X‑15 spalał 5 ton paliwa na minutę. Niezwykły rekord najszybszego samolotu świata

Lata 50. to w dziejach naszej cywilizacji okres wyjątkowy. Amerykańska gospodarka, rozpędzona drugą wojną światową, kwitła. Wolna Europa podnosiła się z gruzów, zasilana strumieniem pieniędzy z planu Marshalla.

Wizja kolejnego konfliktu – tym razem z Sowietami – dawała rządom możliwość inicjowania niesłychanie ambitnych projektów badawczych, zasilanych pieniędzmi z powojennego boomu gospodarczego. To właśnie wówczas rozpoczęto przedsięwzięcia, które w kolejnych dekadach zaowocowały technologiczną rewolucją i zmianami, dzięki którym nasz świat zmienił się bardziej, niż kiedykolwiek wcześniej.

Jednym z takich projektów był eksperymentalny samolot X-15. Maszyna wyjątkowa pod każdym względem – od wyglądu, poprzez napęd, po możliwości i rolę, jaką odegrała w historii lotnictwa i astronautyki.

Początki samolotu sięgają 1954 roku, kiedy to ogłoszono specyfikację planowanej maszyny. Wystarczyły 4 lata, by firma North American (przejęta później przez Boeinga) opracowała na jej podstawie samolot, jakiego nigdy wcześniej, ani później świat nie widział.

Charakterystyczny, czarny kolor X-15 wynikał z zastosowanego nowatorskiego materiału konstrukcyjnego. Poza newralgicznymi elementami, wykonanymi z tytanu, zastosowano stop o nazwie Inconel-X, czyli mieszankę m.in. chromu, niklu i żelaza. Wyróżniała go wyjątkowa odporność w szerokim zakresie temperatur – podczas lotu niektóre elementy samolotu nagrzewały się bowiem do 700-800 stopni Celsjusza.

Sprawiało to sporo problemów przy próbach zapoznania mechaników i przyszłych pilotów z charakterystyką Inconel-X – nie było jak zebrać próbek. Próby odcięcia kawałków stopu piłami tarczowymi kończyły się rozpadem tarcz, a odcinanie kawałków palnikiem nie przynosiło efektu. Cięty w ten sposób pręt najpierw w ogóle nie reagował, po czym rozgrzewał się do białości, nadal pozostając twardym. A po przekroczeniu punktu krytycznego spływał na podłogę, natychmiast na niej zastygając.

O tym, jak solidnie wykonany był samolot, dobitnie świadczy wypadek, do którego doszło, gdy X-15 stał na płycie lotniska. W skrzydło uderzył wówczas samochód, ciągnący przyczepę kempingową. Skrzydło przecięło wówczas przyczepę na pół, nie ponosząc żadnej – poza nieistotnymi zadrapaniami – szkody.

Tak wyjątkowa maszyna posiadała równie wyjątkowy napęd. Był nim silnik rakietowy XLR-99 – cudo inżynierii, pochłaniające 7 ton paliwa na 90 sekund pracy. Silnik ten zapewniał ciąg będący – po przeliczeniu - odpowiednikiem około 600 tys. koni mechanicznych. Nic dziwnego, że sam X-15 był w gruncie rzeczy wielkim zbiornikiem paliwa, z doczepionym kokpitem i małymi skrzydłami (o innym samolocie rakietowym przeczytacie w artykule "Me 163 - cudowna broń Hitlera")..

Dysza silnika XLR-99

Mocna konstrukcja połączona z potężnym silnikiem dawała X-15 unikatową możliwość rozpędzenia się do prędkości nieosiągalnej dla żadnego innego, załogowego samolotu – również współcześnie.

Aby zrozumieć, jak ważna i wykraczająca poza swoje czasy była to konstrukcja, wystarczy wspomnieć, że powstała zaledwie 15 lat od zakończenia II wojny światowej. Ludzkość dopiero niedawno wymyśliła tranzystor, ale miała maszynę zdolną rozpędzić się do ponad 7 tys. kilometrów na godzinę!

X-15 nie startował jak zwykły samolot. W powietrze unosił się, podwieszony pod skrzydłem zmodyfikowanego, wielkiego bombowca B-52. Właściwy start następował około 15 kilometrów nad ziemią.

X-15 startuje po odłączeniu się od B-52

Pilot uruchamiał silnik i - jak wspomina jeden ze śmiałków, dosiadających tej maszyny, Milt Thompson – dostawał kopa w plecy. Kopem tym było przeciążenie, sięgające około 4 G (czterokrotność przyciągania ziemskiego), które pilot musiał wytrzymać przez kilkadziesiąt sekund. W tym czasie samolot przyspieszał i wznosił się.

A ponieważ wznosił się bardzo wysoko, konstruktorzy musieli znaleźć rozwiązanie problemu, z którym nie mierzył się nikt przed nimi. Jak sterować samolotem w środowisku, gdzie prawie nie ma powietrza? Nie ma więc aerodynamiki, siły nośnej, a powierzchnie sterowe są – chwilowo – po prostu balastem?

Rozwiązaniem okazały się miniaturowe silniczki odrzutowe, pozwalające na kontrolowanie położenia maszyny na granicy kosmosu. No właśnie – na granicy? A może już poza nią?

Gdzie tak naprawdę zaczyna się przestrzeń kosmiczna? Poprzednik NASA, Komitet Doradczy do spraw Aeronautyki (National Advisory Committee for Aeronautics - NACA) zaproponował by wyznaczyć ją tam, gdzie ciśnienie spada poniżej jednego funta na stopę kwadratową (twórcy imperialnego systemu miar zasłużenie smażą się w piekle!), czyli na wysokości 50 mil (około 80,4 km).

Powszechnie uznawana jest jednak inna granica, uznawana przez Międzynarodową Federację Lotniczą (FAI). Jest nią linia Kármána, wyznaczona na wysokości 100 kilometrów.

X-15 podwieszony pod B-52

Nic zatem dziwnego, że piloci X-15, przekraczając granicę uznawaną przez NACA, otrzymywali odznakę astronauty. Istotny jest jednak fakt, że X-15 przebywał w kosmosie nie tylko według amerykańskich ale i międzynarodowych norm. W 1963 roku maszyna, za której sterami siedział Joe Walker, dwukrotnie przekroczyła linię Kármána, wznosząc się na 106 010 i 107 960 metrów.

Tym samym X-15 stał się pierwszym samolotem, zdolnym do osiągnięcia przestrzeni kosmicznej. Rekord pułapu pozostał niepobity przez ponad 40 lat – dopiero 4 października 2004 roku zbudowany przez Burta Rutana SpaceShipOne osiągnął 112 kilometrów.

X-15 ma jednak na koncie inny, ciągle niepobity rekord – prędkości lotu załogowego samolotu. W3 października 1967 roku ustanowił go Pete Knight który rozpędził się do 7274 km/h. Od tamtego czasu żaden człowiek nie poleciał samolotem szybciej od niego.

_ X-15 w czasie lotu_

Warto przy tym wspomnieć, że profile lotu X-15 różniły się w zależności od tego, co było ich celem. W przypadku osiągania wielkich prędkości X-15 najpierw wznosił się łagodnie, by po osiągnięciu pułapu z bardzo rozrzedzonym powietrzem zacząć się rozpędzać, korzystając ze zmniejszonych oporów aerodynamicznych. W przypadku lotów wysokościowych schemat był inny – pilot od początku wznosił się pod kątem około 45 stopni, redukując moc silnika.

Było to niezbędne z uwagi na bezpieczeństwo. Obliczeniowa wytrzymałość X-15 pozwalała w teorii powrócić z pułapu nawet 150 km, jednak obawiano się, że zbyt rozpędzony samolot może wznieść się na wysokość, z której nie da rady bezpiecznie wejść w atmosferę.

Nie był to wyłącznie hipotetyczny problem. W czasie jednego z lotów pilotowany przez Neila Armstronga (tak, tego Neila) X-15 odbił się od gęstniejącej atmosfery i zaczął ponownie wznosić. Rozwiązanie okazało się karkołomne – przyszły pierwszy człowiek na Księżycu musiał odwrócić maszynę tak, by lecąc głową w dół maksymalnie zwiększyć tarcie i ograniczyć prędkość.

Neil Armstrong przy X-15

Zaszczytu lotu X-15 doświadczyło w sumie 12 pilotów. Była to elita amerykańskiego lotnictwa – najlepsi z najlepszych. Ciągle jeszcze młodzi, ale już doświadczeni, obdarzeni końskim zdrowiem i wypracowaną podczas morderczych treningów wytrzymałością. Ta była niezbędna, by zachować świadomość nawet podczas fazy lotu, gdzie podczas wejścia w atmosferę przez półtorej minuty oddziaływało na nich przeciążenie 8 G.

Jeden z nich - Michael J. Adams – miał jednak przypadłość, którą z obawy przed odsunięciem od programu ukrywał przed lekarzami. Była to większa niż u innych pilotów podatność na zawroty głowy, występujące podczas szybkiego wznoszenia.

Podczas swojego siódmego lotu, będącego zarazem 191. lotem programu X-15, doszło do serii feralnych wypadków. Zapoczątkowała ją awaria systemu, odpowiedzialnego za kontrolowanie położenia. Co więcej, jeden z zainstalowanych w samolocie przyrządów badawczych zaczął zakłócać pracę aparatury pokładowej.

Wnętrze kabiny X-15

Fałszowało to wskazania dotyczące kursu, jednak kontrola misji zapewniła pilota, że wszystko jest w porządku i poleciła rozpoczęcia planowanych testów. Należało do nich m.in. przechylenie samolotu na boki, co Adams wykonał zbyt gwałtownie, jednak – zdezorientowany po wznoszeniu – nie zauważył problemu.

W rezultacie samolot ustawił się pod kątem około 15 stopni do kierunku lotu. Podczas próby wejścia w atmosferę samolot przy prędkości ponad 6 tys. km/h wpadł w korkociąg, z którego pilot nie mógł go wyprowadzić. Przeciążenia rzędu 15 G, oddziałujące na X-15 rozerwały samolot na wysokości około 20 kilometrów, rozrzucając jego szczątki na obszarze dziesiątek kilometrów kwadratowych.

Był to jedyny śmiertelny wypadek w czasie całego programu, liczącego w sumie 199 lotów.

Sam program został niebawem zamknięty – Amerykanie zebrali wystarczająco wiele doświadczeń i przeprowadzili zaplanowane eksperymenty, testując sprzęt i rozwiązania, które wykorzystano następnie m.in. w czasie misji kosmicznych.

X-20 Dyna-Soar - protoplasta wahadłowców

Co istotne, planowano budowę następcy X-15. Samolot kosmiczny X-20 Dyna-Soar miał być kolejnym etapem rozwoju rakietowych maszyn, będąc zarazem przodkiem późniejszych wahadłowców. Zbudowano pełnowymiarową makietę, przeprowadzono próby w tunelu aerodynamicznym, a nawet rozpoczęto szkolenie pilotów.

Decyzją ówczesnego sekretarza obrony, Roberta McNamary, skasowano jednak cały program, skupiając się na wojskowej stacji orbitalnej MOL - Manned Orbiting Laboratory (ten projekt kilka lat później również skasowano).

MOL (Manned Orbiting Laboratory) - niezrealizowany projekt wojskowej stacji kosmicznej

X-15, mimo upływu ponad pół wieku, pozostaje zatem niezwykłym pomnikiem ludzkiego geniuszu i odwagi, dzierżąc rekord, który - przynajmniej w najbliższej przyszłości – wydaje się niezagrożony. A co z liczbą 191?

Feralny lot o tym numerze okazał się pierwszą z serii katastrof lotniczych, w których pojawia się 191. W 1973 roku w czasie lotu o numerze 191 rozbił się należący do linii Prinair de Havilland DH.114 Heron 2B, a w 1979 roku katastrofą zakończył się lot 191 American Airlines – zginęły wówczas 273 osoby.

Czarną serię kontynuowały lot 191 Delta Air Lines i lot 5191 Comair, a zwieńczył – tym razem bez ofiar śmiertelnych - lot 191 JetBlue Airways. Pilot dostał wówczas ataku paniki i wykrzykując coś o bombie i katastrofie został przez drugiego pilota wyrzucony z kokpitu, po czym obezwładnili go przerażeni pasażerowie.

Tym samym liczba 191 dołączyła do symboli pecha. I choć jest mniej znana od skąpanego we krwi templariuszy 13. w piątek czy czarnego kota, niektóre linie lotnicze na wszelki wypadek nie oznaczają swoich lotów tym numerem. Zabobon zabobonem, ale 10 tys. metrów nad ziemią nikt nie chce kusić losu.