X-15

North American Aviation


Die X-15 erreichten nach dem Start von einer B-52 aus eine Höhe von bis zu 107.960 Meter. (Picture by NASA Dryden Flight Research Center)

Die X-15 sollte der National Advisory Committee for Aeronautics, NACA, der Vorläuferorganisation der NASA, neue Erkenntnisse über Aerodynamik sowie Werkstoff- und Flugsteuerungstechnologien liefern. Auch wollte man die psychologischen Aspekte eines Überschallfluges in großer Höhe erkunden. Im Jahr 1952 tat man sich mit der US Air Force und der US Navy zusammen und 1954 wurden die Spezifikationen für den geplanten Erprobungsträger festgelegt: Er sollte eine Flughöhe von 250.000 ft (76.200 m) erreichen können, und dabei eine Geschwindigkeit von bis zu 6.600 ft/s (7.243,2 km/h) haben. Um dies unbeschadet zu überstehen, wurde eine Flugzeughülle gefordert, die Temperaturen bis 1.200° Fahrenheit (648° C) standhält. Auch war von Anfang an geplant das Versuchsflugzeug mit einer Trägermaschine auf 15.000 m zu bringen, um es von dort aus zu starten. Nach dem Ausklinken und der Zündung des Antriebs sollte die Maschine eine Flugbahn in Form einer umgedrehten Parabel beschreiben: Erst ein steiler Steigflug und danach eine Sinkphase mit Wiedereintritt in die Atmosphäre. Die Landung sollte mit Kufen auf dem Rosamond-Salzsee geschehen. Das Projekt, das von der NACA geleitet wurde, bekam von der US Air Force die Bezeichnung X-15. Bell, North American, Douglas und Republic bewarben sich, den geforderten Spezifikationen folgend, mit ihren Vorschlägen. Ende September 1955 bekam North American Aviation (NAA) den Zuschlag für den Bau von drei X-15.
Für die X-15 wurden völlig neue technische Systeme und Techniken geschaffen. Um das Strukturgewicht möglichst gering zu halten, bestand die Zelle der X-15 aus dem Werkstoff Iconel-X, einer Chrom-Nickel-Aluminiumverbindung. Als Antrieb sollte das XLR-99-RM-1 Raketentriebwerk von Thiokol Chemical Corporation mit rund 235 kN Schub dienen. Als Treibstoff kamen Sauerstoff und Ammoniak zum Einsatz. Da die X-15 in sehr großen Höhen außerhalb der Erdatmosphäre fliegen würde, musste man ein Flugsteuerungssystem entwickeln, das sowohl aus konventionellen Steuerklappen als auch Steuertriebwerken bestand. Anfangs wurden Klappen und Steuertriebwerke getrennt bedient, bei der dritten X-15 kam dann ein Honeywell-System zum Einsatz, dass beide Funktionen zusammenfasste.
Die Fertigung der drei X-15 begann im September 1956 und zwei Jahre später kam die erste Maschine zur Edwards AFB. Am 10. März 1959 startete eine B-52 mit einer X-15 unter dem Flügel zu einem ersten Testflug. Am 8. Juni desselben Jahres wurde der erste Gleitflug unternommen. Diese Tests waren mit der ersten X-15 unternommen worden, die anfangs noch kein Triebwerk hatte. Die zweite Maschine wurde mit zwei XLR-11 Raketentriebwerken mit je 35,6 kN ausgerüstet, da das XLR-99 noch nicht zur Verfügung stand. Auch die erste Maschine bekam vorübergehen zwei XLR-11. Am 17. September 1959 flog die zweite X-15 zum ersten Mal mit Raketenantrieb. Am 5. November musste Scott Crossfield, der NAA-Projektpilot, der auch schon den Erstflug unternommen hatte, mit eben dieser zweiten Maschine notlanden. Er sank in knapp zwei Minuten fast 10.000 Meter und kam mit 450 km/h auf dem Rosamond-Salzsee auf. Die Maschine brach dabei in zwei Teile, so dass nur noch die erste X-15 einsatzfähig war, da man die dritte Maschine bereits für den Einbau des XLR-99 vorbereitete. Bei einem Bodentest mit dem neuen Triebwerk im Juni 1960 wurde allerdings auch das Heck der dritten Maschine zerstört.
Am 15. November startete dann die zweite Maschine wieder, nun mit dem XLR-99. Dies war der letzte Flug Crossfields, die Industrieerprobung war damit beendet und das eigentliche Forschungsprogramm konnte beginnen. Die nun mit dem XLR-99 zahlreich auftretenden Rekordflüge der NASA und USAF Piloten brachten der X-15 auch die Aufmerksamkeit der amerikanischen Medien. Im November 1962 kam es dann zu einem weiteren Landeunfall der zweiten X-15, so dass die Maschine ausführlichen Reparaturen und Modifikationen unterworfen wurde. So wurde der Treibstoffvorrat durch zwei abwerfbare Zusatztanks und die Verlängerung des Rumpfes um 73,66 cm  erhöht. Außerdem wurde eine zusätzliche Hitzeschutzschicht aufgetragen. Die Maschine wurde der NASA 1964 als X-15A-2 zurückgegeben. Später erhielt diese Maschine dann eine weiße M-25S Beschichtung, die Außentemperaturen bis zu 1648° C und somit Geschwindigkeiten bis Mach 8 ermöglichen sollte. Nun folgte auch der schnellste X-15-Flug: Am 3. Oktober flog Major William J. Knight Mach 6,72 (7.272 km/h). Allerdings musste er bei diesem Flug notlanden, da ein Versuchsträger für ein Staustrahltriebwerk, der an der X-15 angebracht war, durchschmolz. Dieser Flug ist aber bis heute Rekord für ein konventionell gesteuertes Fluggerät. Die dritte Maschine ging durch einen Absturz im November 1967 verloren, so dass nur noch die erste X-15 flog. Sie hatte ihren letzten Flug am 24. Oktober 1968. Insgesamt wurden mit den drei Maschinen 199 Flüge unternommen. Sie wurden dabei von 12 verschiedenen Piloten geflogen, unter ihnen auch Neil Armstrong. Einer von ihnen, Major Michael Adams, starb bei dem Absturz 1967, während die anderen Piloten, die einen Crash miterlebten, diesen meist unbeschadet überstanden. Alle Piloten trugen aufgrund der enormen Flughöhe, die die X-15 erreichte, Raumanzüge und diejenigen, die die X-15 in einer Höhe von 85 km oder mehr flogen, bekamen die Astronautenschwinge verliehen. Die erste und zweite Maschine sind in Museen bis heute erhalten geblieben. Das X-15 Programm kostete 300 Mio. Dollar. Es brachte der amerikanischen Luftfahrtindustrie wichtige Erkenntnisse im Werkstoffbereich als auch in der Flugsteuerung und diente nicht zuletzt auch für Experimente des Apollo-Programms.



Die erste X-15 (Picture by NASA Dryden Flight Research Center)

Bezeichnung des Flugzeugs: X-15A-2
Typ: Hochgeschwindigkeitsforschungsflugzeug
Hersteller: North American Aviation (NAA), Los Angeles, USA
Besatzung: 1 Pilot
Antrieb: 1 Thiokol XLR-99-RM-2 Einkammer-Flüssigkeits-Raketentriebwerk
Schub (kN): 256,8
Höchstgeschwindigkeit: Mach 6,72 (7.272 km/h)
Dienstgipfelhöhe (m): 107.960
Steigleistung: vom Luftstart in 15.000 m Höhe bis auf 100.000 m in 140 Sekunden
Reichweite (km): 450 beim typischen Testflug
Leergewicht (kg): 5.863
Startgewicht (kg): 15.300
Länge (m): 15,24
Höhe (m): 4,17
Spannweite (m): 6,7
Flügelfläche (m2): 18,58
Produktionszahlen: 3

Die X-15A-2 mit der weißen Beschichtung nach dem Start von der B-52 aus. (Picture by NASA Dryden Flight Research Center)



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Liste der X-Flugzeuge



 

Text by UncleK. Letztes Update:  7. September 2007