El Douglas X-3 Stiletto era un avión a reacción experimental de los años 50 de los Estados Unidos con un fuselaje delgado y una nariz larga y cónica, fabricado por Douglas Aircraft Company. Su misión principal era investigar las características de diseño de un avión adecuado para velocidades supersónicas sostenidas , lo que incluyó el primer uso de titanio en los principales componentes de la estructura del avión . Douglas diseñó el X-3 con el objetivo de alcanzar una velocidad máxima de aproximadamente 2,000 mph, [2] pero no tenía mucha potencia para este propósito y ni siquiera podía exceder Mach 1 en vuelo nivelado. [3] Aunque el avión de investigaciónFue una decepción, los diseñadores de Lockheed usaron datos de las pruebas X-3 para el Lockheed F-104 Starfighter que usó un diseño de ala trapezoidal similar en un exitoso caza Mach 2.
Estilete X-3 | |
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Papel | Aviones experimentales |
Fabricante | Douglas |
Diseñador | Schuyler Kleinhans, Baily Oswald y Francis Clauser [1] |
Primer vuelo | 15 de octubre de 1952 |
Retirado | 23 de mayo de 1956 |
Estado | Conservado en el Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos |
Usuarios primarios | Fuerza Aérea de los Estados Unidos NACA |
Número construido | 1 |
Diseño y desarrollo
El Douglas X-3 Stiletto fue el más elegante de los primeros aviones experimentales, pero sus logros de investigación no fueron los originalmente planeados. Originalmente estaba destinado a las pruebas avanzadas de propulsión de turborreactores Mach 2, pero cayó en gran medida en la categoría de exploradores de configuración, ya que su rendimiento (debido a motores inadecuados) nunca alcanzó sus objetivos de rendimiento originales. [4] El objetivo de la aeronave era ambicioso: despegar del suelo por sus propios medios, ascender a gran altitud, mantener una velocidad de crucero sostenida de Mach 2 y luego aterrizar por sus propios medios. La aeronave también fue para probar la viabilidad de alas de relación de aspecto baja y el uso a gran escala de titanio en estructuras de aeronaves. El diseño del Douglas X-3 Stiletto es objeto de la patente de diseño estadounidense n.o 172.588 concedida el 13 de julio de 1954 a Frank N. Fleming y Harold T. Luskin y asignada a Douglas Aircraft Company, Inc.
La construcción de un par de X-3 se aprobó el 30 de junio de 1949. Durante el desarrollo, los motores Westinghouse J46 planeados del X-3 no pudieron cumplir con los requisitos de empuje, tamaño y peso, por lo que se sustituyeron los turborreactores Westinghouse J34 de menor empuje , produciendo solo 4.900 libras-fuerza (22 kilonewtons) de empuje con postquemador en lugar de las 7.000 lbf (31 kN) previstas. El primer avión fue construido y entregado a la Base de la Fuerza Aérea Edwards , California , el 11 de septiembre de 1952.
El X-3 presentaba una forma esbelta y aerodinámica inusual con una nariz muy larga y suavemente ahusada y pequeñas alas trapezoidales . El objetivo era crear la forma más delgada y esbelta posible para lograr una baja resistencia a velocidades supersónicas. La nariz extendida fue para permitir la provisión de equipo de prueba, mientras que la cabina y el parabrisas semienterrados fueron diseñados para aliviar los efectos de las condiciones de " espesura térmica ". La relación de aspecto baja, las alas no barridas fueron diseñadas para alta velocidad y más tarde el equipo de diseño de Lockheed usó datos de las pruebas X-3 para el diseño similar de ala del F-104 Starfighter. Debido a problemas con el motor y la estructura del avión, la segunda aeronave parcialmente terminada se canceló y sus componentes se utilizaron como repuestos. [5]
Historia operativa
El primer "salto" del X-3 fue realizado el 15 de octubre de 1952 por el piloto de pruebas de Douglas , Bill Bridgeman . Durante una prueba de rodaje de alta velocidad, Bridgeman levantó el X-3 del suelo y lo voló aproximadamente una milla (1,6 km) antes de volver a asentarse en el lecho del lago. El primer vuelo oficial lo realizó Bridgeman el 20 de octubre y duró unos 20 minutos. Hizo un total de 26 vuelos (contando el salto) al final de las pruebas de Douglas en diciembre de 1953. Estos mostraron que el X-3 tenía una potencia insuficiente y era difícil de controlar; su velocidad de despegue fue inusualmente alta: 260 nudos (300 mph; 480 km / h). Más en serio, el X-3 no se acercó a su velocidad máxima planificada. Su primer vuelo supersónico requirió que el avión hiciera una inmersión de 15 ° para alcanzar Mach 1.1. El vuelo más rápido del X-3, realizado el 28 de julio de 1953, alcanzó Mach 1,208 en una caída de 30 °. [3] Se consideró un plan para remodelar el X-3 con motores de cohete, pero finalmente se abandonó. [5]
Con la finalización del programa de prueba del contratista en diciembre de 1953, el X-3 fue entregado a la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . El bajo rendimiento del X-3 significaba que solo se haría un programa abreviado, para ganar experiencia con alas de baja relación de aspecto. El teniente coronel Frank Everest y el comandante Chuck Yeager hicieron tres vuelos cada uno. Aunque volaron pilotos de la Fuerza Aérea, estos se contabilizaron como vuelos NACA . Con el último vuelo de Yeager en julio de 1954, NACA hizo planes para una serie limitada de vuelos de investigación con el X-3. Los vuelos iniciales se centraron en la estabilidad y el control longitudinal, las cargas de las alas y la cola y la distribución de la presión.
El piloto de NACA Joseph A. Walker realizó su vuelo de verificación de piloto en el X-3 el 23 de agosto de 1954, luego realizó ocho vuelos de investigación en septiembre y octubre. A fines de octubre, el programa de investigación se amplió para incluir pruebas de estabilidad lateral y direccional. En estas pruebas, el X-3 se hizo rodar abruptamente a velocidades transónicas y supersónicas, con el timón centrado. A pesar de sus deficiencias, el X-3 fue ideal para estas pruebas. La masa de sus motores, combustible y estructura se concentraba en su fuselaje largo y estrecho, mientras que sus alas eran cortas y rechonchas. Como resultado, el X-3 se "cargó" a lo largo de su fuselaje, en lugar de sus alas. Esto era típico de los aviones de combate que se encontraban en fase de desarrollo o de pruebas.
Estas pruebas conducirían al vuelo más significativo del X-3 y la casi pérdida de la aeronave. El 27 de octubre de 1954, Walker hizo un giro a la izquierda abrupto a Mach 0,92 y una altitud de 30.000 pies (9.100 metros). El X-3 rodó como se esperaba, pero también subió 20 ° y giró 16 °. El avión giró durante cinco segundos antes de que Walker pudiera volver a controlarlo. Luego se preparó para el siguiente punto de prueba. Walker puso el X-3 en picado, acelerando a Mach 1,154 a 32,356 pies (9,862 m), donde hizo un brusco giro a la izquierda. La aeronave se inclinó hacia abajo y registró una aceleración de -6,7 g (-66 m / s²), luego se inclinó hacia arriba a +7 g (69 m / s²). Al mismo tiempo, el X-3 se deslizó lateralmente, lo que resultó en una carga de 2 g (20 m / s²). Walker logró controlar el X-3 y aterrizó con éxito.
El examen posterior al vuelo mostró que el fuselaje había sido sometido a su límite de carga máxima. Si la aceleración hubiera sido mayor, el avión podría haberse roto. Walker y el X-3 habían experimentado un " acoplamiento por inercia de balanceo " , en el que una maniobra en un eje provocará una maniobra no comandada en uno o dos otros. Al mismo tiempo, varios F-100 Super Sabres norteamericanos estuvieron involucrados en incidentes similares. La NACA inició un programa de investigación para comprender el problema y encontrar soluciones.
Para el X-3, el vuelo de acoplamiento de rodillos fue el punto culminante de su historia. La aeronave estuvo en tierra durante casi un año después del vuelo y nunca más exploró sus límites de control y estabilidad de balanceo. Walker realizó otros diez vuelos entre el 20 de septiembre de 1955 y el último el 23 de mayo de 1956. Posteriormente, el avión fue retirado al Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . [6]
Aunque el X-3 nunca cumplió con su intención de proporcionar datos aerodinámicos en crucero Mach 2, su breve servicio fue valioso. Mostró los peligros del acoplamiento por inercia de balanceo y proporcionó datos de pruebas de vuelo tempranas sobre el fenómeno. Su ala no barrida pequeña y altamente cargada se usó en el Lockheed F-104 Starfighter, [7] y fue uno de los primeros aviones en usar titanio. Finalmente, las altísimas velocidades de despegue y aterrizaje del X-3 requirieron mejoras en la tecnología de los neumáticos.
Producción
Se ordenaron dos aviones, pero solo se construyó uno, completando 51 vuelos de prueba.
Aeronaves en exhibición
- El X-3 fue transferido en 1956 para el Museo Nacional de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos en Wright-Patterson Air Force Base , Ohio. [8] A partir de 2008[actualizar], se exhibe en la Galería de Investigación y Desarrollo del Museo. [3]
Especificaciones (X-3)
Datos de aviones McDonnell Douglas desde 1920 Volumen 1 [9]
Características generales
- Tripulación: 1
- Longitud: 66 pies 9 pulg (20,35 m)
- Envergadura: 22 pies 8 pulgadas (6,91 m)
- Altura: 3,82 m (12 pies 6 pulg)
- Área del ala: 166,5 pies cuadrados (15,47 m 2 )
- Relación de aspecto: 3
- Peso vacío: 14.345 lb (6.507 kg)
- Peso bruto: 20,800 lb (9,435 kg)
- Peso máximo al despegue: 22,400 lb (10,160 kg)
- Planta motriz: 2 × turborreactores Westinghouse XJ34-WE-17 de postcombustión, 3,370 lbf (15,0 kN) de empuje cada uno en seco, 4900 lbf (22 kN) con postquemador
Actuación
- Velocidad máxima: 613,5 nudos (706,0 mph, 1.136,2 km / h) a 20.000 pies (6.100 m)
- Velocidad máxima: Mach 0.987
- Alcance: 432 millas náuticas (497 millas, 800 km)
- Resistencia: 1 hora a 512,7 nudos (590,0 mph; 949,5 km / h) a 30.000 pies (9.100 m)
- Techo de servicio: 38.000 pies (12.000 m) absolutos
- Velocidad de ascenso: 19.000 pies / min (97 m / s)
- Carga alar : 124,9 lb / ft2 (610 kg / m 2 )
- Empuje / peso : 0.476
Ver también
Aeronaves de función, configuración y época comparables
- Bristol 188
Listas relacionadas
- Lista de vuelos X-3
- Lista de aviones militares de los Estados Unidos
Referencias
- ^ Hartman, Edwin Phelps (1 de enero de 1970). Adventures in Research a History of Ames Research Center 1940-1965 . Bibliotecas de la Universidad de California.
- ^ "Mecánica Popular" . Revistas Hearst. Enero de 1954: 102 . Consultado el 4 de abril de 2018 . Cite journal requiere
|journal=
( ayuda ) - ^ a b c Winchester, Jim (editor general) (2007). Aviones conceptuales: prototipos, aviones X y aviones experimentales (reimpreso. Ed.). Hoo: Grange Books. pag. 88. ISBN 978-1-84013-809-2.
- ^ Hallion, Richard P. "La NACA, la NASA y la frontera supersónico-hipersónica". Informes técnicos de la NASA. Consultado el 7 de septiembre de 2011.
- ↑ a b Winchester, 2005, p. 89.
- ^ "Estilete Douglas X-3" . Museo Nacional de la Fuerza Aérea de EE. UU . ™ . Consultado el 4 de abril de 2018 .
- ^ Pace, Steve (1991). X-Fighters: cazas experimentales y prototipo de la USAF, XP-59 a YF-23 . Osceola, WI: Motorbooks International. pag. 130. ISBN 0-87938-540-5.
- ^ Guía del Museo de la Fuerza Aérea de Estados Unidos 1975, p. 88.
- ^ Francillon, René J. (1988). Aviones McDonnell Douglas desde 1920 Volumen 1 (Nueva ed.). Londres: Putnam. págs. 450–454. ISBN 978-0851778273.
- Guía del Museo de la Fuerza Aérea de los Estados Unidos . Wright-Patterson AFB, Ohio: Asociación de la Fuerza Aérea, edición de 1975.
- Winchester, Jim. "Douglas X-3". Concept Aircraft: prototipos, X-Planes y aviones experimentales . Kent, Reino Unido: Grange Books plc, 2005. ISBN 978-1-84013-809-2 .
enlaces externos
- Colección de fotos NASA Dryden X-3
- Hoja de datos de NASA-Dryden X-3
- Aeronave global: X-3 Stiletto