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O avião-foguete hipersônico X-15, construído pela North American Aviation (NAA), ampliou significativamente nosso conhecimento sobre voos a velocidades superiores a Mach 6 (seis vezes a velocidade do som) e altitudes acima de 250.000 pés (76 km).
O primeiro voo motorizado do X-15, um projeto conjunto da NASA, da Força Aérea dos EUA e da Marinha dos EUA, ocorreu em 17 de setembro de 1959, no Flight Research Center, agora Armstrong Flight Research Center, na Base da Força Aérea (AFB) em Edwards, na Califórnia. O piloto de testes chefe da NAA, A. Scott Crossfield, pilotou este voo e outros voos de teste iniciais antes que a NASA e a Força Aérea tomassem posse da aeronave.
Entre 1959 e 1968, 12 pilotos completaram 199 missões, atingindo velocidades e altitudes cada vez maiores, conhecimento e experiência que mais tarde influenciaram o desenvolvimento de futuros programas, como o ônibus espacial.
As origens do X-15 remontam a 1952, quando o Comitê de Aerodinâmica do Comitê Consultivo Nacional para a Aeronáutica (NACA) adotou uma resolução para expandir seu portfólio de pesquisa para estudar voos em altitudes entre 12 e 50 milhas e números de Mach entre 4 e 10. A Força Aérea e a Marinha concordaram e conduziram estudos conjuntos de viabilidade nos centros de campo da NACA. Em 1955, a Força Aérea selecionou a North American Aviation (NAA), de Los Angeles, para construir três aeronaves hipersônicas X-15.
Em 1º de outubro de 1958, a nova istração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA) incorporou os centros da NACA e herdou o projeto X-15. Duas semanas depois, em 15 de outubro de 1958, o primeiro dos três aviões foi apresentado na instalação da NAA em Los Angeles, onde vários dos primeiros pilotos do X-15, incluindo Crossfield, estavam presentes.
Após a cerimônia, os trabalhadores embalaram a aeronave, colocaram-na em um caminhão plataforma e a levaram durante a noite para a High Speed Flight Station, renomeada pela NASA como Flight Research Center em setembro de 1959, onde todos os voos do X-15 ocorreram. Antes que esta primeira aeronave decolasse, a NAA apresentou o X-15-2 em 27 de fevereiro de 1959. O X-15-3 completou a pequena frota no início de 1960.
Como os aviões X anteriores, uma aeronave de transporte, neste caso um B-52 Stratofortress modificado, liberava o X-15 de 34.000 libras (15.400 kg) a uma altitude de 45.000 pés (13,7 km) para conservar seu combustível para a missão de pesquisa. Os voos ocorriam dentro do High Range, um corredor de voo que se estendia da AFB Wendover, Utah, até a zona de pouso do Rogers Dry Lake adjacente à AFB Edwards, com zonas de pouso de emergência ao longo do caminho.
As missões de pesquisa típicas duravam de 8 a 12 minutos e seguiam um perfil de alta altitude ou alta velocidade após o lançamento do B-52 e a ignição do motor-foguete do X-15. Após a queima do combustível, o piloto guiava a aeronave para um pouso não motorizado na pista do leito do lago.
Para ar as altas temperaturas durante o voo hipersônico e a reentrada na atmosfera, a carcaça externa do X-15 consistia em uma liga de níquel-cromo então nova, chamada Inconel-X. Como as superfícies aerodinâmicas tradicionais usadas para controle de voo na atmosfera não funcionam no quase vácuo do espaço, o X-15 usava seus propulsores do Sistema de Controle Balístico para controle de atitude enquanto voava fora da atmosfera.
A NAA usou 8 motores menores XLR-11, que produziam apenas 16.000 libras de empuxo, devido a atrasos no desenvolvimento do motor-foguete XLR-99 de 57.000 libras de empuxo, construído especificamente para o X-15. Nos primeiros 17 meses de voos de teste, o X-15 permaneceu significativamente subpotente.
O piloto chefe da NAA, Crossfield, tinha a responsabilidade principal de realizar os voos de teste iniciais do X-15 antes da entrega da aeronave à NASA e à Força Aérea.
Com Crossfield nos controles do X-15-1, o primeiro voo cativo, durante o qual o X-15 permaneceu preso à asa do B-52, ocorreu em 10 de março de 1959. Crossfield completou o primeiro voo planado não motorizado do X-15-1 em 8 de junho, com o voo durando apenas cinco minutos.
Em 17 de setembro, nos controles do X-15-2, Crossfield completou o primeiro voo motorizado de um X-15. Acionando todos os 8 motores XLR-11 por 224 segundos, ele atingiu uma velocidade de Mach 2.11, ou 1.393 milhas por hora (2.240 km/h), e uma altitude de 52.341 pés (16 km). Superando alguns problemas de hardware, ele trouxe a aeronave para um pouso bem-sucedido após um voo que durou pouco mais de nove minutos e percorreu 88 milhas (141 km).
Durante mais 12 voos, Crossfield expandiu o envelope de voo da aeronave para Mach 2.97 (3.154 km/h) e 88.116 pés (26,8 km) enquanto reunia dados importantes sobre suas características de voo. Seus últimos três voos usaram o motor XLR-99 de maior empuxo, o projetado para a aeronave. O 14º voo de Crossfield, em 6 de dezembro de 1960, marcou o fim do programa de testes contratado, e a North American entregou o X-15 à Força Aérea e à NASA.
Ao longo de nove anos, Crossfield e outros 11 pilotos – cinco da NASA, cinco da Força Aérea dos EUA e um da Marinha dos EUA – completaram um total de 199 voos do X-15, coletando dados sobre o desempenho aerodinâmico e térmico da aeronave voando até a “borda do espaço” e retornando à Terra. Os pilotos também conduziram uma série de experimentos, aproveitando as características únicas e o ambiente de voo do avião.
O piloto chefe da NASA, Joseph “Joe” A. Walker, voou o primeiro de seus 25 voos em março de 1960. Em seu voo final, em 22 de agosto de 1963, ele levou o X-15-3 a uma altitude de 354.200 pés (108 km), a mais alta alcançada no programa X-15, e um recorde para aeronaves pilotadas que se manteve até ser superado durante o voo final do SpaceShipOne em 4 de outubro de 2004.
Em 3 de outubro de 1967, o piloto da Força Aérea William J. “Pete” Knight voou o X-15A-2, com tanques externos totalmente abastecidos, para um recorde não oficial de velocidade para um veículo alado pilotado, de Mach 6.70 (8.273 km/h). A marca se manteve até ser superada durante a reentrada do ônibus espacial Columbia em 14 de abril de 1981.
O piloto da NASA Neil A. Armstrong e o piloto da Força Aérea Joe H. Engle voaram o X-15 antes de se juntarem ao corpo de astronautas da NASA. Armstrong voou sete vezes no X-15 antes de se tornar astronauta, quando voou na missão Gemini VIII em 1966 e deu os primeiros os da humanidade na Lua em julho de 1969. Engle tem a distinção única de ser a única pessoa a ter voado tanto o X-15 (16 vezes) quanto o ônibus espacial (duas vezes na atmosfera e duas vezes no espaço).
Sobre o primeiro voo motorizado do X-15, Engle disse que foi “um verdadeiro marco em um programa do qual ainda nos beneficiamos hoje”.
Informações da NASA
