Hunter

X-15: Az űrrepülő, ami nem járt az űrben

Április végén hordozó-repülőgépéről leválva, hajtóműveinek begyújtásával repült a Virgin Galactic SpaceShipTwo űrrepülőgépe, ami némi emelkedés kíséretében elérte a hangsebességet, majd sima leszállást hajtott végre.

A mostani próbautat sokan az űrrepülés futurisztikus modelljeként értékelték, azonban mindezt egyszer már átélhette az Egyesült Államok az X-15 jelű géppel, ami végül soha nem jutott ki az űrbe, mégis az USA első világűr felé tett lépéseként értékelik.


Az X-15-öt a világ első űrrepülőgépeként harangozták be. A parányi repülőgépet egy B-52 bombázó szárnyához csatolták, majd közel 14 000 méteres magasságnál a pilóta begyújtotta a főhajtóművet, meredek emelkedésbe kezdett elégetve az összes üzemanyagot, végül a hajtóművek közreműködése nélküli leszállást hajtott végre a kaliforniai Edwards Légitámaszpont kiszáradt tómedrében. Az X-15 két repülése során 107 kilométeres magasságot és 6,7 Mach csúcssebességet ért el, repülési profilja ezáltal megegyezik a SpaceShipTwo-éval.

Az X-15 története ezzel gyakorlatilag véget is ért, pedig tervezői ennél jóval többet szerettek volna elérni a géppel, nevezetesen a Föld körüli pályára állást. 1956 februárjában az Egyesült Államok Légierejének Légi Kutatási és Fejlesztési Parancsnoksága (ARDC) elkezdett dolgozni az X-15 program folytatásán. A 7969 jelű projekt egy emberi űrrepülőgép kilövését és visszatérését tűzte ki célul, méghozzá igen gyors ütemben. A szovjet Szputnyik 1957 októberében lezajlott kilövése óriási nyomást jelentett, az űrversenyben ugyanis innentől már csak az emberi űrrepüléssel lehetett diadalt elérni. A Légierőhöz szép számmal érkeztek be a repülési cégek javaslatai. 1958 januárjának végére már olyan sok pályázat halmozódott fel, hogy a Légierő és a Nemzeti Repülési Tanácsadó Bizottság közös erővel kezdte meg a kiértékelésüket.

A benyújtott pályázatok között szerepelt az X-15 orbitális változata is, amit a gép építője, a North American Aviation terjesztett elő. A teszteken bizonyított szuborbitális változat 6600 kilogrammot nyomott, orbitális megfelelőjét ennél könnyebbre, mindössze 4500 kilogramm súlyúra tervezték, amit egy kétfokozatú gyorsító rakéta emelt volna a magasba. Az első fokozathoz három Navaho rakétát terveztek, míg a második fokozatot egyetlen Navaho gyorsította volna tovább, a harmadik fokozatként pedig maga az XLR-99 hajtóművel felszerelt X-15 szolgált volna. Ezzel a konfigurációval az orbitális X-15 legnagyobb földtávolsága (apogeum) 122 kilométer, a legkisebb (perigeum) pedig 76 kilométer lett volna.


Az alacsony perigeum azt jelentette, hogy az orbitális változatnak nem lett volna szüksége fékezőrakétákra a visszatéréshez. A légkörbe történő visszatérés túléléséhez az X-15 számára a bevezető élekhez berillium-oxidot, egy René 41 ötvözetből készült hőpajzsot, és a magas hőmérsékleteknek ellenálló Inconel X ötvözetből készült vastag géptörzset terveztek. A szuborbitális változattal ellentétben az orbitális X-15 egyszer használatos lett volna. A pilóta katapultálás után, ejtőernyői segítségével fejezte volna be az utat, míg gépe a Mexikói-öbölben végezte volna, amit nem terveztek kiemelni. A North American projektje szerint az emberi repülés 30 hónapon belül megvalósítható lett volna, mindössze 120 millió dollárból.

A gyártó első lépésként megalkotta az X-15B-t, egy nagyobb modellt, ami két fő számára is alkalmas volt a repülésre. Ez a változat két Navaho rakétát használt első fokozatként, egyetlen Navahot második fokozatként és az űrrepülőgép Rocketdyne építésű XLR105 Atlas hajtóművét harmadik fokozat gyanánt. A repülési terv egyszerű volt: az első fokozat leválása után a második 80 másodpercen át ég, majd 120 kilométeres magasságtól az X-15B már saját erejéből kapaszkodik tovább óránként 28 800 kilométeres sebességre gyorsulva fel, ami három kör megtételére elég földkörüli pályán, mielőtt a pilóta begyújtja a visszatéréshez az XLR105-ös hajtóművet, hogy a gép - akárcsak egy hagyományos repülőgép - az Edwards kifutópályáján landoljon.


A North American borítékolta javaslati csomagját és Washingtonban átadta az illetékeseknek az első amerikai űrbejuttatását célzó pályázat keretében. Emellett azonban 421 további pályázat érkezett, több is a jóval egyszerűbb kapszula rendszerekben gondolkozva. Az X-15B szép csendben eltűnt a süllyesztőben. A North American 1959 végén átszerkesztette javaslatát, egy Saturn I rakétát tervezve a kilövéshez, mellyel egy kétfős legénységet juttathattak volna több száz kilométeres magasságba, egy állandó pályára, de a javaslat ezúttal sem jutott egyetlen lépéssel sem tovább. A NASA a Mercury programmal volt elfoglalva, míg a légierőnek is akadt éppen elég saját repülési projekt, ami lekötötte az erőforrásaikat, így az X-15 és az X-15B végérvényesen a feledés homályába veszett.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • sanyicks #61
    Az állásszög nem arányos a fékezés sebességével, csak egy tényezője. A sebességvesztés a aktuális sebesség, ereszkedési sebesség (és ebből következően a légsűrűség), és az állásszögtől függ. Nem hiszem

    De nagyon szépen lehet az ilyesmiket tesztelgetni az Orbiter nevű űrszimulátorban. Hiába csak egy szimulátor, iszonyúan reális tud lenni, bár a sérülésmodellezés nem az igazi.
  • sanyicks #60
    a probléma az elméleteteddel az, hogy ha annyira rossz lenne a felhajtóerő nem kéne bedönteni... mert nem azért dönt be légkörbe lépéskor a sikló hogy nagy élmény legyen az űrhajósoknak, vagy hogy légiparádét csináljon, hanem hogy a felhajtóerőt a kanyarokban oldalirányban "elégesse", mert sok a fölösleges felhajtóerő...
    A légkör sűrűségénel változása nagyon régóta ismert dolog, és nem jelent semmiféle problémát.

    Azért nem lehet más profilt választani, mert azt mondják hogy jó az a kapszulás stílusú meredek ereszkedés, nem kell variálni... ja jó csak brutális hővédelem kell, és ha megsérül akkor tuti hogy halál.

    A féltégla szerű repülési tulajdonságok a normál kifutópályára forduló siklórepülés fázisában jönnek ki, addig viszont éppen a felhajtóerővel kell "küzdeni". Bár kérdés hogy mihez képest féltégla, mert nem sok ekkora gép repked siklórepülésben amivel össze lehetne hasonlítani.
  • kamov #59
    Annak hogy a Shuttle nagy állásszögű (40fok) belépéssel és az ebből eredő nagy ballisztikai együtthatóval rendelkezett az igen komoly okai a pilótafülke ablakai voltak. Ezek védelmére nagy állásszög kellett ami gyors fékezést, ami hirtelen nagy hőmennyiséget vont maga után. A pálya (maga a menetirány) és a légkör kb 1,1-1-2 fokos szöget zárt be.

    A Shuttle utódjának tervezett Venture-Star ablakok híján már alacsonyabb belépési szöggel és kisebb belépéskori állásszöggel repült volna, így a belépőélek és az orrkúp felmelegedése lement volna 1000 fok környékére, vagy az alá, ami lehetővé tette volna fémes hővédő pajzs alkalmazását.

  • Vol Jin #58
    Ott a probléma, hogy 20 Machra nehéz strapabíró szárnyat tervezni. Ezért az űrsikló önmagában egy ormótlan szárny. Tehát nem csak az adja a felhajtóerőt, ami kilóg oldalt a törzsből, és az óvodás is rámutat, hogy az a szárny, azzal repül, hanem a törzs is nagy részt vesz ki ebből a munkából. Szóval az egész konstrukció egy vitorlázó féltégla, ami nehezen manőverezhető.

    A másik probléma meg az, hogy a légkör nem egyenletesen ritkul a magassággal, vagy sűrüsödik a magasság csökkenésével, hanem úgymond hirtelen. Mármint ami a visszatérést illeti. Szóval belép a szerkezet a ritka légkörben, és szépen elnyújtva akarna lassulni. Lassul mondjuk egy picit. Na de ehhez alacsonyabb keringési pálya tartozik, és elkezd süllyedni. Sebaj gondolod, arra jók a szárnyak, hogy ezt korrigálva emelkedjen. Csakhogy nem tud, mert az egész konstrukció egy féltégla, ha meg szép nagy manőverező szárnyai lennének, ami ezt tudja, az meg szétszakadna a francba, mert 20 Mach az 20 Mach. Tehát a ritka légkörből egyszerűen bezuhanna a sűrűbe anélkül, hogy húzni tudná az ereszkedés idejét. Belépéskor egyszerűen az eldobott kő pályáján mozog. A szárnyai csak arra jók a belépéskor, hogy ne pörögjön meg ficánkoljon.
  • Deus Ex #57
    Cifu úr űrsiklós cikksorozata érintette a kérdés lényegét, a kulcs az űrsikló ballisztikai együtthatója [BE]. Az STS magas BE koncepciót valósította meg, ennek vonzata a féltégla visszatérési profil és az ezt biztosító kerámia hőpajzs. Az alacsony BE példája lehet a Skylon, a heatsink hőpajzsával, meg ha jól veszem ki, az X-15 is ezt az irányt követte.
    Fentiek alapján azt gondolom, az alkalmazható visszatérési profil eldőlt a koncepció választással együtt, s ez a doksi is ezt erősíti meg, nem lehet alapvetően más leszállási eljárást választani.

  • sanyicks #56
    [URL=http://dl.dropboxusercontent.com/u/5862163/orbiter%202013-05-14%2019-18-39-88.mkv]Nesze bazz "felrajzoltam" neked 3D-ben az orbiterrel[/URL]
    A piros nyíl (D) meglepő módon Drag-et jelent vagyis légellenállást. Azzal ellentétes irányból "jön" a levegő, ha nem tudnád. Bár manuális irányítással birkózni kell vele, látható hogy piros vonal elképzelt ellentéte rohadtul az űrrepülő alsó részét éri ha sikerül rendesen megtarani irányban, ugyanúgy vízszintben ugyanúgy 90 fokot döntve, és 180 fokot döntve, fejjel lefelé...
    Az AoA(angle of attack, angolul nagyon beszédes maga a név is, alpha betűvel is szokták jelölni) nevű repülésben használt változó jelzi a gépek hasa és a beérkező "áramlat" által bezárt függőleges szöget. Ezt pozitívban tartva, és a "slip"-et (oldalazás, az áramlat és a géptörzs által bezárt horizontális szög) 0 közelében tartva mindig a gép hasa fogja kapni az áldást...
  • sanyicks #55
    Vicces hogy te beszélsz a fizikai tudásról amikor láthatóan neked ez nagyon hiányzik. Egy egyszerű rajzot sem vagy képes értelmezni hát még logikusan gondolkodni.
    De a legviccesebb az, hogy nyomod a baromságot, el sem olvasva a linkelt forrásokat amiben feketén fehéren le van írva az amit én is írtam( 16000 mph-nál 47 mérföld magasságban 60-80 fokos döntögetés), nem bírod felfogni hogy mi az az állásszög, nem vagy képes felfogni a beérkező levegő és a géptest összefüggéseit. De erre számítottam, hiszen kb minden topikban ezt csinálod.
    Trollkodsz kötekedsz kiforgatsz tudás nélkül.

    Ezt írtad: "azonos irányba fog nézni, és az STS-t gyorsítani fogja lefelé. Így a gép kevésbé fog lassulni,"

    Akárhogy verheted magad, ez baromság. A sűrű légkörbe érve nem kevésbé fog lassulni hanem GYORSABBAN.

    A belépési szög és a bedöntési szög még mindig két teljesen különböző fogalom :)
  • fszrtkvltzttni #54
    Az egyetlen értelmes következtetésed, hogy "hirtelen ereszkedne a sűrűbb légkörbe, majd elégne". Ezért lehet csak kicsit manőverezni az STS-sel, mert vagy elég vagy visszadobja a légkör.
  • fszrtkvltzttni #53
    Az az ábra nagyon jól szemléltette a primitív gondolkodásodat.
    Hol volt 110° és mennyi ideig? Talán ott ahol a légellenállás még kicsi, és nagyon rövid ideig.
    Ülj le egy fizika tankönyv elé, rajzold föl a [email protected] erőknek a függőleges és vízszintes irányú komponenseit, tűnődj el azon, hogy mi is a célod a lejövetelnél (segítek, a vízszintes sebességkomponens csökkentése úgy, hogy közben a függőleges lehetőleg ne nőjön nagyra), aztán ha valami csoda történik talán észreveszed, hogy a visszatérés lehetőségei nem is olyan tágak, mint azt képzeled. Ha az STS nem az optimális bedőlési szögben van, akkor a gép visszapattan vagy elkezd lezuhanni. Ennyi.

    "már ez is egy nevetséges felvetés, még ha ebben az esetben elméletről is lenne szó, alapvető logikai bukvenc van benne. Pont hogy sokkal jobban lassulna mert hirtelen ereszkedne a sűrűbb légkörbe, majd elégne..."
    Az a nevetséges, hogy arról sincs fogalmad mi az a vektoriális mennyiség, és hogy gyorsulhat egy test úgy, hogy közben nem változik a sebességének a nagysága. Oda is írtam, hogy LEFELÉ gyorsul. Érted, függőleges irányú sebességkomponense nő. Nincs ebbe semmi logikai bukfenc, csak össze vagy zavarodva, mert alapvető matek és fizikai ismereteid hiányoznak. Anélkül viszont olvasgathatod a NASA-t attól még nem fogsz okosabbakat mondani.
  • sanyicks #52
    A columbia mint ürsiklónak mi köze van a harang alakú űrhajókhoz? :)
    Hagyományos alatt a meredek, hagyományos harang alakú űrhajós stílusú űrsiklóbelépést értettem, mert ettől nem akartak elszakadni a nasa-nál a lentebb írt okok miatt (félelem az újtól, és az akkoriban még gyenge számítógépek)

    A belépési szög kb semmit sem jelent az űrsikló esetében(ésszerű keretek közt), csak azt a pontot ahol eléri a légkört a hajtómű gyújtástól számítva. Onnantól a bedöntéssel lehet szabályozni az ereszkedési pályát, (akár újra ki is emelkedhetnének az űrbe, ha akarnának)...

    Persze a hagyományos STS szabvány belépési profilnál nincs túl nagy szabadság, hiszen elég közel, pl kalifornia partjainál éri el a légkört, és már floridában földet kéne érnie(ez nem nagy távolság egy űrjárműnek). De ha jóval előbb érné el, mondjuk a csendes óceán közepén, sokkal kevésbé intenzív lassításra lenne szükség, így a hőhatás maximuma is csökkenne, bár a kisebb hőhatás tovább tartana ez logikus. Ha így tettek volna a columbiánál, lehet hogy kibírta volna a belépést. De akár mégjobban is meg lehetett volna nyújtani (ez mind csak a fedélzeti számítógép szoftverétől függ).