Douglas X-3 Stiletto - Douglas X-3 Stiletto

X-3 Stiletto
Douglas X-3 NASA E-1546.jpg
Rolle Versuchsflugzeug
Hersteller Douglas
Designer Schuyler Kleinhans, Baily Oswald und Francis Clauser
Erster Flug 15. Oktober 1952
Im Ruhestand 23. Mai 1956
Status Bewahrt im National Museum der United States Air Force
Hauptbenutzer US-Luftwaffe
NACA
Anzahl gebaut 1

Die Douglas X-3 Stiletto war ein experimentelles Düsenflugzeug der USA aus den 1950er Jahren mit einem schlanken Rumpf und einer langen, sich verjüngenden Nase, hergestellt von der Douglas Aircraft Company. Seine Hauptaufgabe bestand darin, die Konstruktionsmerkmale eines Flugzeugs zu untersuchen, das für anhaltende Überschallgeschwindigkeiten geeignet ist , einschließlich der ersten Verwendung von Titan in wichtigen Flugzeugkomponenten . Douglas entwarf die X-3 mit dem Ziel einer Höchstgeschwindigkeit von ca. 2.000 mph, aber sie war für diesen Zweck stark untermotorisiert und konnte im Horizontalflug nicht einmal Mach 1 überschreiten . Obwohl das Forschungsflugzeugwar eine Enttäuschung, Lockheed-Designer verwendeten Daten aus den X-3-Tests für den Lockheed F-104 Starfighter, der ein ähnliches trapezförmiges Flügeldesign in einem erfolgreichen Mach 2-Jäger verwendete.

Design und Entwicklung

Die Douglas X-3 Stiletto war das schnittigste der frühen experimentellen Flugzeuge, aber ihre Forschungsleistungen waren nicht die ursprünglich geplanten. Es war ursprünglich für fortgeschrittene Mach-2-Turbojet-Antriebstests gedacht, fiel jedoch weitgehend in die Kategorie der Konfigurationsforscher, da seine Leistung (aufgrund unzureichender Triebwerke) nie seine ursprünglichen Leistungsziele erreichte. Das Ziel des Flugzeugs war ehrgeizig: Es sollte aus eigener Kraft vom Boden abheben, in große Höhe steigen, eine anhaltende Reisegeschwindigkeit von Mach 2 beibehalten und dann aus eigener Kraft landen. Das Flugzeug sollte auch die Machbarkeit von Flügeln mit niedrigem Seitenverhältnis und die großflächige Verwendung von Titan in Flugzeugstrukturen testen . Das Design der Douglas X-3 Stiletto ist Gegenstand des US-Geschmacksmusterpatents Nr. 172.588, das am 13. Juli 1954 an Frank N. Fleming und Harold T. Luskin erteilt und an die Douglas Aircraft Company, Inc. übertragen wurde.

Der Bau eines Paars X-3 wurde am 30. Juni 1949 genehmigt. Während der Entwicklung konnten die geplanten Westinghouse J46- Triebwerke die Anforderungen an Schub, Größe und Gewicht nicht erfüllen, sodass Westinghouse J34- Turbojets mit geringerer Schubkraft ersetzt wurden und nur 4.900 Pfund (22 Kilonewton) Schub mit Nachbrenner anstelle der geplanten 7.000 lbf (31 kN). Das erste Flugzeug wurde gebaut und am 11. September 1952 an die Edwards Air Force Base in Kalifornien ausgeliefert .

Die X-3 hatte eine ungewöhnlich schlanke, stromlinienförmige Form mit einer sehr langen, sanft zulaufenden Nase und kleinen trapezförmigen Flügeln . Ziel war es, eine möglichst dünnste und schlankste Form zu schaffen, um einen geringen Luftwiderstand bei Überschallgeschwindigkeit zu erreichen. Die verlängerte Nase sollte die Bereitstellung von Testausrüstung ermöglichen, während das halbvergrabene Cockpit und die Windschutzscheibe entworfen wurden, um die Auswirkungen von " thermischen Dickicht "-Bedingungen zu mildern . Die ungepfeilten Flügel mit niedrigem Seitenverhältnis wurden für hohe Geschwindigkeiten entwickelt und später verwendete das Lockheed- Designteam Daten aus den X-3-Tests für das ähnliche Flügeldesign des F-104 Starfighter. Aufgrund von Motor- und Flugzeugproblemen wurde das teilweise fertiggestellte zweite Flugzeug storniert und seine Komponenten als Ersatzteile verwendet.

Betriebshistorie

X-3 im Flug

Der erste X-3 "Hop" wurde am 15. Oktober 1952 von Douglas Testpilot Bill Bridgeman hergestellt . Während eines Hochgeschwindigkeits-Taxitests hob Bridgeman die X-3 vom Boden und flog sie etwa 1,6 km, bevor sie sich wieder auf dem Seegrund niederließ. Der offizielle Erstflug wurde von Bridgeman am 20. Oktober durchgeführt und dauerte etwa 20 Minuten. Bis zum Ende der Douglas-Tests im Dezember 1953 absolvierte er insgesamt 26 Flüge (die Hops mitgezählt). Diese zeigten, dass die X-3 stark untermotorisiert und schwer zu kontrollieren war; seine Startgeschwindigkeit war ungewöhnlich hoch – 260 Knoten (300 mph; 480 km/h). Ernsthafter, der X-3 erreichte seine geplante Höchstgeschwindigkeit nicht. Für seinen ersten Überschallflug musste das Flugzeug einen 15°-Sinkflug machen, um Mach 1,1 zu erreichen. Der schnellste Flug der X-3, durchgeführt am 28. Juli 1953, erreichte Mach 1,208 in einem 30°-Sturzflug. Ein Plan, den X-3 mit Raketenmotoren umzurüsten, wurde in Betracht gezogen, aber schließlich fallen gelassen.

Mit Abschluss des Auftragnehmer-Testprogramms im Dezember 1953 wurde die X-3 an die United States Air Force ausgeliefert . Die schlechte Leistung der X-3 bedeutete, dass nur ein verkürztes Programm gemacht wurde, um Erfahrungen mit Flügeln mit niedrigem Streckungsverhältnis zu sammeln. Lieutenant Colonel Frank Everest und Major Chuck Yeager machten jeweils drei Flüge. Obwohl sie von Piloten der Air Force geflogen wurden, wurden diese als NACA- Flüge gezählt. Mit dem letzten Flug von Yeager im Juli 1954 plante die NACA eine begrenzte Serie von Forschungsflügen mit der X-3. Die ersten Flüge befassten sich mit Längsstabilität und -kontrolle, Tragflächen- und Hecklasten und Druckverteilung.

NACA-Pilot Joseph A. Walker absolvierte am 23. August 1954 seinen Piloten-Checkout-Flug in der X-3 und führte dann im September und Oktober acht Forschungsflüge durch. Bis Ende Oktober wurde das Forschungsprogramm um Quer- und Richtungsstabilitätstests erweitert. In diesen Tests wurde die X-3 abrupt bei gewalzten Transonic und Überschallgeschwindigkeiten, mit dem Ruder zentriert gehalten. Trotz seiner Mängel war der X-3 ideal für diese Tests. Die Masse der Triebwerke, des Treibstoffs und der Struktur war in seinem langen, schmalen Rumpf konzentriert, während seine Flügel kurz und stämmig waren. Infolgedessen wurde die X-3 entlang ihres Rumpfes und nicht an ihren Flügeln "geladen". Dies war typisch für das Kampfflugzeug damals in der Entwicklung oder im Test.

Diese Tests würden zum bedeutendsten Flug der X-3 und zum Beinahe-Verlust des Flugzeugs führen. Am 27. Oktober 1954 machte Walker eine abrupte Linksrolle bei Mach 0,92 und einer Höhe von 30.000 Fuß (9.100 Meter). Die X-3 rollte wie erwartet, kippte aber auch um 20° auf und gierte 16°. Das Flugzeug kreiste fünf Sekunden lang, bevor Walker es wieder unter Kontrolle bringen konnte. Dann richtete er sich für den nächsten Testpunkt ein. Walker setzte die X-3 in einen Tauchgang und beschleunigte auf Mach 1,154 bei 9.862 m, wo er eine abrupte Linksrolle machte. Das Flugzeug nickte ab und registrierte eine Beschleunigung von -6,7  g (-66 m/s²), dann nickte es auf +7  g (69 m/s²) nach oben. Gleichzeitig rutschte die X-3 ab, was zu einer Belastung von 2  g (20 m/s²) führte. Walker gelang es, die X-3 unter Kontrolle zu bringen und erfolgreich zu landen.

Das X-3 Stiletto im R&D Hangar des US Air Force Museum , 2005

Die Nachfluguntersuchung ergab, dass der Rumpf an seiner maximalen Belastungsgrenze belastet war. Wäre die Beschleunigung höher gewesen, hätte das Flugzeug zerbrechen können. Walker und die X-3 hatten eine " Roll-Trägheits-Kopplung " erlebt , bei der ein Manöver in einer Achse ein unbefohlenes Manöver in einer oder zwei anderen verursacht. Zur gleichen Zeit waren mehrere nordamerikanische F-100 Super Sabres in ähnliche Vorfälle verwickelt. Ein Forschungsprogramm wurde von NACA gestartet, um das Problem zu verstehen und Lösungen zu finden.

Für die X-3 war der Rollkupplungsflug der Höhepunkt ihrer Geschichte. Das Flugzeug war nach dem Flug fast ein Jahr lang am Boden und erkundete nie wieder seine Rollstabilitäts- und Kontrollgrenzen. Walker unternahm zwischen dem 20. September 1955 und dem letzten am 23. Mai 1956 weitere zehn Flüge. Anschließend wurde das Flugzeug in das National Museum der United States Air Force ausgemustert .

Obwohl die X-3 nie ihre Absicht erfüllte, aerodynamische Daten bei Mach-2-Kreuzfahrten bereitzustellen, war ihre kurze Dienstzeit von Wert. Es zeigte die Gefahren der Roll- Trägheitskopplung und lieferte frühe Flugtestdaten zu diesem Phänomen. Sein kleiner, hoch beladener, ungepfeilter Flügel wurde im Lockheed F-104 Starfighter verwendet und war eines der ersten Flugzeuge, das Titan verwendete. Schließlich erforderten die sehr hohen Start- und Landegeschwindigkeiten der X-3 Verbesserungen in der Reifentechnologie.

Produktion

Zwei Flugzeuge wurden bestellt, aber nur eines wurde gebaut, das 51 Testflüge absolvierte.

Flugzeuge auf dem Display

Spezifikationen (X-3)

X-3 Stiletto 3 Ansichtsdiagramm WIKI-DE NASA.png

Daten von McDonnell Douglas-Flugzeugen seit 1920 Band 1

Allgemeine Charakteristiken

  • Besatzung: 1
  • Länge: 20,35 m
  • Spannweite: 22 Fuß 8 Zoll (6,91 m)
  • Höhe: 3,82 m (12 Fuß 6 Zoll)
  • Flügelfläche: 166,5 sq ft (15,47 m 2 )
  • Seitenverhältnis: 3
  • Leergewicht: 14.345 lb (6.507 kg)
  • Bruttogewicht: 9.435 kg (20.800 lb)
  • Max. Startgewicht: 22.400 lb (10.160 kg)
  • Triebwerk: 2 × Westinghouse XJ34-WE-17 Turbojets mit Nachverbrennung, 3.370 lbf (15,0 kN) Schub trocken, 4.900 lbf (22 kN) mit Nachbrenner

Performance

  • Höchstgeschwindigkeit: 613,5 kn (706,0 mph, 1.136,2 km/h) auf 20.000 Fuß (6.100 m)
  • Höchstgeschwindigkeit: Mach 0,987
  • Reichweite: 432 sm (497 mi, 800 km)
  • Ausdauer: 1 Stunde bei 512,7 kn (590,0 mph; 949,5 km/h) auf 30.000 Fuß (9.100 m)
  • Dienstobergrenze: 38.000 ft (12.000 m) absolut
  • Steiggeschwindigkeit: 19.000 ft/min (97 m/s)
  • Tragflächenbelastung: 124,9 lb/sq ft (610 kg/m 2 )
  • Schub/Gewicht : 0,476

Siehe auch

Flugzeuge vergleichbarer Rolle, Konfiguration und Epoche

Verwandte Listen

Verweise

  • Handbuch des United States Air Force Museums . Wright-Patterson AFB, Ohio: Air Force Association, Ausgabe 1975.
  • Winchester, Jim. "Douglas X-3." Konzeptflugzeuge: Prototypen, X-Planes und Versuchsflugzeuge . Kent, Großbritannien: Grange Books plc, 2005. ISBN  978-1-84013-809-2 .

Externe Links