 1954. O X-1, pilotado por Chuck Yeager, foi o primeiro avião tripulado a exceder a velocidade do som em vôo nivelado e foi o primeiro dos X-planes , uma série de aviões- foguete experimentais americanos (e aviões não-foguete) projetados para testar novas tecnologias.

Design e desenvolvimento

Desenvolvimento paralelo

motor de foguete XLR-11

Em 1942, o Ministério da Aviação do Reino Unido iniciou um projeto ultra-secreto com a Miles Aircraft para desenvolver a primeira aeronave do mundo capaz de quebrar a barreira do som. O projeto resultou no desenvolvimento do protótipo Miles M.52 movido a turbojato , projetado para atingir 1.000 milhas por hora (870 kn; 1.600 km/h) (mais do dobro do recorde de velocidade existente ) em voo nivelado, e para subir a uma altitude de 36.000 pés (11 km) em 1 min e 30 seg.

Em 1944, o projeto do M.52 estava 90% completo e Miles foi instruído a prosseguir com a construção de três protótipos. Mais tarde naquele ano, o Ministério da Aeronáutica assinou um acordo com os Estados Unidos para trocar pesquisas e dados de alta velocidade. O aerodinamicista chefe de Miles, Dennis Bancroft, afirmou que o pessoal da Bell Aircraft visitou Miles mais tarde em 1944 e teve acesso aos desenhos e pesquisas do M.52, mas os EUA renegaram o acordo e nenhum dado foi fornecido em troca. Sem o conhecimento de Miles, a Bell já havia iniciado a construção de um projeto supersônico movido a foguete próprio, com uma cauda horizontal convencional. Bell estava lutando contra o problema de controle de pitch devido a "apagar" os elevadores . Uma cauda de incidência variável parecia ser a solução mais promissora; e já tendo decidido para o M.52, os testes Miles e Royal Aircraft Establishment (RAE) apoiaram isso.

Estudos de pesquisa

O XS-1 foi discutido pela primeira vez em dezembro de 1944. As primeiras especificações para a aeronave eram para um veículo supersônico pilotado que poderia voar a 800 milhas por hora (1.300 km/h) a 35.000 pés (11.000 m) por dois a cinco minutos. Em 16 de março de 1945, a Divisão de Testes de Voo das Forças Aéreas do Exército dos EUA e o Comitê Consultivo Nacional para Aeronáutica (NACA) contrataram a Bell Aircraft Company para construir três aeronaves XS-1 (para "Experimental, Supersonic", mais tarde X-1) para obter dados de voo sobre condições na faixa de velocidade transônica.

Os projetistas da aeronave construíram um avião-foguete depois de considerar alternativas. Os turbojatos não conseguiam atingir o desempenho necessário em grandes altitudes. Uma aeronave com motores turbojato e foguete seria muito grande e complexa. O X-1 era, em princípio, uma "bala com asas", sua forma muito parecida com uma bala de metralhadora Browning calibre .50 (12,7 mm) , conhecida por ser estável em vôo supersônico. A forma foi seguida ao ponto de acomodar seu piloto atrás de uma janela inclinada e emoldurada dentro de um cockpit confinado no nariz, sem assento ejetável.

Asas varridas não foram usadas porque muito pouco se sabia sobre elas. Como o projeto poderia levar a um caça, o XS-1 deveria decolar do solo, mas o fim da guerra disponibilizou o B-29 Superfortress para levá-lo ao ar. Depois que o avião-foguete experimentou problemas de compressibilidade durante 1947, ele foi modificado com um tailplane de incidência variável após a transferência de tecnologia com o Reino Unido.

Após a conversão da cauda horizontal do X-1 para todo-movimento (ou "todo-voo"), o piloto de testes Chuck Yeager verificou experimentalmente, e todas as aeronaves supersônicas subsequentes teriam um tailplane em movimento ou seriam "sem cauda" com asas delta tipos.

O motor de foguete era um projeto de quatro câmaras construído pela Reaction Motors Inc. , uma das primeiras empresas a construir motores de foguete de propelente líquido nos EUA . foguete queimou álcool etílico diluído em água com um oxidante de oxigênio líquido . Suas quatro câmaras podiam ser ligadas e desligadas individualmente, para que o empuxo pudesse ser alterado em incrementos de 1.500 lbf (6.700 N). Os tanques de combustível e oxigênio dos dois primeiros motores X-1 foram pressurizados com nitrogênio , reduzindo o tempo de voo em cerca de 1 minuto. +12 minutos e aumentando o peso de pouso em 2.000 libras (910 kg), mas o resto usava turbobombas a gás , aumentando a pressão e o empuxo da câmara enquanto tornava o motor mais leve.

Histórico operacional

O piloto -chefe de testes da Bell Aircraft, Jack Woolams, tornou-se a primeira pessoa a pilotar o XS-1. Ele fez um voo planado sobre Pinecastle Army Airfield , na Flórida , em 19 de janeiro de 1946. Woolams completou mais nove voos planados sobre Pinecastle, com o B-29 derrubando a aeronave a 29.000 pés (8.800 m) e o pouso XS-1 12 minutos depois a cerca de 110 milhas por hora (180 km/h). Em março de 1946, o avião foguete nº 1 foi devolvido à Bell Aircraft em Buffalo, Nova York, para modificações para se preparar para os testes de voo motorizado. Mais quatro testes de planeio ocorreram no Campo Aéreo do Exército de Muroc, perto de Palmdale, Califórnia , que havia sido inundado durante os testes da Flórida, antes do primeiro teste motorizado em 9 de dezembro de 1946. Duas câmaras foram acionadas, mas a aeronave acelerou tão rapidamente que uma câmara foi girada fora até a reiniciação a 35.000 pés (11.000 m), atingindo Mach 0,795. Depois que as câmaras foram desligadas, a aeronave desceu para 15.000 pés (4.600 m), onde todas as quatro câmaras foram brevemente testadas.

Depois que Woolams morreu enquanto praticava para as National Air Races em agosto de 1946, Chalmers "Slick" Goodlin foi designado como o principal piloto de testes da Bell Aircraft para o X-1. Goodlin fez o primeiro voo motorizado em 9 de dezembro de 1946. Tex Johnston , piloto-chefe de testes da Bell e supervisor do programa, fez um voo de teste em 22 de maio de 1947, após reclamações sobre o lento progresso dos testes de voo. De acordo com Johnston, "o contrato com o Air Corps definiu os testes da Bell como verificação de sistemas a bordo, avaliação de características de manuseio, estabilidade e controle e testes de desempenho a Mach 0,99". Após o voo inicial de Johnston a 0,72 Mach, ele achou que o avião estava pronto para voos supersônicos, depois que o sistema de compensação longitudinal foi consertado e mais três voos de teste.

A Força Aérea do Exército estava descontente com o ritmo cauteloso da expansão do envelope de voo e o contrato de teste de voo da Bell Aircraft para o avião # 46-062 foi encerrado. O programa de teste foi adquirido pela Divisão de Testes de Voo da Força Aérea do Exército em 24 de junho, após meses de negociação. Goodlin havia exigido um bônus de US$ 150.000 (equivalente a US$ 1,82 milhão em 2021) por exceder a velocidade do som. Testes de voo do X-1-2 (série 46-063) seriam conduzidos pela NACA para fornecer dados de projeto para aeronaves de alto desempenho de produção posterior.

Mach 1 voo

Chuck Yeager na frente do X-1 que ele apelidou de Glamorous Glennis .

O primeiro voo supersônico tripulado ocorreu em 14 de outubro de 1947, menos de um mês após a criação da Força Aérea dos EUA como um serviço separado. O capitão Charles "Chuck" Yeager pilotava a aeronave USAF #46-062, apelidada de Glamorous Glennis por sua esposa. O avião foi lançado do compartimento de bombas de um B-29 e atingiu Mach 1,06 (700 milhas por hora (1.100 km/h; 610 kn)). Após a queima do motor, o avião deslizou para um pouso no leito seco do lago. Este era o vôo XS-1 número 50.

Yeager ultrapassou Mach 1 em 14 de outubro de 1947 no X-1.

Os três principais participantes do programa X-1 ganharam o Troféu Collier da Associação Nacional de Aeronáutica em 1948 por seus esforços. Homenageados na Casa Branca pelo presidente Truman foram Larry Bell pela Bell Aircraft, o capitão Yeager por pilotar os voos e John Stack pelas contribuições do NACA.

A história do voo de 14 de outubro de Yeager vazou para um repórter da revista Aviation Week , e o Los Angeles Times apresentou a história como manchete em sua edição de 22 de dezembro. A história da revista foi lançada em 20 de dezembro. A Força Aérea ameaçou uma ação legal contra os jornalistas que revelaram a história, mas nenhuma ocorreu. A notícia de uma aeronave supersônica de asa reta surpreendeu muitos especialistas americanos, que, como seus colegas alemães durante a guerra, acreditavam que um projeto de asa enflechada era necessário para quebrar a barreira do som. Em 10 de junho de 1948, o secretário da Força Aérea Stuart Symington anunciou que a barreira do som havia sido repetidamente quebrada por dois aviões experimentais.

Em 5 de janeiro de 1949, Yeager usou a aeronave #46-062 para realizar o único lançamento convencional (pista) do programa X-1, atingindo 23.000 pés (7.000 m) em 90 segundos.

Legado

Um selo do Serviço Postal dos Estados Unidos de 1997 comemora o Bell X-1, o primeiro avião a voar mais rápido que a velocidade do som

As técnicas de pesquisa usadas para o programa X-1 tornaram-se o padrão para todos os projetos X-craft subsequentes. O projeto X-1 ajudou a união cooperativa do pós-guerra entre as necessidades militares dos EUA, capacidades industriais e instalações de pesquisa. Os dados de voo coletados pelo NACA nos testes do X-1 provaram ser inestimáveis ​​para o projeto de caças dos EUA ao longo da segunda metade do século 20.

Em 1997, o Serviço Postal dos Estados Unidos emitiu um selo comemorativo do cinquentenário reconhecendo a aeronave Bell X1-6062 como o primeiro veículo aeronáutico a voar a velocidade supersônica de aproximadamente Mach 1,06 (1.299 km/h; 806,9 mph).

Variantes

Variantes posteriores do X-1 foram construídas para testar diferentes aspectos do vôo supersônico; um deles, o X-1A, com Yeager nos controles, demonstrou inadvertidamente uma característica muito perigosa do voo supersônico rápido (Mach 2 plus): acoplamento de inércia . Apenas as habilidades de Yeager como aviador evitaram desastres; mais tarde , Mel Apt perderia a vida testando o Bell X-2 em circunstâncias semelhantes.

X-1A em voo

X-1A

( Campainha Modelo 58A )

X-1A

Encomendado pela Força Aérea em 2 de abril de 1948, o X-1A (número de série 48-1384) destinava-se a investigar fenômenos aerodinâmicos em velocidades superiores a Mach 2 (681 m/s, 2.451 km/h) e altitudes superiores a 90.000 pés (27 km), enfatizando especificamente a estabilidade dinâmica e as cargas aéreas. Mais longo e mais pesado que o X-1 original, com um dossel escalonado para melhor visão, o X-1A foi alimentado pelo mesmo motor de foguete Reaction Motors XLR-11. A aeronave voou pela primeira vez, sem motor, em 14 de fevereiro de 1953 na Edwards AFB, com o primeiro voo motorizado em 21 de fevereiro. Ambos os voos foram pilotados pelo piloto de testes da Bell, Jean "Skip" Ziegler .

Depois que a NACA iniciou seus testes de alta velocidade com o Douglas Skyrocket , culminando em Scott Crossfield atingindo Mach 2.005 em 20 de novembro de 1953, a Força Aérea iniciou uma série de testes com o X-1A, que o piloto de testes da série, Chuck Yeager , chamada "Operação NACA Weep". Estes culminaram em 12 de dezembro de 1953, quando Yeager alcançou uma altitude de 74.700 pés (22.800 m) e um novo recorde de velocidade de Mach 2,44 (igual a 1620 mph, 724,5 m/s, 2608 km/h naquela altitude). Ao contrário de Crossfield no Skyrocket, Yeager conseguiu isso em vôo nivelado. Logo depois, a aeronave girou fora de controle, devido ao fenômeno ainda não entendido do acoplamento de inércia . O X-1A caiu da altitude máxima para 25.000 pés (7.600 m), expondo o piloto a acelerações de até 8g, durante as quais Yeager quebrou o velame com seu capacete antes de recuperar o controle.

Em 28 de maio de 1954, o major Arthur W. Murray pilotou o X-1A para um novo recorde de 90.440 pés (27.570 m).

A aeronave foi transferida para a NACA em setembro de 1954 e posteriormente modificada. O X-1A foi perdido em 8 de agosto de 1955, quando, enquanto se preparava para o lançamento da nave-mãe RB-50, uma explosão rompeu o tanque de oxigênio líquido do avião. Com a ajuda de tripulantes do RB-50, o piloto de testes Joseph A. Walker conseguiu se desvencilhar do avião, que foi então descartado. Explodindo no impacto com o chão do deserto, o X-1A se tornou o primeiro de muitos primeiros aviões X que seriam perdidos em explosões.

X-1B

( Campainha Modelo 58B )

X-1B no Museu Nacional da Força Aérea dos Estados Unidos.

O X-1B (série 48-1385) foi equipado com instrumentação de aquecimento aerodinâmico para pesquisa térmica (mais de 300 sondas térmicas foram instaladas em sua superfície). Era semelhante ao X-1A, exceto por ter uma asa ligeiramente diferente. O X-1B foi usado para pesquisa de alta velocidade pela Força Aérea dos EUA a partir de outubro de 1954, antes de ser transferido para a NACA em janeiro de 1955. A NACA continuou a pilotar a aeronave até janeiro de 1958, quando rachaduras nos tanques de combustível forçaram sua aterramento. O X-1B completou um total de 27 voos. Uma conquista notável foi a instalação de um sistema de pequenos foguetes de reação usados ​​para controle direcional, tornando o X-1B a primeira aeronave a voar com esse sofisticado sistema de controle, posteriormente utilizado no norte-americano X-15 . O X-1B está agora no Museu Nacional da Força Aérea dos Estados Unidos , Base da Força Aérea Wright-Patterson em Dayton, Ohio , onde é exibido no Maj. Gen. Albert Boyd e Maj. Gen. Fred Ascani Research and Galeria de Desenvolvimento.

X-1C

( Bell Modelo 58C ) O X-1C (série 48-1387) destinava-se a testar armamentos e munições nos regimes de vôo de alta transônica e supersônica. Foi cancelado ainda na fase de maquete, pois o desenvolvimento de aeronaves com capacidade transônica e supersônica, como o norte-americano F-86 Sabre e o norte-americano F-100 Super Sabre, eliminou a necessidade de um veículo de teste experimental dedicado.

X-1D

( Bell Model 58D ) O X-1D (série 48-1386) foi o primeiro da segunda geração de aviões-foguete supersônicos. Voado de um EB-50A (s/n # 46-006), deveria ser usado para pesquisa de transferência de calor. O X-1D foi equipado com um novo sistema de combustível de baixa pressão e uma capacidade de combustível ligeiramente aumentada. Houve também algumas pequenas mudanças na suíte de aviônicos.

Em 24 de julho de 1951, com o piloto de testes da Bell, Jean "Skip" Ziegler, nos controles, o X-1D foi lançado sobre Rogers Dry Lake , no que se tornaria o único vôo bem-sucedido de sua carreira. O planeio sem motor foi concluído após uma descida de nove minutos, mas ao pousar, o trem de pouso do nariz falhou e a aeronave deslizou desajeitadamente até parar. Os reparos levaram várias semanas para serem concluídos e um segundo voo foi programado para meados de agosto. Em 22 de agosto de 1951, o X-1D foi perdido em uma explosão de combustível durante os preparativos para o primeiro voo motorizado. A aeronave foi destruída após o impacto depois que foi alijada de sua nave-mãe EB-50A.

X-1E

( Campainha Modelo 44 )

Bell X-1-3, aeronave #46-064, sendo acoplado à nave-mãe B-50 para um teste de voo cativo em 9 de novembro de 1951. Ao ser desabastecido após este voo, explodiu, destruindo a si mesmo e ao B-50, e gravemente queimando Joe Cannon. O X-1-3 completou apenas um único voo planado em 20 de julho.

O X-1E foi o resultado de uma reconstrução do X-1-2 (série 46-063), a fim de perseguir os objetivos originalmente estabelecidos para o X-1D e X-1-3 (série 46-064), ambos perdidos por explosões durante 1951. A causa das misteriosas explosões foi finalmente atribuída ao uso de juntas de couro Ulmer impregnadas com fosfato de tricresil (TCP), um tratamento de couro, que foi usado no encanamento de oxigênio líquido . O TCP torna-se instável e explosivo na presença de oxigênio puro e choque mecânico. Este erro custou duas vidas, causou ferimentos e perdeu várias aeronaves.

O X-1E, batizado de Little Joe , com o piloto Joe Walker.

As mudanças incluíram:

  • Um sistema de alimentação de combustível turbobomba, que eliminou o sistema de combustível de nitrogênio de alta pressão usado em '062 e '063. Preocupações com a fadiga do metal no sistema de combustível de nitrogênio resultaram no aterramento do X-1-2 após seu 54º voo em sua configuração original.
  • Uma asa superfina re-perfilada (⅜ polegadas na raiz ), com base no perfil da asa X-3 Stiletto , permitindo que o X-1E atinja Mach 2.
  • Um pára-brisas 'pontiagudo' substituiu o vidro original da estufa, um dossel de abertura para cima substituiu a escotilha lateral da fuselagem e permitiu a inclusão de um assento ejetável .
  • A adição de 200 portas de pressão para dados aerodinâmicos e 343 medidores de tensão para medir cargas estruturais e aquecimento aerodinâmico ao longo da asa e da fuselagem.

O X-1E voou pela primeira vez em 15 de dezembro de 1955, um voo planado controlado pelo piloto de testes da USAF Joe Walker . Walker deixou o programa X-1E em 1958, após 21 voos, atingindo uma velocidade máxima de Mach 2,21 (752 m/s, 2.704 km/h). O piloto de pesquisa da NACA John B. McKay assumiu seu lugar em setembro de 1958, completando cinco voos em busca de Mach 3 (1.021 m/s, 3.675 km/h) antes que o X-1E fosse permanentemente aterrado após seu 26º voo, em novembro de 1958, devido à descoberta de fissuras estruturais na parede do tanque de combustível.

Aeronave em exposição

X-1-1 #46-062 Glamorous Glennis no Museu Nacional do Ar e do Espaço. Sua cor é laranja internacional

Especificações (Bell X-1 #1 e #2)

Diagrama ortográfico Bell X-1

Dados da Bell Aircraft desde 1935, The X-Planes: X-1 a X-45

Características gerais

  • Tripulação: 1
  • Comprimento: 30 pés 11 pol (9,42 m)
X-1A, X-1B, X-1D: 35 pés 8 pol (10,87 m)
X-1C: 35,0 pés (10,67 m)
  • Envergadura: 28 pés 0 pol (8,53 m)
X-1E: 22 pés 10 pol (6,96 m)
  • Altura: 10 pés 10 pol (3,30 m)
  • Área da asa: 130 pés quadrados (12 m 2 )⠀
X-1E 115 pés quadrados (10,7 m 2 )
#2, X-1A, X-1B, X-1D NACA 65-108 (8% de espessura)
X-1E NACA 64A004
  • Peso vazio: 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)
  • Peso bruto: 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: Motores de Reação RMI LR-8-RM-5 6.000 lbf (27 kN)

atuação

  • Velocidade máxima: 1.612 mph (2.594 km/h, 1.401 kn)
X-1E: 1.450 mph (1.260 kn; 2.330 km/h)
  • Velocidade máxima: Mach 2,44
X-1E: M2.24
  • Resistência: 5 minutos de voo motorizado
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 4 minutos e 40 segundos de voo motorizado
X-1E: 4 minutos e 45 segundos de voo motorizado
  • Teto de serviço: 70.000 pés (21.000 m)
X-1A, X-1B, X-1C, X-1D: 90.000 pés (27.000 m)
X-1E: 75.000 pés (23.000 m)

Aparições notáveis ​​na mídia

Veja também

Diagrama ortográfico X-1E

Aeronaves de função, configuração e época comparáveis

Listas relacionadas

Referências

Notas

Bibliografia

  • "Quebrando a barreira do som". Maravilhas modernas (programa de TV) . 2003.
  • Hallion, Dr. Richard P. "Saga dos Foguetes". AirEnthusiast Five , novembro de 1977 – fevereiro de 1978. Bromley, Kent, Reino Unido: Pilot Press Ltd., 1977.
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  • Yeager, Chuck e Leo Janos. Yeager: Uma Autobiografia . Nova York: Bantam, 1986. ISBN  0-553-25674-2 .

links externos