Perzyński: X-planes, czyli o tajemnicach amerykańskiej armii lepszych od kosmitów

24 grudnia 2019, 07:30 Innowacje
X-2_After_Drop_from_B-50_Mothership_-_GPN-2000-000396
Bombowiec B-50 zrzuca ponaddźwiękowy samolot X-2. Źródło: Wikipedia

Kiedy słyszymy zbitkę słów „tajemnice amerykańskiej armii”, słusznie przychodzą na myśl rzeczy dosłownie nie z tej ziemi. Po latach amerykańska agencja kosmiczna i wyjawia niektóre z nich – i nie, nie chodzi tu o życie pozaziemskie, tylko o coś lepszego, bo realnego: prototypy samolotów wojskowych, a dokładnie ich serię, tzw. X-planes. Warto przyjrzeć się kilku najciekawszym modelom, bo mają one istotny wpływ na lotnictwo, jakie znamy dzisiaj – pisze Michał Perzyński, dziennikarz BiznesAlert.pl.

Seria X-planes

Seria samolotów X-plane powstała zaraz po II wojnie światowej przede wszystkim po to, by przeprowadzać badania nad nowatorskimi technologiami i dzięki temu zdobyć przewagę nad Związkiem Radzieckim. Z tego też powodu znaczna część prac była owiana ścisłą tajemnicą, a o niektórych modelach nie wiemy nic aż do dziś. Wiele z eksperymentów nad tymi maszynami kończyło się niepowodzeniami, niekiedy nawet tragicznymi, ale jeszcze więcej jest przykładów takich rozwiązań, które z sukcesem były wcielane w życie na masową skalę i być może w jakimś stopniu przyczyniły się do przechylenia szali na stronę Zachodu.

Pokonać barierę dźwięku

Pierwszym wartym uwagi i pierwszym w ogóle modelem X-plane był samolot X-1, który wbił się w powietrze już w 1946 roku. Został on stworzony na zamówienie Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych przez firmę Bell Aircraft Corporation (która dzisiaj specjalizuje się w produkcji helikopterów bojowych), a jego głównym zadaniem było przekroczyć barierę dźwięku. Udało się to w październiku 1947 roku – został on zabrany na wysokość 13 tysięcy metrów przez bombowiec B-29 Superfortress, po czym dzięki silnikowi rakietowemu osiągnął prędkość 1541 kilometrów na godzinę, co na tamte czasy było absolutnym rekordem. X-1 nigdy nie wszedł do produkcji masowej, stworzono zaledwie kilka egzemplarzy, ale zasług tego projektu nie da się przecenić – latał na nim Neil Armstrong, a rozwiązania techniczne w nim zastosowane stanowiły prawdziwy kamień węgielny dla późniejszego podboju kosmosu.

Rekordowe prędkości

X-2 Starbuster, następca X-1, pokazał, że osiągnięcie gigantycznych prędkości nie jest tak trudnym wyzwaniem, jak zapanowanie nad nimi. Powstał on w 1952 roku, a inżynierowie postawili przed nim zadanie przekroczenia trzech machów, czyli trzykrotnie przewyższyć prędkość dźwięku. W takich warunkach potencjalnie śmiertelny może się okazać opór powietrza i związane z nim temperatury. Dlatego też Starbuster został zbudowany ze stali nierdzewnej oraz stopów miedzi i niklu. W 1956 roku w powietrze wzniósł go specjalny superbombowiec Boeing B-50, a X-2 udało się przy okazji pobić rekordowy pułap 38 466 metrów. Pilotujący go Milburn Apt osiągnął prędkość 3370 kilometrów na godzinę, ale wtedy popełnił błąd, który kosztował go życie: w kluczowym momencie wykonał gwałtowny zwrot, w efekcie czego stracił panowanie nad maszyną i się rozbił.

Napęd atomowy

Kto też mówi, że samolot musi być napędzany paliwem? X-6 dowodzi, że sam pomysł samolotu na energię elektryczną jest bardzo stary, bo sięga wczesnych lat 50. ubiegłego wieku. Firma Convair wpadła na pomysł, by zmodyfikować wielkie bombowce o wymownej nazwie B36-H Peacemaker tak, by mogły być one przenosić mały reaktor jądrowy, który by go zasilał. Stworzony został zatem specjalny reaktor, ale jego istotnym problemem była waga; wynosiła ona 200 ton, czyli zbyt wiele nawet jak dla największego bombowca. Dopiero firmie General Electric udało się stworzyć taki reaktor, który samolot mógłby unieść – ważył on 56 ton, z czego połowę stanowiły osłony antyradiacyjne. Jednak X-6 posiadał szereg wad, które sprawiły, że nigdy nie wyszedł on poza fazę prototypu: po pierwsze, jego koszt był szalenie wysoki, nawet jak na pozornie nieograniczony budżet amerykańskiej armii w szczytowym okresie zimnej wojny. Po drugie, problem promieniowania okazał się zbyt duży, ponieważ narażona na nie była nie tylko załoga samolotu, ale promienie wpływały też na stan opon, niezbędnych przecież do bezpiecznego lądowania. Po trzecie – co jeszcze ważniejsze, samolot taki był w stanie wznieść się w powietrze mimo wielkiej własnej masy, ale nie był w stanie zabrać praktycznie nic na pokład, co w przypadku bombowca niewątpliwie jest dyskwalifikującą wadą.

Pionowy start

Innym wartym uwagi modelem jest X-18. Zadaniem tego prototypu było opracowanie takiego systemu, który pozwalałby na pionowe startowanie i lądowanie. W 1955 roku w związku z napiętym grafikiem i ograniczonym budżetem stworzyła turbośmigłowy samolot z części innych jednostek wyrzuconych na złom, co jednak nie było głównym problemem tej maszyny. Jego największą bolączką była kwestia bezpieczeństwa – podczas pionowego startu był on bardzo narażony na nagłe podmuchy wiatru. Innym problemem był brak połączenia obu jednostek napędowych, co uniemożliwiało współdzielenie mocy silników i napędzanie wszystkich śmigieł w wypadku awarii jednej z jednostek napędowych. Maszyna ta wykonała 20 lotów, a za ostatnim razem pilotom cudem udało się uniknąć katastrofy. Podczas przejścia do zawisu na wysokości 3300 metrów nastąpiła awaria jednego ze śmigieł. W jej efekcie maszyna wpadła w korkociąg, ale załodze szczęśliwie udało się odzyskać kontrolę nad samolotem i bezpiecznie wylądować.

Inne modele

Modele X-planes wykorzystywane były głównie na potrzeby amerykańskiej armii – w ten sposób powstał znany model F-35. W ramach tej serii prowadzone były badania nad samolotami, które mogłyby wielokrotnie podróżować na orbitę ziemską i lądować jak zwykłe samoloty i bić kolejne rekordy prędkości (bezzałogowy X-43 rozpędził się do ponad 11000 km/h). Nowe technologie są testowane nie tylko po to, by zdobyć przewagę na polu bitwy. Dla przykładu najnowszy X-59 może zrewolucjonizować podróże samolotami z prędkościami ponaddźwiękowymi – miałby on wyeliminować główny ich mankament, czyli gigantyczny huk, jaki się wiąże z pokonywaniem bariery dźwięku. Doczekalibyśmy się wtedy godnego następcy Concorde’a, który byłby bardziej akceptowalny dla mieszkańców okolic lotnisk.

NASA kończy prace nad samolotem, który pokona barierę dźwięku bezszelestnie